ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КЛАССИФИКАТОР
PNEUMATIC CLASSIFIER

Изобретение относится к пневмоклассификации различных порошкообразных материалов, а более конкретно к классификации в многоколонных классификаторах, и может быть применено в химической и горной отраслях промышленности при обогащении полезных ископаемых и других отраслях промышленности.
5
Известен гравитационный пневматический классификатор (а.с. СССР 1119743, МПК В07В 4/08, опубл. 23.10.1984), который содержит корпус, параллельные вертикальные стенки, образующие сепарационные колонны с пересыпными элементами, перфорированные наклонные днища, патрубок для подвода воздуха, установленный в верхней части корпуса цилиндрический коллектор с перечистными элементами, загрузочное и разгрузочные приспособления, перечистные элементы выполнены из пластин в форме секторов, установленных с возможностью независимой регулировки угла наклона каждой пластины к оси коллектора.
Недостатком классификатора является недостаточно эффективное разделение и узкий диапазон границ фракционирования сыпучих материалов, предрасположенных к агломерированию частиц.
Известен гравитационный классификатор (патент AT 386362 (В) В07В 4/08, опубл. 28.07.1986), включающий корпус, выполненный из набора вертикальных сепарационных колон с пересыпными приспособлениями, распределительную решетку, установленную под ними, загрузочный и разгрузочный патрубки, приспособление для подачи воздуха. Загрузочный патрубок для подачи исходного материала установлен под углом с определенным наклоном, что повышает эффективность процесса классификации.
Недостатком его является недостаточно высокая производительность.
Известен пневматический многопродуктовый классификатор (Патент RU №2313406, В07В 9/02, опубл. 27.12.2007). Изобретение относится к устройствам для многопродуктовой воздушной классификации или сепарации дисперсных материалов и может быть использовано в строительной, горно-обогатительной, химической, металлургической и других отраслях промышленности. Пневматический многопродуктовый классификатор включает загрузочный модуль, имеющий прямоугольное горизонтальное сечение, по меньшей мере, две противоположные стенки которого выполнены с пересыпными элементами и/или профилированной формы, например, с образованием пересыпных элементов, направленных в сторону образованного ими сепарационного канала, имеющего, по меньшей мере, один загрузочный патрубок и, по меньшей мере, один патрубок или окно для подачи воздуха, и установленные над загрузочным модулем один основной сепарационный модуль, снабженный, по меньшей мере, одним патрубком отвода воздуха с мелкой фракцией разделения, или несколько распложенных один выше другого основных сепарационных модулей, верхний из которых снабжен, по меньшей мере, одним патрубком отвода воздуха с мелкой фракцией разделения. Основной сепарационный модуль, снабженный, по меньшей мере, одним патрубком отвода воздуха с мелкой фракцией разделения, содержит один или несколько корпусов - цилиндрический или конической, или цилиндроконической формы с, по меньшей мере, одним устройством для создания вихревого аэродисперсного потока с вертикальной осью вращения. Основной сепарационный модуль, снабженный, по меньшей мере, одним патрубком отвода воздуха с мелкой фракцией разделения, и ниже расположенный основной сепарационный или загрузочный модуль сопряжены между собой посредством конфузора.
Недостатком его является сложность управления классификатором и недостаточная точность классификации материала.
Известен воздушный сепаратор (а.с. СССР 441977, В07В 1/04, опубл. 05.09.1974), который включает корпус с перфорированным днищем, внутри которого расположены зигзагообразные перегородки, патрубок для подвода воздуха, загрузочное и разгрузочное устройство, зигзагообразные перегородки выполнены из шарнирно закрепленных в корпусе полок, образующих между собой щелевые проходы.
Недостатком сепаратора является недостаточно эффективное разделение по фракциям.
