Особенности существующих конструкций динамических сепараторов и

Динамические сепараторы в производстве цемента

Особенности существующих конструкций динамических сепараторов и

    В данной публикации рассматриваются некоторые аспекты помола материалов цементного производства в шаровых мельницах. Необходимо резюмировать несколько принципиальных вариантов технологии шаровых мельниц, применяемой на производстве цемента.

Воздухопроходные (протяжные) шаровые мельницы применяются для помола сырьевых материалов и угля. Они могут с высоким проходом газа- скорость газа свыше 6 м/с и подходят для применений, где производительность по сушке рассматривается в первую очередь.

Высушивающая способность может быть увеличена за счет включения камеры сушки перед камерой помола.

При одной помольной камере она должна футероваться поднимающими бронями на первых рядах, а весь оставшийся объем камеры- классифицирующими или комбинированными бронями.

Обычно мельницы работают в закрытом цикле со статическими, или ситовыми (grit separator) сепараторами, хотя также используются динамические сепараторы.

Двухроторные мельницы или мельницы с центральной разгрузкой так могут работать с относительно высокими скоростями проходящих газовых потоков — свыше 4 м/с. Высушивающая способность также может быть увеличена за счет внедрения отдельной высушивающей камеры перед первой помольной камерой (камера дробления, камера грубого помола).

Разгрузка происходит через центральное выгрузочное устройство. Материал направляется в высокоэффективный сепаратор. После отделения крупки она возвращается во вторую помольную камеру (камера домола), разгрузка из которой также происходит через центр.
Газы, проходящие через такую мельницу также должны удаляться в середине агрегата. Т.к.

их скорость велика, они вовлекают в поток частицы измельчаемого материала. Для отделения крупных частиц, переносимых газовым потоком предусматривается статический сепаратор, мелкие частицы отделяются в фильтре.

Крупные частицы из статического сепаратора направляются на элеватор, по которому идет подача материала из центрального выгрузочного устройства на динамический сепаратор.

Принципиальным преимуществом таких мельниц является то, что материал, который достаточно измельчен после первой камеры, он удаляется либо как готовый продукт и не никогда не возвращается в мельницу, или возвращается во вторую камеру тонкого измельчения.

В некоторых мельницах (Polysius) предусмотрен возврат  основной части крупки из динамического сепаратора в камеру домола и небольшая часть в первую камеру предварительного помола для стабилизации потока.

Эти мельницы применяются для измельчения твердых материалов или когда, в частности, требуется высокая тонкость помола, как например, при помоле сырьевой смеси для белых цементов.
Главным недостатком является сложной помольной системы с сопутствующими сложностями для контроля и оптимизации.

Мельницы с разгрузкой на конце с элеватором -это наиболее применяемые конфигурации для помола цемента.

В таких мельницах скорость продуваемого газа имеет предел, что ограничивает производительность по сушке при помоле сырья.

Эти мельницы и с центральной разгрузкой  неприменимы для помола угля вследствие низкой скорости в системе и используют элеватор для подъема продукта помола в динамический сепаратор.

Две помольные камеры позволяют осуществить физическое разделение мелющих тел по размеру: более крупные для грубого помола вместе с поднимающей футеровкой в первой камере и с более мелкими и классифицирующей футеровкой во свторой камере для тонкого помола.
При открытом цикле мельницы имеют большее соотношение длины к диаметру, т.к. необходим более длинный  путь  и большее время пребывания в мельнице, чтобы достигнуть необходимую тонкость помола за один проход материала через мельницу.

Физическая сепарация в порядке уменьшения размеров помольных тел достигается при разделении мельницы на 3 или даже 4 камеры. Эффективность помола быстро падает с увеличением необходимой тонкости помола, т.к. требуется большая  длина помольного пути.

Первым значительным движением в сторону улучшения эффективности финишного измельчения было включение сепаратора в закрытый цикл с мельницей.

Метод FLSmidth по определению эффективности сепаратора демонстрирует, что примерно 32% энергии, потребляемой при открытом цикле, может быть сэкономлено введением сепаратора со 100%-ой эффективностью сбора. Для более тонкого помола — большее энергосбережение.

Конечно нет сепаратора со 100%ой эффективностью, но эффективность сбора постепенно увеличивалась по мере того, как статические сепараторы заменялись динамическими сепараторами, названными потом 1-ым поколением, а затем более успешно динамическими сепараторами второго и третьего поколений.

Динамические сепараторы

Первое поколение сепараторов
Динамические сепараторы с
противоположно установленными лопатками…..

