Результат интеллектуальной деятельности: ВОЗДУШНЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНО-ДИНАМИЧЕСКИЙ КЛАССИФИКАТОР

Изобретение относится к машиностроению, а именно к воздушным центробежным классификаторам с вращающимся рабочим органом, и может найти применение в строительной, химической, пищевой и других отраслях промышленности для разделения различных сыпучих материалов по крупности.

Известен воздушный центробежно-динамический классификатор, содержащий корпус с крышкой, рабочий орган, состоящий из верхнего и нижнего дисков и лопаток, расположенных между дисками на их периферийной части, лопатки, расположенные на наружной поверхности верхнего диска в качестве средства для предотвращения возникновения паразитного параллельного воздушного потока, трубу для подачи исходного материала, расположенную в нижней части корпуса, патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса и сообщающийся с центральной частью рабочего органа, патрубок для вывода крупной фракции, расположенный в нижней части корпуса, и привод рабочего органа. При вращении рабочего органа лопатки, расположенные на наружной поверхности верхнего диска, создают воздушный поток, направленный в сторону зоны разделения (SU 806162 А1, В07В 7/083, опубликовано 23.02.1981).

Однако в данном классификаторе лопатки, расположенные на наружной поверхности верхнего диска рабочего органа, существенно увеличивают аэродинамическое сопротивление рабочего органа, что приводит к значительному повышению энергозатрат, связанных с предотвращением возникновения паразитного параллельного воздушного потока.

Известен также воздушный центробежно-динамический классификатор, содержащий корпус с крышкой, выполненной с отверстиями, рабочий орган, состоящий из верхнего диска, нижнего диска и лопаток, расположенных между дисками на их периферийной части, тангенциальный патрубок для подачи исходного материала, расположенный в верхней части корпуса, патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса и сообщающийся с центральной частью рабочего органа, патрубок для вывода крупной фракции с разгрузочным устройством, расположенный в нижней части корпуса, и привод рабочего органа, при этом отверстия выполнены вокруг патрубка для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком. Патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком через циклон или через систему фильтров связан с вентилятором (RU 2368434 С1, В07В 7/083, опубликовано 27.09.2009).

Однако известный классификатор не позволяет регулировать поступление атмосферного воздуха через отверстия, выполненные в крышке корпуса для предотвращения возникновения паразитного воздушного потока, и, соответственно, оптимизировать расход воздуха для этих целей через конструктивной кольцевой зазор между патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и верхним диском рабочего органа. При расходе воздуха, превышающем оптимальный, возникают значительные завихрения воздушного потока с исходным материалом, что препятствует разделению материала по крупности, «размыванию» границ разделения и снижению производительности классификатора. При расходе воздуха меньше оптимального снижается эффективность воздушного затвора и часть крупной фракции подхватывается паразитным параллельным воздушным потоком и через конструктивный кольцевой зазор между патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и верхним диском рабочего органа выводится из классификатора вместе с мелкой фракцией. Данное обстоятельство снижает эффективность классификации материала.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности классификации за счет предотвращения вывода из классификатора части крупной фракции вместе с мелкой фракцией и за счет предотвращения возникновения завихрений в зоне разделения исходного материала путем регулирования проходного сечения отверстий, выполненных в крышке корпуса, и, соответственно, обеспечения оптимизации расхода воздуха через конструктивный кольцевой зазор между патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и верхним диском рабочего органа.

Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи путем указанного технического результата воздушный центробежно-динамический классификатор, содержащий корпус с крышкой, выполненной с отверстиями, рабочий орган, состоящий из верхнего диска, нижнего диска и лопаток, расположенных между дисками на их периферийной части, тангенциальный патрубок для подачи исходного материала, расположенный в верхней части корпуса, патрубок для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса и сообщающийся с центральной частью рабочего органа, патрубок для вывода крупной фракции с разгрузочным устройством, расположенный в нижней части корпуса, и привод рабочего органа, при этом отверстия выполнены вокруг патрубка для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, отличается тем, что содержит плоское кольцо, расположенное непосредственно над крышкой корпуса с возможностью фиксированного вращения вокруг патрубка для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и выполненное с отверстиями, совпадающими с отзерстиями, выполненным в крышке корпуса.

Изобретение поясняется чертежами: фиг.1 - общий вид классификатора с открытыми отверстиями, выполненными в крышке корпуса, вертикальное осевое сечение; фиг.2 - вид А на фиг.1; фиг.3 - общий вид классификатора с полностью перекрытими отверстиями, выполненными в крышке корпуса, вертикальное осевое сечение; фиг.4 - вид Б на фиг.3.

