ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ВЕРМИКУЛИТО-ПЕСОЧНЫХ КОНГЛОМЕРАТОВ

Полезная модель относится к области строительных материалов, к технологическому оборудованию для получения вспученного вермикулита, применяющегося в качестве утеплителя, пористого заполнителя для легких бетонов и огнезащитных покрытий в строительстве, а именно, для получения вспученного вермикулита из отходов обогатительного производства - вермикулито-песочных конгломератов с высоким содержанием песка (а также мелкого каменного гранулята) до 70-75%.
Известен технологический комплекс для обжига и дообогащения вермикулита (RU №97818, МПК F27B 15/00, B07B 4/00, опубликовано 20.09.2010), содержащий печь обжига с направляющим патрубком, питатель-дозатор, приемный бункер и бункер-осадитель, раструб, установленный под направляющим патрубком печи внутри приемного бункера, соединенный с трубой и пневморазделительную насадку. На конце трубы, выходящем за стенку приемного бункера установлена пневморазделительная насадка, соединенная с трубопроводами, ведущими в бункер-осадитель, снабженный вытяжным вентилятором.
Общими признаками заявляемого технологического комплекса с аналогом являются печь обжига с направляющим патрубком, питатель-дозатор, приемный бункер, раструб, установленный под направляющим патрубком печи внутри приемного бункера, пневморазделительное устройство (насадка) и бункер-осадитель.
Недостатком указанного технологического комплекса является то, что при переработке отходов обогащения вермикулитовых руд - вермикулито-песочных конгломератов с высоким содержанием песка (а также мелкого каменного гранулята) до 70-75%, пневморазделительная насадка не обеспечивает полного выделения вспученного вермикулита, так как его значительная часть выводится вместе с песком. Такое разделение компонентов после обжига является не качественным и не отвечает требованию ресурсосбережения при переработке отходов обогащения вермикулитовых руд - вермикулито-песочных конгломератов.
Известен технологический комплекс для обжига и дообогащения вермикулитовых концентратов (RU №101654, МПК B03B 7/00, опубликовано 27.01.2011), включающий дозатор, печь обжига с направляющей воронкой, наклонное пневморазделительное устройство с патрубками и поперечными прорезями в днище, бункер первичного разделения с приемником вермикулито-песочной смеси, размещенным в центре бункера первичного разделения и сообщенным с пневморазделительным устройством, бункер-осадитель вермикулита с вытяжным вентилятором, генератор колебаний с гидротолкателем, связанным с днищем пневморазделительного устройства, выполненным в виде лотка, установленного на пружинах, а патрубки пневморазделительного устройства установлены с зазором относительно днища лотка и сообщены с бункером-осадителем вермикулита.
Общими признаками заявляемого технологического комплекса с аналогом являются дозатор, печь обжига с направляющей воронкой (патрубком), бункер первичного разделения с приемником вермикулито-песочной смеси (раструбом), размещенным в центре бункера, пневморазделительное устройство и бункер-осадитель с вытяжным вентилятором.
Недостатком указанного технологического комплекса, несмотря на его эффективность при выделении вермикулита, является значительная сложность конструкции пневморазделительного устройства, обусловленная наличием подвижного (подпружиненного) днища с прорезями, выполненного в виде лотка, патрубков, установленных с зазором относительно днища, а также гидравлического генератора колебаний с гидротолкателем.
В качестве прототипа, принят технологический комплекс для обжига и дообогащения вермикулита (RU №120203, МПК F27B 15/00, опубликовано 10.09.2012), содержащий печь обжига с направляющим патрубком, установленным в ее донной части, питатель-дозатор, приемный бункер, раструб и трубу, установленные под направляющим патрубком печи обжига и расположенную внутри приемного бункера, вертикальную трубку, установленную внутри раструба, трубы и направляющего патрубка печи обжига соосно с ними, перфорированную отверстиями на участке между нижней частью направляющего патрубка печи обжига и верхней частью раструба, причем трубка выведена через нижнюю часть трубы, жестко закреплена в ней и сообщена с вентилятором, а ее верхняя часть заглушена.