и внутренним вентилятором
                                                              
Питание вводится в сепаратор сверху по течке на поверхность распределительной плиты.
Распределительная плита, лопатки и вентилятор приводятся в движение извне.

Воздух вводится сбоку и поднимает частицы с распределительной плиты сквозь противо-лопатки.
Центробежные силы отбрасывают грубые частицы к стенкам и они попадают во внешний конус возврата.

Воздух вместе с тонкими частицами попадает через вентилятор в камеру тонкого продукта. Инерция и гравитация обуславливает то, что тонкомолотые частицы будут собраны в центральном конусе для готового продукта.
Некоторое количество воздуха и тонких частиц проходит в конус возврата через лопасти и покидает внешний конус через канал сбоку.

Таким образом может поддерживаться тонкость помола в пределах 2500-6000 по Блейну. Тонкость настраивается противолопатками и радиальной позицией лопаток вентилятора, и клапанами контроля тонкости/позицией задвижки по контуру внутреннего вентилятора.

При положении противолопаток как показано на плане и повышенная скорость подразумевает большее количество крупки и более тонкий продукт.

Увеличенное количество противолопаток также обеспечивает более тонкий продукт и увеличение объема крупки на возврате, равно как и при увеличении радиуса их расположения и размера.

Увеличенный радиус лопастей вентилятора уменьшает соотношение возврата и делает продукт более грубым.
Приоткрытие заслонки вокруг внутреннего вентилятора также приводит к укрупнению частиц продукта, соответственно, при закрытии продукт становится тоньше. Это вполне объясняет функцию Стюарта и Раймонда для сепараторов первого поколения.

Сепараторы Heyd от Christian Pfeiffer и сепараторы Polysius Turbopol имеют индивидуальные приводы вентилятора и противолопаток, фиксированную скорость для вентилятора и изменяемую для противолопаток, что повышает эффективность сепаратора и улучшает регулирование тонкости.

Второе поколение сепараторов
Динамические сепараторы с
противолопатками …  ….и внешним вентилятором

Питание подается в сепаратор сверху через течку на распределительную пластину. Распределительная пластина и противолопатки вращаются приводом сверху извне.
Воздух рециркулирует за счет вентилятора. Частицы поднимаются с распределительной пластины воздухом сквозь противолопатки. Центробежные силы отбрасывают крупные частицы к стенкам и они падают в конус возврата.

Тонкие частицы проходят сквозь противолопатки и выводятся с циркулирующим воздухом во внешние циклоны, где они оседают и выводятся как готовый продукт.

Выходящий воздух утилизируется через фильтр системы обеспыливания, чтобы поддерживать постоянное разрежение в системе.

Настройка тонкости происходит посредством скорости, количества и позиции противолопаток и воздушного потока, который может контролироваться через изменяемую скорость вентилятора или положения заслонки.

Влияние настроек противолопаток такое же как и для сепараторов первого поколения- больше поток воздуха (при повышении скорости вентилятора или приоткрытии заслонки) — более грубый продукт.

Такие сепараторы второго поколения предоставили ряд преимуществ по сравнению с сепараторами первого поколения.

Отдельная настройка скорости противолопаток и потока воздуха дает большие интервалы для работы и лучшую эффективность по отделению тонких частиц.

Небольшие циклоны дают эффективный сбор, меньшую рециркуляцию тонких частиц и, соответственно, большую эффективность. Тонкость может быть настроена во время работы  увеличением скорости или объема потока воздуха.

Сепараторы Polysius Cyclopol или Wedag ZUB являются примерами такого типа сепараторов.
Загрузка сепаратора может быть выше на 7-8т/ч*м2, чтобы делать 3000 по Блэйну, конечно, максимальная загрузка уменьшается с увеличением тонкости.
Третье поколение сепараторов
Динамические сепараторы с вращающейся клеткой и внешним сепаратором.

Этот рисунок показывает O-Sepa сепаратор. Клетка/ решетка

вращающается приводом сверху извне.
Питание вводится на распределительную пластину вверху этой клетки через две или четыре течки, расположенные вокруг по верху корпуса сепаратора.

Первичный и вторичный воздух вдувается в сепаратор в зону сепарации тангенциально/ по касательной через направляющие неподвижные лопасти. Превичным воздухом можгут быть отходящие газы от  мельницы или окружающий воздух.

Классификация частиц происходит следующим образом: тонкие частицы могут проходить сквозь пластины вращающейся клетки и дальше через верх сепаратора собираются в циклонах или фильтре обеспыливания.

Крупка не может пройти сквозь пластины вращающейся клетки и отводятся в конус сепаратора.

