RU2625841C2

RU2625841C2 - Method of separation of finely dispersed powders

Info

Publication number: RU2625841C2
Application number: RU2015155419A
Authority: RU
Inventors: Владислав Станиславович Прокопенко; Рашид Ризаевич Шарапов; Александр Михайлович Агарков
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2017-07-19
Also published as: RU2015155419A

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: method of separating fine dispersed powders includes the introduction of a raw material and an air stream into a separation zone, the separation of the starting material by opposing forces, the removal of the grits and the intermediate product, the precipitation of the intermediate in the precipitation devices, and the return of air to the separation zone. In the course of the movement of air between the separation zone and the precipitation devices, an additional intermediate product is separated in the inertial concentrator into a finished product coming with air into the precipitation devices and a coarse product that gravitates into the separation air return pipe and, together with air from the precipitation devices, returns to separation zone.

EFFECT: increasing the efficiency of separation of fine dispersed powders.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области для разделения тонкодисперсных порошков и может быть использовано при производстве строительных материалов, в металлургической, горной и других отраслях промышленности.The invention relates to the field for the separation of fine powders and can be used in the production of building materials, in the metallurgical, mining and other industries.

Известен центробежный воздушно-проходной сепаратор (патент на полезную модель №40606 опубл. 20.09.2004 г., Бюл. №26) предназначенный для разделения тонкодисперсных порошков. Способ разделения в нем основан на вводе продуктов разделения и перемешивания их с воздухом внутри корпуса устройства. Разделение исходного продукта на крупку и готовый продукт происходит за счет разнонаправленных сил в зоне вращающегося ротора. С целью повышения эффективности разделения в нижней части центробежного сепаратора образована камера смешивания исходного материала с сепарационным воздухом, который затем поднимает весь исходный продукт в зону сепарации. Хорошее перемешивание исходного продукта с сепарационным воздухом происходит за счет воздействия на исходный продукт сепарационного воздуха в трех уровнях.Known centrifugal air-passage separator (patent for utility model No. 40606 publ. September 20, 2004, Bull. No. 26) intended for the separation of fine powders. The separation method in it is based on the introduction of separation products and mixing them with air inside the device. The separation of the initial product into grains and the finished product occurs due to multidirectional forces in the area of the rotating rotor. In order to increase the separation efficiency, a chamber for mixing the source material with separation air is formed in the lower part of the centrifugal separator, which then lifts the entire source product into the separation zone. Good mixing of the initial product with separation air occurs due to the impact on the initial product of separation air in three levels.

Недостаток этого устройства для разделения в том, что воздействие сепарационного воздуха впрямую на исходный продукт увеличивает турбулентность воздушных потоков внутри самого сепаратора, что увеличивает его размеры и снижает эффективность разделения. Другим недостатком такой конструкции является то, что очень сложен механизм управления процессом разделения, снижающий эффективность разделения, и как следствие производительность данного аппарата.The disadvantage of this separation device is that the effect of separation air directly on the original product increases the turbulence of the air flows inside the separator itself, which increases its size and reduces the separation efficiency. Another disadvantage of this design is that the separation process control mechanism is very complicated, which reduces the separation efficiency, and as a result, the performance of this apparatus.

