RU2508953C1

RU2508953C1 - Air operated rotary inertial classifier

Info

Publication number: RU2508953C1
Application number: RU2012131877/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Бородавко; Владимир Васильевич Воробьёв; Евгений Николаевич Иванов; Владимир Александрович Красильников; Григорий Михайлович Лускин; Андрей Викторович Таболич; Пётр Павлович Шиманович
Original assignee: Научно-производственное республиканское унитарное предприятие "НПО "Центр"
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2014-03-10
Also published as: RU2012131877A

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 outer cylinder-taper casing with cover. Said casing is shaped to funnel with outlet. It has fine fraction and airflow discharge pipe arranged atop casing cover and coarse fraction discharge pipe arranged at casing bottom. Inner cylinder-taper casing with minor-taper cover with its vertex directed upward and coarse fraction discharge pipe arranged at casing bottom. It comprises blades with mechanism of fixed turn about horizontal axis arranged regularly between cylindrical sections of outer and inner casings. Besides, it has initial material and air feed pipe arranged at bottom of outer casing. Cylindrical parts of inner and mix casings have circular pockets. Rotary vanes have their sides located in said pockets.

EFFECT: higher separation efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к воздушным центробежно-инерционным классификаторам, и может быть использовано в строительной, горно-обогатительной, химической, металлургической и других отраслях промышленности для разделения по крупности различных сыпучих материалов.The invention relates to mechanical engineering, in particular to air centrifugal-inertial classifiers, and can be used in the construction, mining, chemical, metallurgical and other industries for separation by size of various bulk materials.

Известен воздушный центробежно-инерционный классификатор, содержащий наружный цилиндроконический корпус с крышкой, патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенным на крышке корпуса, и патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, внутренний цилиндроконический корпус с плоской крышкой, установленной на корпусе с образованием с ним кольцевой щели и с возможностью линейных перемещений в вертикальной плоскости, и патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, лопатки, снабженные механизмом фиксированного поворота вокруг горизонтальной оси и расположенные равномерно между цилиндрическими участками наружного и внутреннего корпусов, и трубу для подачи исходного материала вместе с воздушным потоком, расположенную в нижней части наружного корпуса (SU 899165, B07B 7/08, опубликовано 23.01.1982).Known air centrifugal inertial classifier containing an outer cylindrical conical housing with a lid, a nozzle for outputting a fine fraction together with an air flow located on the lid of the housing, and a nozzle for outputting a large fraction located in the lower part of the housing, an inner cylindrical housing with a flat cover installed on the body with the formation of an annular gap with it and with the possibility of linear displacements in the vertical plane, and a nozzle for outputting a large fraction located in the lower part and housings, vanes equipped with a fixed rotation mechanism around a horizontal axis and located evenly between the cylindrical sections of the outer and inner shells, and a pipe for supplying the source material with the air flow located in the lower part of the outer shell (SU 899165, B07B 7/08, published 01/23/1982).

Известен также воздушный центробежно-инерционный классификатор, содержащий наружный цилиндроконический корпус, снабженный патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, и крышкой с патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, внутренний цилиндроконический корпус со слабоконической крышкой, установленной на корпусе вершиной вверх с образованием с ним кольцевой щели, и патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, промежуточный цилиндроконический корпус, расположенный между наружным и внутренним цилиндроконическими корпусами и снабженный патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, поворотные лопатки, снабженные механизмом фиксированного поворота вокруг горизонтальной оси и расположенные равномерно между цилиндрическими участками промежуточного и внутреннего корпусов, и трубу для подачи исходного материала вместе с воздушным потоком, расположенную в нижней части классификатора (SU 1036401, B07B 7/08, опубликовано 23.08.1983).Also known is an air centrifugal-inertial classifier containing an outer cylindrical conical housing, equipped with a nozzle for outputting a large fraction located in the lower part of the housing, and a lid with a nozzle for outputting a small fraction together with air flow, an inner cylindrical housing with a slightly conical lid mounted on top of the housing up with the formation of an annular gap with it, and a nozzle for outputting a large fraction located in the lower part of the housing, an intermediate cylindrical housing, ra located between the outer and inner cylindrical-conical bodies and equipped with a nozzle for outputting a large fraction located in the lower part of the body, rotary blades equipped with a fixed rotation mechanism around the horizontal axis and located evenly between the cylindrical sections of the intermediate and internal bodies, and a pipe for supplying the source material together with air flow located at the bottom of the classifier (SU 1036401, B07B 7/08, published 08/23/1983).