Третичный воздух вводится в конус сепаратора для борьбы с агломерацией     и уменьшает байпас сепаратора

Третье поколение сепараторов
Динамические сепараторы с
вращающейся клеткой ..   и внешним вентилятором

Сепаратор Sepax FLS имеет несколько сходств с сепаратором вертикальной мельницы.
Сепаратор совмещает в корпусе входные направляющие лопасти для газа и вращающуюся круглую клетку с вертикальными лопатками/пластинами.

Питание поступает через течку на распределительную пластину. Она распределяет питание в газовом или воздушном потоке, продуваемым снизу вверх сквозь сепаратор внешним вентилятором.

Газовый поток с пылью продувается через сепаратор вентилятором и тангенциально через направляющие лопасти, которые образуют зону сепарации вокруг вращающейся клетки.

Тонкие частицы могут проходить сквозь пластины вращающейся клетки и дальше через верх сепаратора собираются в циклонах или фильтре обеспыливания. Крупка не может пройти сквозь пластины вращающейся клетки и отводятся в конус сепаратора.

Настройки тонкости осуществляются через скорость вращающейся клетки или объема сепарируемого воздуха, который продувается через сепаратор.

Загрузка сепаратора может быть выше на 10-12 т/ч*м2 для 3000 по Блейну. Удельная нагрузка по воздуху относительно питания может подниматься вплоть до 2,5 кг/м3, относительно продукта- 0,75 кг/м3.

Мотор сепаратора — около 0,5 кВт*ч/т, мотор вентилятора — 2-2,5 кВт*ч/т

Итак принципы сепараторы первого, второго и третьего поколений.

Чем характеризуется производительность сепараторов в производстве цемента…- их фракционное извлечение и Кривая Тромпа.

Статический сепаратор будет отсекать до 90 микрон с низкой резкостью. Сепараторы первого, второго и третьего поколений будут постепенно достигать возможность отделить более мелкие частицы и имеют улучшенную резкость.

Повышенная эффективность сепаратора позволяет использовать преимущества при включении сепаратора в финишный цикл помола, в пересчете на производительность мельницы и/или электрическую энергоэффективность, с достижением максимума, определенным по методологии FLSmidth.

Источник: http://www.prostroymat.ru/content/dinamicheskie-separatory-v-proizvodstve-cementa

Сепараторы

Особенности существующих конструкций динамических сепараторов и

Существует множество видов сепараторов, отличающихся принципом работы, вариантом размещения и особенностями конструкции.

Надленточный магнитный сепаратор

Данное устройство предназначено для отделения магнитных металлов от инертной фракции.

В конструкции сепаратора могут использоваться магниты двух типов (электромагнит обозначается как SEN, постоянные магниты — как SM), а движущаяся конвейерная лента располагается вокруг магнита.

Модели SM обычно поставляются в готовом для использования виде — для начала работы достаточно разместить их над конвейером.

Магнитный барабан

Магнитный сепаратор барабанного типа представляет из себя конструкцию из неподвижного магнитного контура и вращающегося вокруг него немагнитного корпуса.

Такие сепараторы устанавливают в местах пересыпания материала с одного конвейера на другой. Из потока материала извлекается металлическая фракция, которая удерживается возле магнитного контура.

После этого, попадая на вращающийся барабан, она перемещается в зону отсева.

Эта модель часто используется в пищевой промышленности для отсеивания пылевидного или гранулированного материала при производстве пластиков.

Магнитные шкивы

Чтобы отобрать ферромагнитные частицы из потока материалов, вместо приводного барабана в конвейер устанавливается шкивной магнитный сепаратор.

При помощи такого сепаратора металлические элементы отсеиваются в емкость для хранения, установленную в точке разворота конвейера.

В конструкции сепараторов часто используются постоянные (РМ) или электромагниты (Р) — в таких случаях шкивы устанавливаются как конечные ролики конвейера.

Шкивы могут быть установлены как в качестве дополнения к другому сепаратору, так и как единственная система отсеивания металлов. Например, стоит установить шкиву в том случае, когда из-за толщины слоя материалов надленточная модель может не справится с извлечением фракции, находящейся у самой ленты конвейера.

Все шкивы могут изготавливаться в таком размере и с таким диаметром, чтобы идеально подходить для замены роликов. В комплект поставки данного сепаратора обычно не входят опоры и подшипники.

Цилиндрический магнитный фильтр

Данный вид сепаратора работает как фильтр и устанавливается в цепях производства. Задача фильтра — не допустить попадания металла туда, где это может быть потенциально опасно. Через фильтры проходят потоки гранулированных или пылевидных материалов, металлы при этом остаются на фильтре. В сепараторах используются постоянные магниты (MF) и электромагниты (EF).

