Вихревой классификатор порошковых материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1 А (51) 4 В 07 В 4/08 В 04 С 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

®Са,(1„,„, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц,.;; аЦ, Ц„т, К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 (21) 3782011/29-03 (22) 31. 07,84 (46) 07.02,86. Бюл. 11 5 (71) Новосибирский государственный университет им. Ленинского комсомола и Институт теплотехники СО АН СССР (72) В.И. Багрянцев, Э.П. Волчков, Н.И. Заборовский и В.И. Терехов (53) 621.928.6(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 751450, кл. В 07 В 4/08, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Р 757213, кл. В 07 В 4/00, 1978. (54)(57) 1. ВИХРЕВОЙ КЛАССИФИКАТОР

ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий цилиндрическую прямоточную вихревую камеру с кольцевыми щелями для отвода классифицированного материала, закручивающий аппарат в виде расширяющегося по дуге окружности раструба, установленного узким торцом на входном торце вихревой камеры, и обтекателя с поверхностью, эквидистантной внутренней поверхности раструба, завихритель воздушного потока, вводимого в зазор между раструбом и обтекателем, каналы ввода порошкового материала в закручивающий аппарат и вывода из него крупной фракции, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности классификации за счет интенсификации вихреобразования в закручивающем аппарате, последний снабжен цилиндрическим кожухом, охватывающим раструб и обтекатель с образованием с ними кольцевых окон в плоскостях, перпендикулярных оси вихревой камеры по обе стороны зазора между раструбом и обтекателем, при этом завихрители воздушного потока установлены в кольцевых окнах, каналы ввода порошковых материалов выполнены в обтекателе параллельно оси вихревой камеры, а каналы вывода крупной фракции — в цилиндрйческом кожухе перпендикулярно этой оси.

12093

2. Классификатор по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью регулирования диапазона классификации, закручивающий аппарат снабжен регулятором закрутки потока, выполненным в виде патрубков ввода незакрученного воздушного потока, установленных равномерно по окружности в кольцевых окнах перпендикупярно плоскости их расположения.

19

3. Классификатор по пи. 1 и 2, отличающийся тем, что каждый завихритель вгздушного потока выполнен в виде кольца с череду— ющимися сквозными каналами ввода закрученного и незакрученного воздуш-. ных потоков, при этом каналы ввода незакрученного потока выполнены в виде радиальных щелей, наклонных к плоскости расположения кольцевых окон.

Изобретение относится к рассеву сыпучих материалов по крупности, а именно к аппаратам для классификации дисперсных материалов, и может быть использовано в металлургической, строительной, химической и других отраслях промышленности для фракционирования порошков.

Цель изобретения — повышение эффективности классификации за счет интенсификации вихреобразования в эакручивающем, а также регулирование диапазона классификации.

На фиг, 1 представлена схема вихревого классификатора; на фиг. 2 — кона струкция закручивающего аппарата и эавихрителя воздушного потока; на фиг. 3 — зависимость закрутки потока 6 от отношения расхода незакрученной части потока g к расходу зак— ручивающего потока „ на фиг. 4— сравнительные данные предлагаемого и известного классификаторов, характеризующие рассев.

Классификатор содержит цилиндрическую вихревую камеру 1 с раcòðóáîì

2 и крышкой 3, образующих закручивающий аппарат 4, патрубки 5 ввода незакрученного потока. Крышка 3 выполнена в виде обтекателя б с каналами 7 ввода порошкового материала..Каналы

8 вывода крупной фракции выполнены в цилиндрическом кожухе 9. В вихревой камере 1 выполнены кольцевые щели 10 для отвода классифицированного материала. Воздух в закручивающий аппарат 4 подается из патрубков 11 через завихрители 12 воздушного потока, через радиальные щели 13, наклонные к плоскости расположения завихрителя.

Эквицистантные внутренние поверхности раструба 2 и обтекателя 6 образуют между собой зазор 14. в котором происхоцит закрутка воздушного потока с порошко:вым материалом.

Классификатор работает следующим образом.

Воздух проходит через эавихрители 12, Порошок, транспортируемый воз18 духом, подается по каналам 7 через зазор между обтекателем и раструбом в цилиндрическую вихревую камеру. Под действием центробежной силы частицы различного диаметра достигают стенок

1 вихревой камеры на различных расстояниях от входа, собираются в кольцевых щелях 10. Часть порошка попадает в область закручивающего аппарата и выводится через каналы 8 вывода частиц.

2п Если необходимо изменить характер рассева частиц по длине или обработать порошок другого дисперсного состава, либо другой плотности, то не разбирая и не заменяя эакручивающего

25 аппарата путем подачи неэакрученного воздуха по па.трубкам 5 ввода незакрученного потока изменяют закрутку потока и тем самым сдвигают диапазон классификации частиц. Изменение закрутки потока происходит за счет разбавления "=.акрученного потока незакрученным.