Известен ближайший аналог (Бауман, В.А. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций / В.А. Бауман, Б.В. Клушанцев, В.Д. Мартынов. - М.: Машиностроение, 1981, с. 172, рис. 122) заявленного изобретения, как наиболее близкий по совокупности существенных признаков. Описано устройство, которое реализует следующий способ разделения тонкодисперсных порошков: исходный материал поступает в корпус центробежного сепаратора, где перемешивается с воздухом, поступающим извне. Далее пылевоздушная смесь поступает в зону действия вращающегося ротора и приводится во вращательное движение. За счет сил тяжести и центробежных сил в корпусе центробежного сепаратора происходит разделение исходного продукта на крупку и готовый продукт. Крупка выпадает в нижнюю часть центробежного сепаратора и самотеком выводится из центробежного сепаратора, а готовый продукт с воздухом выносится в циклоны, где освобождается от воздуха и осаждается, образуя готовый продукт, который отправляется на склад. Освободившись от готового продукта воздух при помощи внешнего вентилятора возвращается обратно в корпус центробежного сепаратора, где снова смешивается с исходным материалом и процесс повторяется. Между центробежным сепаратором и внешним вентилятором расположен патрубок, соединяющий систему с фильтром сепарационного воздуха. В данный фильтр сбрасываются излишки воздуха, засосанные в сепарационную систему через различного рода неплотности в системе.The closest analogue is known (Bauman, V.A. Mechanical equipment of enterprises of building materials, products and structures / V.A.Bauman, B.V. Klushantsev, V.D. Martynov. - M .: Mechanical Engineering, 1981, p. 172, Fig. 122) of the claimed invention, as the closest in combination of essential features. A device is described that implements the following method for the separation of fine powders: the source material enters the centrifugal separator body, where it is mixed with air from the outside. Next, the dusty air mixture enters the zone of action of the rotating rotor and is driven into rotational motion. Due to gravity and centrifugal forces in the centrifugal separator housing, the separation of the initial product into grits and the finished product occurs. Grain falls to the bottom of the centrifugal separator and gravity is removed from the centrifugal separator, and the finished product with air is taken out into cyclones, where it is freed from the air and precipitated, forming the finished product, which is sent to the warehouse. Having freed itself from the finished product, the air is returned to the centrifugal separator body using an external fan, where it is again mixed with the starting material and the process is repeated. Between the centrifugal separator and the external fan there is a pipe connecting the system to the separation air filter. Excess air sucked into the separation system through various leaks in the system is discharged into this filter.

Недостатком этого устройства для разделения является низкая эффективность разделения, в результате чего в крупке появляется готовый продукт.The disadvantage of this separation device is the low separation efficiency, as a result of which the finished product appears in the grains.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение эффективности разделения тонкодисперсных порошков за счет извлечения из крупки готового продукта.The present invention is aimed at improving the separation efficiency of fine powders by extracting the finished product from the grains.

Это достигается тем, что способ для разделения тонкодисперсных порошков включает ввод исходного материала и воздушного потока в зону сепарации, разделение исходного материала под действием противоположно направленных сил, вывод крупки и промежуточного продукта, осаждение промежуточного продукта в осадительных устройствах и возврат воздуха в зону сепарации. В предложенном решении по ходу движения воздуха между зоной сепарации и осадительными устройствами осуществляют дополнительное разделение в инерционном концентраторе промежуточного продукта на готовый продукт, поступающий с воздухом в осадительные устройства, и грубый продукт, который самотеком поступает в патрубок возврата сепарационного воздуха и вместе с воздухом от осадительных устройств возвращается в зону сепарации.This is achieved by the fact that the method for separating fine powders includes introducing the starting material and the air stream into the separation zone, separating the starting material under the action of oppositely directed forces, removing the grains and the intermediate product, precipitating the intermediate product in precipitation devices and returning the air to the separation zone. In the proposed solution, in the direction of the air flow between the separation zone and precipitation devices, an intermediate product is additionally separated in an inertial concentrator into a finished product that enters the precipitation device with air and coarse product that flows by gravity into the separation air return pipe and together with the precipitation air devices returns to the separation zone.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена схема устройства для разделения тонкодисперсных порошков.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a diagram of a device for the separation of fine powders.

