RU2500488C1

RU2500488C1 - Air operated rotary dynamic classifier

Info

Publication number: RU2500488C1
Application number: RU2012119126/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Бородавко; Эдуард Леонидович Бороха; Владимир Васильевич Воробьёв; Эдуард Михайлович Ловчев; Вадим Казимирович Ситко; Дмитрий Андреевич Сухан
Original assignee: Научно-производственное республиканское унитарное предприятие "НПО "Центр"
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2013-12-10
Also published as: RU2012119126A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to two-product separators and may be used in construction, chemical metallurgical industries, etc. Proposed classifier comprises casing with cover provided with hole, working tool composed of top and bottom discs and vanes arranged there between at disc edges, tangential initial material feed pipe, fine fraction and airflow discharge pipe arranged at casing top section to communicate with working tool central part, coarse fraction discharge pipe with unloader arranged at casing bottom part, and working tool drive. Holes are made around fine fraction and airflow discharge pipe. Classifier comprises flat ring arranged directly above casing cover to revolve around fine fraction and airflow discharge pipe and furnished with holes to be aligned with those in casing cover.

EFFECT: higher efficiency.

4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к воздушным центробежным классификаторам с вращающимся рабочим органом, и может найти применение в строительной, химической, пищевой и других отраслях промышленности для разделения различных сыпучих материалов по крупности.The invention relates to mechanical engineering, namely to air centrifugal classifiers with a rotating working body, and can find application in the construction, chemical, food and other industries for the separation of various bulk materials by size.

Известен воздушный центробежно-динамический классификатор, содержащий корпус с крышкой, рабочий орган, состоящий из верхнего и нижнего дисков и лопаток, расположенных между дисками на их периферийной части, лопатки, расположенные на наружной поверхности верхнего диска в качестве средства для предотвращения возникновения паразитного параллельного воздушного потока, трубу для подачи исходного материала, расположенную в нижней части корпуса, патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса и сообщающийся с центральной частью рабочего органа, патрубок для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части корпуса, и привод рабочего органа. При вращении рабочего органа лопатки, расположенные на наружной поверхности верхнего диска, создают воздушный поток, направленный в сторону зоны разделения (SU 806162 А1, В07В 7/083, опубликовано 23.02.1981).Known air centrifugal-dynamic classifier containing a housing with a cover, a working body consisting of upper and lower disks and vanes located between the disks on their peripheral part, vanes located on the outer surface of the upper disk as a means to prevent the occurrence of parasitic parallel air flow , a pipe for supplying the source material located in the lower part of the housing, a pipe for outputting the fine fraction together with the air flow located in the upper part of housing and communicating with the Central part of the working body, a pipe for outputting a large fraction, located in the lower part of the housing, and the drive of the working body. When the working body rotates, the blades located on the outer surface of the upper disk create an air flow directed towards the separation zone (SU 806162 A1, B07B 7/083, published 02.23.1981).

Однако в данном классификаторе лопатки, расположенные на наружной поверхности верхнего диска рабочего органа, существенно увеличивают аэродинамическое сопротивление рабочего органа, что приводит к значительному повышению энергозатрат, связанных с предотвращением возникновения паразитного параллельного воздушного потока.However, in this classifier, the blades located on the outer surface of the upper disk of the working body significantly increase the aerodynamic resistance of the working body, which leads to a significant increase in energy costs associated with preventing the occurrence of spurious parallel air flow.

Известен также воздушный центробежно-динамический классификатор, содержащий корпус с крышкой, выполненной с отверстиями, рабочий орган, состоящий из верхнего диска, нижнего диска и лопаток, расположенных между дисками на их периферийной части, тангенциальный патрубок для подачи исходного материала, расположенный в верхней части корпуса, патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса и сообщающийся с центральной частью рабочего органа, патрубок для вывода крупной фракции с разгрузочным устройством, расположенный в нижней части корпуса, и привод рабочего органа, при этом отверстия выполнены вокруг патрубка для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком. Патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком через циклон или через систему фильтров связан с вентилятором (RU 2368434 С1, В07В 7/083, опубликовано 27.09.2009).Also known is an air centrifugal-dynamic classifier containing a housing with a cover made with holes, a working body consisting of an upper disk, a lower disk and blades located between the disks on their peripheral part, a tangential nozzle for supplying the source material located in the upper part of the housing , a pipe for outputting a fine fraction together with an air stream located in the upper part of the housing and communicating with the central part of the working body, a pipe for outputting a large fraction with unloading nym device disposed in the bottom of the hull, and drive the working member, wherein the holes are formed around the nozzle for withdrawal of fine fraction together with the air stream. A nozzle for outputting a fine fraction together with the air flow through a cyclone or through a filter system is connected to a fan (RU 2368434 C1, B07B 7/083, published September 27, 2009).