Общими признаками заявляемого технологического комплекса с прототипом являются печь обжига с направляющим патрубком, установленным в ее донной части, питатель-дозатор, приемный бункер с раструбом, установленным под направляющим патрубком печи и расположенная внутри приемного бункера вертикальная трубка, перфорированная отверстиями на участке между нижней частью направляющего патрубка и верхней частью раструба и установленная соосно с направляющим патрубком и раструбом.
Недостатком указанного технологического комплекса является то, что не весь вспученный вермикулит, выходящий из направляющего патрубка печи выдувается воздухом, идущим из отверстий вертикальной трубки в периферийные участки приемного бункера. Выпадающие из направляющего патрубка печи частицы песка, движущиеся в направлении раструба и обладающие значительно большей массой, чем частицы вспученного вермикулита, создают коридор падения песка, расширяющийся от размера диаметра направляющего патрубка печи до размера диаметра раструба. Такое незначительное расширение коридора падения песка обусловлено тем, что струи воздуха, выходящие из отверстий вертикальной перфорированной трубки мало влияют на траекторию падающих тяжелых частиц песка.
Многие частицы вспученного вермикулита, оказавшиеся внутри коридора падения песка, при движении к периферийным зонам приемного бункера, не могут выйти из него. Некоторые частицы вспученного вермикулита, получают вертикально направленный вниз удар от частиц песка, обладающего большей массой и скоростью падения, и поэтому не успевают вылететь за пределы коридора падения. Другие вспученные частицы вермикулита при движении к периферийным зонам приемного бункера ударяются о соседние частицы тяжелого песка и отскакивают внутрь коридора падения, причем такие соударения для значительной части частиц вспученного вермикулита за время падения вермикулито-песочной смеси в раструб могут происходить неоднократно. Таким образом, значительная часть вспученного вермикулита остается внутри коридора падения песка, попадает в раструб вместе с песком и выводятся из приемного бункера.
Несмотря на весьма высокую эффективность выделения вспученного вермикулита из вермикулито-песочной смеси за счет выдувания его частиц воздухом, выходящим из отверстий вертикальной перфорированной трубки, полного разделения выходящих из печи обжига компонентов вермикулито-песочной смеси все же не происходит.
Заявляемая полезная модель направлена на создание технологического комплекса для переработки вермикулито-песочных конгломератов, обеспечивающего полное выделение вспученного вермикулита и, тем самым, обеспечивающего эффективное ресурсосбережение при переработке вермикулито-песочных конгломератов.
Технический результат полезной модели заключается в достижении полного выделения вспученного вермикулита из массива вермикулито-песочного конгломерата, выходящего из печи обжига.
Указанный технический результат достигается тем, что технологический комплекс для переработки вермикулито-песочных конгломератов, содержащий печь обжига с направляющим патрубком, установленным в ее донной части, питатель-дозатор, приемный бункер, раструб, установленный под направляющим патрубком печи обжига и вертикальную трубку, сообщенную с вытяжным вентилятором, расположенную внутри приемного бункера, перфорированную отверстиями на участке между нижней частью направляющего патрубка и верхней частью раструба и установленную соосно с направляющим патрубком печи обжига и раструбом. Первичное выделение вспученных частиц вермикулита из вермикулито-песочной смеси, выходящей из направляющего патрубка печи обжига, производится отдувом струями воздуха из отверстий вертикальной трубки. Большая часть вспученного вермикулита оседает в периферийных зонах приемного бункера.
Технологический комплекс согласно полезной модели дополнительно содержит конус, размещенный в верхней части раструба и пневморазделительное устройство, выполненное в виде крестообразной аэродинамической камеры. Верхний вертикальный рукав аэродинамической камеры проходит через стенку приемного бункера и соединяется с нижней частью раструба. Остальные части аэродинамической камеры - два горизонтальных рукава и один вертикальный нижний - располагаются за пределами приемного бункера. Правый горизонтальный рукав сообщен с бункером-осадителем, снабженным вытяжным вентилятором. Левый горизонтальный рукав содержит конусный затвор с регулируемым зазором для обеспечения подсоса атмосферного воздуха. Нижний вертикальный рукав аэродинамической камеры сообщен с атмосферой и служит для выведения песка.