Как и любые другие фильтры, цилиндрические сепараторы требуют периодической очистки. Одна из разновидностей таких устройств — сепараторы для смазочно-охлаждающих жидкостей (фильтры для СОЖ), которые применяются для очистки смазочно-охлаждающих жидкостей и минеральных масел от металлов.

Магнитный просеиватель

В магнитных просеивателях отделение металлов от остальных материалов происходит за счет работы магнитного поля высокой индукции. Под воздействием поля происходит отделение средне- и низконамагниченных частиц от инертных материалов.

Примеры таких частиц — это:

  • MnO(оксид марганца), 68,37×10 −6 эму / гр;
  • Cr2O3 (хромиты), 12,89×10 −6 эму / гр;
  • Fe2O3 (гематит) 172 — 290×10 −6 эму / гр;
  • FeTiO3 (ильменит) 113 — 271×10 −6 эму / гр.

Материалы такого типа отделяются исключительно под воздействием высокоиндуктивного магнитного поля с высоким градиентом. Такое поле возникает при использовании специально установленных постоянных магнитов NdFeB. Способ установки магнита зависит от особенностей отбираемого материала, поэтому изготовление стандартного универсального сепаратора невозможно.

Динамический сепаратор

Динамические, или вибрационные, сепараторы (они же вибросито) — это система из четырех расположенных друг под другом сит, каждое из которых оснащено двумя вибродвигателями.

Все элементы конструкции расположены под углом относительно оси, что позволяет материалу поступательно двигаться к зоне выгрузки.

Пройдя через 4 сита, материал таким образом делает оборот в 360?, что позволяет совершить максимально эффективный отбор.

Устройства такого типа применяются для тонкодиспенсерной сепарации фракций размером от 20×20мм до 60×60мм. Фракции могут быть различного происхождения, однако чаще всего это балластные элементы. Размер ячеек оптимально подбирать, отталкиваясь от значения ТБО в вашем регионе.

Барабанные сепараторы (грохоты)

Барабанный сепаратор представляет собой вращающееся сито, в котором поступающий материал разделяется на фракции. Основная часть — это цилиндрический барабан с перфорированными пластинами.

Материал внутри него перемещается вперед за счет легкого наклона барабана, а также в результате его вращения.

На внутренней поверхности изделия могут устанавливаться зубья для разрезания пакетов, если этого требует технологический процесс.

Барабанный сепаратор оборудован дверцей для доступа внутрь. Эта дверца образует безопасный проход внутрь, когда она открыта.

Все модели оборудованы мостками для техобслуживания, а также лестницами с поручнями для доступа по периметру оборудования.

В целях облегчения процедуры очистки барабана рама барабанного сепаратора (грохота) с одной стороны оборудована смотровыми окнами. Для всех окон предусмотрена защитная система, предотвращающая их открытие во время работы оборудования.

Баллистический сепаратор

Оборудование такого типа используется для эффективного разделения твердых отходов в зависимости от их формы, плотности и фракции. По конструкции такой сепаратор напоминает расположенный под наклоном скат из 6 лопастей — продольных перфорированных пластин.

В верхней и нижней частях ската поперечно расположены два коленчатых вала, которые приводят в движение пластины. Пластины движутся в противофазе друг к другу. Благодаря колебательному движению лопастей и наклону сепаратора поток материала делится на:

  • трехмерные перекатывающиеся элементы — бутылки, жестяные или консервные банки, легкая упаковка перемещаются назад и там же выгружаются;
  • плоские двухмерные элементы — пленка, картон, бумага отправляются в верхнюю часть устройства и выгружаются в передней части сепаратора;
  • легкие элементы, продукты органического происхождения и другие некрупные неподходящие материалы (например, песок или камни) собираются в нижней части агрегата, отсеиваясь через отверстия в продольных лопастях.

Эффективность сепарации мелких фракций высока благодаря тому, что колебательные движения пластин размельчают такие материалы.

Вихретоковый сепаратор

Вихретоковые сепараторы применяются для извлечения немагнитных металлов из материала. Отделение таких металлов может быть необходимо для очистки материалов от примесей металлов или для дальнейшей переработки извлеченных металлов.

Сепаратор работает за счет вихревых токов, образующихся в материалах под воздействием магнитных полей, вращающихся с высокой скоростью. Двигаясь по конвейеру под воздействием магнитного ротора, немагнитные металлические элементы выбрасываются вперед, а все остальные материалы падают в нижнюю часть сепаратора.