Однако известный классификатор не позволяет регулировать поступление атмосферного воздуха через отверстия, выполненные в крышке корпуса для предотвращения возникновения паразитного воздушного потока, и, соответственно, оптимизировать расход воздуха для этих целей через конструктивной кольцевой зазор между патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и верхним диском рабочего органа. При расходе воздуха, превышающем оптимальный, возникают значительные завихрения воздушного потока с исходным материалом, что препятствует разделению материала по крупности, «размыванию» границ разделения и снижению производительности классификатора. При расходе воздуха меньше оптимального снижается эффективность воздушного затвора и часть крупной фракции подхватывается паразитным параллельным воздушным потоком и через конструктивный кольцевой зазор между патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и верхним диском рабочего органа выводится из классификатора вместе с мелкой фракцией. Данное обстоятельство снижает эффективность классификации материала.However, the known classifier does not allow to regulate the flow of atmospheric air through the holes made in the housing cover to prevent the occurrence of spurious air flow, and, accordingly, to optimize the air flow for these purposes through the constructive annular gap between the nozzle to output the fine fraction together with the air flow and the upper disk working body. When the air flow exceeds the optimum, significant turbulence of the air flow with the source material occurs, which prevents the separation of material by size, "erosion" of the separation boundaries and a decrease in the performance of the classifier. When the air consumption is less than optimal, the air shutter efficiency decreases and part of the coarse fraction is picked up by a parasitic parallel air flow and through the constructive annular gap between the nozzle to withdraw the fine fraction together with the air stream and the upper disk of the working body, is removed from the classifier together with the fine fraction. This circumstance reduces the effectiveness of the classification of the material.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности классификации за счет предотвращения вывода из классификатора части крупной фракции вместе с мелкой фракцией и за счет предотвращения возникновения завихрений в зоне разделения исходного материала путем регулирования проходного сечения отверстий, выполненных в крышке корпуса, и, соответственно, обеспечения оптимизации расхода воздуха через конструктивный кольцевой зазор между патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и верхним диском рабочего органа.The objective of the invention is to increase the classification efficiency by preventing the withdrawal from the classifier of a portion of the coarse fraction together with the fine fraction and by preventing the occurrence of turbulence in the separation zone of the source material by adjusting the bore of the holes made in the housing cover and, accordingly, ensuring optimization of air flow through a constructive annular gap between the nozzle to output the fine fraction together with the air flow and the upper disk of the working body.

Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата воздушный центробежно-динамический классификатор, содержащий корпус с крышкой, выполненной с отверстиями, рабочий орган, состоящий из верхнего диска, нижнего диска и лопаток, расположенных между дисками на их периферийной части, тангенциальный патрубок для подачи исходного материала, расположенный в верхней части корпуса, патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса и сообщающийся с центральной частью рабочего органа, патрубок для вывода крупной фракции с разгрузочным устройством, расположенный в нижней части корпуса, и привод рабочего органа, при этом отверстия выполнены вокруг патрубка для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, отличается тем, что содержит плоское кольцо, расположенное непосредственно над крышкой корпуса с возможностью фиксированного вращения вокруг патрубка для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и выполненное с отверстиями, совпадающими с отзерстиями, выполненным в крышке корпуса.The essence of the invention lies in the fact that to solve the problem by the specified technical result, an air centrifugal-dynamic classifier, comprising a housing with a cover made with holes, a working body, consisting of an upper disk, lower disk and blades located between the disks on their peripheral part , tangential pipe for supplying the source material located in the upper part of the housing, a pipe for outputting the fine fraction together with the air flow located in the upper part of the housing CA and communicating with the Central part of the working body, the pipe for outputting a large fraction with a discharge device located in the lower part of the housing, and the drive of the working body, the holes being made around the pipe for outputting a small fraction together with the air flow, differs in that it contains a flat a ring located directly above the housing cover with the possibility of a fixed rotation around the nozzle to output the fine fraction together with the air flow and made with holes matching the opening E formed in the housing cover.

Изобретение поясняется чертежами: фиг.1 - общий вид классификатора с открытыми отверстиями, выполненными в крышке корпуса, вертикальное осевое сечение; фиг.2 - вид А на фиг.1; фиг.3 - общий вид классификатора с полностью перекрытими отверстиями, выполненными в крышке корпуса, вертикальное осевое сечение; фиг.4 - вид Б на фиг.3.The invention is illustrated by drawings: figure 1 - General view of the classifier with open holes made in the housing cover, vertical axial section; figure 2 - a view of figure 1; figure 3 is a General view of the classifier with completely overlapping holes made in the housing cover, vertical axial section; figure 4 is a view of B in figure 3.

