ВОЗДУШНЫЙ ДВУХПРОДУКТОВЫЙ КЛАССИФИКАТОР
AIR TWO-PRODUCT CLASSIFIER

Изобретение относится к машиностроению, в частности к воздушным двухпродуктовым классификаторам, и может найти применение в строительной, химической, горнообогатительной, металлургической и других отраслях промышленности для разделения различных сыпучих материалов по крупности на мелкую и крупную 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).
Однако известный классификатор обладает низкой эффективностью классификации материала из-за того, что достаточно большая часть мелких частиц выводится из классификатора вместе с крупными частицами. Этот недостаток обусловлен тем, что в классификационной шахте частицы исходного материала плохо разделяются по крупности по следующим причинам:
- вблизи боковой стенки классификационной шахты скорость движения воздушного потока и соответственно сила аэродинамического сопротивления, действующая на частицы материала, значительно ниже, чем в центральной части классификационной шахты. Поэтому на мелкие частицы, расположенные вблизи стенки классификационной шахты, воздействие гравитационной силы превышает расчетную для установленной границы разделения силу аэродинамического сопротивления, из-за чего мелкие частицы, имеющие размер меньше границы разделения, падают вниз;
- при падении вниз исходного материала позади крупных частиц возникает зона с пониженным давлением воздуха (т.н. «след» частиц), в которую попадают мелкие частицы. В этих зонах на мелкие частицы направленная вверх сила аэродинамического сопротивления не воздействует и они беспрепятственно падают вниз вместе с крупными частицами.
Известен также воздушный двухпродуктовый классификатор (двухпродуктовый воздушно-гравитационный классификатор), содержащий цилиндрическую классификационную шахту с отверстиями на боковой стенке, 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, и кожух с патрубком для подачи воздуха, охватывающий классификационную шахту (Патент на изобретение RU №2376081, B07B 4/02, опубл. 20.10.2009).
Однако данный классификатор не обеспечивает высокую эффективность разделения материала, т.к. часть мелкой фракции удаляется из классификационной шахты вместе с крупной фракцией. Этот недостаток связан с тем, что из-за выполнения классификационной шахты цилиндрической падающий материал разгоняется в зоне разделения до высоких скоростей и не успевает в полном объеме разделиться по крупности, что обусловлено высокой инерционностью и значительным влиянием эффекта «следа» крупных частиц.
Задача изобретения состоит в повышении эффективности классификации материала путем исключения вывода мелких частиц вместе с крупными за счет разделения материала по крупности в полном объеме и более полного отделения мелких частиц от крупных путем обеспечения снижения скорости перемещения материала вниз классификационной шахты.
Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата воздушный двухпродуктовый классификатор, содержащий классификационную шахту с отверстиями на боковой стенке, верхняя часть которой выполнена цилиндрической, 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, и кожух с патрубком для подачи воздуха, охватывающий классификационную шахту, отличается тем, что нижняя часть классификационной шахты выполнена конической и содержит средства для отвода материала от нее, равномерно расположенные по всей ее внутренней поверхности.
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 двухпродуктовый классификатор содержит цилиндроконическую классификационную шахту 1, цилиндрическая и коническая части боковой стенки которой выполнены с отверстиями 2, а коническая часть которой содержит средства 3 для отвода от нее материала, например, в виде горизонтально расположенных кольцевых полок, патрубок 4 для подачи исходного материала с загрузочным устройством, например, шлюзовой питатель (на чертежах не показано), расположенный в верхней части классификационной шахты 1 и охватывающий патрубок 5 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, патрубок 6 для вывода крупной фракции, снабженный разгрузочным устройством 7, например, типа «мигалка», и расположенный в нижней части классификационной шахты 1, конический распределитель 8 исходного материала, расположенный под патрубком 4 для подачи исходного материала, и кожух 9 с патрубком 10 для подачи воздуха, охватывающий классификационную шахту 1. Патрубки 5 и 10 снабжены средствами для изменения расхода воздуха, например, шиберами (на чертежах не показаны).
Изобретение используют следующим образом.
На выходе патрубка 5 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком вентилятором (на чертежах не показан) создают разрежение, благодаря чему в классификационной шахте 1 возникает движение воздушного потока от отверстий 2 к патрубку 5. При этом выравнивание скорости воздушного потока по высоте классификационной шахты 1 обеспечивается выполнением нижней части боковой стенки классификационной шахты 1 конической формы.
Затем через патрубок 4 исходный материал подают на конический распределитель 7, который обеспечивает равномерную по окружности подачу исходного материала к верхней цилиндрической части боковой стенки классификационной шахты 1.
a
m
В классификационной шахте 1 на частицы материала, расположенные возле ее боковой стенки, оказывают воздействие две силы (фиг.2): со стороны воздушного потока сила аэродинамического сопротивления F, направленная к патрубку 5, и направленная вниз гравитационная сила F. В зависимости от заданного соотношения между этими двумя силами в классификационной шахте 1 происходит разделение исходного материала по крупности.
аг
a
аг
ав
a
m
Под действием горизонтальной составляющей F силы аэродинамического сопротивления F происходит разделение исходного материала в горизонтальной плоскости по крупности на две фракции. T.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, что обеспечивает формирование мелкой и крупной фракции материала в разных зонах классификационной шахты 1. Частицы мелкой фракции, для которых воздействие вертикальной составляющей F силы аэродинамического сопротивления F превышает воздействие гравитационной силы F, воздушным потоком выводятся из классификатора через патрубок 5.
m
m
a
Частицы крупной фракции, для которых воздействие гравитационной силы F превышает воздействие вертикальной составляющей F силы аэродинамического сопротивления F, продолжают падать вниз и попадают непосредственно на конусную часть классификационной шахты 1. За счет меньшей скорости падения крупных частиц, обусловленной их задержкой на средствах 3 для отвода материала, эффект «следа» значительно меньше, чем в прототипе. Через патрубок 6 с разгрузочным устройством 7 крупные частицы материала выводятся из классификатора. Разгрузочное устройство 7 препятствует подсосу воздуха в классификационную шахту снаружи.
В шахте 1 классифицируемый материал под воздействием воздушных струй, образованных отверстиями 2, подвергается многократной перечистке, что способствует более полному разделению исходного материала по крупности.
Кожух 9 и патрубок 10, снабженный шибером, позволяют осуществлять регулирование подачи воздуха в классификационную шахту 1 через отверстия 2.
На выходе патрубка 5 установлены устройства для отделения мелкой фракции от воздуха, например, циклоны и/или фильтры (на чертежах не показаны).
Таким образом, данная конструкция классификатора позволяет повысить эффективность разделения материала по крупности за счет обеспечения снижения скорости падения материала и более эффективного вывода мелких частиц из классификационной шахты 1 в результате образования восходящего потока мелких частиц и нисходящего потока крупных частиц в разных зонах классификационной шахты 1.
Границу разделения материала регулируют путем изменения расхода воздуха через патрубок 5. При увеличении расхода воздуха граница разделения увеличивается, а при уменьшении - уменьшается.