ВОЗДУШНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНО-ИНЕРЦИОННЫЙ КЛАССИФИКАТОР
AIR OPERATED ROTARY INERTIAL CLASSIFIER

Изобретение относится к машиностроению, в частности к воздушным центробежно-инерционным классификаторам, и может быть использовано в строительной, горно-обогатительной, химической, металлургической и других отраслях промышленности для разделения по крупности различных сыпучих материалов.
Известен воздушный центробежно-инерционный классификатор, содержащий наружный цилиндроконический корпус с крышкой, патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенным на крышке корпуса, и патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, внутренний цилиндроконический корпус с плоской крышкой, установленной на корпусе с образованием с ним кольцевой щели и с возможностью линейных перемещений в вертикальной плоскости, и патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, лопатки, снабженные механизмом фиксированного поворота вокруг горизонтальной оси и расположенные равномерно между цилиндрическими участками наружного и внутреннего корпусов, и трубу для подачи исходного материала вместе с воздушным потоком, расположенную в нижней части наружного корпуса (SU 899165, B07B 7/08, опубликовано 23.01.1982).
Известен также воздушный центробежно-инерционный классификатор, содержащий наружный цилиндроконический корпус, снабженный патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, и крышкой с патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, внутренний цилиндроконический корпус со слабоконической крышкой, установленной на корпусе вершиной вверх с образованием с ним кольцевой щели, и патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, промежуточный цилиндроконический корпус, расположенный между наружным и внутренним цилиндроконическими корпусами и снабженный патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, поворотные лопатки, снабженные механизмом фиксированного поворота вокруг горизонтальной оси и расположенные равномерно между цилиндрическими участками промежуточного и внутреннего корпусов, и трубу для подачи исходного материала вместе с воздушным потоком, расположенную в нижней части классификатора (SU 1036401, B07B 7/08, опубликовано 23.08.1983).
Однако известные классификаторы обладают недостаточно высокой эффективностью разделения материала. Этот недостаток связан с тем, что не весь двухфазный поток, содержащий частицы крупной и мелкой фракции, проходит через межлопаточное пространство, образованное установленными под определенным углом от вертикали поворотными лопатками, и приобретает закрутку. Часть двухфазного потока поступает в пространство между крышкой наружного корпуса и крышкой внутреннего корпуса через конструктивный зазор между лопатками и стенками промежуточного и внутреннего корпусов, минуя лопатки, соответственно, не приобретает закрутку и не подвергается разделению по крупности. В связи с этим частицы крупной фракции выводятся из классификатора вместе с частицами мелкой фракции, что снижает эффективность классификации.
Задача изобретения состоит в повышении эффективности разделения материала за счет устранения выведения из классификатора частиц крупной фракции вместе с частицами мелкой фракции путем обеспечения прохождения всего двухфазного потока, содержащего частицы крупной и мелкой фракции, через межлопаточное пространство, образованное установленными под определенным углом от вертикали поворотными лопатками, и его закручивания вокруг вертикальной оси классификатора.
Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата воздушный центробежно-инерционный классификатор, содержащий наружный цилиндроконический корпус с крышкой, выполненной воронкообразной с выходным отверстием, расположенным вверху, патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенным на крышке корпуса, и патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, внутренний цилиндроконический корпус со слабоконической крышкой, установленной вершиной вверх, и патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, лопатки, снабженные механизмом фиксированного поворота вокруг горизонтальной оси и расположенные равномерно между цилиндрическими участками наружного и внутреннего корпусов, и трубу для подачи исходного материала вместе с воздушным потоком, расположенную в нижней части наружного корпуса, отличается тем, что цилиндрические части внутреннего и промежуточного корпусов выполнены с кольцевыми карманами, а поворотные лопатки своими боковыми частями расположены в этих карманах.
Изобретение поясняется чертежом - общий вид классификатора, продольное осевое сечение.