Воздушный центробежно-динамический классификатор содержит корпус 1 (например, цилиндроконический) с крышкой 2, выполненной с отверстиями 3, рабочий орган, состоящий из верхнего диска 4, нижнего диска 5 и лопаток 6, расположенных между дисками 4 и 5 на их периферийной части, тангенциальный патрубок 7 для подачи исходного материала, расположенный в верхней части корпуса 1, патрубок 8 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса 1 и сообщающийся с центральной частью рабочего органа, патрубок 9 для вывода крупной фракции, снабженный разгрузочным устройством 10, например, типа «мигалка», и расположенный в нижней части корпуса 1, плоское кольцо 11, расположенное непосредственно над крышкой 2 корпуса 1 с возможностью фиксированного вращения вокруг патрубка 8 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и выполненное с отверстиями 12, совпадающими с отверстиями 3, выполненными в крышке 2 корпуса 1, и привод рабочего органа (на чертежах не показан). При этом отверстия 3 выполнены вокруг патрубка 8 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком.Air centrifugal-dynamic classifier contains a housing 1 (for example, cylindrical) with a cover 2 made with holes 3, a working body consisting of an upper disk 4, a lower disk 5 and blades 6 located between the disks 4 and 5 on their peripheral part, tangential a pipe 7 for supplying source material located in the upper part of the housing 1, a pipe 8 for outputting a fine fraction together with an air stream located in the upper part of the housing 1 and communicating with the central part of the working body, a pipe 9 for output and a large fraction, equipped with an unloading device 10, for example, a flasher type, and located in the lower part of the housing 1, a flat ring 11 located directly above the cover 2 of the housing 1 with the possibility of fixed rotation around the nozzle 8 to output the fine fraction together with the air flow and made with holes 12, coinciding with the holes 3 made in the cover 2 of the housing 1, and the drive of the working body (not shown). In this case, the holes 3 are made around the nozzle 8 for outputting the fine fraction together with the air flow.

Патрубок 8 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком через циклон или через систему фильтров связан с вентилятором (на чертежах не показаны).A pipe 8 for outputting a fine fraction together with the air flow through a cyclone or through a filter system is connected to a fan (not shown in the drawings).

Патрубок 7 для подачи исходного материала может быть расположен в нижней части корпуса 1. Патрубок 8 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком может быть расположен в нижней части корпуса 1 и сообщаться с центральной частью рабочего органа через нижний диск 5. При этом крышка 2 с отверстиями 3 и диск 11 с отверстиями 12 располагают под рабочим органом. Привод рабочего органа может быть расположен в верхней части корпуса 1 (на чертежах не показаны).A pipe 7 for supplying the source material can be located in the lower part of the housing 1. A pipe 8 for outputting a fine fraction together with the air flow can be located in the lower part of the housing 1 and communicate with the central part of the working body through the lower disk 5. The cover 2 sec holes 3 and the disk 11 with holes 12 are located under the working body. The drive of the working body can be located in the upper part of the housing 1 (not shown in the drawings).

Изобретение используют следующим образом.The invention is used as follows.

Посредством привода рабочему органу придают вращение с требуемой скоростью. Посредством вентилятора на выходе патрубка 8 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и в центральной части рабочего органа создают разряжение и через тангенциальный патрубок 7 подают исходный материал в кольцеобразную зону разделения - пространство между стенкой корпуса 1 и лопатками 6 рабочего органа. В зоне разделения вращающиеся лопатки 6 придают воздушному потоку, содержащему исходный материал, вращение в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси классификатора. При этом на материал действуют две противоположно направленные силы: центробежная сила, обусловленная вращением воздушного потока вокруг вертикальной оси классификатора, и сила аэродинамического сопротивления, обусловленная движением воздушного потока через образованное лопатками 6 межлопаточное пространство к центральной части рабочего органа.By means of a drive, the working body is rotated at the required speed. By means of a fan at the outlet of the nozzle 8 for outputting the fine fraction together with the air flow and in the central part of the working body, a vacuum is created and through the tangential pipe 7 the source material is fed into the annular separation zone - the space between the wall of the housing 1 and the blades 6 of the working body. In the separation zone, the rotating blades 6 give the air stream containing the source material rotation in a horizontal plane about the vertical axis of the classifier. In this case, two oppositely directed forces act on the material: centrifugal force due to the rotation of the air flow around the vertical axis of the classifier, and aerodynamic drag due to the movement of the air flow through the interscapular space formed by the blades 6 to the central part of the working body.

Для крупных частиц в зоне разделения центробежная сила преобладает над силой аэродинамического сопротивления, вследствие чего крупные частицы отбрасываются на стенку корпуса 1 и под действием гравитационной силы вдоль нее перемещаются вниз и выводятся из классификатора через патрубок 9 посредством разгрузочного устройства 10.For large particles in the separation zone, the centrifugal force prevails over the force of aerodynamic drag, as a result of which large particles are thrown onto the wall of the housing 1 and under the influence of gravitational force along it move down and out of the classifier through the pipe 9 by means of a discharge device 10.

