устройство для классификации мелкодисперсных материалов

Формула изобретения

Устройство для классификации мелкодисперсных материалов, содержащее сортировочную камеру с дуговой просеивающей поверхностью, лопасти, размещенные вдоль вала, установленного с возможностью вращения, патрубки для вывода продуктов классификации, отличающееся тем, что оно снабжено патрубком для подвода материала в виде аэросуспензии, на концах лопастей установлены рассекатели, одна из сторон которых, обращенная в направлении вращения лопастей, изогнута к просеивающей поверхности, при этом лопасти установлены с возможностью вращения с частотой от 50 до 200 Гц и с возможностью регулирования расстояния между рассекателями и просеивающей поверхностью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к разделению по крупности мелкодисперсных материалов и может быть использовано при обогащении полезных ископаемых, а также в металлургической, химической и пищевой отраслях промышленности.

Для разделения дисперсных материалов по крупности известны устройства с использованием стационарной сферической просеивающей поверхности, внутри которой для поддержания во взвешенном состоянии и транспортировки исходного материала к просеивающей поверхности, а также для очистки последней на вращающемся валу или роторе радиально установлены лопасти. Причем лопасти имеют различную форму и порядок их размещения:

- парное закрепление прямых лопастей на валу ротора со смещением каждой пары лопастей относительно друг друга на 90^o и углом атаки лопастей в пределах минус 10^o до плюс 40^o (см. авт. св. 463479, В 07 В 1/24, Ротор барабанного грохота 10, Б.И. 1975),

- изогнутые лопасти, размещенные на крыльчатке, которая жестко соединена с лопастным ротором, установленным на вращающемся валу (см. авт. св. 839604, В 07 В 1/24, Барабанный грохот, Б.И. 23, 1981),

- лопасти с изогнутыми концами в направлении к просеивающей поверхности, причем загнутая часть лопастей расположена под углом к продольной оси ротора (см. авт. св. 1404124, В 07 В 1/24, Барабанный грохот, Б.И 23, 1988).

Общим недостатком указанных конструктивных решений является низкая эффективность разделения по крупности особенно мелкодисперсных материалов из-за засорения просеивающей поверхности крупными частицами, которые под действием центробежных сил концентрируются на просеивающей поверхности.

Для предотвращения засорения просеивающей поверхности крупными частицами известны устройства, в которых:

- на вращающемся роторе установлены щетки с возможностью возвратно-поступательного радиального движения при соприкосновении их с вибрирующей просеивающей поверхностью (см. авт. св. 1419753, В 07 В 1/08, Устройство для просеивания материалов, Б.И. 32, 1988);

- вращающаяся сферическая поверхность снабжена встряхивателем и расположена эксцентрично относительно ротора, на котором установлены щетки с пружинными амортизаторами (см. авт. св. 1128991, В 07 В 1/08, Устройство для протирки комкующихся сыпучих материалов, Б.И. 46, 1984);

- рабочие кромки прямолинейных лопастей ротора, обращенные к просеивающей поверхности, выполнены закругленными (см. авт. св. 1613200, В 07 В 1/20, Устройство для просеивания сыпучих материалов, Б.И. 46, 1990).

Данные технические решения, хотя и позволяют повысить эффективность классификации за счет механической очистки просеивающей поверхности, но приводят к быстрому ее износу.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является классификатор сыпучих материалов, включающий дуговую просеивающую поверхность, снаружи которой установлен кожух, а внутри - вращающийся барабан, на котором поочередно установлены забрасывающие лопатки и очистители (см. авт. св. 897315, В 07 В 1/20, 15.01.1982 (прототип)).

Недостатком указанного классификатора является малая производительность из-за небольшого зазора между вращающимся барабаном и просеивающей поверхностью, низкая эффективность классификации из-за невозможности удаления с просеивающей поверхности частиц, имеющих близкий размер с отверстием просеивающей поверхности, а также большой износ последней в результате движения по ней очистителей.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности классификации и производительности устройства особенно при разделении тонкодисперсных материалов.

