[go: up one dir, main page]

TR2021008174A2 - AIR POWDER CLASSIFICATION DEVICE - Google Patents

AIR POWDER CLASSIFICATION DEVICE

Info

Publication number
TR2021008174A2
TR2021008174A2 TR2021/008174 TR2021008174A2 TR 2021008174 A2 TR2021008174 A2 TR 2021008174A2 TR 2021/008174 TR2021/008174 TR 2021/008174 TR 2021008174 A2 TR2021008174 A2 TR 2021008174A2
Authority
TR
Turkey
Prior art keywords
cyclone
dust
air
cyclones
fine
Prior art date
Application number
TR2021/008174
Other languages
Turkish (tr)
Inventor
Emre Sunbul Sefa
Original Assignee
Sefa Emre Sünbül
Filing date
Publication date
Application filed by Sefa Emre Sünbül filed Critical Sefa Emre Sünbül
Publication of TR2021008174A2 publication Critical patent/TR2021008174A2/en

Links

Abstract

Bu havalı toz sınıflandırıcı, içi boş silindirik ve konik iki dikey siklon (mahfaza) gövdeden, iki adet motordan, konik gövdelerin altından toz çıkış kanallarından, gövdelerin birbirlerine bağlandığı bir emiş borusundan, bir konik şeklinde besleme hunisinden, tozların bir vakum yardımıyla çekilebilmesi için ikinci siklondan bir vakum emiş tertibatını içermektedir. Birinci siklonun üst kısmında toz malzemenin besleme hunisi yardımıyla giriş kanalı ve tozun ikincil siklona geçişi için hava giriş kanalı ve toz çıkış kanalı olacak şekilde kanalları bulunmaktadır. Buluş, sınıflandırılacak malzemenin kaba ve ince boyutta ayrılması için bir proses ve hava sınıflandırıcısı ile ilgilidir. Şimdiye kadar ki bilinen hava sınıflandırıcıları, hacim ve verimlilik açısından önemli eksikliklere sahipti. Bundan kaçınmak için bu buluş, özellikle iki motor ve iki siklondaki (kule) santrifüj yardımıyla iki farklı boyutta sınıflandırma ile daha verimli ve yüksek hacimli sınıflandırma mümkün hale gelecektir. Heterojen olan toz karışımı, bu şekilde daha ağır (kaba) ve daha hafif (ince) olmak üzere iki kısma ayırmak için, iki siklonda dikey olarak hava akımının aktığı bir hava geçişi ve tabanlarda toz çıkışı ile sağlanmaktadır. İki aşamalı bu statik hava sınıflandırıcı, birinci siklonun üstünde bir besleme kanalına sahiptir. Siklonlar konik şeklinde olup besleme kanalı ile birinci siklona aktarılan partiküllerden ince olanları, hava emişi ve birinci siklondaki yan açıklık ve boru yardımıyla ikinci siklona geçer. Birinci aşamada, kaba partiküller birinci siklonun tabanına düşerken ikinci aşamada, birinci siklondaki ince partiküller hava emişi ile ikinci siklona aktarılır ve üçüncü aşamada ise nano boyuttaki partiküller emilirken kalan ince boyutlar ikinci siklonun tabanına düşmektedir. Burada iki siklondan ayrılan iki farklı toz boyutları siklonlardaki motorların hızları ile kontrol paneli yardımıyla belirlenebilmektedir. Yani, bu hava sınıflandırıcısı, büyük miktarda toz malzemeyi iki ölçekte sınıflandırabilmektedir.This air dust classifier consists of two vertical cyclone (enclosure) bodies, hollow cylindrical and conical, two motors, dust outlet channels under the conical bodies, a suction pipe where the bodies are connected to each other, a conical feed hopper, a second cyclone to extract the powders with the help of a vacuum. It includes a vacuum suction device. In the upper part of the first cyclone, there are channels such as the inlet channel with the help of the feeding hopper of the powder material, and the air inlet channel for the dust to pass to the secondary cyclone and the dust output channel. The invention relates to a process and air classifier for coarse and fine separation of the material to be classified. The air classifiers known so far had significant shortcomings in terms of volume and efficiency. To avoid this, more efficient and high-volume sorting will be possible with the help of this invention, especially with the help of centrifuge in two motors and two cyclones (towers). The heterogeneous dust mixture is provided by an air passage through which the air stream flows vertically in the two cyclones, and a dust outlet at the bottoms, in order to thus divide it into two parts, heavier (coarse) and lighter (fine). This two-stage static air classifier has a supply duct above the first cyclone. The cyclones are conical in shape and the fine particles transferred to the first cyclone with the feeding channel pass to the second cyclone with the help of air suction and the side opening and pipe in the first cyclone. In the first stage, the coarse particles fall to the bottom of the first cyclone, while in the second stage, the fine particles from the first cyclone are transferred to the second cyclone by air suction, and in the third stage, while the nano-sized particles are absorbed, the remaining fine sizes fall to the bottom of the second cyclone. Here, two different dust sizes separated from the two cyclones can be determined by the speed of the motors in the cyclones and the control panel. That is, this air classifier can classify large quantities of powdered materials in two scales.