Вермикулито-песочная смесь, находящаяся в коридоре падения песка, поступает из направляющего патрубка печи обжига в раструб. Здесь, ударяясь о конус она, теряет скорость и по кольцевому зазору между конусом и раструбом переходит в верхний вертикальный рукав Разряжение, создаваемое вытяжным вентилятором бункера-осадителя обеспечивает движение воздуха в аэродинамической камере по нижнему и верхнему вертикальным и левому горизонтальному рукавам в сторону правого горизонтального рукава. В зоне перекрестья рукавов создается поток воздуха, направленный в правый горизонтальный рукав, который подхватывает легкие зерна вспученного вермикулита и уносит их в бункер-осадитель. Тяжелые частицы песка, не смотря на встречный поток воздуха в нижнем вертикальном рукаве, выпадают из аэродинамической камеры вниз. С помощью конусного затвора, снабженного винтовой передачей, регулируется скорость воздуха в правом рукаве. Благодаря настройке конусного затвора, скорость воздуха в нижнем вертикальном и правом горизонтальном рукавах существенно больше скорости витания вспученных частиц вермикулита, но существенно меньше скорости витания частиц песка, поэтому весь вермикулит уносится в бункер-осадитель, а весь песок выпадает по нижнему вертикальному рукаву. Таким образом, в аэродинамической камере происходит полное и окончательное разделение вспученного вермикулита и песка.
Отличительными признаками заявляемой полезной модели от прототипа является наличие конуса, размещенного в верхней части раструба и пневморазделительного устройства, выполненного в виде крестообразной аэродинамической камеры с верхним вертикальным рукавом, соединенным с нижней частью раструба, левым горизонтальным рукавом, снабженным конусным затвором с винтовой передачей, правым горизонтальным рукавом, сообщенным с бункером-осадителем, снабженным вытяжным вентилятором, и нижним вертикальным рукавами для выведения вспученного вермикулита и песка соответственно.
Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели условию патентоспособности «новизна».
На фиг. 1 показана схема технологического комплекса для переработки вермикулито-песочных конгломератов.
На фиг. 2 показана схема пневморазделительного устройства.
На фиг. 3 показана схема коридора падения песка и вероятного движения частиц вспученного вермикулита внутри коридора падения песка.
Технологический комплекс для переработки вермикулито-песочных конгломератов содержит печь обжига с питателем-дозатором 1, спусковым лотком 2, модулями обжига 3, размещенными внутри корпуса печи 4, приемный бункер 5, раструб 6 с конусом 7, вертикальную трубку 8, перфорированную отверстиями 9, направляющий патрубок 10, размещенный в донной части печи обжига и установленный соосно с вертикальной трубкой 8, конусом 7 и раструбом 6.
Отверстия 9 в вертикальной перфорированной трубке выполнены на участке между нижней частью направляющего патрубка 10 и верхней частью раструба 6. Перфорированная трубка 8 в нижней части заглушена.
Бункер 5 в нижней части имеет выходное отверстие для выведения вспученного вермикулита, а в его задней стенке установлено пневморазделительное устройство, выполненное в виде крестообразной аэродинамической камеры 11, показанной на фиг. 2.
Аэродинамическая камера 11 имеет верхний вертикальный рукав 12, который проходит через стенку приемного бункера 5 и соединяется с нижней частью раструба 6, левый горизонтальный рукав 13 снабжен конусным затвором 14 с винтовой передачей 15, нижний вертикальный рукав 16 и правый горизонтальный рукав 17, сообщенный с бункером-осадителем 18, снабженным вытяжным вентилятором 19, показанными на фиг. 1.
Технологический комплекс для переработки вермикулито-песочных конгломератов работает следующим образом.