Указанная цель достигалась тем, что устройство для классификации мелкодисперсных материалов, содержащее сортировочную камеру с дуговой просеивающей поверхностью, лопасти, размещенные вдоль вала, установленного с возможностью вращения, патрубки для вывода продуктов классификации, согласно изобретению снабжено патрубком для подвода материала в виде аэросуспензии, а на концах лопастей установлены рассекатели, одна из сторон которых, обращенная в направлении вращения лопастей, изогнута к просеивающей поверхности, при этом лопасти установлены с возможностью вращения с частотой от 50 до 200 Гц и с возможностью регулирования расстояния между рассекателями и просеивающей поверхностью.

Новизна предложенного технического решения заключается в том, что установка на концах лопастей рассекателей, одна из сторон которых, обращенная в направлении вращения, изогнута к просеивающей поверхности.

Это обеспечивает за вращающимися лопастями возникновение турбулентных (вихревых) потоков вблизи просеивающей поверхности. При турбулентном течении аэросуспензии из-за локального изменения величин и направления давления и скорости происходит расслоение материала по крупности вблизи просеивающей поверхности, что повышает эффективность и производительность процесса разделения.

Устройство для классификации мелкодисперсных материалов (см. чертеж) состоит из корпуса 1, внутри которого на каркасе 2 установлена дуговая просеивающая поверхность 3; прямолинейных лопастей 4, закрепленных вдоль вала 5, выполненного с возможностью вращения. На свободных концах лопастей 4 установлены рассекатели 6, стороны которых, обращенные в направлении вращения лопастей, изогнуты к просеивающей поверхности. Устройство снабжено патрубками для подачи исходной аэросуспензии 7, вывода подрешетного продукта 8 и надрешетного продукта 9. Для регулирования давления в рабочей зоне и количества выводимого надрешетного продукта патрубок 9 снабжен шибером 10.

Устройство работает следующим образом. Исходный материал в виде аэросуспензии через патрубок 7 под давлением подается во внутрь устройства, где под действием центробежных потоков, создаваемых вращающимися лопастями 4, материал перемещается к просеивающей поверхности 3, через которую происходит его разделение по крупности. При этом рассекатели 6 с изогнутой стороной к просеивающей поверхности в направлении вращения лопастей создают срывной характер обтекания суспензии. Вследствие этого за лопастями возникает резко выраженный турбулентный характер течения аэросуспензии в виде вихревых потоков, которые перемещаются по просеивающей поверхности со скоростью, равной скорости вращения лопаток. Размеры и частота турбулентных возмущений зависят от угла наклона рассекателей, расстояния между ними и просеивающей поверхностью, а также от количества лопаток и скорости их вращения.

Из-за перепада давления в вихревую область в первую очередь вовлекаются с просеивающей поверхности крупные частицы, как имеющие большую массу, а также частицы, обладающие большой парусностью. В результате этого происходит очистка просеивающей поверхности от крупных частиц, а благодаря перепаду давления в рабочей камере и в зоне разгрузки подрешетного продукта ускоряется прохождение через просеивающую поверхность мелких частиц. При этом крупные частицы в основном находятся во взвешенном состоянии и не оказывают существенного абразивного действия на просеивающую поверхность, а разгрузка их из рабочей зоны осуществляется через патрубок 9 и регулируется шибером 10.

Эффективность разделения в зависимости от крупности исходного материала и требований к составу продуктов классификации может регулироваться путем изменения расстояния между рассекателями и просеивающей поверхностью, давления в рабочей зоне, частоты турбулентности, создаваемый вращающимися лопастями, от 50 до 200 Гц. С уменьшением размера частиц в выделяемом подрешетном продукте требуется повышение частоты турбулентности, которое достигается увеличением скорости вращения лопастей. Причем разделение материала в центробежно-турбулентных потоках в предлагаемом устройстве происходит по крупности частиц, имеющих размер в 8-12 раз меньше, чем отверстия просеивающей поверхности. Например, при отверстиях просеивающей поверхности 315 мкм и частоте турбулентности 100 Гц подрешетный продукт содержит 97% частиц крупностью менее 40 мкм, а при отверстиях просеивающей поверхности 120 мкм и частоте турбулентности 200 Гц подрешетный продукт содержит 95% частиц крупностью менее 10 мкм.

Из приведенных в таблице сравнительных показателей разделения порошка флогопита следует, что по сравнению с прототипом (а.с. 897315) предлагаемое устройство повышает эффективность классификации по классу - 10 мкм на 20%, увеличивает срок службы просеивающей поверхности в 4 раза и производительность в 3 раза.