ВОЗДУШНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КЛАССИФИКАТОР С СЕПАРАЦИОННОЙ РЕШЕТКОЙ

Полезная модель относится к устройствам, которые используются для классификации уловленных частиц по фракциям. Устройство может быть использовано в химической, фармацевтической, пищевой, строительной и металлургической промышленности.
Известен воздушный центробежный классификатор [см. патент RU 100434, В07В 7/083, 20.12.2010], содержащий наружный цилиндроконический корпус с крышкой, выполненной воронкообразной с выходным отверстием, расположенным вверх, патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенным на крышке, и патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, внутренний цилиндроконический корпус со слабоконической крышкой, установленной вершиной вверх с образованием с ним кольцевой щели, и патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, лопатки, расположенные равномерно между цилиндрическими участками наружного и внутреннего корпусов и снабженные механизмами фиксированного поворота вокруг горизонтальных осей, и трубу для подачи исходного материала вместе с воздушным потоком, расположенную в нижней части наружного корпуса.
Недостатком является невысокая чистота осаждаемой фракции, использование разрежения для отвода очищенного газового потока и невысокое качество сепарации.
Известен пылеуловитель-классификатор с соосно расположенными трубами [см. патент RU 201604, B01D 45/04, В04С 5/103, 23.12.2020], содержащий корпус, осевую трубу входа газопылевого потока с его подачей сверху пылеуловителя, экран, приемный бункер для сбора пыли и патрубок вывода очищенного газа. На противоположном конце осевой трубы входа газопылевого потока установлено коническое днище для выгрузки сыпучего материала, при этом в нижней части цилиндрической трубы выполнены прорези прямоугольной формы, экран представляет собой поперечную перегородку, установленную в кольцевом пространстве пылеуловителя-классификатора между корпусом и осевой трубой, в поперечной перегородке выполнены равноудаленные радиальные отверстия в четном количестве, причем прорези прямоугольной формы выполнены напротив площадки, расположенной между соседними отверстиями поперечной перегородки, при этом перегородка расположена строго над прямоугольными прорезями, кроме того, патрубок вывода очищенного газа находится в верхней части корпуса. Сечение для прохода газа на всем пути преодоления сопротивлений остается неизменным, обеспечивая тем самым равнопроточность потоку газа.
Недостатком является недостаточная чистота осаждаемой фракции в виду частичного уноса твердых частиц крупной фракции восходящим потоком.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является пылеуловитель-классификатор с коническим корпусом [см. патент RU 207306, B01D 45/12, B01D 45/04, В04С 5/103, 21.10.2021], содержащий корпус, осевую трубу входа газопылевого потока с его подачей сверху пылеуловителя, экран, приемный бункер для сбора пыли и патрубок вывода очищенного газа, на противоположном конце осевой трубы входа газопылевого потока установлено коническое днище для выгрузки сыпучего материала, при этом в нижней части цилиндрической трубы выполнены прорези прямоугольной формы, экран представляет собой поперечную перегородку, установленную в кольцевом пространстве пылеуловителя-классификатора между корпусом и осевой трубой, в поперечной перегородке выполнены равноудаленные радиальные отверстия в четном количестве, причем прорези прямоугольной формы выполнены напротив площадки, расположенной между соседними отверстиями поперечной перегородки, при этом перегородка расположена строго над прямоугольными прорезями, кроме того, патрубок вывода очищенного газа находится в верхней части корпуса, который имеет переменное сечение, при этом верхняя часть корпуса выполнена цилиндрической до места установки экрана, начиная с экрана, корпус расширяется к низу, соединяясь с верхней приемной частью бункера для сбора пыли.
Недостатком прототипа является недостаточная селективность процесса сепарации в виду частичного уноса твердых частиц крупной гранулометрической фракции восходящим потоком газа из бункера для сбора пыли.
Задачей полезной модели является разработка воздушного центробежного классификатора с сепарационной решеткой, в котором устранены недостатки аналогов и прототипа.
Техническим результатом является повышение селективности процесса сепарации за счет снижения частичного уноса твердых частиц крупной и средней гранулометрических фракций обратным восходящим турбулентным потоком газа из внутренней области бункера для сбора пыли, при соударении о плоские стенки сепарационной решетки частицы тяжелой фракции отскакивают вниз, поток газа разбивается на множество струек.
Технический результат достигается воздушным центробежным классификатором с сепарационной решеткой, содержащим корпус, осевую трубу с выполненными в нижней ее части прорезями прямоугольной формы, поперечную перегородку с равноудаленными радиальными отверстиями, при этом перегородка расположена строго над прямоугольными прорезями, выполненными напротив площадки, расположенной между соседними отверстиями поперечной перегородки, днище коническое, приемный бункер, патрубок для вывода очищенного газа, при этом внутри приемного бункера установлена сепарационная решетка, образующая собой множество непересекающихся каналов квадратной формы.
Сущность полезной модели поясняется следующим чертежом: на фиг. 1 изображен в продольном разрезе воздушный центробежный классификатор с сепарационной решеткой.
