Классификатор

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Левданский Эдуард Игнатьевич Левданский Александр Эдуардович Чиркун Дмитрий Иванович Ярмолик Сергей Васильевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) 1. Классификатор, включающий вертикальный цилиндрический корпус, патрубки подачи разделяемого материала, подвода воздуха и отвода разделенных частиц материала,вертикальный приводной вал, расположенный по оси корпуса, на котором закреплены чередующиеся пересыпные элементы, выполненные в виде перевернутых усеченных конусов, а другие пересыпные элементы закреплены на приводном валу, отличающийся тем, Фиг. 1 12381 1 2009.10.30 что в корпусе, соосно приводному валу, установлены загрузочная обечайка и пересыпные элементы, выполненные в виде горизонтальных дисков, при этом на верхнем горизонтальном диске смонтировано сепарирующее колесо с радиальными ребрами, а над сепарирующим колесом выполнена уплотняющая перегородка. 2. Классификатор по п. 1, отличающийся тем, что диаметр каждого горизонтального диска выполнен таким, что площадь кольцевого зазора между горизонтальным диском и корпусом равна площади нижнего основания пересыпного элемента, выполненного в виде перевернутого усеченного конуса. 3. Классификатор по п. 1, отличающийся тем, что зазор между внутренней поверхностью загрузочной обечайки и приводным валом составляет 5-10 максимальных размеров частиц разделяемого материала, а между нижней кромкой загрузочной обечайки и горизонтальным диском составляет 3-6 максимальных размеров частиц разделяемого материала. Классификатор предназначен для разделения материалов по крупности и может найти широкое применение в химической, пищевой промышленности, в сельском хозяйстве, в производстве строительных материалов и в других отраслях промышленного производства. Известны классификаторы, включающие вертикальный цилиндрический корпус, патрубки подачи исходного материала и воздуха и отвода готовых продуктов, чередующиеся пересыпные элементы 1, 2. Недостатком данных классификаторов является неодинаково высокая эффективность классификации всех ступеней фракционирования. Наиболее близким к настоящему изобретению является классификатор, включающий вертикальный цилиндрический корпус, патрубки подачи исходного материала и воздуха и отвода готовых продуктов, вертикальный приводной вал, расположенный по оси корпуса,чередующиеся пересыпные элементы, одни из которых выполнены в виде перевернутых усеченных конусов и закреплены на корпусе классификатора, а другие пересыпные элементы закреплены на приводном валу 3. Недостатки данного классификатора - неодинаково высокая эффективность классификации всех ступеней фракционирования, вызванная отсутствием равномерности распределения частиц разделяемого материала в рабочем объеме. На завершающих ступенях фракционирования большинство частиц разделяемого материала движется в сформировавшихся потоках. Данное обстоятельство приближает движение двухфазного потока к установившемуся, что негативно сказывается на эффективности классификации 4. Неравномерность распределения частиц разделяемого материала имеет место и в зоне загрузки исходного материала в корпус классификатора. Рассматриваемому классификатору присуще также недостаточно высокое количество ступеней фракционирования, приходящихся на единицу высоты классификатора. В рассмотренной конструкции происходит только однократное изменение траектории двухфазного потока у пересыпного устройства,вследствие чего с использованием одного пересыпного устройства можно организовать только одну ступень фракционирования. Недостатком конструкции является и размытая величина граничного зерна разделения на завершающих ступенях фракционирования, где в качестве крупной фракции в двухфазном потоке движутся частицы с размером, близким к граничному зерну разделения. Эти частицы, взаимодействуя с другими частицами, могут увлекаться в мелкий продукт и загрязнять его. Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности классификации за счет придания движению двухфазного потока неустановившегося характера и равномерного распределения разделяемых частиц в этом потоке, увеличения числа ступеней фракционирования на единицу высоты классификатора, выдерживания четкого значения величины граничного зерна разделения на завершающей ступени фракционирования. 2 12381 1 2009.10.30 Решение поставленной задачи в классификаторе, включающем вертикальный цилиндрический корпус, патрубки подачи разделяемого материала, подвода воздуха и отвода разделенных частиц материала, вертикальный приводной вал, расположенный по оси корпуса, на котором закреплены чередующиеся пересыпные элементы, выполненные в виде перевернутых усеченных конусов, а другие пересыпные элементы закреплены на приводном валу, достигается тем, что в корпусе, соосно приводному валу, установлена загрузочная обечайка и пересыпные элементы, выполненные в виде горизонтальных дисков, при этом на верхнем горизонтальном диске смонтировано сепарирующее колесо с радиальными ребрами, а над сепарирующим колесом выполнена уплотняющая перегородка. Диаметр каждого горизонтального диска выполнен таким, что площадь кольцевого зазора между горизонтальным