Сепараторы такого типа отделяют ряд различных металлов — Al, Mg, Cu, Ag, Zn, Sn, Pb — и чаще всего используются в работе:

  • станций сортировки отходов;
  • различных производственных предприятий;
  • химических заводов;
  • заводов по переработке вторсырья.

Оптические сепараторы

Оптическая машина для сортировки отходов — это оборудование, позволяющее при помощи спектрального анализа материалов с помощью современных сенсоров выделять из потока необходимую фракцию как по типу материала, так и по цвету.

Сепараторы легкой и тяжелой фракции

задача таких устройств — отделять легкие фракции от тяжелых, продлевая тем самым срок службы установки. Сепарация неподходящего материала на технологических линиях, предназначенных для вторичной переработки отходов в SRF — твердое восстановленное топливо — позволяет значительно сократить износ оборудования.

Оптимально рассчитанный воздушный поток позволяет достигнуть высокой эффективности. Чтобы работать максимально производительно с разными типами материалов, предусмотрена возможность регулировки настроек. Конструктивные особенности сепаратора позволяют снизить до минимума затраты на эксплуатацию и техобслуживание.

Источник: https://netmus.ru/catalog-oborudovaniya/separatory/

техническиенауки/ 2. транспорт.

ПрокопенкоВ.С., студент 3-го курса ЧекрыгинС.А.,

Белгородский  государственный  технологический

университет  им. В.Г. Шухова, Россия

Анализ конструкций сепараторов

Первые конструкции динамических сепараторов были недостаточноэффективны, значительное количество готового продукта возвращалось вместе скрупкой на повторный помол. Для оценки уровня этой части возвратаиспользовалось понятие байпаса сепаратора, структура которого, как обводногосепаратор пути, представлена на рисунке 1.

Рис. 1 – Структурасепаратора с байпасом «а»

 Первое поколение динамических сепараторов, представленное нарисунке 2, имело установленные внутри направляющие лопатки и рабочее колесовентилятора. Питание вводилось в сепаратор сверху по течке на поверхностьраспределительной тарелки. Распределительная тарелка и рабочее колесовентилятора приводились во вращение извне.

Воздух вводился сбоку и поднималчастицы с распределительной тарелки сквозь направляющие лопатки. Центробежныесилы отбрасывали грубые частицы к стенкам, и они попадали во внешний конусвозврата. Воздух вместе с тонкими частицами попадал через вентилятор в камерутонкого продукта.

Инерция и гравитация собирали тонкомолотые частицы в конуседля готового продукта.

Сепараторы первого поколения имели фиксированную скорость вращенияраспределительной тарелки. Это не обеспечивало дистанционности и гибкости ихуправления.

Рис. 2 – Сепараторпервого поколения

1 – редуктор, 2 –двигатель, 3 – рабочее колесо вентилятора,

4 – вал, 5 – вводпитания, 6 – направляющие лопатки,

7 – распределительнаятарелка, 8 – воздушные лопатки,

9 – хвостовой конус, 10– выход воздуха, 11 – выход крупки,

12 – выход готовогопродукта.

Второе поколение динамических сепараторов, представленное нарисунке 3, имеет направляющие лопатки и внешний вентилятор. Питание подается всепаратор сверху через течку на распределительную тарелку. Распределительнаятарелка и направляющие лопатки приводятся во вращение сверху извне. Воздухциркулирует с помощью вентилятора.

Частицы отбрасываются с распределительной тарелки и поднимаютсявоздухом сквозь направляющие лопатки. Центробежные силы прижимают крупныечастицы к стенкам, и они падают в конус возврата.

Тонкие частицы проходятсквозь направляющие лопатки и выводятся вместе с циркулирующим воздухом вовнешние циклоны, где они оседают и выводятся в качестве готового продукта.

Выходящий воздух очищается с помощью фильтров системы обеспыливания.

Предварительная настройка тонкости происходит посредствомизменения количества и позиции направляющих лопаток и скорости воздушногопотока, который может регулироваться за счет изменяемой скорости вращениярабочего колеса вентилятора или положения заслонки.  Основным являетсяизменение скорости вращения распределительной тарелки. Увеличение скоростивращения тарелки до определенного предела приводит к получению более тонкого продуктаи увеличению возврата.

Рис. 3 – Сепараторвторого поколения

1 – двигатель, 2 –редуктор, 3 – ввод питания, 4 – циклоны,

5 – направляющиелопатки, 6 – распределительная тарелка,

7 – воздушные лопатки, 8– вентилятор, 9 – выход готового продукта, 10 – конус возврата, 11 – выходкрупки.

