ВОЗДУШНЫЙ ТРЕХПРОДУКТОВЫЙ КЛАССИФИКАТОР
THREE-PRODUCT AIR SEPARATOR

Изобретение относится к машиностроению, в частности к воздушным классификаторам, и может найти применение в строительной, химической, горнообогатительной, металлургической и других отраслях промышленности для разделения различных сыпучих материалов по крупности на три фракции.
Известен двухпродуктовый воздушно-гравитационный классификатор, содержащий классификационную шахту, патрубок для подачи исходного материала, расположенный в средней части классификационной шахты, патрубок для подачи воздуха, расположенный в нижней части классификационной шахты, патрубок для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части классификационной шахты, и патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части классификационной шахты (В.Е.Мизонов, С.Г.Ушаков. Аэродинамическая классификация порошков. - М.: Химия, 1989. С.26-27, рис.1.10, а).
Известен также воздушный двухпродуктовый классификатор (двухпродуктовый воздушно-гравитационный классификатор), содержащий цилиндрическую классификационную шахту с отверстиями на боковой стенке, выполненными щелевидными и расположенны равномерно по всей ее поверхности, патрубок для подачи исходного материала, расположенный в верхней части классификационной шахты и охватывающий патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, патрубок для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части классификационной шахты, конический распределитель исходного материала, расположенный под патрубком для подачи исходного материала, коническую вставку, расположенную в классификационной шахте вдоль ее вертикальной оси большим основанием вниз, и кожух с патрубком для подачи воздуха, охватывающий боковую стенку классификационной шахты (патент на изобретение RU №2376081, В07В 4/02, опубликовано 20.10.2009).
Однако известные классификаторы не позволяют разделить исходный материал по крупности на три фракции.
Задача изобретения состоит в обеспечении разделения исходного материала по крупности на три фракции.
Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата воздушный трехпродуктовый классификатор, содержащий цилиндрическую классификационную шахту с отверстиями на боковой стенке, выполненными щелевидными и равномерно расположенными по всей ее поверхности в шахматном порядке, патрубок для подачи исходного материала, расположенный в верхней части классификационной шахты и охватывающий патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, патрубок для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части классификационной шахты, конический распределитель исходного материала, закрепленный под патрубком для подачи исходного материала, коническую вставку, расположенную в классификационной шахте вдоль ее вертикальной оси большим основанием вниз, и кожух с патрубком для подачи воздуха, охватывающий боковую стенку классификационной шахты, отличается тем, что содержит воронку с патрубком для вывода промежуточной фракции, расположенную под конической вставкой и имеющую диаметр, превышающий диаметр конической вставки.
a
m
Изобретение поясняется чертежами: Фиг.1 - общий вид классификатора, вертикальный осевой разрез; Фиг.2 - схема воздействия силы аэродинамического сопротивления F и гравитационной силы F на частицы исходного материала, расположенные возле боковой стенки классификационной шахты.
Воздушный трехпродуктовый классификатор содержит цилиндрическую классификационную шахту 1 с отверстиями 2, выполненными на ее боковой стенке, патрубок 3 для подачи исходного материала, расположенный в верхней части классификационной шахты 1 и охватывающий патрубок 4 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, патрубок 5 для вывода крупной фракции, снабженный разгрузочным устройством 6, например, типа «мигалка» и расположенный в нижней части классификационной шахты 1, конический распределитель 7 исходного материала, расположенный под патрубком 3 для подачи исходного материала, коническую вставку 8, расположенную в классификационной шахте 1 вдоль ее вертикальной оси большим основанием вниз, воронку 9 с патрубком 10, снабженным разгрузочным устройством 11, например, типа «мигалка» для сбора и вывода промежуточной фракции, расположенную под конической вставкой 8 и имеющую диаметр, превышающий ее диаметр, и кожух 12 с патрубком 13 для подачи воздуха, охватывающий боковую стенку классификационной шахты 1. Отверстия 2 выполнены щелевидными и расположены равномерно по всей поверхности боковой стенки классификационной шахты 1. Патрубок 3 для подачи исходного материала снабжен загрузочным устройством, например шлюзовым питателем (не показано). Патрубки 4 и 13 снабжены средствами для изменения расхода воздуха, например шиберами (не показаны).