5
Известен гравитационный сепаратор (а.с. 1639779, МПК В07В 4/08, опубл. 07.04.1991), который включает корпус, набор вертикальных пластин с наклонными отбойными листами, наклонное воздухопроницаемое днище, установленное под вертикальными пластинами, загрузочный и разгрузочный патрубки, расположенные соответственно со стороны верхней и нижней частей наклонного перфорированного днища, наклонное воздухопроницаемое днище выполнено в виде перфорированных пластин, установленных в шахматном порядке в двух параллельных плоскостях и своими продольными кромками последовательно соединенных одна с другой посредством сплошных вертикальных перегородок, при этом перфорированные пластины ориентированы продольными кромками перпендикулярно направлению движения материала.
Недостатком сепаратора является недостаточно эффективное разделение и узкий диапазон границ фракционирования сыпучих материалов.
5
Известен пневматический классификатор (а.с. СССР 1731297, МПК В07В 4/08, 07.05.1992), который включает в себя пустотелый корпус с днищем в виде наклонной разделительной решетки, расположенные над решеткой вертикальные перегородки с пересыпными приспособлениями, образующие сепарационные каналы, приспособление перечистки мелкого продукта и патрубок отвода пылевоздушной смеси, расположенные в верхней части корпуса, загрузочный и разгрузочный патрубки и патрубок для подвода воздуха, размещенные в нижней части корпуса, приспособление перечистки выполнено в виде короба, установленного наклонно в направлении наклона разделительной решетки.
Недостатками данного классификатора так же, как и вышеперечисленных, являются недостаточно эффективное разделение и узкий диапазон границ фракционирования сыпучих материалов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является пневматической классификатор (Патент RU 2184000, В07В 4/08, опубл. 27.06.2002). Пневматический классификатор включает полый корпус с днищем в виде наклонной газораспределительной решетки, расположенные над решеткой вертикальные перегородки с пересыпными приспособлениями, образующие сепарационные каналы, узел перечистки мелкого продукта, патрубок отвода пылевоздушной смеси, расположенный в верхней части корпуса, загрузочный и разгрузочный патрубки, патрубок для подвода воздуха, размещенный в нижней части корпуса, узел перечистки выполнен в виде вертикальных перегородок с пересыпными приспособлениями, которые расположены в полом коробе, примыкающем к верхней части корпуса классификатора и расположенном со стороны подачи исходного материала, под перегородками узел перечистки имеет газораспределительную решетку, которая с одной стороны расположена от короба на расстоянии, достаточном для образования канала для прохода смеси материала с воздухом в узел перечистки, а с другой стороны газораспределительная решетка связана с патрубком для возврата материала из узла перечистки в воздуховод для смешения с исходным материалом, подаваемым в классификатор.
Недостатком данного устройства является недостаточно высокая точность классификации материала, так как мелкие частицы частично выводятся из классификатора вместе с крупной фракцией.
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение точности классификации материала, повышение эффективности и расширение диапазона фракционирования сыпучих материалов, предрасположенных к агломерированию частиц.
Поставленная задача решается с помощью пневматического классификатора, который включает полый корпус с днищем в виде наклонной газораспределительной решетки, расположенные над решеткой вертикальные перегородки, образующие сепарационные каналы, с пересыпными приспособлениями в виде полок, патрубок отвода пылевоздушной смеси, расположенный в верхней части корпуса, загрузочный и разгрузочный патрубки, патрубок для подвода воздуха, размещенные в нижней части корпуса.
Пересыпные приспособления в виде полок установлены на вертикальных перегородках под острым углом между полкой и вертикальной перегородкой и направлены вверх созданного ими сепарационного канала с образованием щелевых проходов между вертикальной перегородкой и полкой, ширина щелевого прохода составляет не более 10% ширины сепарационного канала.
Предпочтительно верхние свободные концы пересыпных полок доходят до оси симметрии сепарационного канала и установлены в шахматном порядке.
Предпочтительно расстояние между ближними полками на противоположных вертикальных перегородках сепарационного канала равно ширине сепарационного канала.
Предпочтительно полки выполнены из того же материала, что и корпус классификатора, и концы полок закреплены путем сварки.
Предпочтительно полка выполнена волнообразной.
Предпочтительно полки выполнены из упругих материалов и установлены посредством упругого крепления на вертикальных перегородках сепарационного канала.
Предпочтительно имеется дополнительно узел перечистки мелкого продукта.
