Устройство для разделения порошка на фракции

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ПОРОШКА НА ФРАКЦИИ, включающее ряд последовательно соединенных колонок , диаметр которых возрастает по мере движения материала, отличающееся тем, что, с целью повышения качества продуктов разделения путем устранения пульсаций газового потока в зоне разгрузки легких фракций, устройство снабжено приспособления а1 для стабилизации газового потока и псевдоожижения, установленными в каждой колонке, при этом диаметр каждой последующей колонки составляет 1,05-2,00 диаS метра предыдущей колонки. О) о Од 00 СЛ Put.f

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 В 07 В 4/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕП=ЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3664049/29-03 (22) 16.11.83 (46) 07.06.88. Бюл. У 21 .(7I) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский инс.титут стекольного машиностроения

"ВНИПКИстекломаш" и Белорусское научно-производственное объединение порошковой металлургии (72) Ф.Б.Вурзель, В.Ф.Назаров, Ф.Я.Шмщель, В.А.Хмельник, Е.П.Парцеф, И.С.Буров, И.Л.Куприянов и П.А.Витязь (53) 622.767.53(088.8) (56) Патент Японии Ф 57-18949, кл. В 07 В 4/02, опублик. 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 314549, кл. В 03 В 5/02, 1969.

ÄÄSUÄÄ 1160635 А (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ПОРОШКА НА ФРАКЦИИ, включающее ряд последовательно соединенных ко. лонок, диаметр которых возрастает по мере движения материала, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества продуктов разделения путем устранения пульсаций га.зового потока в зоне разгрузки легких фракций, устройство снабжено приспособлениями для стабилизации газового потока и псевдоожижения, установленными в каждой колонке, при этом диаметр каждой последующей колонки составляет 1,05-2,00 диаметра предыдущей колонки.

1160635

2. Устройствб по п.l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что приспособление для стабилизации газового потока состоит из конической диафрагмы и перфорированной трубки, установленной коаксиально колонке и закрепленной в диафрагме.

Изобретение относится к устройствам для разделения порошка на фракции, в частности для приготовления порошков для плазменного напыления покрытий, и может быть использовано в порошковой металлургии.

Известно устройство для аэродинамического фракционирования порошка в восходящем газовом потоке, представляющее собой расширяющийся, зигзаго образный, вертикально установленный канал.

Недостатком этого устройства является уширение фракции за счет пульсаций газового потока, возникающих при пневмотранспортировке, а также из-за недостаточно определенного формирования фракций, так как при изменении направления газового потока частицы, продолжая двигаться по инерции, попадают в эоны накопления фракций. Поэтому несмотря на то, что сборники фракций находятся на разной высоте, определяющей распределение частиц по размерам, формирование фракций происходит достаточно случайно, особенно в нижних сборниках.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предложенному является устройство дпя разделения порошка на фракции, включающее ряд последовательно соединенных колодок, диаметр которых возрастает по мере движения материала..

Недостатком этого устройства является получение только широких фракций из-за нестабильности процесса псевдоожижения и циркуляции разделительной среды в колонках устройства.

Цель изобретения — повышение качества продуктов разделения путем

3. Устройство по п.l . о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что приспособление для стабилизации псевдоожижения выполнено в виде трубки, установленной под конической диафрагмой с внешней стороны колонки.

2 устранения пульсаций газового потока в зоне разгрузки легких фракций.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для разделения порош5 ка на фракции, включающее ряд последовательно соединенных колонок, диаметр которых возрастает по мере движения материала, снабжено приспособ- лениями для стабилизации газового потока и псевдоожижения, установленными в каждой колонке, при этом диа- метр каждой последующей колонки составляет l,05-2,00 диаметра предыдущей колонки.

Кроме того, приспособление для стабилизации газового потока состоит из конической диафрагмы и перфорированной трубки, установленной коаксиально колонке и закрепленной в диафрагме, а приспособление для стабилизации псевдоожижения выполнено в виде трубки, установленной под конической диафрагмой с внешней стороны колонки

Предложенное устройство снабжено приспособлением для стабилизации скорости газа,.выполненным в виде конической диафрагмы, разделяющей объем колонки на две части, соединенные

30 между собой трубкой, например перфорированной. Стабилизация скорости газа необходима, поскольку при псевдоожижении дисперсного материала, находящегося в колонке, из-эа неста35 бильности этого процесса возникают пульсаций, скорости газа. При возрастании скорости газа при пульсациях из колонки газов уносятся частицы, размеры которых превышают наибольший

40 размер частиц, уносимых газом из колонки при отсутствии пульсаций, т.е. происходит увеличение ширины фракции <» ниже 0,5 высоты колонки возможно ин.тенсивное попадание частиц псевдоожи3

116063 частиц, накапливающихся в следующейколонке. Наличие приспособления для стабилизации газового потока позволяет выравнить расход газа на выходе из колонки из-за перераспределения избыточного количества газа между стабилизирующим устройством и следующей колонкой, что предотвращает перенос частиц большего размера из-за пульсации.