 Третье поколение динамических сепараторов, представленное нарисунке 4, имеет корзину, внешние привод и вентилятор. Материал вводится всепаратор сверху через две или четыре течки, расположенные вокруг по верхукорпуса сепаратора.

Рис. 4 – Сепаратортретьего поколения

Первичный и вторичный воздух вдувается в сепаратор в зонусепарации по касательной через направляющие неподвижные лопасти. Первичнымвоздухом могут быть отходящие газы от мельницы или окружающий воздух.

Классификация тонких частиц происходит через пластины вращающейся корзины идальше через верх сепаратора они собираются в циклонах или фильтреобеспыливания. Крупка, не прошедшая через пластины вращающейся корзины,отводится в конус сепаратора.

Третичный воздух вводится в его нижнюю часть дляборьбы с агрегацией и уменьшает байпас сепаратора.

Улучшение конструкций сепараторов заняло у известныхпроизводителей достаточно длительное время, в настоящий момент ожидаетсяпоявление сепаратора уже четвертого поколения.

Литература:

1.    Н. Я. Хархута и др.Дорожные машины. Теория, конструкция и расчёт. Учебник для вузов. Изд 2-е, доп.и переработ. Л., «Машиностроение» (Ленингр. Отд-ние),1976.

2.     Васильев A.A. Дорожные машины: Учебник для автомобильно-дорожных техникумов. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1987. -416е., ил.

3.  Агарков А.М., Шарапов Р.Р., Прокопенко В.С.Анализ гидравлического сопротивления концентратора // Вестник Белгородскогогосударственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 3. С.87-90.

4.  Мелихов С.В., Прокопенко В.С. Анализ методикиопределения эффективности разделения //В сборнике: Инновационные материалы,технологии и оборудование для строительства современных транспортных сооруженийБелгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. 2013.С. 143-147.

5.     Sharapov R.R.,Prokopenko V.S. MODELING OF THE SEPARATION PROCESS IN DYNAMIC SEPARATORS //World Applied Sciences Journal. 2013. Т. 25. №3. С. 536-542.

6.    АгарковА.М., Шарапов Р.Р., Прокопенко В.С. Анализ гидравлического сопротивленияконцентратора // Вестник Белгородского государственного технологическогоуниверситета им. В.Г. Шухова. 2016. № 3. С. 87-90.

Источник: http://www.rusnauka.com/40_DWS_2017/Tecnic/4_230633.doc.htm

Циркуляционный динамический сепаратор сыпучих материалов

Особенности существующих конструкций динамических сепараторов и

Изобретение относится к технике для разделения сыпучих материалов, например порошков, с различным гранулометрическим составом частиц на фракции и может быть использовано в промышленности строительных материалов, химической, энергетической и других отраслях.

Известен аналог заявленного изобретения — «Сепаратор для разделения порошкообразных материалов» (АС СССР №1473870, B07B 7/083, 1989). Материал подается в сепарационную камеру через загрузочный канал посредством газового потока. На стенке сепарационной камеры спиралеобразно закреплено устройство в виде ленты.

Осажденный на эту ленту материал отводится через окна, выполненные в стенке сепарационной камеры, над линией крепления ленты в камеру крупной фракции и удаляется через разгрузочный канал. Мелкая фракция удаляется из сепаратора вместе с газовым потоком через разгрузочный канал мелкой фракции.

Недостатками данного сепаратора являются: подача исходного материала в сепаратор при помощи энергии газового потока; характеристики пылегазового потока в сечении зоны сепарации перпендикулярно оси сепаратора значительно отличаются, что приводит к попаданию частиц крупной фракции в мелкую; при отводе крупных фракций через выполненные в стенках окна частично удаляется и мелкая фракция; выделение мелкой фракции из газового потока осуществляется вне сепаратора. В совокупности это приводит к низкой эффективности установки и необходимости применения дополнительного оборудования для извлечения из несущего газового потока мелкой фракции.

Известна конструкция сепаратора, наиболее близкая по совокупности существенных признаков, выбранная в качестве прототипа — сепаратор «Полидор» модель «Симплекс» (ГДР)» (Сапожников М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. — Μ.: В.Ш., 1971. — 382 с).