Улучшение классификации частиц достигается подачей воздуха эавихрителей 12 воздушного потока перпенди35 кулярно зазору между обтекателем и раструбом и выводом частиц через каналы 8 вывода частиц. При таком расположении завихрителей не образуется слоя частиц, который уменьшает закрутку потока в процессе ра1209319 4

icos м; V„=V s in y, где V скорость щели закручивающегo аппарата, м, — угол наклона щели к плоскости закрутки и б =C6) М!

15

0 Q i Q 1+3 /3, 30

Z =k /(d p), 3 r c

8 р а

55 боты классификатора. Часть частиц, выходя из канала 7 мимо центрального обтекателя 6, за счет центробежной силы попадает в периферийную область закручивающего аппарата и накапливается там в процессе работы классификатора, образуя вращающийся слой. Наличие слоя частиц в области закручивающего аппарата существенно изменяет закрутку потока, так как часть момента количества движения тратися на их разгон, кроме того, частицы сталкиваются со стенкой. В результате этого снижается закрутка потока и нарушается режим классификации частиц. Это нежелательное явление ликвидируется путем размещения каналов 8 вывода частиц в стенках кожуха закручивающего аппарата, завихрители 12 во избежание забивания частицами смонтированы в кольцевых зазорах между цилиндрическим кожухом 9, обтекателем 6 и раструбом 2 в плоскостях, перпендикулярных оси вихревой камеры.

Кроме того, размещение патрубков

5 ввода незакрученного потока перпендикулярно плоскости. закручивающего аппарата равномерно по окружности позволяет расширить диапазон классифицируемых частиц. Для определенного сорта порошка (определенная плотность и дисперсный состав) необходима при классификации определенная закрутка потока. Чтобы работать с другим порошком необходимо сменить закрутку потока и, следовательно, закручивающий аппарат. В предлагаемом устройстве этого делать не надо, для этого подбирается эакручивающий аппарат с максимальным значением закрутки, затем если необходимо ее снизить через патрубки ввода незакрученного потока подается дополнительное количество воздуха, которое смешиваясь с закрученным потоком, снижает его закрутку. Поэтому регулировать закрутку потока можно

4утем изменения расхода воздуха через патрубки 5 ввода незакрученнс го потока, что значительно расширяет возможности классификатора °

Работу предлагаемого закручивающего аппарата можно пояснить также следующими данными. Закрутка потока характеризуется отношением окружной скорости V в работе эакруЧ чивающего аппарата к радиальной V или осевой (d =V /V ).Скорость V =V х т.е. закрутка потока не зависит от расхода эакручивающего воздуха. Это соотношение выполняется для широкого диапазона геометрических параметров закручивающих аппаратов.

Закрутку потока можно изменить путем подачи незакрученного воздуха в закрученный, чт позволяет регулировать закрутку в широких пределах.

В данном случае

20 при разбавлении неэакрученным воздухом

Если расход разбавляющего потока (?» о) равен нулю, то V =V < и б следовательно где Цд — расход закручивающего потока (фиг. 3).

Пунктирная линия соответствует течению без разбавления потока. Устройство закручивающего аппарата с разбавлением закрученного потока позволяет настраивать классификатор на любые порошки без его разборки, 40 что существенно повышает воэможности классификатора при работе с разными порошками.

Для выяснения влияния начальной закрутки потока на характер рассева

45 частиц решена задача о движении частиц в поле центробежных сил. Закон выпадения частиц на стенки цилиндрической вихревой камеры описывается соотношением где о — .закрутка потока; в параметр P входит диаметр классифицируемых частиц, 1209319 а — плотность частиц; з» вЂ” плотность воздуха или газа;

) — коэффициент сопротивления G и место, где вводят частицы г. о

После этого соотношения видно, что на рассев частиц определенного сорта существенное влияние оказьпзает закрутка потока б . Меняя закрут- 10 ку потока, можно подобрать режим работы для требуемого порошка.

Работа вихревого классификатора порошков исследовалась с частицами 15 кварцевого песка с удельной поверхностью S=1700 см /г (средний,диаметр частиц а 18 мкм). Производительность установки варьировалась от 1 до 10 г/с по порошку. Для сравнения 2G работоспособности классификации было выполнено сравнение характера выноса частиц на -тенки цилиндрической вихревой камеры предлагаемого и известного классификаторов. Данные представлены на фиг. 4. По оси абсцисс

Г отложено расстояние от начала классификатора, по оси ординат — расстояние в радиальном направлении от точ-. ки ввода порошка. Заштрихован-.:=я часть обозначает стенку классификатора. Приведенные данные для частиц диаметром d -- 10, 50, 100 мкм. Пунктирные линии относятся к известному устройству. На фиг. 4 видно, что частицы в известном аппарате диаметром 0-100 ммк выпадают на расстоянии до 15 калибров, в то время как в предлагаемом устройстве они выпадают равномерно на расстоянии в 40 калибров, т.е. происходит более равномерный рассев частиц. причем отклонения ог среднего значения каждой выделенной фракции на 40-50Е выше, чем у предлагаемого классификатора.

1209319

o,s

0,2 - /ь

Составитель О. Попов

Техред А.Бабинец Корректор, И. Муска

Редактор Н. Бобкова

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 354/14 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5