Изобретение используют следующим образом.
На выходе патрубка 4 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком вентилятором (не показан) создают разрежение, благодаря чему в классификационной шахте 1 возникает движение воздушного потока от отверстий 2 к патрубку 4. При этом выравнивание скорости воздушного потока по высоте классификационной шахты 1 обеспечивает коническая вставка 8, без которой скорость воздушного потока в верхней части классификационной шахты 1 будет выше, чем в нижней части.
Затем посредством шлюзового питателя через патрубок 3 исходный материал подают на конический распределитель 7, который обеспечивает равномерную по окружности подачу исходного материала к верхней части боковой стенки классификационной шахты 1.
a
m
В классификационной шахте 1 на частицы материала, находящиеся возле боковой стенки, оказывают воздействие две силы (фиг.3): со стороны воздушного потока сила аэродинамического сопротивления F, направленная от стенки классификационной шахты 1 к патрубку 4 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, и направленная вниз гравитационная сила F. В зависимости от заданного соотношения между этими двумя силами, осуществляемого посредством шиберов патрубков 4 и 13, в классификационной шахте 1 происходит разделение исходного материала по крупности.
a
aв
aг.
Благодаря тому, что воздух поступает в классификационную шахту 1 через отверстия 2, то воздушный поток воздействует на падающие вниз частицы исходного материала и в горизонтальной плоскости, т.к. сила аэродинамического сопротивления F имеет не только направленную вверх вертикальную составляющую F, но и горизонтальную составляющую F
aг
a
aг
Под действием горизонтальной составляющей F силы аэродинамического сопротивления F происходит разделение исходного материала в горизонтальной плоскости по крупности. Т.к. мелкие частицы обладают меньшей массой и, соответственно, меньшей инерционностью, чем крупные частицы, то они, по сравнению с крупными частицами, отводятся от стенки классификационной шахты 1 на большее расстояние. Благодаря горизонтальной составляющей F мелкие частицы также выводятся из «следа» падающих вниз крупных частиц.
aв
a
m
Мелкие частицы, для которых воздействие вертикальной составляющей Fсилы аэродинамического сопротивления F превышает воздействие гравитационной силы F, воздушным потоком выводятся из классификатора через патрубок 5.
m
aв
aг
m
m
Частицы исходного материала, для которых воздействие гравитационной силы F превышает воздействие вертикальной составляющей F силы аэродинамического сопротивления, падают вниз классификационной шахты 1. При этом они под действием горизонтальной составляющей F также разделяются по крупности в горизонтальной плоскости. Более мелкие частицы (промежуточные по крупности) отводятся от стенки классификационной шахты 1 на большее расстояние, чем крупные частицы, под действием гравитационной силы F падают вниз и через воронку 9 и разгрузочное устройство 10 выводятся из классификатора. Крупные частицы под действием гравитационной силы F падают вниз вдоль боковой стенки классификационной шахты 1 и через патрубок 5 и разгрузочное устройство 6 выводятся из классификатора.
В классификационной шахте 1 исходный материал под воздействием воздушных струй, возникающих благодаря отверстиям 2, подвергается многократной перечистке, что способствует более полному разделению исходного материала по крупности.
Шлюзовый питатель патрубка 3 для подачи исходного материала и разгрузочные устройства 6 и 11 патрубков 5 и 10 соответственно позволяют устранить подсос воздуха в классификационную шахту 1 снаружи.
Патрубок 13 кожуха 12, снабженный шибером, позволяет осуществлять регулирование подачи воздуха в классификационную шахту 1 через отверстия 2.
На выходе патрубка 4 установлены устройства для отделения мелкой фракции от воздуха, например циклоны и/или фильтры (не показаны).
Границу разделения материала устанавливают путем изменения расхода воздуха через патрубки 4 и 13. При увеличении расхода воздуха граница разделения увеличивается, а при уменьшении - уменьшается.