Предпочтительно газораспределительные решетки выполнены с возможностью изменения угла наклона.
В известных решениях (см. Патент RU 2313406, В07В 9/02, опубл. 27.12.2007) пересыпные полки служат для выравнивания эпюр скоростей и отвода разделяемого материала от пристеночной зоны в ядро потока.
В предлагаемом решении полки выполняют кроме вышеописанных функций отделение крупной фракции на полке и выведение ее из полки через щелевой проход между вертикальной перегородкой и полкой, то есть через щелевые проходы проходит дополнительная сепарация крупной фракции и последовательное поступление ее на нижерасположенные полки и выведение крупной фракции внизу классификатора.
Таким образом, на полках происходит отделение крупной фракции и ее пересып через щелевой проход на нижнюю полку, так как крупные частицы под действием зоны пониженного давления над полкой и гравитационных сил быстрее оказываются в пристеночной части вертикальных перегородок.
Часть материала снова попадает в ядро потока и продолжает движение в сепарационном канале и при этом происходит классификация материала в узком диапазоне.
На выходе патрубка с мелкой фракцией создают разрежение (например, вентилятором), который обуславливает в классификаторе движение воздушного потока снизу вверх.
Полки препятствуют возникновению хаотичных восходящих завихрений и создают условия для равномерного движения потока через сепарационные каналы. В каждом сепарационном канале на материал воздействуют следующие силы: 1 - гравитационная сила, 2 - сила аэродинамического сопротивления (Патент RU №2358813, В07В 4/02, опубл. 20.06.2009).
Выполнение полок с образованием щелевого прохода обеспечивает очень точное разделение материала по крупности.
Крупные частицы материала под воздействием зоны пониженного давления над полкой и гравитационных сил перемещаются к вертикальным перегородкам сепарационных камер и щелевым проходам, так как гравитационные силы для данных частиц преобладают над силами аэродинамического сопротивления со стороны воздушного потока.
Мелкие частицы под воздействием силы аэродинамического сопротивления вместе с воздушным потоком перемещаются в верхнюю часть сепарационного канала.
Газораспределительная решетка имеет возможность менять свой угол наклона в процессе классификации. За счет этого появляется дополнительная возможность регулировать время нахождения материала в классификаторе и высоту псевдоожиженного слоя материала над сеткой и, следовательно, находить оптимальные режимы классифицирования.
При использовании различных исходных материалов в виде слипшихся агломератов на полках и щелевых проходах агломераты частично разрушаются, частицы материала в зависимости от их размеров приобретают различные скорости и ориентировку по сечению воздуховода. Мелкие частицы движутся в верхних слоях, а крупные опускаются в нижние слои через щелевые проходы между полками и вертикальными перегородками. Этим достигаются более благоприятные условия для дальнейшего классифицирования.
Расстояние между ближними полками на противоположных вертикальных перегородках сепарационного канала может быть любым в зависимости от размеров классификатора. Для эффективного фракционирования в небольших классификаторах это расстояние может быть равно ширине сепарационного канала. Верхние свободные концы пересыпных полок доходят до оси симметрии сепарационного канала и устанавливают их в шахматном порядке.
Полки выполняют предпочтительно из того же материала, что и корпус классификатора, и концы полок закрепляют путем сварки на вертикальных перегородках с образованием щелевых проходов.
Полки могут быть выполнены из упругих материалов, что уменьшает вероятность налипания материала на вертикальные перегородки, и установлены посредством упругого крепления на вертикальных перегородках сепарационного канала.
Полки, образующие щелевой проход между вертикальными перегородками, могут быть выполнены волнообразными, что улучшает качество разделения материала..
Ширина щелевого прохода может изменяться в необходимом диапазоне, в зависимости от размера классификатора, предпочтительно составляет не более 10% ширины сепарационного канала.
Предлагаемое решение позволяет получить порошки определенного заданного фракционного состава с высокой производительностью.
Данный классификатор может работать в технологической линии непрерывного действия, в технологической линии прерывного действия, в полуавтоматической линии.
Таким образом, предлагаемая конструкция пневматического классификатора позволяет повысить эффективность фракционирования сыпучих материалов.