Однако известные классификаторы обладают недостаточно высокой эффективностью разделения материала. Этот недостаток связан с тем, что не весь двухфазный поток, содержащий частицы крупной и мелкой фракции, проходит через межлопаточное пространство, образованное установленными под определенным углом от вертикали поворотными лопатками, и приобретает закрутку. Часть двухфазного потока поступает в пространство между крышкой наружного корпуса и крышкой внутреннего корпуса через конструктивный зазор между лопатками и стенками промежуточного и внутреннего корпусов, минуя лопатки, соответственно, не приобретает закрутку и не подвергается разделению по крупности. В связи с этим частицы крупной фракции выводятся из классификатора вместе с частицами мелкой фракции, что снижает эффективность классификации.However, the known classifiers do not have a high separation efficiency of the material. This disadvantage is due to the fact that not all two-phase flow containing particles of coarse and fine fractions passes through the interscapular space formed by rotary blades installed at a certain angle from the vertical and acquires a swirl. A part of the two-phase flow enters the space between the cover of the outer casing and the cover of the inner casing through the structural gap between the blades and the walls of the intermediate and inner casing, bypassing the blades, respectively, does not get a twist and is not subjected to separation by size. In this regard, particles of a large fraction are removed from the classifier together with particles of a small fraction, which reduces the classification efficiency.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности разделения материала за счет устранения выведения из классификатора частиц крупной фракции вместе с частицами мелкой фракции путем обеспечения прохождения всего двухфазного потока, содержащего частицы крупной и мелкой фракции, через межлопаточное пространство, образованное установленными под определенным углом от вертикали поворотными лопатками, и его закручивания вокруг вертикальной оси классификатора.The objective of the invention is to increase the efficiency of material separation by eliminating the removal of coarse particles from the classifier together with the fine particles by ensuring the passage of the entire two-phase stream containing coarse and fine particles through the interscapular space formed by rotary blades installed at a certain angle from the vertical, and twisting it around the vertical axis of the classifier.

Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата воздушный центробежно-инерционный классификатор, содержащий наружный цилиндроконический корпус с крышкой, выполненной воронкообразной с выходным отверстием, расположенным вверху, патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенным на крышке корпуса, и патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, внутренний цилиндроконический корпус со слабоконической крышкой, установленной вершиной вверх, и патрубком для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса, лопатки, снабженные механизмом фиксированного поворота вокруг горизонтальной оси и расположенные равномерно между цилиндрическими участками наружного и внутреннего корпусов, и трубу для подачи исходного материала вместе с воздушным потоком, расположенную в нижней части наружного корпуса, отличается тем, что цилиндрические части внутреннего и промежуточного корпусов выполнены с кольцевыми карманами, а поворотные лопатки своими боковыми частями расположены в этих карманах.The essence of the invention lies in the fact that to solve the problem by the specified technical result, an air centrifugal-inertial classifier containing an outer cylindrical-conical housing with a cover, made funnel-shaped with an outlet located at the top, a nozzle for outputting a fine fraction together with the air flow located on the cover the housing, and a nozzle for outputting a large fraction located in the lower part of the housing, the inner cylindrical housing with slightly conical cover, installed top up, and a nozzle for outputting a large fraction located in the lower part of the body, blades equipped with a fixed rotation mechanism around the horizontal axis and located evenly between the cylindrical sections of the outer and inner bodies, and a pipe for supplying the source material together with the air flow located in the lower part of the outer casing, characterized in that the cylindrical parts of the inner and intermediate housings are made with annular pockets, and rotary blades their and side parts located in these pockets.

Изобретение поясняется чертежом - общий вид классификатора, продольное осевое сечение.The invention is illustrated by the drawing - General view of the classifier, longitudinal axial section.

