Результат интеллектуальной деятельности: Воздушный классификатор

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для обогащения руд цветных и черных металлов в воздушной среде, а также при разделении мелких сыпучих материалов в других отраслях.

Известно устройство воздушного классификатора для разделения порошкообразных материалов, включающее наружный конический корпус течки отвода крупного продукта, осевые патрубки подвода исходного материала и отвода тонкого продукта, закручивающиеся поворотные лопатки, зону разделения, кожух с патрубком для подачи воздуха (см. патент РФ №2021040, МПК⁵ В07В 7/08, опубл. 15.10.1994 г.)

Недостатком устройства является невозможность разделения более двух продуктов.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является воздушный трехпродуктовый классификатор, содержащий цилиндрическую классификационную шахту, патрубок для подачи исходного материала, патрубок для вывода мелкой фракции, патрубок для вывода крупной фракции, патрубок для подачи воздуха, конический распределитель исходного материала (см. патент РФ №2430793 МПК^01.2006 В07В 4/02, опубл. БИ №28, 10.10.2011 г.).

Недостатком прототипа является низкая эффективность разделения исходного материала, т.к. отсутствует регулировка процесса классификации при изменении класса крупности промежуточного продукта, а также невозможность разделения более трех фракций.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение эффективности разделения исходного материала на заданное количество фракций за счет регулирования скорости восходящего потока в зоне классификации.

Этот технический результат достигается тем, что в воздушном классификаторе, включающем цилиндрическую классификационную шахту с патрубками для подачи исходного материала, вывода крупной и мелкой фракций, патрубком для подачи воздуха и конический распределитель исходного материала, согласно изобретению цилиндрическая классификационная шахта снабжена блоком загрузки и блоками разделения на фракции, расположенными последовательно друг за другом в зависимости от числа фракций, при этом в блоке загрузки конический распределитель установлен между патрубком подачи исходного материала и патрубком подачи воздуха, а блок разделения на фракции исходного материала выполнен в виде камеры, внутри которой расположен пустотелый спиралевидный завихритель потока воздуха с углом конусности 30-35° с возможностью изменения его геометрических размеров и снабженной снизу диффузором, а сверху конфузором, причем в блоке загрузки и блоках разделения на фракции в верхней части установлены кольцевые распределители с тангенциально установленными патрубками подачи воздуха.

Пустотелый спиралевидный завихритель потока воздуха заполнен жидкостью и соединен с манометром трубопроводом.

Конический распределитель исходного материала выполнен с возможностью регулирования зазора между патрубком подачи исходного материала и патрубком подачи воздуха.

Данный воздушный классификатор позволит разделить исходный материал на заданное количество фракций и повысить эффективность разделения за счет регулировки скорости восходящего потока в зоне классификации.

Наличие спирального завихрителя потока с изменяемыми геометрическими размерами способствует возможности регулирования скорости восходящего потока воздуха при разделении исходного материала, содержащего разные фракции. При угле конусности спирального завихрителя потока более 35° происходит накопление материала между витками спирали, что приводит к снижению скорости потока воздуха и соответственно эффективности разделения по фракциям. При угле менее 30° создаются режимы, недостаточные для разделения по фракциям.

Кроме того, полость спирального завихрителя заполнена жидкостью. При повышенном давлении жидкости спиральный завихритель разжимается, а при сниженном давлении - сжимается. Давление контролируется манометром.

Изменение величины зазора между коническим распределителем исходного материала и патрубком подачи воздуха способствует созданию различных режимов восходящего потока воздуха, а следовательно, и повышению эффективности разделения исходных материалов.

Воздушный классификатор выполнен из отдельных блоков разделения, расположенных последовательно, и варьируется в зависимости от заданного количества получаемых фракций.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фигуре представлен общий вид воздушного классификатора в разрезе.

Воздушный классификатор состоит из цилиндрической классификационной шахты, выполненной из блока загрузки 1 и блоков разделения на фракции 2, расположенных последовательно, в зависимости от количества получаемых фракций (см. фиг.). Блок загрузки 1 состоит из патрубка подачи исходного материала 3, патрубка подачи воздуха 4 и установленного между ними конического распределителя исходного материала 5.

Блок разделения на фракции 2 выполнен в виде камеры 6, внутри которой расположен пустотелый спиралевидный завихритель потока воздуха 7, который заполнен жидкостью (на фигуре не показано) и соединен с манометром 8 трубопроводом 9.

Камера 6 снабжена снизу диффузором 10, а сверху конфузором 11. В верхней части блока загрузки 1 и блока разделения на фракции 2 установлены кольцевые распределители 12, 13, с тангенциально установленными патрубками 14, 15 для создания потока воздуха в горизонтальной плоскости.

Вывод крупной фракции производится с помощью патрубка разгрузки 16.

Между цилиндрической классификационной шахтой и конфузором 11 образован кольцеобразный зазор 17. В средней части блока разделения 2 установлена наклонная перегородка 18 для сбора мелкой фракции, а для ее разгрузки установлен патрубок 19.

Пустотелый спиральный завихритель потока 7 представляет собой плоскую металлическую трубку, свернутую в виде пустотелой спирали с углом конусности 35°. Полость трубки заполнена жидкостью, при повышении давления жидкости в трубке спиральный завихритель потока 7 разжимается, а при снижении давления сжимается, за счет такого регулирования давления повышается эффективность разделения исходного материала по фракциям.

Воздушный классификатор работает следующим образом.

В блок загрузки 1 по патрубку 4 подают воздух, образуя осевой поток, навстречу потоку по патрубку 3 поступает исходный материал, содержащий частицы различной крупности. Равномерно распределяясь по конусному распределителю 5, частицы попадают в зону вихреобразования, созданную кольцевым распределителем 12, расположенную в центре потока воздуха, поступающего по патрубку 15. Под действием центробежной силы потока воздуха происходит разделение, при котором более крупные частицы отбрасываются к стенкам цилиндрической классификационной шахты, откуда под действием силы тяжести падают в нижнюю его часть и выгружаются по патрубку 16.

Менее крупные частицы под действием осевого потока воздуха поступают в камеру 6 блока разделения 2 через диффузор 10, в которой под действием вращающегося вихря, образованного пустотелым спиральным завихрителем потока воздуха 7, происходит дополнительное разделение частиц по крупности, при этом менее крупные частицы осевым потоком транспортируются в следующий блок разделения, а более крупные частицы через кольцеобразный зазор 17 поступают на наклонную перегородку 18 и разгружаются по патрубку 19.

Далее процесс разделения повторяют до получения заданного количества фракций, при этом число блоков разделения 2, соединенных последовательно, соответствует количеству заданных фракций.

Использование предлагаемого устройства позволит по сравнению с прототипом повысить эффективность разделения исходного материала на заданное количество фракций.