Способ классификации по крупности тонкодиспергированных сыпучих материалов и устройство для его осуществления

 

Изобретение может быть использовано в строительной, горно-добывающей и других отраслях промышленности для классификации по крупности. Способ сухой классификации по крупности тонкодисперсных сыпучих материалов включает закрепление просеивающей поверхности в корпусе по прямым линиям с ее уклоном к разгрузочному концу, подачу воздуха и разделяемого материала в спирали через их открытые концы с одной стороны, отвод крупной фракции. Просеивающую поверхность изготавливают в виде одной или нескольких спиралей. Концы спиралей устанавливают за пределы герметичного корпуса. Зазор между витками измеряют и фиксируют в зависимости от номинальной крупности классификации материала. Откачивают воздух вместе с мелкими частицами в осадительную камеру из герметичного корпуса с выделением в ней мелкой фракции и для создания его потоков внутри спиралей и далее между витками в корпусе. Одновременно подвергают спирали вибрациям для обеспечения движения материала по уклону к разгрузочным концам и одновременной дезинтеграции агрегатов материала. Спирали изготавливают из проволоки круглого сечения или трапецеидального сечения. Зазоры между витками спиралей измеряют при помощи щупов или оптического прибора и фиксируют стопорами. Устройство для классификации тонкодисперсных сыпучих материалов включает корпус. Корпус установлен под углом к горизонту с просеивающей поверхностью. Спирали снабжены на одном из концов натяжным приспособлением для изменения и фиксации зазоров между витками спиралей. Устройство содержит также приспособление, подающее вовнутрь спиралей классифицируемый материал, и камеру для осаждения мелкой фракции. Корпус выполнен герметичным, соединен с вибратором и сообщен с вентилятором. Концы спиралей установлены за пределы герметичного корпуса. Спирали выполнены из упругого материала. Технический результат – повышение эффективности и производительности классификации материала по крупности. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение может быть использовано в строительной, горно-добывающей и других отраслях промышленности для классификации /фракционирования/ по крупности.

Уровень техники

Известны способы и устройства для классификации по крупности с использованием аэрогидродинамики с прямыми, вертикальными, горизонтальными и вращательными потоками среды, а также с применением просеивающих поверхностей различных конструкций /решет, тканых и плетеных сеток, шпальтовых и струнных сит/ из различных материалов, подвижных и неподвижных, которые широко описаны в технической литературе, [1] и др.

Наиболее близким аналогом к предложенному способу является устройство, реализующее способ сухой классификации по крупности сыпучих тонкодисперсных материалов, включающий закрепление просеивающей поверхности в корпусе по прямым линиям с уклоном к разгрузочному концу, подачу воздуха и разделяемого материала, обеспечение движения материала по уклону просеивающей поверхности с одновременным просеиванием через зазоры просеивающей поверхности под действием силы веса частиц и напора воздуха в корпус, откачивание воздуха вместе с мелкими частицами в осадительную камеру с выделением в ней мелкой фракции, отвод крупной фракции [2].

Наиболее близким к предложенному устройству является устройство для классификации тонкодисперсных сыпучих материалов, включающее корпус, установленный под углом к горизонту с просеивающей поверхностью, выполненную в виде полых установленных с уклоном в сторону разгрузки крупных фракций спиралей (пружин), механизм для изменения шага витков спиралей (пружин), устройство, подающее вовнутрь спиралей классифицируемый материал, а также камеру для осаждения мелкой фракции [3].

Гидроаэродинамические способы и аппараты при всех их преимуществах /сравнительно высокой производительности, простоте/ имеют общий недостаток - это невозможность разделения частиц классифицируемого материала по номинальной крупности. Неизбежным является взаимозасоряемость смежных фракций частицами крупнее или мельче, что в ряде случаев недопустимо, например, при классификации абразивов.

Классификация материалов по крупности с применением просеивающих поверхностей хотя и позволяет производить операцию эффективно (эффективность классификации сыпучих материалов по крупности упрощенно представляет отношение количества мелкого, полученного в подрешетном продукте, к количеству этого класса в исходном материале, выраженного в %), но при этом возникают значительные трудности, особенно при классификации тонких /0,5 мм/ и особо тонких /40 мкм/ материалов, это:

- низкая производительность, которая стремительно падает с уменьшением крупности классификации;

- отсутствие возможности сухой классификации материалов в больших объемах мельче 40 мкм из-за быстрого засорения сеток и трудностей при их очистке;

- весьма быстрый износ сеток и чрезвычайно частая их замена из-за материалов, которую невозможно преодолеть, так как диаметр проволоки, из которой возможно их производить, очень мал. Например, по ГОСТу 3584-53 [1] диаметр проволоки сита с ячейкой 0,5 мм равен 0,22 мм, для сита с ячейкой 0,1 мм - равен 0,07 мм, а для сита с ячейкой 0,04 мм - равен 0,03 мм. Увеличить толщину проволоки с целью упрочнения сеток не представляется возможным по техническим причинам.

