Устройство для классификации сыпучих материалов вибрационным сепарированием

Полезная модель относится к устройствам для сепарирования сыпучих материалов по размерам и плотности частиц и может найти применение в металлургической, горнорудной, химической, строительной и других отраслях промышленности.
Известен сепаратор сыпучих материалов (Патент РФ 2330730. Опубликовано: 10.08.2008 Бюл. №22), содержащий несущий короб, сепарационные элементы, наклонно установленные в коробе, бункер для загрузки сепарируемого сыпучего материала и подвода его к сепарационным элементам, течки для вывода отсепарированных по размерам частиц материала и вибровозбудитель, возбуждающий вибрацию сепарационных элементов. Сепарационные элементы выполнены в виде нескольких установленных друг над другом каналов для прохождения по ним сепарируемого сыпучего материала, соединенных между собой щелевыми проходами, имеющими в поперечном сечении размеры, соответствующие размерам сепарируемых частиц сыпучего материала.
Недостатком указанного устройства является то, что для разделения сыпучих материалов приведенным способом требуется строгое их дозирование для обеспечения равномерного распределения минимальной толщиной по длине сепарационного элемента, обеспечивающего контакт каждой частицы со щелевыми проходами за период движения по каналу.
Другим недостатком представленного устройства является неизбежная чистка щелевых проходов в виду появления периодических засоров застрявшими частицами и снижения тем самым площади активной части сепарационных элементов каждого из каналов.
Недостатком представленного устройства является так же невозможность разделения по плотности подаваемого сыпучего материала.
Известен пневмовибрационный сепаратор (SU 1801619 А, 15.03.1993, В07В 7/12), содержащий рабочую камеру с декой и расположенную над декой решетку, расположенное под декой приспособление для подачи воздуха, загрузочное приспособление, примыкающие к противоположным торцам камеры разгрузочные лотки легкого и тяжелого продуктов, вибратор и зонт для удаления запыленного воздуха. При этом сепаратор снабжен примыкающей к торцу камеры со стороны разгрузочного лотка легкого продукта разделительной перегородкой и разгрузочным лотком промежуточного продукта, расположенным под разгрузочным лотком легкого продукта, причем решетка установлена с зазором относительно деки, а разделительная перегородка расположена между ними, при этом загрузочное приспособление сообщено с пространством между решеткой и декой, принятый за прототип.
Недостатком представленного устройства является невозможность повышения производительности устройства за счет увеличения слоя сыпучего материала, проходящего по вибрирующему каналу, в виду того, что с увеличением толщины будет возрастать и требуемая, для преодоления сопротивления толщи сыпучего слоя, скорость воздушных потоков, что в свою очередь неизбежно приведет к возможному «захвату» и подъему более тяжелых частиц, что нарушит стабильность, эффективность и как следствие производительность процесса сепарации.
Другим недостатком представленного устройства является неизбежная чистка рабочих элементов (решеток) в виду появления периодических засоров застрявшими частицами и снижения тем самым площади активной части сепарационных элементов для прохождения воздуха.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство, заключается в повышении производительности сепарирования сыпучих материалов, исключения необходимости периодической остановки и чистки рабочих элементов устройства, а также возможности разделения сыпучих материалов по плотности.
Поставленная техническая задача решается тем, что в устройстве для классификации сыпучих материалов вибрационным сепарированием, содержащем несущий короб, канал установленный наклонно в коробе, бункер, расположенный в верхней части короба над каналом, течки, расположенные на выходе из канала, вибровозбудитель, находящийся под каналом, согласно полезной модели, в конце канала расположен, по меньшей мере, один отсекающий элемент, который имеет возможность независимой настройки по высоте своего расположения внутри канала.
Установки для классификации сыпучих материалов находят все большее применение в различных областях промышленности. Вместе с тем к ним предъявляются высокие требования по производительности (непрерывности) процесса и максимальному снижению времени на плановые и регламентные работы по техническому обслуживанию. Это диктуют технологии, в линиях которых, задействованы такие установки. Так, например, в последние десятилетия активно разрабатываются технологии вторичной переработки шлаковых отвалов и отходов металлургического производства, которые представляют собой крупный сырьевой источник для производства черных и цветных металлов и производства компонентов для строительной отрасли. Их утилизация решает проблемы экономии природного сырья, существенного уменьшения выбросов, загрязняющих атмосферу, водоемы и почву. Шлаки являются сплавом окислов пустой породы, золы топлива и окислов флюсов, образующихся в различных металлургических печах как побочный продукт, поэтому такие характеристики как плотность и размер составляющих их частиц весьма разнообразен и не однороден. При этом очень важно, особенно на первых стадиях переработки разделить компоненты по определенным признакам, имея технологию высокопроизводительного и непрерывного процесса.
Разделение частиц в слое материала под действием вибрации используется и как самостоятельный процесс, и как составная часть более сложного разделительного процесса. Некоторые закономерности разделения в слое, называемого также сегрегацией и самосортированием, представлены ниже (Справочник по обогащению руд: издание второе, перераб. и дополненное. Редакционная коллегия: О.С. Богданов и др. (Москва: Издательство «Недра», 1983, с. 5-6). Под действием горизонтальной симметричной или вертикальной вибрации сосуда с сыпучей смесью происходит разделение частиц по размерам и плотности (сегрегация, самосортирование):
а) в случае смеси крупных и мелких частиц одинаковой плотности в результате вибрирования крупные частицы располагаются над мелкими;
б) в случае смеси тяжелых и легких частиц одинаковых размеров легкие частицы располагаются над тяжелыми;
в) в случае смеси крупных и мелких частиц двух различных плотностей нижнее положение займут мелкие тяжелые, затем расположатся мелкие легкие, крупные тяжелые (или смесь мелких легких и крупных тяжелых); в верхнем положении окажутся крупные легкие частицы.
Устройство для классификации сыпучих материалов вибрационным сепарированием (фиг. 1) состоит из несущего короба 1, канала 2 установленного наклонно в коробе 1, бункера 3 для загрузки сепарируемого сыпучего материала и подвода его к каналу 2, отсекающих элементов 4, связанных с течками 5 для вывода отсепарированных материалов, накопителя 6 и вибровозбудителя 7.
Устройство для классификации сыпучих материалов вибрационным сепарированием работает следующим образом. Исходный сепарируемый сыпучий материал размещают в бункере 3 и дозировано подают в канал 2, установленный наклонно и закрепленный на несущем коробе 1. Каналу 2 от вибровозбудителя 7 задают вибрации, обеспечивающие в толще сыпучего материала разделение по размерам частиц или по плотности. В зависимости от исходного материала и цели сепарирования, выбирают количество отсекающих элементов 4 и величины их установки по высоте от дна канала 2. При движении сепарируемого сыпучего материала под действием вибрации вдоль канала 2 происходит разделение частиц:
- по размеру частиц, в случае смеси разных по размерам частиц одинаковой плотности (фиг. 2);
- по плотности, в случае смеси разных по массе частиц одинаковых размеров (фиг. 3). При этом отсекающие элементы 4, размещенные в конце канала 2 разделяют и перенаправляют выделенные по размерам или по плотности частицы по связанным с ними течками 5 в накопители 6.
Сравнение заявленного устройства с известными позволяет сделать вывод о достижении нового положительного эффекта, выразившегося в повышении производительности сепарирования сыпучих материалов за счет создания непрерывности и постоянства рабочих характеристик процесса на всем протяжении функционирования устройства, исключения необходимости периодической остановки и чистки рабочих элементов устройства, а также возможности разделения сыпучих материалов по плотности.