Description

TARIFNAME HAVALI TOZ SINIFLANDIRMA CIHAZI Teknik Alan Bu bulus, toz veya parçacik haline getirilmis bir malzemeyi veya hammadde taneciklerini, tozlarini veya parçaciklarini, hava veya koruyucu atmosfer altinda, vakum içeren hava akisi yardimiyla homojen sekilde kaba ve ince taneli bir toz halinde boyuta göre siniflandirilmasi için havali ve santrifüjlü toz ayirici ile ilgilidir. Mevcut bulus, bir siniflandirici olarak adlandirilir ve çesitli parametreler kullanilarak hem endüstriyel hem de akademik düzeyde kullanilabilen, genis bir uygulama alanina sahip, belirli boyut araliklarinda kaba ve ince olmak üzere iki sinif halinde ayirmak için bir toz siniflandirma prosedürü ve cihazi ile ilgilidir. Önceki Teknik Toz veya parçacik halindeki malzemeler, malzeme bilimi ve kimya alaninda önemli bir sinif olup endüstri, tarim, kimya sanayi, medikal ve tibbi tedavi ve askeri isleri içeren çesitli alanlarda bu tarz tozlu malzemelerin kullanilmasi gerekmektedir. Bu tarz malzemelerde, tozlarin kalinligi, boyutu ve sekli onlari karakterize etmede önemli bir göstergedir. Toz halindeki malzemeleri genellikle normal bir dagilima sahip olup boyutlari birbirinden farklidir. Ancak, bazi alanlarda kullanilacak yere göre farkli uygulamalar için belirli parçacik boyutu araligina ihtiyaç duyulmaktadir. Eklemeli üretim proseslerinde kullanilan metal tozlari gibi tozlarin siklikla siniflandirilmasi, gazinin giderilmesi vei'veya isil isleme tabi tutulmasi gerekir. Özellikle metalürji, malzeme ve kimya alani için belirli ürün özellikleri saglamak ve performansi arttirmak için çok dar partikül boyutu dagilimina sahip olmasi gerekmektedir. Örnek olarak soguk püskürtme islemi için kullanilacak parçaciklarin kabul edilebilir toleranslar içinde olmasini saglamak için belirli parçacik boyutu araliklarinda siniflandirilmalidir. Geleneksel olarak tozlarin veya partiküllerin siniflandirilmasi için, elek analizi, hava akimi siniflandirmasi, dereceli sivi akis, sedimentasyon (çökelme) boyutlandirma vb. malzeme ayirma yöntemleri bulunmaktadir. Her yöntemin kendine göre avantaj ve dezavantaji olup, kullanilan toz miktari, kullanim yeri, uygulama derecesi ve maliyeti gibi çesitli faktörler söz konusudur. Elek analizi yöntemi, kullanimi kolay, ekipmani ucuz, siniflandirma etkinligi yüksek ancak ultra ince toz malzemeler için uygun degildir. Tozlar 10 mikrondan küçük oldugu zaman elek ile siniflandirmanin gerçeklestirilmesi asiri derecede zordur. Hava akimi siniflandirma yönteminin verimliligi yüksek ve sürekli olarak çalistirilabilir. Ancak siniflandirma etkinligi düsüktür. Yani tozlar birbirlerine karisabilir. Kaba tozlara ince tozlar, ince tozlara kaba tozlarin karismasi söz konusudur. Sedimentasyon boyutlandirmada ise ekipman basit ve maliyeti ucuzdur. Ancak hizi yavas, verimliligi düsük ve ultra ince toz taneciklerinin çökelmesi zordur. Geleneksel olarak düsünüldügünde, belirli bir parçacik boyut dagilimina sahip olan hammadde tozunu karistiran veya tasiyan ve tozun boyutuna ve/veya yogunluguna göre birden çok tipte toz halinde siniflandiran çesitli toz siniflandiricilarin oldugu bilinmektedir. Örnegin, hammadde tozunu mikron düzeyinde ince ve kaba toz olarak siniflandiran toz siniflandirma aparati bulunmaktadir. hammadde tozunun radyal bir akisi ile iç orta kismina beslenmektedir. Kenarlarin egimli bir yüzeyi vardir. Asagidan gelen hava akisi ile iç orta kismina beslenen tozun açik uç kenarlarina yayilmasi için kavisli ve egimli yüzey boyunca olusturulur. Bu sekilde siniflandirma islemi, bir siniflandirma konumu olarak kavisli yüzeyin açik uçlu kenari yardimiyla gerçeklestirilir. Böylelikle, karsit yüzeylerle çevrili yeni bir akis yolu olusturmaya gerek duyulmamaktadir. Bu sayede, akis yolunu ayarlama isçiligi azaltilabilir ve yüksek cihaz hassasiyeti elde edilebilir. CN2035084OOU nolu Çin patenti, alüminyum tozunun çoklu siniflandirma sistemi ile ilgilidir. Bu patent üç seviyeli (yani 3 adet siklon) alüminyum tozu siniflandirma cihazindan olusmaktadir. Birinci seviye siklona toz girisi, bir alüminyum tozu ufalama/ögütme cihazinin toz çikisi ile baglantilidir; birinci seviye siklonun toz çikisi, ikinci seviye siklonun toz girisi ile baglantilidir; ikinci seviye siklonun toz çikisi üçüncü seviye siklonun toz girisi ile baglantilidir; son seviye siklonun toz çikisi, bir siklon toz giderme makinesinin hava girisine baglidir. Alüminyum toz siniflandirma cihazlari, bir santrifüj siniflandirici, cihaz seviyesinden ayrilan kaba tozun toplanmasi için kullanilan bir tampon tank ve iri tanelerin alüminyum toz paketlenme ünitesine tasinmasi için kullanilan bir tasima malzemesi tankindan olusan yapiya sahiptir. Bu patentte alüminyum tozunun siniflandirilmasinin partikül boyut dagiliminin genis aralikta oldugu problem çözülmektedir. CN202270652U nolu patent, bir kabuk, bir ana saft, bir rotor ve bir kilavuz içeren toz