SU1337151A1

SU1337151A1 - Gravity pneumatic classifier

Info

Publication number: SU1337151A1
Application number: SU864019043A
Authority: SU
Inventors: Михаил Демьянович Барский; Вениамин Леонидович Данилов; Сергей Федорович Шишкин; Александр Владимирович Катаев; Андрей Викторович Коновалов; Андрей Игоревич Петров; Владимир Борисович Пономарев
Original assignee: Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority date: 1986-01-28
Filing date: 1986-01-28
Publication date: 1987-09-15

Abstract

Изобретение относитс к области классификации сыпучих материалов (М) в восход щем потоке воздуха и предназначено дл разделени М с макс. размером частиц до 10 мм на два продукта по граничному зерну 0,2-5 мм. Цель изобретени - снижение гидравлического сопротивлени и габаритов классификатора за счет выполнени конусообразными пересыпными элементами (ЦЭ) 3 функции закручивател потока . Они последовательно установлены в цилиндрической шахте (Ш) 1 меньшими основани ми вниз. Нижнее основание каждого ЦЭ 3 образовано срезом, косым по отношению к продольной оси Ш 1. Центры оснований смещены относительно продольной оси Ш 1 и расположены по винтовой линии, закрученной вокруг зтой оси. Шаг винтовой б (Л возду} :/: :о :л ФшThe invention relates to the field of classification of bulk materials (M) in an upward air flow and is intended to separate M with a max. particle size up to 10 mm for two products on the boundary grain of 0.2-5 mm. The purpose of the invention is to reduce the hydraulic resistance and size of the classifier by performing the functions of the flow curler with cone-shaped pouring elements (CE) 3. They are successively installed in the cylindrical shaft (W) 1 with smaller bases down. The lower base of each CE 3 is formed by a slant oblique with respect to the longitudinal axis of W 1. The centers of the bases are offset relative to the longitudinal axis of W 1 and are located along a helical line twisted around this axis. Screw pitch b (L air}:::: o: l Flash

Description

линии м.б, изменен поворотом ПЭ 3 относительно друг друга вокруг продольной оси Ш 1. Исходный М подаетс через течку 4 в L4 1, где создаетс восход щий воздушный поток, движущийс по винтовой траектории через отверсти ПЭ 3. На частицы, перемещающиес line mb, changed by turning PE 3 relative to each other around the longitudinal axis Sh 1. The original M is fed through chute 4 into L4 1, where an upward air flow is created, moving along a helical trajectory through the holes of PE 3. On particles moving

1one

Изобретение относитс к классификации сыпучих материалов в восход ще потоке воздуха и предназначено дл разделени материалов с максимальным размером частиц до 10 мм на два продукта по граничному зерну 0,2-5 мм.The invention relates to the classification of bulk materials in an ascending air stream and is intended for the separation of materials with a maximum particle size of up to 10 mm into two products along a boundary grain of 0.2-5 mm.

Цель изобретени - снижение гидравлического сопротивлени и габаритов классификатора за счет выполне- НИН конусообразными пересыпными элементами функции закручивани потока.The purpose of the invention is to reduce the hydraulic resistance and dimensions of the classifier by performing the flow tightening function by means of cone-shaped pouring elements.

На фиг.1 изображен пневматический классификатор, общий вид; на фиг.2 - пересыпные элементы, аксонометри ; н фиг.З - схема расположени пересыпных элементов в шахте классификатора1 shows a pneumatic classifier, a general view; figure 2 - pouring elements, axonometric; n FIG. 3 - layout of the pouring elements in the mine classifier

Пневматический классификатор состоит из сепарационной цилиндрической шахты 1, собранной из последователь- но соединенных секций 2 с конусообразными пересыпными элементами 3, течки 4 и питател 5 дл подачи материала в шахту , бункера 6 дл сбора крупного продукта, циклона 7 дл улавливани мелкого продукта с бункером 8 и вентил тора 9 дл создани восход щего воздушного потока.The pneumatic classifier consists of a separation cylindrical shaft 1, assembled from successively connected sections 2 with conical pouring elements 3, chutes 4 and a feeder 5 for feeding material into the mine, a bunker 6 for collecting a large product, a cyclone 7 for trapping a small product with a bunker 8 and a fan 9 for generating an upward air flow.

