УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПЫЛИ ИЗ ПОРОШКОВ
DEVICE FOR EXTRACTION OF DUST FROM POWDERS

Изобретение относится к технике типа электромассклассификаторов и предназначено для непрерывного разделения на фракции неоднородных порошковых материалов, включая техногенное и природное сырье. Глубокая переработка порошковых материалов сухими методами физического разделения возможна лишь при удалении из него пыли с размерами частиц менее 20-30 мкм.
Известен вихревой классификатор порошковых материалов, включающий прямоточную вихревую камеру с каналами вывода классифицируемого материала в виде кольцевых щелей, закручивающий аппарат с каналами ввода порошкового материала и каналами вывода крупной фракции, завихритель, клапаны и блок управления с датчиками температуры холодного и горячего потоков, при этом на внутренней поверхности расширяющегося сопла выполнены криволинейные канавки, продольно расположенные от его входного до выходного отверстий. (Пат. РФ №2189282, опубл. 20.09.2000 г.)
Недостатком данного технического решения является низкая производительность, которая не позволяет применять его для разделения тонкодисперсных порошков техногенного и природного сырья.
Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является устройство для разделения каменноугольной золы, включающее камеру сепарации с конусным козырьком в верхней части и с днищем в нижней части, имеющем центральное отверстие, расположенный в камере ротор в виде двух дисков, соединенных радиальными лопастями, нижний из которых имеет центральное отверстие, а верхний закреплен на валу, бункер для отбора мелкой фракции, сообщающийся с центральным отверстием в днище камеры сепарации, при этом камера выполнена цилиндрической, а днище с отверстием в центре образует кольцевой зазор со стенкой, на внутренней стенке камеры установлена спиральная направляющая. Устройство снабжено электромагнитами, бункером для мелкой фракции, в верхней части которого расположена камера сепарации, а нижняя часть его сообщается патрубком с бункером для мелкой фракции, и кольцевым бункером для крупной фракции, расположенным под кольцевым зазором, при этом вал ротора выполнен полым для ввода материала, а радиальные лопасти выходят за края дисков (Пат. РФ №2065782, опубл. 27.08.1996 г.).
Недостатками устройства для разделения каменноугольной золы являются невозможность встраивания ее в непрерывные линии переработки природного и техногенного сырья, большие размеры установки из-за того, что для удаления пыли из бункера необходимо иметь крутой наклон стенок, что приводит к излишней высоте установки. При переработке золы в устройстве получаются 3 полуфабриката, которые требуют дополнительной перечистки. При значительном содержании в сырье магнитной фракции производительность установки сильно снижается из-за необходимости часто останавливать процесс для удаления накопленной магнитной фракции. Замена ротора из-за абразивного износа сильно затруднена и требует практически полной разборки установки. Регулировка степени разделения на тонкую и крупную фракции осложнена, т.к. величину кольцевого зазора, через который удаляется крупная фракция, сложно изменить.
Таким образом, установка имеет недостаточно высокую производительность, громоздка, сложна в обслуживании, не позволяет получать порошки высокого качества по фракционному составу при нестабильном составе исходного материала.
Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в более эффективном и полном удалении мелкой фракции частиц размером менее 20-30 мкм из порошковых материалов, включая техногенное и природное сырье, а также повышении производительности за счет длительной непрерывной работы, возможности быстрой и легкой замены изношенного ротора и других элементов, подвергаемых износу, без разборки установки.
Технический результат - повышение качества получаемых фракций, а также производительности устройства.
Поставленная задача решается в предлагаемом устройстве, включающем питатель, цилиндрическую камеру сепарации с кольцевыми перегородками и днищем, в котором выполнены центральное и периферийное отверстия, установленную с зазором к стенкам в бункере, ротор с радиальными лопастями в камере сепарации, приемник тонкой фракции с козырьком под центральным отверстием в днище камеры сепарации, камера сепарации смонтирована в бункере средней фракции, отверстия по периферии камеры сепарации выполнены сегментными и под ними размещены патрубки для вывода крупной фракции, в нижней части бункеров средней и тонкой фракции установлены заслонки, формирующие буферные зоны для удаления продуктов.
Предпочтительно лопасти ротора выполнены F-образными.
Предпочтительно над приемником тонкой фракции установлены коаксиально трубы.
Предпочтительно ротор заявляемого устройства выполнен съемным.
Предпочтительно камера сепарации выполнена съемной при установке над приемником тонкой фракции.
Существенными отличительными признаками заявляемого технического решения являются:
- камера сепарации смонтирована в бункере средней фракции;
- отверстия по периферии камеры сепарации выполнены сегментными и под ними размещены патрубки для вывода крупной фракции;
- в нижней части бункеров средней и тонкой фракции установлены заслонки, формирующие буферные зоны.
Совокупность существенных отличительных признаков обладает новизной, изобретательским уровнем и позволяет решить поставленную задачу.
Устройство для выделения пыли из порошков изображено на чертеже.
Устройство для выделения пыли из порошков содержит цилиндрическую камеру сепарации 1 с днищем 2, имеющим отверстие по центру 3 и отверстия сегментные 4 по периферии у стенки, размещенную внутри бункера для средней фракции 5. Ротор 6 в форме несущего диска и радиальных лопастей 7 установлен по центру в камере сепарации на валу привода. Над ротором установлен питатель 8 с патрубком. Под отверстием в днище расположен бункер для тонкой фракции 9 с козырьком 10 и трубами 11. Под периферийными отверстиями в днище камеры сепарации установлены патрубки для сбора крупной фракции 12, которые выводятся из бункера средней фракции. Бункера для средней и тонкой фракций в нижней части снабжены заслонками 13 и 14 для формирования буферных зон. Из этих буферных зон собранный материал может быть удален без остановки устройства. Для задержки материала в камере сепарации для лучшего обеспыливания на стенке камеры сепарации установлены кольцевые перегородки 15.
Устройство работает следующим образом. Из питателя 8 исходный порошкообразный материал подается по центру на вращающийся ротор 6, который радиальными лопастями 7 развеивает его по камере сепарации 1 с кольцевыми перегородками 15, т.е. создает аэрозоль из слабозаряженных частиц. При исполнении лопастей с F-образным профилем материал разгоняется до максимальной скорости из-за отсутствия рассеивания вверх-вниз, а также не залеживается на днище камеры сепарации из-за создания турбулентного потока. Часть аэрозоля из наиболее тонких частиц собирается в бункере тонкой фракции 9, на котором для регулирования сечения захвата пыли установлен козырек 10 и трубы 11 для ускорения осаждения пыли. Крупные инерционные частицы остаются в основном на днище 2 камеры сепарации и через отверстия на периферии 4 удаляются через патрубки 12. Весь остальной материал собирается в бункер средней фракции 5. Накопленные продукты периодически удаляются из буферов в бункерах при закрытии заслонок 13 и последующем открытии заслонок 14.
Обеспыленная крупная фракция, обладающая сыпучестью, легко подвергается дальнейшему физическому разделению, в т.ч. магнитной сепарации, что способствует получению продуктов с улучшенными свойствами в узких диапазонах параметров. Средняя фракция содержит тонкие частицы, которые могут быть выделены при перечистке. Выделение средней фракции резко снижает влияние нестабильного состава сырья на качество крупной и тонкой фракций.
Заявляемое устройство по сравнению с прототипом позволяет эффективно выделять фракцию менее 20-30 мкм из неоднородных порошковых материалов, включая техногенное и природное сырье, имеет высокую производительность за счет длительной непрерывной работы, быстрой замены изношенных элементов, а также позволяет получать за один проход больше готовых продуктов более высокого качества.