malzeme siniflandirmasi için toz yogunlastirici ile ilgilidir. Toz halindeki malzeme siniflandirmasi için toz yogunlastirici bir dagilim etkisine, yüksek siniflandirma verimliligine ve yüksek siniflandirma hassasiyetine sahiptir ve daha dar bir parçacik boyutu araligina sahip çok ince toz elde edebilir. ile ilgilidir. Bu sistem düzenegi bir gaz kaynagi içermekte olup ölçülü bir baglanti yoluyla akiskan yataga baglanir. Akiskan yatak en az bir valf araciligiyla toz siniflandiriciya baglanan bir çikis içerir. Toz siniflandirici, gaz akisini yavaslatmak için çalisan bir yakalama kabi içerir. Ayrica, gaz akisina katilan parçaciklari yakalamak için kullanislidir. Akiskan yatakta tasima, yatak içinden inert bir gazin akisi ile saglanir. CN12049830 nolu Çin patenti, esas olarak çimento endüstrisinde toz halindeki malzemeleri siniflandirmak için kullanilan, yüksek toz ayiklama verimliligi ve daha düsük enerji tüketimine sahip, yüksek verimli bir toz ayirma makinesi ile ilgilidir. Bu yüksek verimli toz ayirma makinesinde, bir rotor, iki toz ayirma odasi, bir malzeme dagitma diski, bir hava emme kapagi, bir hava emme borusu, bir ince toz hava akis çikisi bulunmaktadir. Makine gövdesinin üstünde bir üst hava girisi, bir alt hava girisi ve kaba yoz çikisi bir bütün halinde birlestirilir. Malzeme yukaridan asagiya dogru beslenir ve asagidan bosaltilir. Çimento sistemi için kullanilir. CN105344500A nolu bulus, farkli parçacik boyutlarina sahip toz malzemeler için sürekli bir siniflandirma yöntemini açiklamaktadir. Çoklu santrifüj makineleri, düsük dönüs hizindan yüksek dönüs hizina bir set olacak sekilde seri olarak baglanir; toz malzemeler sivi ile birlikte birinci santrifüj makinesinin tamburuna beslenir. Kaba (agir) parçaciklar merkezkaç kuvvetinin etkisiyle tamburun iç duvar konumuna gönderilir; ince (hafif) parçaciklar sivi ile birlikte tamburda sivi bir halka iç tabakasi olusturur; daha yüksek dönüs hizina sahip bir sonraki santrifüj makinesinde yukaridaki islem yapilmaya devam edilir. Bu sekilde farkli partikül boyutlarina sahip malzemelerin ayrilmasi, düsükten yüksege dönüs hizlarina sahip birkaç santrifüj makinesi ile gerçeklestirilebilmektedir. Farkli partikül boyutlarina sahip toz malzemeler için sürekli siniflandirma yöntemi, siniflandirma verimliligi yüksek, tekrarlanabilirlikte iyi, çalistirilmasi kolay ve benzeri avantajlara sahiptir. Bulusun amaci Bu bulusun amaci, ince partiküllerin ve iri partiküllerin birbirinden ayrilarak verimli bir sekilde siniflandirilmasina yönelik aparat ve yöntemi saglamaktir. Bu bulusun baska bir amaci, bir tane vakum araci ile iki farkli akis hizi kullanilarak, istenilmesi durumunda koruyucu gaz atmosferi altinda, gaz akisi ile belirli iki boyutta toz siniflandirma performansi elde etmektir. Siniflandiricinin disindan çekilen ortam havasinin kullanilmasi yoluyla bir hava siniflandirici sisteminde iki farkli siklon, yani iki farkli motor ile farkli boyutlarda tozlarin siniflandirilmasini saglamaktir. Bulusun diger bir amaci, motorlarin hizlarinin kontrol paneli yardimiyla degistirilmesi ile Istenilen toz boyutu araliklarina sahip iki farkli aralikta tozlarin siniflandirilmasini saglamaktir. Bulusun ilave bir amaci, beslemenin sürekli yapilabiliyor olmasi ve endüstriyel olarak yüklü miktarda toplanabiliyor olmasidir. Ayica beslemenin hizi da istenilen oranda ve hizda ayarlanabilmektedir. Sekillerin açiklamasi Sekil 1 mevcut bulus, havali toz siniflandirma cihazinin sematik görüntüsüdür. Sekil 2 havali toz siniflandirma sisteminin üst görünüsüdür. Sekil 3 havali toz siniflandirma sisteminin yan görünüsüdür. Bulusun detayli açiklamasi Günümüzde herhangi bir yerde veya uygulamada kullanilan seramik, metal vb. tozlarin kullanim yerine göre ortalama toz boyutu belirli bir aralikta olmasi beklenmektedir. Bu tozlarin o aralikta olmasiyla üretilecek malzemelerin özelliklerinin en üst seviyede olmasi hedeflenmektedir. Kaliteli bir miknatis, batarya, vb. katma degeri yüksek ürünler elde etmek için, asiri derecede küçük ortalama toz boyutuna sahip olmakla kalmayip ayni zamanda son derece dar bir partikül araligina sahip olan, yani homojen halde ince tozlar gereklidir. Böyle ince bir toz, bir malzemenin veya tozun santrifüjlü veya normal hava akisli ayirma yoluyla siniflandirilmasiyla elde edilebilir. Bununla birlikte, siniflandirma islemi koruyucu atmosfer altinda gerçeklestirilebilir. Ayrica istenen ince toz araligi, iki farkli siklonda bulunan iki farkli motorun hizlari kullanilarak ve ayarlanarak belirlenebilir. Bu sayede homojen olarak istenilen aralikta toz ayrilmis olmaktadir. Ayrica siniflandirma yapildiginda, siklonlarin içinde tozun yapismasina neden olmadan verimli bir sekilde siniflandirilabilmesi mümkündür. Bu sayede kirlilik minimum düzeyde tutulmaktadir. Bu bulusun konusu olan havali toz siniflandirma cihazi (Sekil 1, Sekil 2 ve Sekil 3): - Tozlarin bir