Сепаратор состоит из корпуса; загрузочного канала расположенного в верхней части; приводного вала; вентилятора; распределительного диска; контрлопастей; крыльчатки; камеры осаждения крупной фракции, соединенной лопастями с расположенной над ней сепарационной камерой; камеры осаждения мелкой фракции; разгрузочных каналов крупной и мелкой фракций. Недостатками рассматриваемой конструкции являются невысокая эффективность классификации, так как материал не задерживается в зоне сепарации, что приводит к попаданию частиц крупной фракции в камеру осаждения мелкой фракции; в зоне сепарации газовый поток имеет недостаточную центробежную составляющую, в связи с этим возникают условия, при которых частицы крупной фракции увлекаются создаваемым вентилятором восходящим потоком и также попадают в камеру осаждения мелкой фракции. Недостаточными являются и условия для разрушения агрегатов, поэтому агрегированные частицы мелкой фракции попадают в камеру осаждения крупной фракции.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение эффективности процесса сепарации сыпучего материала в циркуляционном динамическом сепараторе сыпучих материалов, выраженное в оптимизации процессов движения потоков — пылегазового и осажденных в камере сепарации частиц, создании условий для эффективного разрушения агрегатов и разделения частиц сыпучего материала на крупную и мелкую фракции, а также в предотвращении попадания крупной фракции в камеру осаждения мелкой фракции и мелкой фракции в камеру осаждения крупной фракции.

Технический результат достигается тем, что в циркуляционном динамическом сепараторе сыпучих материалов, включающем корпус; загрузочный канал; приводной вал; вентилятор; распределительный диск; контрлопасти; крыльчатку; камеру осаждения крупной фракции, соединенную лопастями с сепарационной камерой; камеру осаждения мелкой фракции; разгрузочные каналы крупной и мелкой фракций; на внутренней поверхности сепарационной камеры закреплено устройство для дополнительного закручивания пылегазового потока, выполненное в виде рядов многозаходных лент, ленты каждого ряда эквидистантно расположены на внутренней поверхности сепарационной камеры по многозаходным винтовым линиям с направлением винта в сторону вращения приводного вала. Ленты по отношению к внутренней поверхности сепарационной камеры закреплены с образованием каналов отвода материала.

Изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображен разрез циркуляционного динамического сепаратора сыпучих материалов вдоль оси вращения приводного вала, на фиг. 2 — разрез по A-A на фиг. 1.

Циркуляционный динамический сепаратор сыпучих материалов состоит из корпуса 1, загрузочного канала 2, расположенного в верхней части корпуса, приводного вала 3 с соосно закрепленными на нем вентилятором 4, распределительным диском 5, контрлопастями 6 и крыльчаткой 7; камеры осаждения крупной фракции 8, соединенной лопастями 9 с расположенной над ней сепарационной камерой 10, на внутренней поверхности которой выполнено устройство для дополнительного закручивания пылегазового потока 11 в виде рядов многозаходных лент 12. Ленты каждого ряда эквидистантно расположены на внутренней поверхности сепарационной камеры по многозаходным винтовым линиям с направлением винта в сторону вращения приводного вала, при этом ленты по отношению к внутренней поверхности сепарационной камеры закреплены с образованием каналов отвода материала 13. Пространство, ограниченное наружными поверхностями сепарационной камеры, камеры осаждения крупной фракции и внутренней поверхностью корпуса образует камеру осаждения мелкой фракции 14. В нижних частях камер осаждения крупной и мелкой фракций расположены соответственно разгрузочные каналы крупной 15 и мелкой 16 фракций.

Циркуляционный динамический сепаратор сыпучих материалов работает следующим образом. Приводной вал 3 с соосно закрепленными на нем вентилятором 4, распределительным диском 5, контрлопастями 6 и крыльчаткой 7 приводится во вращение.

Разрежение и закручивание газового потока, создаваемые вентилятором в сепарационной камере 10 при помощи крыльчатки 7, и, соответственно, нагнетание его в камеру осаждения мелкой фракции 14, образуют циркуляцию газового потока.

При подаче в загрузочный канал 2 сыпучего материала, например порошкообразного, падающего под собственным весом без использования несущей среды, он поступает на вращающийся распределительный диск и сбрасывается с него в направлении внутренней поверхности сепарационной камеры.

Первая часть материала — частицы, обладающие достаточной массой, сталкиваются со стенкой сепарационной камеры, теряют скорость и скатываются вниз.

При столкновении частиц и при прохождении пространства между сепарационной камерой и камерой осаждения крупной фракции 8 недостаточно прочные связи между агрегированными частицами разрушаются, а циркуляционный поток, проходящий между лопастями 9, подхватывает достаточно мелкие из них.