Устройство для разделения тонкодисперсных порошков состоит из центробежного сепаратора 1, в верхней части которого расположены устройства для подачи 2 исходного материала в сепаратор. Разделенный на две фракции материал выходит из центробежного сепаратора: по патрубку 3 крупка, а по патрубку 4 с сепарационным воздухом - промежуточный продукт. Центробежный сепаратор настроен таким образом, что из него по патрубку 4 выводится промежуточный продукт, более крупный, чем готовый. За счет меньшего эффекта ортокинетической коагуляции из центробежного сепаратора в инерционный концентратор с воздухом выносится большая часть готового продукта, за счет чего эффективность центробежного сепаратора возрастает. В инерционном концентраторе 5 происходит отделение грубого продукта, крупнее готового, который самотеком выходит из него и поступает в патрубок 10 возврата сепарационного воздуха и с воздухом поступает в центробежный сепаратор 1. Отделенный в инерционном концентраторе от грубого продукта готовый продукт поступает по патрубку 6 с воздухом в осадительные циклоны 7, где осаждается и идет на склад готовой продукции. Освобожденный от мелкой фракции воздух направляется по патрубку 8 к внешнему вентилятору 9, а от него - в центробежный сепаратор 1. Далее по газоходу 10 установлен патрубок 11 для соединения с фильтром 12 сепарационного воздуха.A device for the separation of fine powders consists of a centrifugal separator 1,in the upper part of which there are feeding devices 2 source material into the separator. Divided into two fractions, the material leaves the centrifugal separator: pipe 3 grains, and on pipe 4 with separation air - an intermediate product. The centrifugal separator is configured in such a way that an intermediate product larger than the finished product is discharged through pipe 4. Due to the smaller effect of orthokinetic coagulation, most of the finished product is carried out from the centrifugal separator to the inertial concentrator with air, due to which the efficiency of the centrifugal separator increases. Inertial hub 5 there is a separation of the coarse product, larger than the finished product, which by gravity leaves it and enters the pipe 10 return of the separation air and enters the centrifugal separator 1 with air.The finished product separated in the inertial concentrator from the coarse product enters through precipitation pipe 6 with air into precipitation cyclones 7, where it precipitates and goes to the finished product warehouse. The air released from the fine fraction is directed through the pipe 8 to the external fan 9,and from it to the centrifugal separator 1. Further along the gas duct 10 pipe 11 installed for connection with filter 12 separation air.

За счет ортокинетической коагуляции (Дуда В. Цемент / Пер. с нем. Е.Ш. Фельдмана: Под ред. Б.Э. Юдовича. - М.: Стройиздат, 1981, 228 с.), в крупку вместе с крупными частицами попадают и мелкие, соответствующие по своему размеру готовому продукту, что снижает эффективность разделения. По ходу движения сепарационного воздуха между центробежным сепаратором и циклонами установлен инерционный концентратор таким образом, что выделенная в нем из пылевоздушного потока готовый продукт с воздухом поступает в осадительные циклоны, а грубая продукт самотеком поступает в патрубок возврата сепарационного воздуха, который возвращается в центробежный сепаратор. Вывод из центробежного сепаратора более грубого, чем готовый, продукта позволяет вывести из центробежного сепаратора больше мелкой фракции, соответствующей по своему размеру готовому продукту.Due to orthokinetic coagulation (Duda V. Cement / Translated from German by E.Sh. Feldman: Edited by B.E. Yudovich. - M .: Stroyizdat, 1981, 228 pp.), They fall into the grains together with large particles and small, appropriate in size to the finished product, which reduces the separation efficiency. In the direction of the separation air, an inertial concentrator is installed between the centrifugal separator and the cyclones in such a way that the finished product extracted from it from the dusty air stream enters the precipitation cyclones, and the coarse product flows by gravity into the return pipe of the separation air, which returns to the centrifugal separator. The output from the centrifugal separator coarser than the finished product allows you to remove from the centrifugal separator more fine fraction corresponding in size to the finished product.

Способ может быть осуществлен на предложенном устройстве для разделения тонкодисперсных порошков.The method can be carried out on the proposed device for the separation of fine powders.