arada kalmasini saglayan siklonlar (1), (24), tozlarin hava akisi yardimiyla siniflandirilmasi için gereken hava giris kanali (2), kaba tozlarin bir arada toplanarak çikisi saglanan kaba toz bosaltma kapagi (3), ince ve dar partiküllerin siniflandirildigi ince toz bosaltma kapagi (4), sistem gövdesinin, siniflandirma (çalisma) sirasinda sarsintinin azaltilmasi için gövde vibrasyon tamponu (5), - Iki siklondan siniflandirmanin saglanmasi için yüksek devirli AC motorlar (6), (25), beslemenin düzgün olmasi için step motor (7), Siniflandirmanin her iki siklonda olabilmesi Için emis kanali (8), siklonlarin sarsinti ve sallanmasini önlemek Için siklon vibrasyon tamponu (9), - Sistemin, motorlarin, emis gücünün rahatça kullanilmasi ve parametrelerin ayarlanmasi için kontrol paneli (10), siniflandirmanin baslamasini saglayan baslat dügmesi (11), siniflandirmanin bitmesini saglayan bitir butonu (12), acil durumlarda sistemin otomatik kendini kapatmasi için acil durum dügmesi (13), sistemin elektrik baglantisinin açilip kapanmasini saglayan ana salter (14), - Siklonlarin üst kapaklarinin kapanmasini saglamak için kenet (klips) (15), motorlarin sabit kalmasi için motor tutucu (16), tozlarin çekilmesi için fanlar ve rotorlar (17), balans civatalari (18), ayar somonu (19), kaba tozun sürekli olarak biriktirilmesini saglayan kaba tozu biriktirme aparati (20), tozun girisini kolaylastiran besleme hunisi (21), tozun yigilmasini önlemek için dozaj tamburu (22), fark basinç kanali (23) içermektedir. Baslat dügmesi (11) ile çalistirilan havali toz siniflandirma cihazi, toz girisinin yapilmasiyla siniflandirma islemine baslamaktadir. Toz girisinden sinirsiz toz akisi baglanmakta ve toz girisi, besleme hunisi (21) yardimiyla saglanmaktadir. Besleme hunisiyle (21) firlatilan toz hammadde, yatay yönde step motor (7) araciligiyla, dozaj tamburuna (22) beslenmektedir. Step motor (7) ile tozlarin birinci siklona (1) besleme hizi ayarlanabilmekte, yigilmanin önüne geçilmekte ve titresim ile aglomere olmus tozlarin kismen ayrilmasi saglanmaktadir. Tozlarin birinci siklona (1) girmesiyle kontrol paneli (10) yardimiyla daha önce ayarlanmis motor (6) hizlarina ve emis kanalina (8) bagli olan vakum hizina göre siniflandirma islemi baslamaktadir. Emis kanalina (8) bagli olan hava çekme ve hava akisini saglayan dis vakum cihazi istenilen vakum hizina sahip cihaz ile degistirilebilmektedir. Motor (6), fan ve rotor yardimiyla asagiya düsmekte olan toz parçaciklarini ayarlanan hiza göre hava giris kanali (2) kismindaki açikliktan aldigi hava sayesinde yukariya çekmektedir. Yukariya çekilen tozlar, dis vakum cihazi yardimiyla emis kanalindan (8) motorun (6) çektigi tozlari çekmektedir. Siklonun (1) içindeki hava, motor (6) hizlari ile dogru orantili olarak çekilmektedir. Ancak çekilen hava hizi ile ters orantili olarak toz boyut dagilimina sahip olunmaktadir. Birinci siklonun (1) içine alinan havanin hizi, bir girdap hava akimi olusturmakta ve tozlari yukariya dogru yani ikinci siklona (24) dogru çekmektedir. Agir gelen kaba tozlar, kaba toz biriktirme aparatina (20) dogru yönlenir ve kaba toz bosaltma kapagi (3) yardimiyla disariya alinmaktadir. Yukari dogru çekilen tozlar, ikinci siklonda (24) da hizi farkli bir motor (25) yardimiyla yine bir hava akisi ile ikincil bir siniflandirma gerçeklestirilmektedir. Parçaciklarin boyutu motorun (25) hizi ile degiskenlik göstermektedir. Nano boyuttaki asiri küçük parçalar, emis kanali (8) yardimiyla motorun (25) üst kismindan disari atilmaktadir. Cihaz çalisirken hassas bir sekilde siniflandirma ve ayirma yapmasi, vibrasyon ve titresimi önlemek için gövde vibrasyon tamponu (5) ve siklon vibrasyon tamponu (9) içermektedir. Emis islemi tamamlandiktan sonra ince tozlar, ince toz bosaltma kapagi (4) yardimiyla bosaltilmaktadir. Islem bittikten sonra bitir butonu (12) ile sistem kapatilmaktadir. Istenilmesi durumunda acil durum dügmesi ile de cihaz tamamen durdurulabilmektedir. Bulusun sanayide uygulama biçimi Mevcut bulusun mucitleri, yaptiklari deneyler ve ölçümlerle toz hammaddeyi tedarik etme ve besleme hizinin endüstri açisindan yeterince yüksek olabilecegini dogruladilar. Ayrica besleme hiziyla homojen toz boyut girdisinin degismedigi sonucuna varmislardir. Ayrica istenilen siniflandirmanin yapilabilmesi için iki motor bulunmasi iki farkli boyut araliginda tozun siniflandirmasini mümkün hale getirmistir. Siniflandirmadaki dogruluk, hem kaba tozun hem de ince tozun siniflandirilmasi durumunda gayet iyiydi. Istenilen boyut araligi için motor hizlari kontrol paneli yardimiyla degistirilerek elde edilebilmektedir. Bunula birlikte beslenecek toz miktari endüstri ölçegine yükseltilmesi halinde (kütlesel olarak fazla besleme yapilmasi durumunda) Siniflandirmadaki dogruluk degismemistir ve istenilen toz boyut araliklarina ulasim saglanmistir. Mevcut bulus ile çesitli partiküllerin bir