RU2592933C2

RU2592933C2 - Centrifugal classifier

Info

Publication number: RU2592933C2
Application number: RU2014153339/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Руфеевич Андреев; Татьяна Руслановна Карпенко; Людмила Дмитриевна Чистякова; Александр Захарович Поздняков
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2016-07-27
Also published as: RU2014153339A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to devices of classification of fine polydisperse loose materials into two fractions with particles of different size, density and aerodynamic properties. Centrifugal classifier comprises a housing with rotary working member, working member drive, tangential initial material and air feed branch pipe, device to discharge the heavy fraction arranged under the working member and communicated therewith, spiral scroll with tangential branch pipe to discharge the light fraction, communicating with the central part of the working member and installed in the upper part of the classifier. Housing is cylinder-conic and equipped with a hollow cylinder fixed in it, cylinder is made with blind lower end, in the upper part of which there is the spiral scroll with tangential branch pipe to discharge light fraction. Rotary working member consists of drive shaft with a fixed disc, on the peripheral part of which there are swirl chambers and main channels, having discharge narrow channels of involute profile for recycling and discharging heavy particles.

EFFECT: technical result is higher efficiency of classification.

1 cl, 3 dwg

Description

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.The invention relates to devices for classifying finely divided polydisperse granular material into two fractions, particles of which differ in size, density and aerodynamic properties. The device can be used to separate the flour of cereals and legumes into starchy and protein fractions.

Известен пневмоклассификатор для выделения из продуктов измельчения зерна пшеницы высокобелковой фракции муки способом пневмоклассификации.Known pneumatic classifier for separation of high-protein fractions of flour from wheat grain grinding products by pneumatic classification.

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).The pneumatic classifier contains a fixed spiral-shaped housing, an air distribution grill with rotary blades located along an arc of a circle coaxial with the housing, as well as a rotating impeller with radial blades, located coaxially with the air distribution grill and the housing; a pipe for introducing clean air into the space between the housing and the air distribution grill, a pipe for introducing transporting air with the original product into the annular space between the air distribution grill and the impeller, a pipe for outputting a large fraction and a pipe for outputting a small fraction of the product with air (patent RU 2386489) .

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/см³, частицы белка плотностью 1,32 г/см³, клетчатки плотностью 1,2 г/см³.The disadvantages of this device is the difficulty of separating particles of protein and starchy fractions with particle sizes from 0 to 15 μm, having different densities and differing little in aerodynamic properties, which include small grains of starch with a density of 1.55 g / cm ³ , protein particles with a density of 1 , 32 g / cm ³ , fiber with a density of 1.2 g / cm ³ .

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.Separation of such a polydisperse mixture of particles is possible using a fundamentally new solution for vortex thin-layer separation in the channels of the rotor of a centrifugal classifier, the prototype of which can be a centrifugal classifier according to the copyright certificate SU 1263377 A1, 10/15/1986, B07B 7/083, which contains a housing with a rotating working body consisting of disks, a drive of the working body, a pipe for supplying the source material together with air, a device for outputting a heavy fraction located under the working body and a message A spiral cochlea with a tangential nozzle for exiting a light fraction communicating with it, communicating with the central part of the working body and installed in the upper part of the body. The disks are fixed on the drive shaft so that radially tangential channels are formed between them, and an axial channel is formed in the center.

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.This device is designed to separate polydisperse material by pneumatic classification according to the size of particles having the same density and constituting a uniform fine fraction at the output, which does not meet the conditions and objectives of pneumatic classification of flour.

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.The purpose of the invention is to obtain in the fine fraction less heavy particles, and in the large fraction less light particles. In relation to pneumatic classification of grain flour, this means - obtaining in the fine fraction the maximum protein content, and in the large fraction the maximum starch content.

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.The technical result consists in achieving high efficiency of pneumatic classification and more precise control of the boundaries of the separation of granular product into fractions in the particle size range from 0 to 15 microns, having different densities and slightly differing in aerodynamic properties.