Сущность изобретения

Общая цель при разработке изобретения заключалась в создании способа и устройства для сухой классификации по крупности тонких и особо тонких сыпучих материалов с целью повышения производительности и эффективности в сравнении с известными аналогами и устранения вышеперечисленных недостатков.

Более конкретно, сущность заключается в создании способа, который в результате взаимодействий материалов, участвующих в процессе классификации по крупности, обеспечивал бы оптимальные условия разделения частиц по определенному размеру /крупности/, и устройства для его реализации, которые в совокупности обеспечивают следующие технические результаты:

1) повышение эффективности классификации материалов по крупности от 0 мм и выше совмещением механического и аэродинамического воздействия на частицы материалов путем создания направленных потоков воздуха и классифицируемого материала, создающих благоприятные условия деления твердых частиц по крупности;

2) возможность классификации по крупности частиц в широких пределах от 0 и крупнее за счет включения в устройство просеивающей поверхности такой конструкции, которая позволяет без ее замены:

а) изменять и регулировать размер просеивающих промежутков (ячеек поверхности) /существенный признак/;

б) повысить производительность классификации и срок службы просеивающей поверхности на несколько порядков /существенный признак/ в сравнении с ткаными сетками.

Указанные технические результаты достигаются тем, что способ сухой классификации по крупности тонкодисперсных сыпучих материалов включает закрепление просеивающей поверхности в корпусе по прямым линиям с ее уклоном к разгрузочному концу, подачу воздуха и разделяемого материала, обеспечение движения материала по уклону просеивающей поверхности с одновременным просеиванием через зазоры просеивающей поверхности под действием силы веса частиц и напора воздуха в корпус, откачивание воздуха вместе с мелкими частицами в осадительную камеру с выделением в ней мелкой фракции, отвод крупной фракции. При этом просеивающую поверхность изготавливают в виде одной или нескольких спиралей, концы которых устанавливают за пределы герметичного корпуса, зазор между витками измеряют и фиксируют в зависимости от номинальной крупности классификации материала, откачивают воздух из герметичного корпуса для создания его потоков внутри спиралей и далее между витками в корпусе. Классифицируемый материал подают в регулируемом количестве с потоком воздуха в спирали через их открытые концы с одной стороны и одновременно подвергают спирали вибрациям для обеспечения движения материала по уклону к разгрузочным концам и одновременной дезинтеграции агрегатов материала. Спирали изготавливают из проволоки круглого сечения или трапецеидального сечения. Зазоры между витками спиралей измеряют при помощи щупов или оптического прибора и фиксируют стопорами.

Указанные технические результаты достигаются также тем, что устройство для реализации предложенного способа включает корпус, установленный под углом к горизонту с просеивающей поверхностью, выполненной в виде полых, установленных с уклоном в сторону разгрузки крупных фракций спиралей. Кроме того, устройство включает приспособление, подающее вовнутрь спиралей классифицируемый материал, а также камеру для осаждения мелкой фракции. Спирали снабжены на одном из концов натяжным приспособлением для изменения и фиксации зазоров между витками спиралей. Корпус выполнен герметичным, соединен с вибратором и сообщен с вентилятором для создания в камере разрежения и потоков воздуха внутри спиралей и его откачивания с частицами мелкой фракции классифицируемого материала. Концы спиралей установлены за пределы герметичного корпуса. Спирали выполнены из упругого материала.

Данный способ реализуется посредством устройства, названного "Спиральный микроклассификатор", который показан на чертежах.

На фиг.1 показано устройство - "спиральный микроклассификатор" для реализации предлагаемого способа классификации по крупности материалов в продольном разрезе по А-А.

На фиг.2 изображено устройство (вид спереди).

На фиг.3 показано устройство (вид сверху).

На фиг.4 показан фрагмент процесса классификации по крупности.

Устройство включает (фиг.1-3) камеру 1, воронку 2 для подачи в нее питания, лоток 3 для разгрузки крупнозернистой фракции. Днище камеры 1 имеет карман, куда собирается мелкая фракция, который соединен с осадительной камерой 5.

В поперечных стенках камеры 1 имеются отверстия, в которые вмонтированы проволочные спирали 6 посредством втулок 7. Втулки 7 со стороны разгрузочного лотка 3 снабжены гайками 8 для растяжения спиралей 6 при изменении зазоров между их витками и стопорными винтами 9 для фиксирования положения гаек 8. Сверху камера 1 имеет съемную крышку 10, герметично закрывающую полость камеры, которая необходима для доступа к спиралям при регулировании зазоров между их витками. Камера 1 снабжена вибратором 11 и установлена на пружины 12 на раме 13 под углом и соединена с осадительной камерой 5 для осаждения мелкой фракции и далее с вентилятором 14.