siniflandirici vasitasiyla ayrilmasi, sadece madencilik endüstrisinde degil ayni zamanda metalürji, çimento gibi imalat sanayinde, pudra gibi gida ve ilaç sanayinde, kimyevi tozlar gibi kimya sanayi ve endüstrilerinde birçok kullanim alaninda önemli görülmektedir. Ayrica endüstriyel islemlerde silis kumu vb. için bir hava siniflandirici sistemi ile özel referans araliginda ayrilmasi mümkündür. Bununla birlikte, bulus daha genis bir uygulama alanina sahiptir ve tahil, kömür ve tohum gibi parçaciklarin homojen olarak istenilen boyutlara göre siniflandirilmasi veya ayrilmasi saglanabilmektedir. Ayrica, çesitli imalat ve madencilik endüstrileri, çimento endüstrisi, metalürji ve demir endüstrisi, gida, ilaç ve kimya endüstrileri ve benzerlerinde siniflandirmaya tabi çok büyük miktarda toz ve partiküller, tesis ve ekipman maliyetlerine neden olmaktadir. Bu maliyetlerden kurtulmak için ekonomik olarak da verimli olan bu bulus kullanilabilmektedir. Ayrica büyük tesis ve teçhizata yatirim gerektirmemektedir. Toz ve partikül ayirma ve siniflandirma yukarida da bahsedilen birçok endüstriyel prosesin gerekli bir parçasidir. Hava siniflandirmasi birçok durumda etkili bir yöntemdir. Bir hammadde tozunun bir hava akimina sokulmasi yoluyla, farkli boyut ve sekillerdeki partikülleri ayirmak için akis hizindan yararlanilmaktadir. Parçaciklar, düsme hizlariyla ters orantili olan bir mesafe boyunda hava akimina maruz kalirlar. Hava akisinin altina yerlestirilen bölümler vasitasiyla, benzer hizlara, yani benzer agirlik ve kütlelere sahip olan parçaciklar bir arada toplanabilmektedir. TR TR TR TR TR TR TR DESCRIPTION AIR DUST CLASSIFICATION DEVICE Technical Field This invention relates to an air centrifugal dust separator for classifying a powdered or particulate material or raw material particles, powders or particles into coarse and fine powder in a homogeneous manner according to size by means of air or protective atmosphere with the aid of air flow comprising vacuum. The present invention relates to a powder classification procedure and device for separating two classes, coarse and fine, in certain size ranges using various parameters, which can be used at both industrial and academic levels and has a wide field of application. Background Art Materials in powder or particulate form are an important class in materials science and chemistry, and applications in various fields, including industry, agriculture, chemical industry, medical and medical treatment, and military applications, require the use of such powdered materials. In such materials, the thickness, size, and shape of the powders are important indicators for characterizing them. Powdered materials generally have a uniform distribution and vary in size. However, in some areas, specific particle size ranges are required for different applications depending on the intended use. Powders, such as metal powders used in additive manufacturing processes, often require classification, degassing, and/or heat treatment. Particularly in the fields of metallurgy, materials, and chemistry, a very narrow particle size distribution is required to achieve specific product properties and enhance performance. For example, particles used in cold spraying must be classified within specific particle size ranges to ensure they are within acceptable tolerances. Traditionally, material separation methods such as sieve analysis, airflow classification, graded liquid flow, sedimentation sizing, and so on, have been used for classifying powders or particles. Each method has its own advantages and disadvantages, and various factors such as the amount of powder used, the location of use, the degree of application, and cost are relevant. While sieve analysis is easy to use, has inexpensive equipment, and offers high classification efficiency, it is not suitable for ultrafine powder materials. When powders are smaller than 10 microns, sieve classification is extremely difficult. Airflow classification is highly efficient and can be operated continuously. However, its classification efficiency is low. In other words, powders can mix. Fine powders mix with coarse powders, and coarse powders mix with fine powders. Sedimentation sizing, on the other hand, requires simple and inexpensive equipment. However, its speed is slow, its efficiency is low, and ultrafine powder particles are difficult to settle. Traditionally, various powder classifiers have been used to mix or transport raw material powder with a specific particle size distribution and classify it into multiple types of powder based on its size and/or density. For example, there is a powder classifier that classifies raw material powder into fine and coarse powder at the micron level. The raw material powder is fed into the center section with a radial flow. The edges have a beveled surface. It is formed along the curved