Воздушный центробежно-инерционный классификатор содержит наружный цилиндроконический корпус 1, снабженный крышкой 2, патрубком 3 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенным на крышке 2, и патрубком 4 для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса 1, внутренний цилиндроконический корпус 5, выполненный в верхней части с кольцевым карманом 6 и снабженный слабоконической крышкой 7, установленной вершиной вверх с образованием с ним кольцевой щели 8, и патрубком 9 для вывода крупной фракции, расположенным в нижней части корпуса 5, промежуточный цилиндроконический корпус 10, выполненный в верхней части с кольцевым карманом 11 и снабженный патрубком 12 для вывода крупной фракции, лопатки 13, расположенные равномерно своими боковыми частями в карманах 6 и 11 и снабженные механизмами 14 фиксированного поворота вокруг горизонтальных осей, и трубу 15 для подачи исходного материала вместе с воздушным потоком, расположенную в нижней части классификатора.The air centrifugal-inertial classifier contains an outer cylindrical housing 1 provided with a cover 2, a nozzle 3 for outputting a fine fraction together with an air stream located on the cover 2, and a nozzle 4 for outputting a large fraction located in the lower part of the housing 1, an inner cylindrical housing 5 made in the upper part with an annular pocket 6 and equipped with a slightly conical lid 7, mounted top up with the formation of an annular gap 8 with it, and a pipe 9 for outputting a large fraction, located the lower part of the housing 5, the intermediate cylindrical conical housing 10, made in the upper part with an annular pocket 11 and equipped with a nozzle 12 for outputting a large fraction, blades 13, evenly distributed with their side parts in the pockets 6 and 11 and equipped with mechanisms 14 for fixed rotation about horizontal axes, and a pipe 15 for supplying the source material together with the air flow located at the bottom of the classifier.

Воздушный центробежно-инерционный классификатор используют следующим образом.Air centrifugal inertial classifier is used as follows.

На выходе патрубка 3 создают разрежение, например, вентилятором (на чертеже не показан). Затем через трубу 15 в пространство между внутренним цилиндроконическим корпусом 5 и промежуточным цилиндроконическим корпусом 10 вместе с воздушным потоком подают исходный сыпучий материал. В пространстве между коническими частями цилиндроконических корпусов 5 и 10, являющемся зоной воздушно-гравитационного разделения, происходит выделение из двухфазного потока материала. Наиболее крупные частицы материала под действием гравитационной силы падают в нижнюю часть промежуточного цилиндроконического корпуса 10 и через патрубок 12 и патрубок 4 выводятся из классификатора. Оставшиеся частицы материала под действием преобладающей силы аэродинамического сопротивления вместе с воздушным потоком перемещаются в верхнюю часть классификатора. Проходя через межлопаточное пространство, образованное установленными посредством механизма поворота 14 под определенным углом от вертикали лопатками 13, двухфазный поток приобретает тангенциальную составляющую скорость и закручивается вокруг вертикальной оси классификатора. В центробежной зоне разделения, образованной крышками 2 и 7, на частицы материала в горизонтальной плоскости действуют две противоположно направленные силы: центробежная сила, направленная к периферии, и сила аэродинамического сопротивления, направленная к центру. Крупные частицы материала под действием преобладающей центробежной силы перемещаются на периферию, осаждаются на внутренней поверхности наружного цилиндроконического корпуса 1, ссыпаются вниз и выводятся из классификатора через патрубок 4. Часть крупных частиц под действием турбулентных пульсаций воздушного потока и взаимных столкновений частиц материала попадает в центральную часть центробежной зоны разделения.At the outlet of the pipe 3, a vacuum is created, for example, by a fan (not shown in the drawing). Then through the pipe 15 into the space between the inner cylinder-conical body 5 and the intermediate cylinder-conical body 10 together with the air flow serves the source bulk material. In the space between the conical parts of the cylindrical-conical bodies 5 and 10, which is the zone of air-gravity separation, material is extracted from the two-phase flow. The largest particles of material under the influence of gravitational force fall into the lower part of the intermediate cylinder-conical housing 10 and through the pipe 12 and pipe 4 are removed from the classifier. The remaining particles of the material under the influence of the prevailing force of aerodynamic drag together with the air flow move to the upper part of the classifier. Passing through the interscapular space formed by the blades 13 installed by means of the rotation mechanism 14 at a certain angle from the vertical, the two-phase flow acquires a tangential velocity component and spins around the vertical axis of the classifier. In the centrifugal separation zone formed by covers 2 and 7, two oppositely directed forces act on the particles of material in the horizontal plane: the centrifugal force directed to the periphery, and the aerodynamic drag force directed to the center. Large particles of material under the influence of the prevailing centrifugal force move to the periphery, settle on the inner surface of the outer cylindrical housing 1, pour down and are removed from the classifier through the nozzle 4. Some of the large particles under the influence of turbulent pulsations of the air flow and mutual collisions of the particles of the material fall into the central part of the centrifugal separation zones.