Практически предлагаемый способ классификации тонкодисперсных сыпучих материалов при помощи описанного выше устройства осуществляется следующим образом.

С камеры 1 (фиг.1-3) снимают крышку 10 с целью получения доступа к спиралям 6.

Посредством натяжных гаек 8 растягивают или сжимают спирали 6 так, что зазор между их витками должен соответствовать номинальной крупности классификации.

Заданную величину зазоров устанавливают с помощью щупа или оптического прибора. Затем герметично закрывают камеру 1 крышкой 10, закрепив перед этим натяжные гайки 8 стопорными винтами 9.

Далее настраивают питатель /не показан/ исходного материала на заданную производительность, величина которой определяется экспериментально.

Создают потоки воздуха внутри спиралей и между их витками, включив вентилятор 14, пускают в работу вибратор 11 и подают классифицируемый материал в воронку 2, откуда материал поступает в спирали 6 и, продвигаясь по ним под действием вибраций, одновременно дезинтегрируется, продвигаясь по уклону к разгрузочному концу. При этом мелкие и пылевидные частицы, размер которых меньше зазора между витками спиралей, потоками воздуха и силой веса выносятся из полостей спиралей в камеру 1 и далее с потоком воздуха поступают в осадительную камеру 5 /циклонного или другого типа/, где осаждаются и удаляются за пределы аппарата в качестве мелкой фракции. Частицы же крупнее зазоров между витками спиралей под действием вибраций продвигаются внутри спиралей к нижним отверстиям и по разгрузочному лотку 3 удаляются в качестве крупной фракции.

Механизм процесса классификации по крупности данного способа обусловливается тремя основными факторами: динамическим напором на частицы материала потока воздуха, силой веса частиц и ударов по частицам витков спиралей, возникающих при их вибрациях.

Опыты показали, что оптимальное сочетание данных факторов и их действия на обрабатываемый материал посредством взаимодействующих технических элементов устройства создает наилучшие условия для процесса классификации по крупности по данному способу.

Перечисленные условия процесса, создаваемые данным способом классификации посредством устройства, позволили достигнуть целей, поставленных при разработке изобретения.

Для реализация способа с подачей вместо воздуха жидкости, осуществляемого посредством описанного устройства, с камеры 1 удаляют крышку 10 и отключают вентилятор 14, так как в них нет необходимости.

Источники информации

1. Справочник по обогащению руд. М.: Недра, 1972, с.25-33, Т.1.

2. SU 768485 А, В 07 В 1/46, 07.10.1980.

3. SU 1304911 Al, B 07 B 1/22, 23.04.1987.

Формула изобретения

1. Способ сухой классификации по крупности тонкодисперсных сыпучих материалов, включающий закрепление просеивающей поверхности в корпусе по прямым линиям с ее уклоном к разгрузочному концу, подачу воздуха и разделяемого материала, обеспечение движения материала по уклону просеивающей поверхности с одновременным просеиванием через зазоры просеивающей поверхности под действием силы веса частиц и напора воздуха в корпус, откачивание воздуха вместе с мелкими частицами в осадительную камеру с выделением в ней мелкой фракции, отвод крупной фракции, отличающийся тем, что просеивающую поверхность изготавливают в виде одной или нескольких спиралей, концы которых устанавливают за пределы герметичного корпуса, зазор между витками измеряют и фиксируют в зависимости от номинальной крупности классификации материала, откачивают воздух из герметичного корпуса для создания его потоков внутри спиралей и далее между витками в корпусе, подают классифицируемый материал в регулируемом количестве с потоком воздуха в спирали через их открытые концы с одной стороны и одновременно подвергают спирали вибрациям для обеспечения движения материала по уклону к разгрузочным концам и одновременной дезинтеграции агрегатов материала.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что спирали изготавливают из проволоки круглого сечения или трапецеидального сечения.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что зазоры между витками спиралей измеряют при помощи щупов или оптического прибора и фиксируют стопорами.

4. Устройство для классификации тонкодисперсных сыпучих материалов, включающее корпус, установленный под углом к горизонту с просеивающей поверхностью, выполненной в виде полых, установленных с уклоном в сторону разгрузки крупных фракций, спиралей, снабженных на одном из концов натяжным приспособлением для изменения и фиксации зазоров между витками спиралей, приспособление, подающее вовнутрь спиралей классифицируемый материал, а также камеру для осаждения мелкой фракции, отличающееся тем, что корпус выполнен герметичным, соединен с вибратором и сообщен с вентилятором для создания в камере разрежения и потоков воздуха внутри спиралей и его откачивания с частицами мелкой фракции классифицируемого материала, а концы спиралей установлены за пределы герметичного корпуса.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что спирали выполнены из упругого материала.

РИСУНКИ