and inclined surface in order to spread the powder fed to the inner middle part by the air flow coming from below to the open end edges. In this way, the classification process is carried out using the open end edge of the curved surface as a classification position. Thus, there is no need to create a new flow path surrounded by opposing surfaces. In this way, the labor involved in adjusting the flow path can be reduced and high device precision can be achieved. Chinese patent No. CN2035084OOU relates to a multiple classification system of aluminum powder. This patent consists of a three-level (i.e., 3 cyclones) aluminum powder classification device. The dust inlet to the first level cyclone is connected with the dust outlet of an aluminum powder crushing/grinding device; The dust outlet of the first-level cyclone is connected to the dust inlet of the second-level cyclone; the dust outlet of the second-level cyclone is connected to the dust inlet of the third-level cyclone; the dust outlet of the last-level cyclone is connected to the air inlet of a cyclone dust removal machine. Aluminum powder classification devices have a structure consisting of a centrifugal classifier, a buffer tank used to collect the coarse dust separated from the device level, and a conveying material tank used to transport the coarse particles to the aluminum powder packaging unit. This patent solves the problem of classifying aluminum powder where the particle size distribution is in a wide range. Patent No. CN202270652U relates to a powder thickener for classifying powdered material, comprising a shell, a main shaft, a rotor, and a guide. A powder concentrator for classifying powdery material has a dispersion effect, high classification efficiency, and high classification accuracy, and can produce very fine powder with a narrow particle size range. This system assembly includes a gas source connected to a fluidized bed via a metered connection. The fluidized bed includes an outlet connected to the powder classifier via at least one valve. The powder classifier includes a catch vessel that functions to slow the gas flow. It is also useful for capturing particles entrained in the gas stream. Conveying in the fluidized bed is achieved by the flow of an inert gas through the bed. Chinese patent CN12049830 relates to a high-efficiency dust separation machine with high dust separation efficiency and lower energy consumption, primarily used for classifying powdered materials in the cement industry. This high-efficiency dust separation machine includes a rotor, two dust separation chambers, a material distribution disc, an air intake hood, an air intake pipe, and a fine dust airflow outlet. An upper air inlet, a lower air inlet, and a coarse dust outlet are integrated at the top of the machine body. Material is fed from top to bottom and discharged from the bottom. It is used for cement systems. The invention CN105344500A describes a continuous classification method for powdered materials with different particle sizes. Multiple centrifuges are connected in series as a set, from low to high rotation speed; powdered materials are fed with liquid into the drum of the first centrifuge. Coarse (heavy) particles are forced to the inner wall of the drum by centrifugal force; fine (light) particles, along with the liquid, form a liquid ring inside the drum; the above process continues in the next centrifuge with a higher rotation speed. In this way, separation of materials with different particle sizes can be achieved with several centrifuges, ranging from low to high rotation speeds. The continuous classification method for powdered materials with different particle sizes offers the advantages of high classification efficiency, good repeatability, ease of operation, and similar advantages. Purpose of the Invention The purpose of this invention is to provide apparatus and method for the efficient classification of fine and coarse particles by separating them from each other. Another purpose of this invention is to achieve dust classification performance of two specific sizes with gas flow under a protective gas atmosphere, if desired, by using a single vacuum device and two different flow rates. The purpose is to enable the classification of different sizes of dust using two different cyclones, that is, two different motors, in an air classifier system by using ambient air drawn from outside the classifier. Another purpose of the invention is to enable the classification of dust in two different ranges with the desired dust size ranges by varying the motor speeds via a control panel. An additional purpose of the invention is that the feeding can be done continuously and that large quantities can be collected industrially. Furthermore, the feeding speed can be adjusted to the desired rate and speed. Explanation of the Figures