Воздушный центробежно-динамический классификатор содержит корпус 1 (например, цилиндроконический) с крышкой 2, выполненной с отверстиями 3, рабочий орган, состоящий из верхнего диска 4, нижнего диска 5 и лопаток 6, расположенных между дисками 4 и 5 на их периферийной части, тангенциальный патрубок 7 для подачи исходного материала, расположенный в верхней части корпуса 1, патрубок 8 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком, расположенный в верхней части корпуса 1 и сообщающийся с центральной частью рабочего органа, патрубок 9 для вывода крупной фракции, снабженный разгрузочным устройством 10, например, типа «мигалка», и расположенный в нижней части корпуса 1, плоское кольцо 11, расположенное непосредственно над крышкой 2 корпуса 1 с возможностью фиксированного вращения вокруг патрубка 8 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и выполненное с отверстиями 12, совпадающими с отверстиями 3, выполненными в крышке 2 корпуса 1, и привод рабочего органа (на чертежах не показан). При этом отверстия 3 выполнены вокруг патрубка 8 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком.

Патрубок 8 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком через циклон или через систему фильтров связан с вентилятором (на чертежах не показаны).

Патрубок 7 для подачи исходного материала может быть расположен в нижней части корпуса 1. Патрубок 8 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком может быть расположен в нижней части корпуса 1 и сообщаться с центральной частью рабочего органа через нижний диск 5. При этом крышка 2 с отверстиями 3 и диск 11 с отверстиями 12 располагают под рабочим органом. Привод рабочего органа может быть расположен в верхней части корпуса 1 (на чертежах не показаны).

Изобретение используют следующим образом.

Посредством привода рабочему органу придают вращение с требуемой скоростью. Посредством вентилятора на выходе патрубка 8 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и в центральной части рабочего органа создают разряжение и через тангенциальный патрубок 7 подают исходный материал в кольцеобразную зону разделения - пространство между стенкой корпуса 1 и лопатками 6 рабочего органа. В зоне разделения вращающиеся лопатки 6 придают воздушному потоку, содержащему исходный материал, вращение в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси классификатора. При этом на материал действуют две противоположно направленные силы: центробежная сила, обусловленная вращением воздушного потока вокруг вертикальной оси классификатора, и сила аэродинамического сопротивления, обусловленная движением воздушного потока через образованное лопатками 6 межлопаточное пространство к центральной части рабочего органа.

Для крупных частиц в зоне разделения центробежная сила преобладает над силой аэродинамического сопротивления, вследствие чего крупные частицы отбрасываются на стенку корпуса 1 и под действием гравитационной силы вдоль нее перемещаются вниз и выводятся из классификатора через патрубок 9 посредством разгрузочного устройства 10.

Для мелких частиц в зоне классификации сила аэродинамического сопротивления преобладает над центробежной силой. Вследствие этого они вместе с воздушным потоком перемещаются в центральную часть рабочего органа и через патрубок 8 вместе с воздушным потоком выводятся из классификатора.

Так как внутри корпуса 1 и в рабочем органе существует разряжение, то атмосферный воздух через отверстия 3 поступает в классификатор (фиг.1), что приводит к возникновению в пространстве между крышкой 2 и верхним диском 4 рабочего органа двух воздушных потоков, направленных в противоположные стороны. Один поток направлен к конструктивному кольцевому зазору между патрубком 8 и верхним диском 4. Второй поток направлен к стенке корпуса 1, т.е. в зону разделения. Этот воздушный поток предотвращает возникновение паразитного параллельного воздушного потока и, соответственно, перемещение крупных частиц в центральную часть рабочего органа. Путем вращения в горизонтальной плоскости плоского кольца 11 с отверстиями 12 осуществляют регулирование расхода воздуха через отверстия 3 и его поступления воздушного потока в пространство между крышкой 2 и верхним диском 4 рабочего органа и, соответственно, через конструктивный кольцевой зазор между патрубком 8 для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и верхним диском 4 рабочего органа, за счет частичного перекрытия проходного сечения отверстий 3. Это позволяет опытным путем оптимизировать поступление воздуха в пространство между крышкой 2 корпуса 1 и верхним диском 4 рабочего органа и, соответственно, оптимизировать расход воздуха через конструктивный кольцевой зазор между патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и верхним диском рабочего органа.

При расходе воздуха, превышающем оптимальный, возникают значительные завихрения воздушного потока с исходным материалом, что препятствует эффективному разделению материала по крупности. При расходе воздуха меньше оптимального часть крупной фракции подхватывается паразитным параллельным воздушным потоком и через конструктивный кольцевой зазор между патрубком для вывода мелкой фракции вместе с воздушным потоком и верхним диском рабочего органа выводится из классификатора вместе с мелкой фракцией.

Границу разделения материала регулируют путем изменения количества оборотов рабочего органа. При увеличении количества оборотов рабочего органа граница разделения уменьшается и наоборот.