ВОЗДУШНЫЙ КЛАССИФИКАТОР
AIR CLASSIFIER

Изобретение относится к воздушным классификаторам, содержащим каскадную и центробежную ступени разделения, и может найти применение в строительной, горнодобывающей, химической, металлургической и других отраслях промышленности для разделения различных сыпучих материалов по крупности на три фракции.
Известен воздушный классификатор, содержащий каскадную классификационную шахту с наклонными пересыпными полками, патрубок для подачи воздуха, расположенный на нижнем участке шахты, патрубок для подачи исходного материала, расположенный на среднем участке шахты, патрубок для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части шахты, и патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части классификатора (Авт. св. СССР №522860, В07В 4/00, опубликовано 30.07.1976).
Известен воздушный классификатор, содержащий каскадную классификационную шахту, состоящую из наружной и внутренней стенок, выполненных кольцеобразными в горизонтальной плоскости, щелевидное отверстие, выполненное во внутренней стенке классификационной шахты, распределительное устройство, расположенное внутри классификатора и взаимодействующее со щелевидным отверстием, трубу для подачи исходного материала к распределительному устройству, патрубок для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части шахты, и патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части шахты, при этом каскадная классификационная шахта выполнена зигзагообразной, а распределительное устройство выполнено в виде конуса или в виде диска, установленного с возможностью вращения и снабженного приводом (Авт. св. СССР №435009, B07В 4/02, опубликовано 05.07.1974).
Однако известные воздушные каскадные классификаторы позволяют разделить исходный материал по крупности только на две фракции, что ограничивает их область применения.
Известен также воздушный классификатор, содержащий каскадную классификационную шахту, состоящую из наружной и внутренней стенок, выполненных кольцеобразными в горизонтальной плоскости, щелевидное отверстие, выполненное во внутренней стенке каскадной классификационной шахты, распределительное устройство, расположенное внутри классификатора и взаимодействующее со щелевидным отверстием, трубу для подачи исходного материала к распределительному устройству, расположенную в верхней части классификатора, патрубок для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части каскадной классификационной шахты, поворотные лопатки, равномерно расположенные в верхней части каскадной классификационной шахты с возможностью фиксированного поворота в вертикальной плоскости, полый корпус с отверстиями для подачи воздуха и патрубком с разгрузочным устройством для вывода промежуточной фракции, охватывающий верхнюю часть каскадной классификационной шахты и сообщающийся с нею, и патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части полого корпуса, при этом наружная и внутренняя стенки каскадной классификационной шахты выполнены в вертикальной плоскости зигзагообразными или цилиндрическими с кольцеобразными наклонными пересыпными полками, а распределительное устройство выполнено в виде конуса или содержит диск с приводом (Патент Российской Федерации на полезную модель №65793, B07В 4/02, опубликовано 27.08.2007).
Однако данный классификатор обладает недостаточно высокой эффективностью разделения материала. Этот недостаток связан с тем, что не весь материал, содержащий частицы промежуточной и мелкой фракции, попадает на поворотные лопатки. Часть этого материала поступает в полый корпус через конструктивный зазор между лопатками и наружной и внутренней стенками каскадной классификационной шахты и, соответственно, не подвергается разделению по крупности. В связи с этим частицы промежуточной 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 промежуточной фракции вместе с частицами мелкой фракции путем обеспечения прохождения всего материала, содержащего частицы промежуточной и мелкой фракции, через поворотные лопатки.
Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата воздушный классификатор, содержащий каскадную классификационную шахту, состоящую из наружной и внутренней стенок, выполненных кольцеобразными в горизонтальной плоскости, щелевидное отверстие, выполненное во внутренней стенке каскадной классификационной шахты, распределительное устройство, расположенное внутри классификатора и взаимодействующее со щелевидным отверстием, трубу для подачи исходного материала к распределительному устройству, расположенную в верхней части классификатора, патрубок для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части каскадной классификационной шахты, поворотные лопатки, равномерно расположенные в верхней части каскадной классификационной шахты с возможностью фиксированного поворота в вертикальной плоскости, полый корпус с отверстиями для подачи воздуха и патрубком с разгрузочным устройством для вывода промежуточной фракции, охватывающий верхнюю часть каскадной классификационной шахты и сообщающийся с нею, и патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части полого корпуса, при этом наружная и внутренняя стенки каскадной классификационной шахты выполнены в вертикальной плоскости зигзагообразными или цилиндрическими с кольцеобразными наклонными пересыпными полками, а распределительное устройство выполнено в виде конуса или содержит диск с приводом, отличается тем, что верхняя часть наружной и внутренней стенок каскадной классификационной шахты выполнены с кольцевыми карманами, а поворотные лопатки своими боковыми частями расположены в карманах.
Изобретение поясняется чертежами: фиг.1 - общий вид классификатора с зигзагообразной классификационной шахтой и устройством для распределения исходного материала, содержащим диск с приводом, продольное сечение; фиг.2 - общий вид классификатора с цилиндрической классификационной шахтой, содержащей кольцеобразные наклонные пересыпные полки, и с устройством для распределения исходного материала, выполненным в виде конуса, продольное сечение.