На предлагаемом классификаторе возможно эффективное классифицирование сыпучего материала, предрасположенного к агломерированию.
Изобретение поясняется чертежом.
На Фиг.1 показан общий вид классификатора, поперечный разрез и схема его работы.
Пневматический классификатор состоит из короба 1. В коробе 1 днище выполнено в виде наклонной газораспределительной решетки 2. Газораспределительная решетка 2 имеет возможность менять свой угол наклона α.
Внутри короба 1 классификатора размещены вертикальные перегородки 3, образующие сепарационные каналы 4. Пересыпные приспособления в виде полок 5 установлены на вертикальных перегородках 3 под острым углом между полкой 5 и вертикальной перегородкой 3 и направлены вверх созданного ими сепарационного канала 4 с образованием щелевых проходов 6 между вертикальной перегородкой 3 и полкой 5.
Для подвода первичного воздуха (ВП), вторичного воздуха (BBI) под газораспределительную решетку 2 установлены патрубки 7, 8 устройства для подвода воздуха 9, регуляторы расхода воздуха (РРВ) 10.
Для загрузки исходного материала (МИ), выгрузки и возврата крупного материала (МК) в смеси с мелким материалом (MM) обогащенной смеси установлены шлюзовые дозаторы 11.
После классификации материала в классификаторе смесь воздуха в основном с мелким материалом может подаваться при необходимости в аналогично выполненный узел перечистки.
Пылевоздушная смесь выводится из классификатора через патрубок 12. Первичная очистка воздуха от пыли осуществляется в циклоне 13, вторичная - в рукавном фильтре 14. Разрежение в классификаторе, движение пылевоздушной смеси через циклон 13 и рукавный фильтр 14 осуществляется вентилятором 15. Для вывода крупного материала из классификатора служит патрубок 16.
Классификатор работает следующим образом.
Через патрубок 7 подается первичный воздух (ВП), расход которого регулируется регулятором расхода воздуха (РРВ) 10. Шлюзовым дозатором 11 подается исходный материал (МИ) в патрубок 7. За счет эжектирования исходный материал (МИ) подхватывается первичным воздухом (ВП), подаваемым через патрубок 7, и движется на газораспределительную решетку 2, расположенную в коробе 1.
Вентилятором 15 создается разрежение в классификаторе. Через патрубок 8 в классификатор через газораспределительную решетку 2 подается вторичный воздух (BBI). При помощи регулятора расхода воздуха (РРВ) 10 устанавливается расход вторичного воздуха (BBI).
Исходный материал (МИ) попадает на газораспределительную решетку 2 короба 1. Материал приходит в псевдоожиженное состояние и провеивается воздушным потоком. Крупные частицы опускаются обратно на газораспределительную решетку 2 через щелевые проходы 6 между вертикальными перегородками 3 и полками 5. Мелкие частицы уносятся вверх. Крупный материал (МК) перечищается от мелкого во всех сепарационных каналах 4 короба 1 и через патрубок 16 шлюзовым дозатором 11 выводится из классификатора в его нижней части.
Для того чтобы исключить попадание мелкого материала в крупный с помощью расхода вторичного воздуха (BBI), расхода воздуха, создаваемого вентилятором 15, создаются скорости потока, незначительно превышающие скорости витания крупных частиц.
Добавка обогащенной смеси в исходный материал облегчает процесс классификации и повышает ее эффективность.
Мелкий материал (ММ) удаляется из классификатора через патрубок 12 и, проходя в виде пылевоздушной смеси (В+ММ) через циклон 13 и рукавный фильтр 14, отделяется от воздуха. Очищенный от пыли воздух выбрасывается в атмосферу.
Установка работает под разрежением, что исключает выделение пыли в окружающую среду.
Таким образом, предлагаемый пневматический классификатор позволяет эффективно производить разделение сыпучих материалов и расширяет диапазон их фракционирования.
Техническим результатом является повышение точности классификации материала, повышение эффективности и расширение диапазона фракционирования сыпучих материалов, предрасположенных к агломерированию частиц. Кроме того, увеличилась производительность классификации.