Крупные частицы теряют скорость и под действием гравитационной силы осаждаются на слабоконическую крышку 7, ссыпаются с нее, через кольцевую щель 8 попадают во внутренний корпус 5 и через патрубок 9 и патрубок 4 выводятся из классификатора. Для мелких частиц воздействие силы аэродинамического сопротивления преобладает над центробежной силой, поэтому они вместе с воздушным потоком через патрубок 3 выводятся из классификатора. Патрубок 3 связан со стандартными устройствами для отделения мелкой фракции материала от воздуха, например, циклоны и/или фильтры (на чертеже не показаны).Large particles lose speed and under the influence of gravitational force are deposited on the slightly conical cover 7, poured from it, through the annular gap 8 they enter the inner housing 5 and through the pipe 9 and pipe 4 are removed from the classifier. For small particles, the influence of the aerodynamic drag force prevails over the centrifugal force, so they, together with the air flow through the pipe 3, are removed from the classifier. The pipe 3 is connected with standard devices for separating a small fraction of the material from the air, for example, cyclones and / or filters (not shown in the drawing).

Благодаря тому что цилиндрические части внутреннего и промежуточного цилиндроконических корпусов выполнены с кольцевыми карманами 6 и 11, а поворотные лопатки 13 своими боковыми частями расположены в этих карманах 6 и 11, весь двухфазный поток, проходя межлопаточное пространство, приобретает тангенциальную составляющую скорости, закручивается вокруг вертикальной оси классификатора и подвергается разделению. Это исключает попадание крупной фракции в готовый продукт. Таким образом, по сравнению с прототипом эффективность предложенного классификатора будет существенно выше.Due to the fact that the cylindrical parts of the inner and intermediate cylindrical-conical bodies are made with annular pockets 6 and 11, and the rotary blades 13 with their side parts are located in these pockets 6 and 11, the entire two-phase flow, passing through the interscapular space, acquires the tangential velocity component, twists around the vertical axis classifier and is subject to separation. This eliminates the ingress of a large fraction into the finished product. Thus, in comparison with the prototype, the effectiveness of the proposed classifier will be significantly higher.

Границу разделения исходного материала на мелкую и крупную фракции регулируют путем изменения угла наклона лопаток 13 посредством поворотного механизма 14. При увеличении угла наклона от вертикали граница разделения уменьшается, т.к. увеличивается тангенциальная скорость движения двухфазного потока и, соответственно, увеличивается центробежная сила, воздействующая на материал. При уменьшении угла наклона поворотных лопаток 13, граница разделения увеличивается.The separation boundary of the source material into small and large fractions is regulated by changing the angle of inclination of the blades 13 by means of a rotary mechanism 14. As the angle of inclination increases from the vertical, the separation boundary decreases, because the tangential velocity of the two-phase flow increases and, accordingly, the centrifugal force acting on the material increases. With a decrease in the angle of inclination of the rotary blades 13, the separation boundary increases.

Claims

An air centrifugal-inertial classifier containing an outer cylindrical-conical housing with a funnel-shaped cover with an outlet located at the top, a nozzle for outputting a fine fraction together with an air stream located on the housing cover, and a nozzle for outputting a large fraction located in the lower part of the housing, inner cylinder-conical body with a slightly conical cover installed with the top up and a nozzle for outputting a large fraction located in the lower part of the body, blades, with abzhennye by a mechanism of fixed rotation around a horizontal axis and located evenly between the cylindrical sections of the outer and inner bodies, and the pipe for supplying the source material together with the air flow located in the lower part of the outer case, characterized in that the cylindrical parts of the inner and intermediate bodies are made with annular pockets , and the rotary blades with their side parts are located in these pockets.