Воздушный классификатор содержит каскадную классификационную шахту 1, состоящую из наружной стенки 2 и внутренней стенки 3, выполненных кольцеобразными в горизонтальной плоскости и в верхней части с кольцевыми карманами 4 и 5, соответственно, щелевидное отверстие 6, выполненное во внутренней стенке 3 каскадной классификационной шахты 1, распределительное устройство, выполненное в виде конуса 7 (фиг.2) или диска 18 с приводом 19 (фиг.1), расположенное внутри классификатора и взаимодействующее со щелевидным отверстием 6, трубу 8 для подачи исходного материала к распределительному устройству 7, расположенную в верхней части классификатора, патрубок 9 для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части каскадной классификационной шахты 1, поворотные лопатки 10, равномерно расположенные на радиальных осях 11 с возможностью фиксированного поворота в вертикальной плоскости, причем боковые части поворотных лопаток 10 расположены в карманах 4 и 5, полый корпус 12 с отверстиями 13 для подачи воздуха и патрубком 14 с разгрузочным устройством 15 для вывода промежуточной фракции, охватывающий верхнюю часть каскадной классификационной шахты 1 и сообщающийся с нею, и патрубок 16 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части полого корпуса 12. При этом наружная стенка 2 и внутренняя стенка 3 каскадной классификационной шахты 1 выполнены в вертикальной плоскости зигзагообразными (фиг.1) или цилиндрическими с кольцеобразными наклонными пересыпными полками 17 (фиг.2), а распределительное устройство может содержать диск 18 с приводом 19 (фиг.1).
Изобретение используют следующим образом.
На выходе патрубка для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком создают разряжение, например, вентилятором (на чертежах не показан), которое обеспечивает в классификационной шахте 1 движение воздушного потока снизу вверх с требуемой скоростью. Через трубу 8 исходный материал подают на распределительное устройство, выполненное в виде конуса 7 (или в виде вращающегося диска 18 с приводом 19), посредством которого материал через щелевидное отверстие 6 равномерно распределяется по окружности классификационной шахты 1. Под воздействием гравитационной силы частицы материала, пересыпаясь по зигзагообразным стенкам 2 и 3 шахты 1 (фиг.1), или по кольцеобразным наклонным пересыпным полкам 17 (фиг.2), перемещаются вниз и попадают в воздушный поток, где на частицы материала действуют две противоположно направленные силы. Направленная вверх - сила аэродинамического сопротивления, действующая со стороны воздушного потока, и направленная вниз - гравитационная сила. В зависимости от соотношения между этими силами для различных по крупности частиц происходит разделение исходного материала. Частицы промежуточной и мелкой фракций, для которых сила аэродинамического сопротивления превышает гравитационную силу, перемещаются вверх, а крупные частицы, для которых гравитационная сила превышает силу аэродинамического сопротивления, перемещаются вниз и выводятся из классификатора через патрубок 9. Воздушный поток, содержащий мелкие частицы и частицы промежуточной крупности, перемещается вверх и попадает на поворотные лопатки 10, посредством которых изменяет направление движения. При этом скорость двухфазного потока дополнительно приобретает тангенциальную составляющую, и поток приобретает вращение вокруг вертикальной оси.
При этом на частицы материала действуют в горизонтальной плоскости две противоположно направленные силы - центробежная сила и сила аэродинамического сопротивления. Для частиц промежуточной крупности воздействие центробежной силы преобладает над воздействием силы аэродинамического сопротивления и они перемещаются к боковой стенке полого корпуса 12. Под действием гравитационной силы частицы промежуточной крупности перемещаются вниз и через патрубок 14 посредством разгрузочного устройства 15 типа «мигалка» выводятся из классификатора. Воздушный поток, поступающий в полый корпус 12 через отверстия 13, движется вверх, воздействует на частицы промежуточной крупности и осуществляет их дополнительную перечистку от мелких частиц.
Мелкие частицы вместе с воздушным потоком выводятся из классификатора через патрубок 16, на выходе которого установлены стандартные устройства для отделения мелкой фракции от воздуха, например циклоны и фильтры (на чертежах не показаны).
Регулировка крупности получаемых продуктов классификации осуществляется следующим образом. Изменение разряжения, создаваемого вентилятором, позволяет изменять скорость воздушного потока в классификационной шахте 1 и, следовательно, изменять нижнюю граничную крупность продуктов разделения. При увеличении скорости воздушного потока нижняя граничная крупность разделения увеличивается, так как увеличивается действующая на частицы материала со стороны воздуха сила аэродинамического сопротивления, направленная вверх. При уменьшении скорости воздушного потока нижняя граничная крупность разделения уменьшается. Регулировка верхней граничной крупности разделения осуществляется путем изменения угла установки поворотных лопаток 10. При увеличении угла их наклона относительно вертикальной оси уменьшается верхняя граничная крупность продуктов разделения, т.к. при прохождении через поворотные лопатки 10 частицы материала приобретают большую тангенциальную скорость, а, следовательно, увеличивается центробежная сила, действующая на частицы, в результате чего, более мелкие частицы попадают в промежуточный продукт. При уменьшении угла наклона поворотных лопаток 10 верхняя граничная крупность продуктов разделения увеличивается.
Перечистка материала промежуточной крупности, от случайно попавшего небольшого количества мелких частиц, осуществляется путем подачи воздушного потока, поступающего через отверстия 13. Регулировка расхода воздуха через отверстия 13, осуществляемая стандартными средствами, например, сдвижным шибером (на чертежах не показан), позволяет осуществить перечистку частиц промежуточной крупности от мелких частиц при изменении верхней граничной крупности разделения. Увеличение (уменьшение) расхода воздуха позволяет проводить перечистку промежуточной фракции при увеличении (уменьшении) верхней границы разделения.