Пересыпной элемент представл ет собой усеченную коническую поверхность 10, плоскость нижнего основани отверсти ) 11 которой образована срезом, косым по отношению к предельной оси шахты, и расположена под уг- лом л к горизонтам, а центр нижнего основани 11 смещен относительно продольной оси шахты и расположен по винтовой линии, закрученной вокруг этой оси с шагом Н. Шаг винтовой ли- НИИ может быть изменен поворотом элементов 3 относительно друг друга вокруг продольной оси цилиндрической шахты 1.The pouring element is a truncated conical surface 10, the plane of the lower base of the hole (11) which is formed by a cut oblique with respect to the axial shaft axis, and is located at an angle l to the horizons, and the center of the lower base 11 is offset relative to the longitudinal axis of the shaft and is located along a helix twisted around this axis in increments of N. The helix line pitch can be changed by rotating elements 3 relative to each other around the longitudinal axis of the cylindrical shaft 1.

в криволинейном потоке, одновременно с силами гравитации действуют центробежные силы. Величина центробежных сил, а значит и угол наклона нижнего основани ПЭ 3 и шаг винтовой линии, завис т от требуемой границы разделени . 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.in a curved flow, along with the forces of gravity, centrifugal forces act. The magnitude of the centrifugal forces, and therefore the angle of inclination of the lower base of PE 3 and the pitch of the helix, depend on the desired separation boundary. 1 hp f-ly, 3 ill., 2 tab.

Конструкци и взаимное расположение пересыпных элементов 3 предназначены дл закрутки воздушного потока и оказани центробежного воздействи на частицы .материала. Наклонные нижние отверсти 11 конусов 3 образуют в шахте аппарата 1 винтовой канал, по которому вынужден двигатьс воздушный поток, так как остальна часть шахты перекрыта поверхностью конических элементов 3.. Проход между наклонными отверсти ми 11 соседних конусов 3, поток поворачиваетс как в горизонтальной , так и в вертикальной плоскости , т.е. двигаетс по криволинейной траектории и сообщает частицам материала центробежные силы. Величина центробежных сил, а значит и угол наклона oi нижнего основани 1 конусов 3 и шаг винтовой линии завис т от требуемой границы разделени . Экспериментально установлено, что наибольшей эффективности классификации при различных границах соответствуют различные значени oi и Н. При повышенных границах разделени необходимо увеличивать шаг Н и уменьшать угол об (т.е. снижать центробежное воздействие), а при уменьшении границы наоборот. Это объ сн етс тем, что чем меньше граница разделени , тем меньше скорость потока, и дл сообщени достаточного центробежного воздействи требуетс увеличить закрутку потока. Комбинирование различных значений шага Н и угла oi позвол ет достигать высокой эс})фективности разделени ( 5 ту/г 70%) во всем диапазоне границ от О,1 до 5 мм.The design and mutual arrangement of the pouring elements 3 are designed to spin the air flow and exert a centrifugal effect on the particles of the material. The inclined lower holes 11 of the cones 3 form a screw channel in the shaft of the apparatus 1, through which the air flow is forced to move, since the rest of the shaft is blocked by the surface of the conical elements 3. A passage between the inclined holes 11 of the adjacent cones 3, the flow turns both in the horizontal and and in the vertical plane, i.e. moves along a curved path and imparts centrifugal forces to the material particles. The magnitude of the centrifugal forces, and hence the angle of inclination oi of the lower base 1 of the cones 3 and the pitch of the helical line, depend on the desired separation boundary. It was established experimentally that the most effective classification at different boundaries correspond to different values of oi and N. At elevated separation boundaries, it is necessary to increase the pitch H and decrease the angle about (i.e. reduce the centrifugal effect), and when the boundary decreases, vice versa. This is due to the fact that the smaller the separation boundary, the slower the flow rate, and in order to impart a sufficient centrifugal effect, it is required to increase the flow spin. The combination of different values of the pitch H and the angle oi makes it possible to achieve high es}) separation efficiency (5 t / g 70%) in the entire boundary range from 0 to 1 mm.

Пневматический классификатор работает следующим образом.Pneumatic classifier works as follows.