Цифрами на чертеже обозначены:
1 - корпус;
2 - труба входа газопылевого потока;
3 - прорези прямоугольной формы;
4 - поперечная перегородка;
5 - отверстия радиальные;
6 - днище коническое;
7 - приемный бункер;
8 - патрубок вывода очищенного газа;
9 - сепарационная решетка.
Воздушный центробежный классификатор с сепарационной решеткой содержит корпус 1, осевую трубу 2 входа газопылевого потока с выполненными в нижней ее части прорезями прямоугольной формы 3, через которые запыленный поток газа поступает в кольцевое пространство между корпусом 1 и трубой 2, поперечную перегородку 4, служащую для дополнительной сепарации и разделения твердых частиц в закрученном газопылевом потоке, с равноудаленными радиальными отверстиями 5 для отвода очищенного газа, при этом перегородка расположена строго над прямоугольными прорезями 3, выполненными напротив площадки, расположенной между соседними отверстиями 5 поперечной перегородки 4, днище коническое 6, расположенное с противоположной входу стороны трубы 2 и предназначенное для выгрузки сыпучего материала., приемный бункер 7 для сбора пыли, патрубок 8 для вывода очищенного газа через верхнюю часть корпуса 1, при этом внутри приемного бункера 7 установлена сепарационная решетка 9, образующая собой множество непересекающихся каналов квадратной формы. При этом корпус 1 имеет переменное сечение, верхняя часть которого выполнена цилиндрической до места установки перегородки 4, далее корпус 1 расширяется к низу, соединяясь с верхней частью приемного бункера 7.
Предлагаемый воздушный центробежный классификатор с сепарационной решеткой работает следующим образом.
Запыленный газовый поток поступает сверху воздушного центробежного классификатора во внутреннюю часть осевой трубы 2 и движется вниз, достигая прорезей прямоугольной формы 3, выполненных в нижней части трубы 2. После чего резко меняет свое направление на 180°, при этом за счет сил инерции, возникающих при изменении направления движения запыленного потока газа на противоположное, частицы пыли крупной фракции осаждаются и поступают в бункер 7 для сбора пыли через отверстие, выполненное в коническом днище 6. При этом установленная сепарационная решетка 9 внутри бункера 7 для сборы пыли, представляющая собой множество непересекающихся каналов квадратной формы, разбивает нисходящий поток газа, который инерционно движется с частицами пыли крупной и среднедисперсной фракций через коническое днище 6 на множество хаотических газовых струек, неспособных подхватывать крупно- и среднедисперсные частицы пыли и уносить их восходящим потоком газа в кольцевое пространство между внутренней стороной корпуса и осевой трубой 2. При выходе газопылевого потока из каждой прямоугольной прорези 3, он разбивается на две одинаковые составляющие этого потока, которые начинают вращаться в кольцевом пространство между внутренней конической стороной корпуса и осевой трубой 2, в направлении противоположном друг другу. Причем для повышения эффективности осаждения и предохранения от частичного уноса потоком газа частиц тяжелой фракции цилиндрическая часть корпуса 1 с места установки поперечной перегородки 4 переходит в расширяющийся к низу конус. Таким образом, каждая прорезь прямоугольной формы 3, выполненная в трубе 2, формирует два равномерных вихревых потока, вращающихся в небольшом кольцевом пространство между внутренней стороной корпуса и осевой трубой 2 с малыми радиусами вихрей. Это позволяет создавать высокие значения центробежных сил в аппарате при относительно невысоких скоростях газопылевого потока.
Далее средние и оставшиеся крупные частицы пыли за счет сил, возникающих во вращающемся газопылевом потоке между нижней частью расширяющегося конуса корпуса 1 и осевой трубой 2, смещаются от центра к периферии вихревых структур и опускаются вниз к приемному бункеру 7 для сбора пыли. При этом очищенный газовый поток движется преимущественно в центральной зоне вихревых структур снизу-вверх и, достигая поперечной перегородки 4, происходит дополнительное разделение и очистка газового потока за счет того, что диаметр радиальных отверстий 5 меньше ширины кольцевого зазора между корпусом 1 и трубой 2, и очищенный газ проходит в центральную часть отверстия 5, а запыленный газовый поток, ударяясь о поперечную перегородку 4, выбивает оставшиеся твердые частицы. Очищенный преимущественно от крупно- и среднедисперсных частиц размером более 30 мкм газовый поток выходит из воздушного центробежного классификатора с сепарационной решеткой через патрубок вывода очищенного газа 8, расположенный в верхней цилиндрической части корпуса 1, при этом сечение для прохода газа на всем пути преодоления сопротивлений остается неизменным, обеспечивая тем самым равнопроточность потоку газа.
Таким образом, в предлагаемом воздушном центробежном классификаторе с сепарационной решеткой по сравнению с прототипом восходящий поток, образующийся при выходе из конического днища и осесимметрично меняющий направление на 180°, разрушается о сепарационную решетку, представляющую собой множество непересекающихся каналов квадратной формы, на множество хаотических газовых струек неспособных подхватывать крупно- и среднедисперсные частицы пыли и уносить их в кольцевой зазор, что позволяет повысить селективность процесса сепарации.