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.The technical result is achieved by the fact that the centrifugal classifier comprises a cylindrical conical housing with a hollow cylinder fixed in it, made with a blind bottom end, in the upper part of which there is a spiral cochlea with a tangential branch pipe for the exit of a light fraction, while the rotating working body consists of a drive shaft with a fixed on it with a disk, on the peripheral part of which vortex chambers and main channels are made, which have narrow narrow channels of involute profile for recirculation and discharge elyh particles.

В данном устройстве используется способ тонкослойного разделения суспензий гидравлических сепараторов и эффект образования рециркуляционных потоков в межлопаточных каналах турбин и вентиляторов.This device uses a method of thin-layer separation of suspensions of hydraulic separators and the effect of the formation of recirculation flows in the interscapular channels of turbines and fans.

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.The invention is shown schematically in FIG. 1-3. FIG. 1 is a vertical section through the device, FIG. 2 is a horizontal section of the working disk, FIG. 3 - the shape of the vortex chambers and channels of the working disk.

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.The centrifugal classifier has a cylindrical-conical housing 1 with a hollow cylinder 2 fixed in it, made with a blind bottom end 5, and in the upper part having a spiral cochlea 3 with a tangential nozzle 4 for the exit of the light fraction, a tangential nozzle 6 for entering the polydisperse product with air, a rotating working an organ consisting of a drive shaft 7 and a disk 8 fixed on it, on the peripheral part of which vortex chambers 10 and main channels 9 are made, which have narrow narrow channels 11 of an involute profile for recirculation circulation and removal of heavy particles, a device 12 for outputting a heavy fraction from the lower conical part of the housing located under the working body and in communication with it.

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.The centrifugal classifier works as follows: the initial product in the form of finely ground flour with conveying air is introduced under pressure through the nozzle 6 into the annular space of the cylindrical part of the housing 1, where heavy large particles are deposited on the inner surface of the housing under the action of centrifugal inertia and slide down along the conical part to a device 12 for unloading a heavy fraction. The air stream with the product, rotating in the annular space of the housing 1, enters the zone of action of the disk 8 of the working body and acquires a new peripheral speed created by the vortex chambers 10 and radial channels 9. Under the influence of aerodynamic forces, the air stream with particles less than 15 μm enters the inside of the vortex open chamber 10 and acquires a rotational movement in it, which contributes to the ejection of the heaviest particles from the chamber. Moving along the radial channels 10 to the center of the disk, particles having a high density come into contact with the front wall of the radial channel, slow down the speed in the air stream, get carried away into an additional narrow channel 11 and are thrown into the annular zone of the casing 1 with the maximum peripheral speed of the disk 8, which allows them to reach the inner surface of the housing and unload along with large particles of the product. Particles of less than 15 μm, having a lower density, are carried away from the radial channels 9 by air flow, are discharged through the hollow cylinder 2, the cochlea 3 and the pipe 4 and further into bag filters (not shown in the drawings), where they are separated from the air and discharged in the form of a fine light product fractions.

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.Thus, the initial product of finely divided polydisperse material is divided into two fractions, coarse and fine, differing in size, density and aerodynamic properties, to achieve the greatest classification effect, the rotational speed of the working body disk is regulated.

Описанный выше центробежный классификатор позволяет достичь повышения эффективности пневмоклассификации продукта, которая обеспечивается лучшей организацией воздушных потоков внутри каналов диска рабочего органа.The centrifugal classifier described above makes it possible to increase the efficiency of pneumatic classification of the product, which is ensured by the best organization of air flows inside the channels of the working organ disk.

Claims

A centrifugal classifier comprising a housing with a rotating working body, a drive of the working body, a tangential pipe for supplying the source material together with air, a device for outputting a heavy fraction located under the working body and communicating with it, a spiral scroll with a tangential pipe for outputting a light fraction communicating with the central part of the working body and installed in the upper part of the classifier, characterized in that the casing is cylindrical and equipped with a hollow cylinder fixed in it rum made with a blind bottom end, in the upper part of which there is a spiral cochlea with a tangential nozzle for the exit of the light fraction, while the rotating working body consists of a drive shaft with a disk mounted on it, on the peripheral part of which there are vortex chambers and main channels having narrow narrow evolving channels for recirculation and removal of heavy particles.