Воздушный центробежно-инерционный классификатор содержит наружный цилиндроконический корпус 1, снабженный крышкой 2, патрубком 3 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенным на крышке 2, и патрубком 4 для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса 1, внутренний цилиндроконический корпус 5, выполненный в верхней части с кольцевым карманом 6 и снабженный слабоконической крышкой 7, установленной вершиной вверх с образованием с ним кольцевой щели 8, и патрубком 9 для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса 5, промежуточный цилиндроконический корпус 10, выполненный в верхней части с кольцевым карманом 11 и снабженный патрубком 12 для вывода крупной фракции, лопатки 13, расположенные равномерно своими боковыми частями в карманах 6 и 11 и снабженные механизмами 14 фиксированного поворота вокруг горизонтальных осей, и трубу 15 для подачи исходного материала вместе с воздушным потоком, расположенную в нижней части классификатора.
Воздушный центробежно-инерционный классификатор используют следующим образом.
На выходе патрубка 3 создают разрежение, например, вентилятором (на чертеже не показан). Затем через трубу 15 в пространство между внутренним цилиндроконическим корпусом 5 и промежуточным цилиндроконическим корпусом 10 вместе с воздушным потоком подают исходный сыпучий материал. В пространстве между коническими частями цилиндроконических корпусов 5 и 10, являющемся зоной воздушно-гравитационного разделения, происходит выделение из двухфазного потока материала. Наиболее крупные частицы материала под действием гравитационной силы падают в нижнюю часть промежуточного цилиндроконического корпуса 10 и через патрубок 12 и патрубок 4 выводятся из классификатора. Оставшиеся частицы материала под действием преобладающей силы аэродинамического сопротивления вместе с воздушным потоком перемещаются в верхнюю часть классификатора. Проходя через межлопаточное пространство, образованное установленными посредством механизма поворота 14 под определенным углом от вертикали лопатками 13, двухфазный поток приобретает тангенциальную составляющую скорость и закручивается вокруг вертикальной оси классификатора. В центробежной зоне разделения, образованной крышками 2 и 7, на частицы материала в горизонтальной плоскости действуют две противоположно направленные силы: центробежная сила, направленная к периферии, и сила аэродинамического сопротивления, направленная к центру. Крупные частицы материала под действием преобладающей центробежной силы перемещаются на периферию, осаждаются на внутренней поверхности наружного цилиндроконического корпуса 1, ссыпаются вниз и выводятся из классификатора через патрубок 4. Часть крупных частиц под действием турбулентных пульсаций воздушного потока и взаимных столкновений частиц материала попадает в центральную часть центробежной зоны разделения.
Крупные частицы теряют скорость и под действием гравитационной силы осаждаются на слабоконическую крышку 7, ссыпаются с нее, через кольцевую щель 8 попадают во внутренний корпус 5 и через патрубок 9 и патрубок 4 выводятся из классификатора. Для мелких частиц воздействие силы аэродинамического сопротивления преобладает над центробежной силой, поэтому они вместе с воздушным потоком через патрубок 3 выводятся из классификатора. Патрубок 3 связан со стандартными устройствами для отделения мелкой фракции материала от воздуха, например, циклоны и/или фильтры (на чертеже не показаны).
Благодаря тому что цилиндрические части внутреннего и промежуточного цилиндроконических корпусов выполнены с кольцевыми карманами 6 и 11, а поворотные лопатки 13 своими боковыми частями расположены в этих карманах 6 и 11, весь двухфазный поток, проходя межлопаточное пространство, приобретает тангенциальную составляющую скорости, закручивается вокруг вертикальной оси классификатора и подвергается разделению. Это исключает попадание крупной фракции в готовый продукт. Таким образом, по сравнению с прототипом эффективность предложенного классификатора будет существенно выше.
Границу разделения исходного материала на мелкую и крупную фракции регулируют путем изменения угла наклона лопаток 13 посредством поворотного механизма 14. При увеличении угла наклона от вертикали граница разделения уменьшается, т.к. увеличивается тангенциальная скорость движения двухфазного потока и, соответственно, увеличивается центробежная сила, воздействующая на материал. При уменьшении угла наклона поворотных лопаток 13, граница разделения увеличивается.