Для мелких частиц в зоне классификации сила аэродинамического сопротивления преобладает над центробежной силой. Вследствие этого они вместе с воздушным потоком перемещаются в центральную часть рабочего органа и через патрубок 8 вместе с воздушным потоком выводятся из классификатора.For small particles in the classification zone, the aerodynamic drag force prevails over the centrifugal force. As a result of this, they, together with the air flow, move to the central part of the working body and through the pipe 8 together with the air flow are removed from the classifier.

Так как внутри корпуса 1 и в рабочем органе существует разряжение, то атмосферный воздух через отверстия 3 поступает в классификатор (фиг.1), что приводит к возникновению в пространстве между крышкой 2 и верхним диском 4 рабочего органа двух воздушных потоков, направленных в противоположные стороны. Один поток направлен к конструктивному кольцевому зазору между патрубком 8 и верхним диском 4. Второй поток направлен к стенке корпуса 1, т.е. в зону разделения. Этот воздушный поток предотвращает возникновение паразитного параллельного воздушного потока и, соответственно, перемещение крупных частиц в центральную часть рабочего органа. Путем вращения в горизонтальной плоскости плоского кольца 11 с отверстиями 12 осуществляют регулирование расхода воздуха через отверстия 3 и его поступления воздушного потока в пространство между крышкой 2 и верхним диском 4 рабочего органа и, соответственно, через конструктивный кольцевой зазор между патрубком 8 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и верхним диском 4 рабочего органа, за счет частичного перекрытия проходного сечения отверстий 3. Это позволяет опытным путем оптимизировать поступление воздуха в пространство между крышкой 2 корпуса 1 и верхним диском 4 рабочего органа и, соответственно, оптимизировать расход воздуха через конструктивный кольцевой зазор между патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и верхним диском рабочего органа.Since there is a vacuum inside the housing 1 and in the working body, the atmospheric air through the holes 3 enters the classifier (Fig. 1), which leads to the appearance in the space between the cover 2 and the upper disk 4 of the working body two air streams directed in opposite directions . One stream is directed to the structural annular gap between the pipe 8 and the upper disk 4. The second stream is directed to the wall of the housing 1, i.e. into the separation zone. This air flow prevents the occurrence of parasitic parallel air flow and, accordingly, the movement of large particles in the Central part of the working body. By rotating in the horizontal plane of the flat ring 11 with holes 12, the air flow through the holes 3 is regulated and its air flow enters the space between the cover 2 and the upper disk 4 of the working body and, accordingly, through the structural annular gap between the pipe 8 to output the fine fraction together with the air flow and the upper disk 4 of the working body, due to the partial overlap of the passage section of the holes 3. This allows you to experimentally optimize the flow of air into the space between the cover 2 of the housing 1 and the upper disk 4 of the working body and, accordingly, to optimize the air flow through the structural annular gap between the pipe to output the fine fraction together with the air flow and the upper disk of the working body.

При расходе воздуха, превышающем оптимальный, возникают значительные завихрения воздушного потока с исходным материалом, что препятствует эффективному разделению материала по крупности. При расходе воздуха меньше оптимального часть крупной фракции подхватывается паразитным параллельным воздушным потоком и через конструктивный кольцевой зазор между патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и верхним диском рабочего органа выводится из классификатора вместе с мелкой фракцией.When the air flow exceeds the optimum, significant turbulence of the air flow with the source material occurs, which prevents the effective separation of the material by size. At an air flow rate less than optimal, a part of the coarse fraction is picked up by a parasitic parallel air flow and, through the constructive annular gap between the nozzle, for outputting the fine fraction, together with the air stream and the upper disk of the working body, it is removed from the classifier together with the fine fraction.

Границу разделения материала регулируют путем изменения количества оборотов рабочего органа. При увеличении количества оборотов рабочего органа граница разделения уменьшается и наоборот.The separation boundary of the material is regulated by changing the number of revolutions of the working body. With an increase in the number of revolutions of the working body, the separation boundary decreases and vice versa.

Claims

Air centrifugal-dynamic classifier, comprising a housing with a cover made with holes, a working body consisting of an upper disk, a lower disk and vanes located between the disks on their peripheral part, a tangential nozzle for supplying the source material located in the upper part of the housing, a nozzle for the withdrawal of a small fraction together with the air flow, located in the upper part of the housing and communicating with the central part of the working body, a pipe for outputting a large fraction with an unloading device m, located in the lower part of the housing, and the drive of the working body, while the holes are made around the nozzle for outputting the fine fraction together with the air flow, characterized in that it contains a flat ring located directly above the housing cover with the possibility of fixed rotation around the nozzle for the output of small fractions together with the air flow and made with holes matching the holes made in the housing cover.