Figure 1 is a schematic view of the airborne dust classification device of the present invention. Figure 2 is a top view of the airborne dust classification system. Figure 3 is a side view of the airborne dust classification system. Detailed Description of the Invention Today, ceramic, metal, and similar powders used in any location or application are expected to have an average dust size within a certain range depending on their use. By maintaining these powders within this range, the properties of the materials to be produced are aimed to be at the highest level. To obtain high-value-added products such as high-quality magnets, batteries, and similar products, fine dusts that not only have extremely small average dust sizes but also have an extremely narrow particle size range—in other words, homogeneously fine powders are required. Such a fine dust can be achieved by classifying a material or dust using centrifugal or normal airflow separation. However, the classification process can be carried out under a protective atmosphere. Furthermore, the desired fine dust range can be determined by using and adjusting the speeds of two different motors located in two separate cyclones. This allows for homogeneous separation of the dust within the desired range. Furthermore, when classifying, it is possible to classify the dust efficiently without causing it to stick within the cyclones. This minimizes contamination. The air dust classification device which is the subject of this invention (Figure 1, Figure 2 and Figure 3): - Cyclones that keep the dust together (1), (24), air inlet channel (2) required for the classification of dust with the help of air flow, coarse dust discharge cover (3) where coarse dust is collected and discharged, fine dust discharge cover (4) where fine and narrow particles are classified, body vibration buffer (5) to reduce the vibration of the system body during classification (operation), - High speed AC motors (6), (25) to ensure the classification from two cyclones, step motor (7) to ensure the feeding is smooth, suction channel (8) to ensure the classification in both cyclones, to prevent the vibration and shaking of the cyclones. Cyclone vibration buffer (9), - Control panel (10) for easy use of the system, motors, suction power and setting of parameters, start button (11) for starting the classification, finish button (12) for finishing the classification, emergency button (13) for automatic shut-down of the system in emergency situations, main switch (14) for opening and closing the electrical connection of the system, - Clamp (clip) for closing the top covers of the cyclones (15), motor holder (16) for keeping the motors stable, fans and rotors for dust extraction (17), balance bolts (18), adjustment nut (19), coarse dust accumulation apparatus for continuous accumulation of coarse dust (20), feeding hopper for facilitating the entry of dust (21), dosage to prevent dust accumulation The drum (22) contains a differential pressure channel (23). The air dust classification device, operated by the start button (11), begins the classification process with the introduction of dust. An unlimited dust flow is connected to the dust inlet, which is provided by the feeding hopper (21). The powder raw material thrown from the feeding hopper (21) is fed horizontally to the dosing drum (22) by means of a stepper motor (7). The stepper motor (7) adjusts the feed speed of the dust into the first cyclone (1), preventing agglomeration and ensuring the partial separation of agglomerated dust through vibration. As the dust enters the first cyclone (1), the classification process begins using the control panel (10) according to the preset motor (6) speeds and the vacuum speed connected to the suction channel (8). The external vacuum device, which provides air extraction and air flow and is connected to the suction channel (8), can be replaced with a device with the desired vacuum speed. The motor (6) draws the falling dust particles upwards, using the fan and rotor, through the opening in the air inlet channel (2) according to the set speed. The dust drawn upwards is then drawn into the dust drawn by the motor (6) through the suction channel (8) using the external vacuum device. The air inside the cyclone (1) is drawn in direct proportion to the motor (6) speeds. However, the dust size distribution is inversely proportional to the drawn air speed. The velocity of the air drawn into the first cyclone (1) creates a vortex air current, drawing the dust upwards towards the second cyclone (24). The heavy coarse dust is directed towards the coarse dust collection apparatus (20) and is removed via the coarse dust discharge hatch (3). The dust drawn upwards is further classified in the second cyclone (24) by a different-speed motor (25) and a secondary airflow. The particle size