Исходный материал подаетс питателем 5 через течку 4 в шахту аппарата 1, где вентил тором 9 создаетс восход щий воздушныр поток, двищужю с по винтовой траектории через наклонные отверсти 11 конусообразных пересыпных элементов 3. На частицы, перемещающиес в криволинейном потоке , одновременно с силами гравитации действуют центробежные силы. Крупные и доли приграничных классов частиц отвод тс центробежными силами к стенкам секции 2, а мелкие и друга часть приграничных частиц увлеЛают- с потоком и вынос тс через отверстие 11 конуса 3 в вьшерасположенную секцию 2. Материал, отброшенньй к стенкам секции 2, концентрируетс в нижней части пересыпного элемента 3 у отверсти 11, где крупные частицы за счет большой силы гравитации (т - жести) проскакивают в нижнюю секцию 2, а мелкие возвращаютс потоком в верхнюю секцию 2, где процесс разделени повтор етс . Окончательный мелкий продукт классификации выдел - етс в циклоне 7 и попадает в бункер 8, а крупный продукт собираетс в бункере 6.The source material is supplied by the feeder 5 through the chute 4 to the shaft of the apparatus 1, where the fan 9 creates an upward air flow moving along a helical path through the inclined holes 11 of the cone-shaped pouring elements 3. The particles moving in the curvilinear flow simultaneously with the gravity act centrifugal force. Large and fractions of frontier particle classes are diverted by centrifugal forces to the walls of section 2, while small and other parts of the frontier particles are diverted to the flow and carried out through the opening 11 of cone 3 into the higher section 2. Material thrown off to the walls of section 2 is concentrated in the bottom the portions of the pouring element 3 at the hole 11, where large particles due to the large force of gravity (t-tin) slip into the lower section 2, and small particles return to the upper section 2, where the separation process is repeated. The final small product of classification is discharged in cyclone 7 and enters bunker 8, and large product is collected in bunker 6.

Таким образом в одной секции пневматического классификатора организу- етс воздействие как центробежных, так и гравитационных сил на частицы материала, т.е. одна секци предлагаемого классификатора замен ет собой две секции известного, где цент- робежные силы действуют только в секции с винтовой поверхностью. При этом в 2 раза снижаютс габариты шахты по высоте, так как исключаютс секции с винтовой поверхностью, а эф фективность разделени не уменьшаетс .Thus, in one section of the pneumatic classifier, the impact of both centrifugal and gravitational forces on the particles of the material, i.e. One section of the proposed classifier replaces two sections of the known, where centrifugal forces act only in the section with a helical surface. At the same time, the height of the shaft is reduced by a factor of 2 as the sections with a screw surface are eliminated, and the separation efficiency is not reduced.

Общее гидравлическое сопротивление прототипа складываетс из суммы сопротивлений винтовых поверхностей и конусов, в то врем как у предлагаемого аппарата только из сопротивлений конусообразных элементов. Сопротивлени конических элементов обеих конструкций соизмеримо, а сопро- тивление винтовой поверхности по сравнению с конусами больше, так как конический элемент оказывает только местное сопротивление за счет сужени и поворота потока. Сопротивление трени конической поверхности в отличие от винтовой мало, потому что коническа поверхность гладка и воздущныи поток мало контактирует с ней, так как раскрытие потока на полное сечение (соприкосновение со стенками) после сужени происходит не сразу, а на некотором рассто нии, которое соизмеримо с высотой конического элемента.The total hydraulic resistance of the prototype is the sum of the resistances of the helical surfaces and the cones, while in the proposed apparatus only the resistances of the cone-shaped elements. The resistances of the conical elements of both structures are comparable, and the resistance of the screw surface is greater than that of the cones, since the conical element has only local resistance due to the constriction and rotation of the flow. The friction resistance of a conical surface, unlike a screw one, is small, because the conical surface is smooth and the air flow does not make much contact with it, since the opening of the flow to the full cross section (contact with the walls) after contraction does not occur immediately, but at some distance, which is commensurate with height of the conical element.

С целью определени технологических показателей работы известного и предлагаемого классификаторов были проведены сравнительные испытани этих аппаратов. Исходным материалом дл испытаний вл лс гранулированный хлористый калий и техническа соль.In order to determine the technological performance of the known and proposed classifiers, comparative tests of these devices were carried out. The starting material for the tests was granulated potassium chloride and technical salt.

Модель прототипа состо ла из восьми цилиндрических секций, в которых устанавливали по четыре конических и винтовых пересыпных элемента. Классификатор был двух модификаций: первый - из четырех секций, второй - из восьми с конусообразными элементами новой конструкции. Размеры секций всех аппаратов одинаковы, диаметр 100 мм, высота 100 мм.The prototype model consisted of eight cylindrical sections in which four conical and screw pouring elements were installed. The classifier was of two modifications: the first - of four sections, the second - of eight with cone-shaped elements of the new design. The dimensions of the sections of all devices are the same, diameter 100 mm, height 100 mm.