Частицы, не подхваченные этим потоком, попадают в камеру осаждения крупной фракции, откуда удаляются через разгрузочный канал крупной фракции 15. Вторая часть материала — частицы, подхваченные пылегазовым потоком, которым также передается энергия этого потока.

Этот восходящий пылегазовый поток дополнительно закручивается лентами 12 выполненного на внутренней поверхности сепарационной камеры устройства для дополнительного закручивания пылегазового потока 11 в виде рядов многозаходных лент.

Установка лент по многозаходным винтовым линиям с одинаковым направлением винта в сторону вращения приводного вала также способствует дополнительному закручиванию пылегазового потока. Благодаря этому крупная фракция материала интенсивнее оттесняется к внутренней поверхности сепарационной камеры и удаляется через камеру осаждения крупной фракции.

Причем многозаходность и эквидистантное расположение лент каждого ряда обеспечивают выравнивание характеристик пылегазового потока в сечении сепарационной камеры перпендикулярно оси приводного вала, что в значительной степени предотвращает попадание частиц крупной фракции в камеру осаждения мелкой фракции.

Обладающие большей массой частицы во вращающемся пылегазовом потоке интенсивнее перемещаются в направлении от оси вращения приводного вала к периферии, где происходит контакт пылегазового потока с лентами.

Более крупные из частиц вытесняются центробежными силами к внутренней поверхности сепарационной камеры; при контакте с ней или поверхностью лент их скорость снижается, они падают в направлении камеры осаждения крупной фракции или на верхнюю поверхность лент ряда, расположенного ниже, и перемещаются к каналам отвода материала 13 и далее вниз.

Ширина этих каналов обеспечивает проход материала, осажденного на ленту и внутреннюю поверхность сепарационной камеры. Пройдя через каналы, материал снова попадает под воздействие пылегазового потока, который разрушает связи между агрегированными частицами и подхватывает частицы мелкой фракции.

Частицы, скатившиеся вниз и не подхваченные пылегазовым потоком, удаляются через камеру осаждения крупной фракции. Закрепленные на распределительном диске контрлопасти 6 ударяют по частицам в потоке, разрушая связи между агрегированными частицами. Материал, отброшенный контрлопастями и центробежными силами к внутренней поверхности сепарационной камеры, попадает на ленты, откуда скатывается на нижерасположенный ряд лент и только с нижнего ряда в направлении камеры осаждения крупной фракции. Наличие рядов обеспечивает многократное пересыпание материала с лент ряда, расположенного выше, на ленты ряда ниже, что задерживает его в зоне сепарации и также приводит к разрушению агрегатов, тем самым повышая эффективность сепарации. После контакта с лентами, лопатками, внутренней стенкой сепарационной камеры, контрлопастями оставшиеся во взвешенном состоянии частицы мелкой фракции уносятся в верхнюю часть сепарационной камеры и через вентилятор удаляются в камеру осаждения мелкой фракции, где оседают и скатываются вниз по внутренней поверхности корпуса 1 к разгрузочному каналу мелкой фракции 16, через который выводятся из сепаратора. Очищенный газовый поток возвращается в сепарационную камеру через промежутки между лопатками, соединяющими камеру осаждения крупной фракции и камеру сепарации. В циркуляционном динамическом сепараторе сыпучих материалов выделение мелкой фракции из пылегазового потока происходит внутри сепаратора, поэтому нет необходимости применения для этих целей дополнительного оборудования.

Таким образом, конструкция циркуляционного динамического сепаратора сыпучих материалов позволяет повысить эффективность процесса сепарации материала, обеспечивая оптимизацию процессов движения потоков — пылегазового и осажденных в камере сепарации частиц, а также создавая условия для эффективного разделения частиц по их крупности.

Циркуляционный динамический сепаратор сыпучих материалов, состоящий из корпуса, загрузочного канала, приводного вала, вентилятора, распределительного диска, контрлопастей, крыльчатки, камеры осаждения крупной фракции, соединенной лопастями с расположенной над ней сепарационной камерой, камеры осаждения мелкой фракции, разгрузочных каналов мелкой и крупной фракций, отличающийся тем, что на внутренней поверхности сепарационной камеры закреплено устройство для дополнительного закручивания пылегазового потока, выполненное в виде рядов многозаходных лент, ленты каждого ряда эквидистантно расположены на внутренней поверхности сепарационной камеры по многозаходным винтовым линиям с направлением винта в сторону вращения приводного вала, при этом ленты по отношению к внутренней поверхности сепарационной камеры закреплены с образованием каналов отвода материала.

Источник: https://edrid.ru/rid/216.013.324f.html

Scicenter1
Добавить комментарий