На фиг.1 — представлена схема устройства в действии; на фиг.2 — колонка.

Устройство для разделения порошка 15 на фракции содержит вертикально установленные цилиндрические колонки 1, диаметры которых последовательно возрастают.

Колонок может быть две и более. 20

Колонки 1 соединены шлангами 2 так, что верхний штуцер 3 колонки соединен с нижним штуцером 4 следующей колонки и т.д. Колонка содержит приспособление для стабилизации газового 25 потока, выполненное в виде, например, перфорированной трубки 5, установленной коаксиально колонке 1 и закрепленной на конической диафрагме 6 с углом раствора 60-150 . Диафрагма ус- 30 тановлена на высоте 0,5-0,95 высоты колонки. В колонке имеется также приспособление для стабилизации псевдоожижения, выполненное в виде, по кРайней мере, одной трубки 7, концы которой установлены в колонке под конической диафрагмой на высотах, соответственно разных 0,01-0,2 и 0,50,95 высоты колонки 1. Каждая колонка имеет узел выгрузки 8. Первая и 4р вторая колонки снабжены также sarpyзочным узлом 9.

Устройство работает следующим образом.

Для пояснения работы устройства

Разделим условно пространство в колонке на четыре воны:

I - зона псевдоожижения, в которой расположены частицы, образующие фракцию данной колонки;

II — зона свободного витания, в которой расположены частицы имеющие скорость витания, меньшую скорости

rasa в данной колонке;

III - зона стабилизации скорости 55 газа1

IV — зона уноса частиц.

Порошок, предназначенный для разделения, загружают в первую или в

4 первую и вторую колонки 1 через загрузочный узел 9 и герметично закрывают колонку. Газ подают через нижний штуцер 4 в первую колонку. Он приводит -порошок в псевдоожиженное состояние. Частицы порошка, скорость витания которых меньше скорости газа в первой колонке, уносится во вторую.

Поскольку диаметр второй колонки больше диаметра первой и скорость газа во второй колонке меньше, то частицы, скорость витания которых больше скорости газа во второй колонке, останутся в ней, остальные частицы попадают в третью колонку и т.д.

Таким образом, в каждой колонке накапливаются фракции частиц, границы которых определяются скоростями газа в предыдущей и дацной колонках.

Принятое соотношение диаметров каждой последующей колонки 1,05-2,00 диаметра предыдущей объясняется тем, что при соотношении, меньшем 1,05, накопление узких фракций порошка требует много времени и большого ко- . личества исходных продуктов, поскольку извлекаемая фракция состоит иэ очень близких по размеру частиц, содержание которых в исходном порошке невелико. При соотношении, большем

2,00, образующаяся фракция состоит из частиц с заметно отличающимися размерами, вследствие чего полученный порошок не обладает достаточной однородностью при его использовании.

Угол конической диафрагмы 60-150О выбран таким образом, что при значении, меньшем 60, пространство между конической диафрагмой 6 и штуцером 3 становится источником дополнительной ь газовой пульсации, а большем 150 возможно накопление порошка в пространстве над конической диафрагмой.

Установка конической диафрагма 6 внутри колонки 1 определяется аэродинамическим режимом и свойствами порошка. При размещении ее на высоте женного слоя в отверстие перфорированной трубки 5, что резко ухудшает стабилизацию газового потока. Если же ее разместить выше 0,95 высоты колонки, то объем, отделенный конической диафрагмой, недостаточен для эффективной работы стабилизирующего приспособления.

1160635

Obe, Р

Составитель

Техред A.Êðàâ÷óê

Корректор Л.Пилипенко

Редактор Н.Сильнягина

Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3393

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Диаметр трубки 5 ограничен с одной стороны условием аэродинамического сопротивления трубки, т.е. временем срабатывания приспособления, а с другой уменьшением живого сечения колонки аппарата. Минимальная длина трубки определяется зоной уноса частиц порошка около верхнего штуцера 3, а наибольшая длина ограни- 1О чена ее аэродинамическим сопротивлением.

Процесс псевдоожижения может сопровождаться поршнеобразным поднятием псевдоожиженного слоя. Это приводит 15 к дополнительной пульсации газа в колонках 1 и выбросу частиц в зону уноса около штуцера 3. Для предупреждения поршнеобразного поднятия слоя устройство снабжено приспособлением 20 для.стабилизации псевдоожижения. Нижний конец трубки 7 находится на уровне верхней границы псевдоожиженного слоя, .т.к. в случае поршнеобразного поднятия слоя стесненный газ перетекает по трубке в пространство колонки, что предупреждает пульсацию давления газа и проброс порошка. Верхний конец трубки 7 должен располагаться не выше нижнего конца перфори.рованной трубки 5.

Предлагаемое устройство позволит получать фракции порошков заданной ширины, обладающих близкими аэродинамическими свойствами — скоростью и временем пребывания в плазменной струе. Это позволит получить более высококачественные порошковые плазменные покрытия по сравнению с прототипом, При этом ширина фракции уменьшается в 2-20 раз.