varies with the speed of the motor (25). Ultra-small nano-sized particles are expelled from the upper section of the motor (25) via the suction channel (8). The device includes a body vibration buffer (5) and a cyclone vibration buffer (9) to ensure precise classification and separation during operation and to prevent vibration. After the suction process is complete, the fine dust is discharged using the fine dust discharge cover (4). The system is shut down using the finish button (12). If desired, the device can be completely stopped using the emergency button. Industrial Application of the Invention: The inventors of the present invention have confirmed through experiments and measurements that the supply and feeding speed of powdered raw materials can be sufficiently high for industrial use. They also concluded that the homogeneous powder size input does not change with the feeding speed. Furthermore, the use of two motors to achieve the desired classification enables the classification of powder in two different size ranges. Classification accuracy was excellent for both coarse and fine dust. The desired size range can be achieved by varying the motor speed using the control panel. However, when the powder feed rate is increased to industrial scale (in the case of mass overfeeding), the classification accuracy remains unchanged, and the desired powder size ranges are achieved. The present invention, which separates various particles using a classifier, is considered important not only in the mining industry but also in many other applications in manufacturing industries such as metallurgy and cement, food and pharmaceutical industries such as powders, and chemical industries such as chemical powders. Furthermore, in industrial processes, separation of silica sand, etc., to a specific reference range is possible with an air classifier system. However, the invention has a broader range of applications, enabling particles such as grain, coal, and seeds to be homogeneously classified or separated according to desired sizes. Furthermore, the large amounts of dust and particles required for classification in various manufacturing and mining industries, the cement industry, the metallurgical and iron industries, the food, pharmaceutical, and chemical industries, and similar industries, result in high plant and equipment costs. This economically efficient invention can be used to eliminate these costs. Furthermore, it does not require investment in large plant and equipment. Dust and particle separation and classification are essential components of many industrial processes mentioned above. Air classification is an effective method in many situations. By introducing a raw material powder into an air stream, flow velocity is used to separate particles of different sizes and shapes. The particles are exposed to the air stream for a distance inversely proportional to their falling speed. Particles with similar velocities, i.e., similar weights and masses, can be collected together by using partitions placed beneath the air stream.

Claims (1)

1.1.
TR2021/008174 2021-05-17 AIR POWDER CLASSIFICATION DEVICE TR2021008174A2 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TR2021008174A2 true TR2021008174A2 (en) 2021-06-21

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1534436B1 (en) Apparatus and method for separating particles
US3720314A (en) Classifier for fine solids
US4211641A (en) Circulating air classifier or separator
JPH0258989B2 (en)
SE430659B (en) PROCEDURE AND APPARATUS FOR PNEUMATIC FINE CLASSIFICATION
WO1988000861A1 (en) Separation of mixtures in a wind tunnel
CA2566835C (en) Classification of splinters and wood chips
US3643800A (en) Apparatus for separating solids in a whirling gaseous stream
RU2132242C1 (en) Method and installation for aerodynamically separating metal powders
CN107185837A (en) A kind of particle grading device and its method
TR2021008174A2 (en) AIR POWDER CLASSIFICATION DEVICE
HU195746B (en) Method and apparatus for separating the aggregation of grains of smaller than 300 micron size into fine and coarse phase
CN211707116U (en) Cyclone structure particle material rotor-free movable piece airflow classification equipment
JPS6233560A (en) High-efficiency separator facility
US3620370A (en) Ore concentrator
US2638218A (en) Method of separating dispersed matter from fluid masses
CN219880148U (en) Air flow mill
WO1989004220A1 (en) Method and apparatus for classifying particles
AU2020360983B2 (en) Device for sorting powder particles
US4747939A (en) Particle classifier
JPS5843271A (en) Method and device for classifying granular substance
CN110662610A (en) Powder classifying device and classifying system
JPH07328545A (en) Classifier for granule
JP2697015B2 (en) Granule classifier
RU2193928C2 (en) Gravitational method and apparatus for classifying powder materials