Исходное сырье (вермикулитовый конгломерат, представляющий собой отходы обогащения вермикулитовых руд с содержанием песка до 70-75%) из питателя-дозатора 1 подается в печь обжига по спусковому лотку и поступает последовательно в модули обжига. Вместе со вспученным вермикулитом из нижнего модуля 3 печи обжига выходит песок и каменный гранулят и в виде вермикулито-песочной смеси они поступают в направляющий патрубок 10. Далее вермикулито-песочная смесь за счет собственного веса направляется в приемный бункер 5. Поток частиц песка, обладающего значительно большей массой и скоростью, устремляется вертикально вниз, оттесняя легкие частицы вспученного вермикулита к периферийным зонам приемного бункера 5, и направляется в раструб 6. Вместе с песком значительная часть вспученного вермикулита так же движется по направлению к раструбу 6. Через отверстия 9 вертикальной перфорированной трубки 8 выходит воздух, подаваемый в нее вентилятором (на фиг. не показан). Струи воздуха, выходящие из отверстий 9 выдувают зерна вспученного вермикулита в периферийную часть приемного бункера 5, а частицы тяжелого песка, образуют коридор падения, фиг. 3, расширяющийся от размера диаметра направляющего патрубка 10 до размера диаметра раструба 6. Такое незначительное расширение коридора падения песка обусловлено тем, что струи воздуха, выходящие из отверстий 9 вертикальной перфорированной трубки 8 несколько отклоняют траектории падающих тяжелых частиц песка от вертикали.
Многие частицы вспученного вермикулита, оказавшиеся внутри коридора падения песка, фиг. 3, при движении к периферийным зонам приемного бункера 5, не могут выйти из него. Некоторые частицы вспученного вермикулита, получают вертикально направленный вниз удар от частиц песка (схема взаимодействия А на фиг. 3), падающего с большей скоростью и не успевают вылететь за пределы коридора падения. Другие вспученные частицы вермикулита (схема взаимодействия Б на фиг. 3) ударяются о соседние частицы тяжелого песка и отскакивают внутрь коридора падения, причем такие соударения для множества частиц вспученного вермикулита могут происходить по схеме взаимодействия Б (траектории 1-2-3-4, фиг. 3) неоднократно. Таким образом, значительная часть вспученного вермикулита остается внутри коридора падения песка и попадает в раструб 6 вместе с песком.
Частицы песка и вспученного вермикулита, ударяясь о конус 7 раструба 6, изменяют направление, теряют вертикальную составляющую скорости и по кольцевому зазору между конусом 7 и раструбом 6 поступают в верхний вертикальный рукав 12 аэродинамической камеры 11. Разряжение, создаваемое вытяжным вентилятором 19 бункера-осадителя 18 обеспечивает движение воздуха в аэродинамической камере 11 по нижнему 16 и верхнему 12 вертикальным и левому горизонтальному 13 рукавам в сторону правого горизонтального рукава 17. В зоне перекрестья рукавов создается поток воздуха, направленный в правый горизонтальный рукав 17, который подхватывает легкие зерна вспученного вермикулита и уносит их в бункер-осадитель 18.
Тяжелые частицы песка, не смотря на встречный поток воздуха в нижнем вертикальном рукаве 16, выпадают из аэродинамической камеры 11 вниз. С помощью конусного затвора 14, снабженного винтовой передачей 15, регулируется скорость воздуха в правом горизонтальном рукаве 17. Благодаря настройке конусного затвора 14, скорость воздуха в нижнем вертикальном 16 и правом горизонтальном 17 рукавах существенно больше скорости витания вспученных частиц вермикулита, но существенно меньше скорости витания частиц песка, поэтому весь вермикулит уносится в бункер-осадитель 18, а весь песок выпадает по нижнему вертикальному рукаву 16. Таким образом, в аэродинамической камере 11 происходит полное и окончательное разделение вспученного вермикулита и песка.
Так достигается технический результат полезной модели заключающийся в достижении полного выделения вспученного вермикулита из массива вермикулито-песочного конгломерата, выходящего из печи обжига.