диском и корпусом равна площади нижнего основания пересыпного элемента, выполненного в виде перевернутого усеченного конуса. Зазор между внутренней поверхностью загрузочной обечайки и приводным валом составляет 5-10 максимальных размеров частиц разделяемого материала, а между нижней кромкой загрузочной обечайки и горизонтальным диском составляет 3-6 максимальных размеров частиц разделяемого материала. Пересыпные элементы в виде горизонтальных дисков плохо обтекаются двухфазным потоком, в результате чего большинство частиц материала, содержащихся в этом потоке,ударяются о диски, что приводит к потере скорости этими частицами и, как следствие,движение двухфазного потока приобретает неустановившийся характер. Данное обстоятельство способствует повышению эффективности классификации. Выполнение пересыпных элементов, закрепленных на приводном валу, в виде соосных с приводным валом горизонтальных дисков позволяет увеличить число ступеней фракционирования на единице высоты классификатора. Предлагаемая форма пересыпных элементов приводит к многократному резкому изменению траектории двухфазного потока, а геометрические размеры и взаимное расположение дисков и усеченных конических пересыпных элементов позволяют выдерживать постоянную величину граничного зерна разделения при каждом изменении траектории двухфазного потока. Загрузочная обечайка обеспечивает попадание поступающих на разделение частиц материала в центр горизонтального вращающегося диска, который за счет центробежных сил инерции равномерно разбрасывает частицы разделяемого материала по сечению классификатора. Сепарирующее колесо с радиальными ребрами, установленное на верхнем горизонтальном диске, и уплотняющая перегородка позволяют выдерживать четкое значение величины граничного зерна разделения на завершающей ступени фракционирования. Изобретение поясняется чертежами фиг. 1 и 2. На фиг. 1 схематично показан классификатор в разрезе, а на фиг. 2 - сечение по А-А. Классификатор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, патрубка подачи исходного материала 2, патрубка подвода воздуха и отвода крупной фракции 3, патрубка отвода воздуха и мелкой фракции 4, вертикального приводного вала 5,неподвижных пересыпных элементов, выполненных виде перевернутых усеченных конусов 6, горизонтальных дисков 7, выполненных соосно с приводным валом 5, загрузочной обечайки 8, сепарирующего колеса 9 с радиальными ребрами 10 и уплотняющей перегородки 11. Классификатор работает следующим образом. Исходный материал через патрубок 2 поступает в зазор между загрузочной обечайкой 8 и приводным валом 5. Наличие загрузочной обечайки 8 ограничивает передвижение частиц материала в радиальном направлении, вследствие чего исходный материал поступает в центральную область вращающегося горизонтального диска 7. Далее частицы исходного материала вращающимся горизонтальным диском 7 за счет центробежных сил инерции равномерно разбрасываются по поперечному сечению цилиндрического корпуса 1, где на частицы разделяемого материала 3 12381 1 2009.10.30 воздействуют гидродинамические силы восходящего воздушного потока и сила тяжести. Под действием сил тяжести крупные частицы материала начинают двигаться вниз и падают на неподвижный пересыпной элемент, выполненный в виде перевернутого усеченного конуса 6, скатываются по нему и попадают на ниже расположенный вращающийся горизонтальный диск 7. Далее это движение многократно повторяется до тех пор, пока крупные частицы не достигнут патрубка подвода воздуха и отвода крупной фракции 3 и не будут выведены из классификатора. Такое движение связано с частым изменением траектории движения двухфазного потока. При каждом изменении траектории происходит перегруппировка движущихся частиц крупной фракции. В этот момент восходящий воздушный поток пронизывает слой крупных частиц, из которого выхватывает случайно увлекаемые вниз мелкие частицы. Аналогичным образом в классификаторе движутсяи частицы мелкой фракции, транспортируемые восходящим воздушным потоком к патрубку отвода воздуха и мелкой фракции 4. На завершающей ступени фракционирования уплотняющая перегородка 11 препятствует свободному прохождению двухфазного потока к патрубку 4. Частицы мелкой фракции после очередного изменения траектории движения двухфазного потока успевают приобрести необходимую радиальную скорость и проходят в зазоры между радиальными ребрами 10 сепарирующего колеса 9. Частицы крупнее граничного зерна разделения, не успевая приобрести необходимую скорость, ударяются о радиальные ребра 10, отбрасываются к периферии корпуса 1 и под действием гравитационной силы двигаются вниз к патрубку отвода крупной фракции 3. Мелкая фракция далее через патрубок 4 с воздушным потоком выводится из классификатора. С изменением скорости воздушного потока будет изменяться величина граничного зерна разделения. Источники информации 1. Патент РФ 2019315, МПК В 07 В 4/00, 1994. 2. Патент РФ 2125493, МПК В 07 В 4/00, 1999. 3. Патент РФ 2011435, МПК В 07 В 4/02, 1994 (прототип). 4. Барский М.Д., Ревнивцев В.И., Соколкин Ю.В. Гравитационная классификация зернистых материалов. - М. Недра, 1974. - С. 142-143. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4