Грубомолотый материал, например цемент, направляется в устройства для подачи 2 и затем в центробежный сепаратор 1, где перемешивается с сепарационным воздухом, поступающим через газоход 10. За счет разнонаправленных сил, образованных вращающимся ротором и вращающимся потоком воздуха, в центробежном сепараторе происходит разделение исходного продукта на крупку и промежуточный продукт. Центробежный сепаратор работает таким образом, что он выделяет более грубый продукт, чем является готовый продукт. В связи с этим из центробежного сепаратора выносится больше готового продукта из-за меньшего эффекта ортокинетической коагуляции. Разделившись в корпусе центробежного сепаратора на две фракции, крупка выходит из патрубка 3 самотеком, а промежуточный продукт выходит в виде аэровзвеси по патрубку 4.Coarsely ground material, such as cement, is sent to the feed device 2 and then to the centrifugal separator 1,where it is mixed with separation air entering through the duct 10. Due to the multidirectional forces formed by the rotating rotor and the rotating air flow, the centrifugal separator separates the initial product into grits and an intermediate product. The centrifugal separator works in such a way that it emits a coarser product than the finished product. In this regard, more finished product is removed from the centrifugal separator due to the lesser effect of orthokinetic coagulation. Having divided into two fractions in the centrifugal separator case, the grain comes out of the nozzle 3 by gravity, and the intermediate product exits as an air suspension through the nozzle 4.

Промежуточная фракция попадает в инерционный концентратор 5, где разделяется на готовый продукт и грубый продукт. Грубый продукт самотеком поступает в газоход 10 и с воздухом поступает в центробежный сепаратор, а готовый продукт идет по патрубку 6, осаждаясь в осадительных циклонах 7, выпадает в его нижнюю часть и направляется на склад готовой продукции. Сепарационный воздух из осадительных циклонов 7 направляется по патрубку 8 во внешний вентилятор 9, из которого по патрубку 10 обратно в центробежный сепаратор 1. Далее по ходу воздушного потока в газоходе 10 установлен патрубок 11, который соединен с фильтром сепарационного воздуха 12, в который поступает часть воздуха, засосанного через различного рода неплотности.The intermediate fraction enters the inertial concentrator 5, where it is divided into a finished product and a coarse product. The coarse product by gravity enters the gas duct 10 and enters the centrifugal separator with air, and the finished product goes through the nozzle 6, precipitating in precipitation cyclones 7, falls into its lower part and goes to the finished product warehouse. Separation air from precipitation cyclones 7 is directed through a pipe 8 to an external fan 9 , from which through a pipe 10 back to a centrifugal separator 1 . Further along the air flow in the duct 10 a pipe 11 is installed , which is connected to the filter of separation air 12 , which receives part of the air sucked through various types of leaks.

В рассмотренном прототипе за счет эффекта ортокинетической коагуляции вместе с крупными частицами в крупку выпадают и мелкие частицы. Однако известным способом в установке для разделения тонкодисперсных порошков невозможно выделять максимальное количество мельчайших частиц материала. В нашем случае, из центробежного сепаратора выделяются промежуточный продукт, более крупный, чем готовый продукт, который поступает в инерционный концентратор 5, где уже происходит отделение от готового продукта. Благодаря меньшему ортокинетическому эффекту количество готового продукта, которое выделяет установка, возрастает. В связи с этим эффективность предлагаемого устройства возрастает.In the considered prototype, due to the effect of orthokinetic coagulation, together with large particles, small particles fall into the grains. However, in a known manner in the installation for the separation of fine powders it is impossible to allocate the maximum number of fine particles of material. In our case, an intermediate product is separated from the centrifugal separator, larger than the finished product, which enters the inertial concentrator 5, where separation from the finished product is already taking place. Due to the smaller orthokinetic effect, the amount of the finished product, which the installation emits, increases. In this regard, the effectiveness of the proposed device increases.

..

Claims

A method for separating fine powders, comprising introducing a starting material and an air stream into a separation zone, separating the starting material under the action of oppositely directed forces, removing the grains and the intermediate product, precipitating the intermediate product in precipitation devices, and returning air to the separation zone, characterized in that during the movement of air between the separation zone and precipitation devices carry out additional separation in the inertial concentrator of the intermediate product at the ready the second product that enters the precipitation device with air and the coarse product, which flows by gravity into the return pipe of the separation air and returns to the separation zone together with the air from the precipitation devices.