ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КЛАССИФИКАТОР
CENTRIFUGAL CLASSIFIER

Изобретение относится к устройствам для классификации тонкоизмельченного полидисперсного сыпучего материала на две фракции, частицы которых отличаются крупностью, плотностью и аэродинамическими свойствами. Устройство может быть использовано для разделения муки зерновых и зернобобовых культур на крахмалистую и белковую фракции.
Известен пневмоклассификатор для выделения из продуктов измельчения зерна пшеницы высокобелковой фракции муки способом пневмоклассификации.
Пневмоклассификатор содержит неподвижный спиралеобразный корпус, воздухораспределительную решетку с поворотными лопастями, расположенными по дуге окружности, соосной с корпусом, а также вращающееся рабочее колесо с радиальными лопатками, расположенное соосно с воздухораспределительной решеткой и корпусом; патрубок для ввода чистого воздуха в пространство между корпусом и воздухораспределительной решеткой, патрубок для ввода транспортирующего воздуха с исходным продуктом в кольцевое пространство между воздухораспределительной решеткой и рабочим колесом, патрубок для вывода крупной фракции и патрубок для вывода мелкой фракции продукта с воздухом (патент RU 2386489).
3
3
3
Недостатками этого устройства является сложность разделения частиц белковой и крахмалистой фракции с размерами частиц от 0 до 15 мкм, имеющих разную плотность и мало отличающихся по аэродинамическим свойствам, к которым относятся мелкие зерна крахмала с плотностью 1,55 г/см, частицы белка плотностью 1,32 г/см, клетчатки плотностью 1,2 г/см.
Разделение такой полидисперсной смеси частиц возможно с применением принципиально нового решения по вихревому тонкослойному разделению в каналах ротора центробежного классификатора, прототипом которого может служить центробежный классификатор по авторскому свидетельству SU 1263377 А1, 15.10.1986, В07В 7/083, который содержит корпус с вращающимся рабочим органом, состоящий из дисков, привода рабочего органа, патрубка для подачи исходного материала вместе с воздухом, устройства для вывода тяжелой фракции, расположенного под рабочим органом и сообщающегося с ним, спиральную улитку с тангенциальным патрубком для выхода легкой фракции, сообщающуюся с центральной частью рабочего органа и установленную в верхней части корпуса. Диски закреплены на валу привода так, что между ними образуются радиально-тангенциальные каналы, а по центру - аксиальный канал.
Данное устройство предназначено для разделения полидисперсного материала пневмоклассификацией по размеру частиц, имеющих одинаковую плотность и составляющих на выходе однородную мелкую фракцию, что не отвечает условиям и задачам пневмоклассификации муки.
Цель изобретения - получение в мелкой фракции меньше тяжелых частиц, а в крупной фракции меньше легких частиц. Применительно к пневмоклассификации зерновой муки это означает - получение в мелкой фракции максимального содержания белка, а в крупной фракции максимального содержания крахмала.
Технический результат заключается в достижении высокой эффективности пневмоклассификации и более четкого управления границами разделения сыпучего продукта на фракции в диапазоне крупности частиц от 0 до 15 мкм, имеющих разную плотность и мало отличающихся по аэродинамическим свойствам.
Технический результат достигается тем, что центробежный классификатор содержит цилиндроконический корпус с закрепленным в нем полым цилиндром, выполненным с глухим нижним торцом, в верхней части которого установлена спиральная улитка с тангенциальным патрубком для выхода легкой фракции, при этом вращающийся рабочий орган состоит из приводного вала с закрепленным на нем диском, на периферийной части которого выполнены вихревые камеры и основные каналы, имеющие отводящие узкие каналы эвольвентного профиля для рециркуляции и отвода тяжелых частиц.
В данном устройстве используется способ тонкослойного разделения суспензий гидравлических сепараторов и эффект образования рециркуляционных потоков в межлопаточных каналах турбин и вентиляторов.
Сущность изобретения схематично показана на фиг. 1-3. Фиг. 1 - вертикальный разрез устройства, фиг. 2 - горизонтальный разрез рабочего диска, фиг. 3 - форма вихревых камер и каналов рабочего диска.
Центробежный классификатор имеет цилиндроконический корпус 1 с закрепленным в нем полым цилиндром 2, выполненным с глухим нижним торцом 5, а в верхней части имеющим спиральную улитку 3 с тангенциальным патрубком 4 для выхода легкой фракции, тангенциальный патрубок 6 для входа полидисперсного продукта с воздухом, вращающийся рабочий орган, состоящий из приводного вала 7 и закрепленного на нем диска 8, на периферийной части которого выполнены вихревые камеры 10 и основные каналы 9, имеющие отводящие узкие каналы 11 эвольвентного профиля для рециркуляции и отвода тяжелых частиц, устройства 12 для вывода тяжелой фракции из нижней конической части корпуса, расположенного под рабочим органом и сообщающегося с ним.
Центробежный классификатор работает следующим образом: исходный продукт в виде тонкоизмельченной муки с транспортирующим воздухом под давлением вводится через патрубок 6 в кольцевое пространство цилиндрической части корпуса 1, где тяжелые крупные частицы под действием центробежных сил инерции осаждаются на внутренней поверхности корпуса и сползают вниз по конической части к устройству 12 для выгрузки тяжелой фракции. Воздушный поток с продуктом, вращаясь в кольцевом пространстве корпуса 1, попадает в зону действия диска 8 рабочего органа и приобретает новую окружную скорость, создаваемую вихревыми камерами 10 и радиальными каналами 9. Под действием аэродинамических сил воздушный поток с частицами менее 15 мкм попадает во внутрь вихревой открытой камеры 10 и приобретает в ней вращательное движение, что способствует выбросу из камеры наиболее тяжелых частиц. Двигаясь по радиальным каналам 10 к центру диска, частицы, имеющие большую плотность, соприкасаются с передней стенкой радиального канала, замедляют скорость движения в воздушном потоке, увлекаются в дополнительный узкий канал 11 и выбрасываются в зону кольцевого пространства корпуса 1 с максимальной окружной скоростью диска 8, что позволяет им достигать внутренней поверхности корпуса и выгружаться вместе с крупными частицами продукта. Частицы менее 15 мкм, имеющие меньшую плотность, уносятся из радиальных каналов 9 воздушным потоком, выводятся через полый цилиндр 2, улитку 3 и патрубок 4 и далее в рукавные фильтры (на чертежах не показано), где отделяются от воздуха и выгружаются в виде мелкой легкой фракции продукта.
Таким образом, исходный продукт тонкоизмельченного полидисперсного материала разделяется на две фракции, крупную и мелкую, отличающиеся размерами, плотностью и аэродинамическими свойствами, для достижения наибольшего эффекта классификации производят регулирование частоты вращения диска рабочего органа.
Описанный выше центробежный классификатор позволяет достичь повышения эффективности пневмоклассификации продукта, которая обеспечивается лучшей организацией воздушных потоков внутри каналов диска рабочего органа.