При испытани х ставились следующие задачи: сравнение гидравлическог сопротивлени и эффективности классификации известного и предлагаемого классификаторов в диапазоне границ разделени 0,2-5 мм, а также определение конструктивных параметров конусообразных пересыпных элементов, которые обеспечили бы наибольшую эффективность разделени , - угла наклона плоскости нижнего основани конуса к горизонту и взаимного расположени пересыпных элементов, шага винтовой линии, образуемой центрами наклонных нижних отверстий конусов.During the tests, the following tasks were put: comparing the hydraulic resistance and classification efficiency of the known and proposed classifiers in the range of separation limits of 0.2-5 mm, as well as determining the design parameters of the conical transfer filling elements, which would provide the greatest separation efficiency, the angle of inclination of the bottom base plane the cone to the horizon and the mutual arrangement of the pouring elements, the pitch of the helix formed by the centers of the inclined lower holes of the cones.

Сравнительна характеристика гидравлического сопротивлени и эффективности разделени классификаторов приведена в табл.1.A comparative characteristic of hydraulic resistance and separation efficiency of classifiers is given in Table 1.

Максимальна эффективность разделени и соответствующа ей граница разделени , достигаемые при различны углах наклона плоскости основани конуса и шага винтовой линии (рассматриваемый аппарат из 2 4-х секций), приведены в табл.2.The maximum separation efficiency and the corresponding boundary of separation, achieved at different angles of inclination of the plane of the base of the cone and the pitch of the helix (the apparatus in question from 2 4 sections), are given in Table 2.

По результатам сравнительных испытаний установлено, что гидравлическо сопротивление предлагаемого классификатора при одинаковом количествеAccording to the results of comparative tests, it was found that the hydraulic resistance of the proposed classifier with the same number

513513

секций с прототипом меньше на 20-25%, в то врем как эффективность разделени на 10-15% вьше. При одинаковой эффективности разделени гидравлическое сопротивление предлагаемого классификатора в 2-2,5 раза меньше и высота шахты (число секций) при этом в 2 раза меньше.the sections with the prototype are less by 20-25%, while the separation efficiency is 10-15% higher. With the same separation efficiency, the hydraulic resistance of the proposed classifier is 2-2.5 times less and the height of the shaft (the number of sections) is 2 times less.

Комбиниру различные соотношени конструктивных параметров пересыпньк элементов и их взаиморасположени , можно достичь высокой эффективности разделени (70%) во всем диапазоне границ 0,2 до 5 мм. При увеличении границы разделени необходимо увеличивать шаг винтовой линии и снижать угол наклона основани конуса к горизонтам .By combining different ratios of the design parameters of the casting of elements and their relative position, it is possible to achieve high separation efficiency (70%) over the entire range of 0.2 to 5 mm. As the separation boundary increases, it is necessary to increase the helix pitch and lower the angle of inclination of the base of the cone to the horizons.

Claims

1. Gravitational pneumatic classifier, incl. Cylindrical

Hydraulic resistance, pA, in the classifier

known

proposed

8 sections

4 sections

940 1080 1290 1510 1700 1980 2470

770 850

J040 1300 1490 1680 1900

516

chesky shaft with successively installed in it smaller bases down conical cross elements, characterized in that, in order to reduce the hydraulic resistance and size of the classifier due to the cone-shaped reusable elements of the flow-curling function, the lower base of each cone-shaped interchangeable element is formed by a cut obliquely to the longitudinal axis of the cylindrical shaft, and the centers of the bases are offset relative to the longitudinal axis of the cylindrical shaft and is located along a helical line, swirling around this axis.

2. A classifier according to claim 1, characterized in that the cone-shaped crossing elements are installed with the possibility of rotation relative to each other around the longitudinal axis of the cylindrical shaft.

Table I

Efficiency of separation according to Eder-Meier,%, in the classifier

known

proposed

8 sections

4 sections

380

450 530 600 760 980 500

64

66

66.0

63.0

62.5

62

62.5

75.6 76

77.5 73.0 75.0 74.5 76.5

63.5 65.0 63.5 64.0 63.0 62.5 64.0

362.1 / 2.66 63.0 / 1.65 71.0 / 0.54 71.1 / 0.23

463.9 / 3.76 68.4 / 2.83 69.0 / 1.24 64.3 / 0.46 370.6 / 4.81 67.9 / 3.55 63.4 / 2.47 63 , 0 / 1.07

table 2

2

f / /

Editor E. Sligan

Compiled by Y.Pravotorov Tehred L.Oliynyk

Order 4074/10 Circulation 538Subscription

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4

FirZ Proofreader M.Sharoshi