Способ вихревой классификации дисперсных материалов на фракции в классификаторе

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ВИХРЕВОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ФРАКЦИИ В КЛАССИФИКАТОРЕ(71) Заявитель Учреждение образования Могилевский государственный университет продовольствия(72) Авторы Акулич Александр Васильевич Лустенков Виктор Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Могилевский государственный университет продовольствия(57) Способ вихревой классификации дисперсных материалов на фракции в классификаторе, содержащем цилиндрический корпус, включающий три цилиндрические обечайки с уменьшающимся диаметром, которые выполнены с возможностью их взаимного осевого перемещения с образованием двух кольцевых камер, цилиндроконический бункер, подключенный к нижней части цилиндрического корпуса, и осевой вывод, заключающийся в том, что в верхнюю часть цилиндрического корпуса тангенциально подают периферийный поток газовзвеси, совершающий нисходящее вращение вдоль вертикальной оси 18154 1 2014.04.30 цилиндрического корпуса, а в нижнюю часть цилиндрического корпуса тангенциально подают центральный поток с чистым газом, закрученным в ту же сторону и движущимся вверх, при этом по ходу движения периферийного потока газовзвеси ступенчато уменьшают его радиус вращения, пропуская через цилиндрические обечайки с уменьшающимся диаметром, для отвода промежуточных фракций к кольцевым камерам подключают камеры сбора дисперсного материала, отвод мелкой фракции осуществляют в цилиндроконический бункер, а чистый газ отводят через осевой вывод. Изобретение относится к технике классификации дисперсных материалов на фракции и позволяет повысить эффективность процесса классификации за счет повышения степени выделения мелкодисперсных частиц из газового потока и разделения по меньшей мере на три фракции. Может найти применение в пищевой, химической и других отраслях промышленности, где предъявляются высокие требования к качеству классификации. Известен вихревой классификатор, включающий взаимодействие двух потоков, подаваемых через осевые вводы с завихрителями в цилиндрический ступенчатый корпус с возможностью осевого перемещения ступеней и осевой вывод очищенного газа в нижней части устройства 1. Недостатком данного вихревого классификатора является низкая эффективность процесса классификации. Так как несмотря на возможность регулирования крупности отбираемых частиц из потока выделяется только наиболее крупная фракция, а мелкая фракция выносится из аппарата, что предполагает использование дополнительного пылеулавливающего оборудования. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является сепаратор, в котором реализуется способ классификации дисперсных материалов, включающий взаимодействие периферийного потока, подаваемого тангенциально в верхней части цилиндрического корпуса, с центральным потоком, вводимым в нижней части корпуса,закрученных в одном направлении и движущихся навстречу друг другу, отвод промежуточной фракции в средней части корпуса в камеру сбора, вывод материала в цилиндроконический бункер, подключенный к нижней части корпуса, и осевой вывод газа в верхней его части 2. В данном способе запыленный газ, вводимый через нижний патрубок, закручивают в завихрителе и центральным потоком подают в рабочую зону корпуса. При этом крупные частицы, находящиеся в равновесном состоянии в средней части корпуса, через круговую жалюзийную решетку отводятся из устройства. Мелкая фракция, выдуваемая из общего потока, уносится из сепаратора через осевой цилиндрический патрубок в его верхней части. Через верхний ввод тангенциально подают чистый газ. Однако такой способ ввода запыленного газа в цилиндрический корпус обеспечивает осевое вращательнопоступательное движение частиц по кратчайшему пути к патрубку вывода газа, при этом из потока выделяется незначительная часть дисперсного материала. В сепараторе предполагается создание устойчивого режима, при котором в зоне герметичной камеры в средней части корпуса поддерживается определенное соотношение давления газа, подаваемого через верхний и нижний вводы, при этом часть материала находится в равновесном состоянии, т.е. вращается на одном уровне, не перемещаясь вверх или вниз в так называемой зоне кольца. Эта фракция захватывается пластинами жалюзийной решетки, подается в герметичную камеру и отводится из сепаратора. Но соотношение давления газа через верхний и нижний вводы будет удерживать в равновесном состоянии в зоне кольца частицы больше некоторого размера, а более мелкие частицы будут уноситься из корпуса и для их выделения необходимо дополнительное пылеулавливающее оборудование. 2 18154 1 2014.04.30 Причем при поддуве газа в герметичную камеру через тангенциальный ввод по направлению вращения общего потока в данной зоне возникает сложное движение, сопряженное с неустойчивой гидродинамической обстановкой, что приводит к уносу частиц, в том числе и крупных. Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности процесса классификации с разделением дисперсных материалов на несколько фракций. Технический результат достигается тем, что способ вихревой классификации дисперсных материалов на фракции в классификаторе, содержащем цилиндрический корпус,включающий три цилиндрические обечайки с уменьшающимся диаметром, которые выполнены с возможностью их взаимного осевого перемещения с образованием двух кольцевых камер, цилиндроконический бункер, подключенный к нижней части цилиндрического корпуса, и осевой вывод, заключается в том, что в верхнюю часть цилиндрического корпуса тангенциально подают периферийный поток газовзвеси, совершающий нисходящее вращение вдоль вертикальной оси цилиндрического корпуса, а в нижнюю часть цилиндрического корпуса тангенциально подают центральный поток с чистым газом, закрученным в ту же сторону и движущимся вверх, при этом по ходу движения периферийного потока газовзвеси ступенчато уменьшают его радиус вращения, пропуская через цилиндрические обечайки с уменьшающимся диаметром, для отвода промежуточных фракций к кольцевым камерам подключают камеры сбора дисперсного материала,отвод мелкой фракции осуществляют в цилиндроконический бункер, а чистый газ отводят через осевой вывод. Технический результат состоит в повышении эффективности процесса классификации дисперсных материалов при полном выделении мелкой фракции из газового потока. Это достигается посредством того, что газовзвесь тангенциально подают только в периферийный поток, из которого по ходу его нисходящего вращения вдоль вертикальной оси цилиндрического корпуса при ступенчатом уменьшении радиуса вращения периферийного потока газовзвеси происходит выделение дисперсного материала и разделение его на фракции. Для поддержания энергии вращения периферийного потока газовзвеси, а следовательно, и эффективности классификации в нижнюю часть цилиндрического корпуса тангенциально подают центральный поток с чистым газом. При этом отсутствие в центральном потоке дисперсного материала снижает вероятность уноса мелкой фракции по кратчайшему пути в осевой вывод газа в верхней части корпуса. По ходу нисходящего вращения вдоль вертикальной оси цилиндрического корпуса ступенчато уменьшают радиус вращения периферийного потока газовзвеси, пропуская через цилиндрические обечайки с уменьшающимся диаметром. Это обеспечивает выделение частиц определенной фракции на различных радиусах вращения потока. Причем перемещение периферийного потока газовзвеси вдоль вертикальной оси цилиндрического корпуса в область обечайки меньшего диаметра способствует увеличению центробежной силы и, как результат, выделению частиц меньшего диаметра. Возможность взаимного осевого перемещения цилиндрических обечаек с уменьшающимся диаметром обеспечивает образование двух кольцевых камер с возможностью регулирования высоты зон классификации, следовательно, и траекторий движения частиц с периферийным потоком, что приводит к повышению эффективности процесса классификации. Для отвода промежуточных фракций к кольцевым камерам подключают камеры сбора дисперсного материала. При этом на внутренних поверхностях кольцевых камер создается разряжение, что также способствует повышению эффективности классификации. На фиг. 1 приведен продольный разрез устройства для реализации предлагаемого способа вихревой классификации дисперсных материалов на фракции, на фиг. 2 - вид А фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1, на фиг. 4 - разрез В-В фиг. 1. Устройство для реализации предлагаемого способа вихревой классификации дисперсных материалов на фракции в классификаторе включает периферийный тангенциальный 3 18154 1 2014.04.30 поток 1 газовзвеси, совершающий нисходящее вращение вдоль вертикальной оси цилиндрического корпуса, и центральный поток 2 с завихрителем 3 для тангенциального ввода чистого газа, закрученного в ту же сторону и движущегося вверх. При нисходящем вращательном движении ступенчато уменьшают радиус вращения периферийного потока 1 газовзвеси, пропуская через цилиндрические обечайки 4, 5 и 6 с уменьшающимся диаметром, при взаимном осевом перемещении которых образованы кольцевые камеры 7 и 8, к которым посредством отводов промежуточных фракций 9, 10 подключают камеры сбора материала 11, 12. В нижней части цилиндрического корпуса установлен цилиндроконический бункер 13 для отвода мелкой фракции. Чистый газ отводят через осевой вывод 14. Способ вихревой классификации осуществляют путем взаимодействия (фиг. 1) в цилиндрическом ступенчатом корпусе периферийного тангенциального потока 1 газовзвеси,подаваемого в его верхней части и совершающего нисходящее вращение, с восходящим центральным потоком 2 чистого газа, вводимым тангенциально через завихритель 3 в нижней части цилиндрического корпуса. Причем по мере вращения вдоль вертикальной оси ступенчато уменьшают радиус вращения периферийного тангенциального потока 1 газовзвеси, пропуская через цилиндрические обечайки 4, 5 и 6 с уменьшающимся диаметром, при этом происходит выделение частиц из потока и разделение их на фракции по крупности в результате их смещения под действием центробежных сил на внешний радиус вращения к стенкам цилиндрических обечаек 4, 5 и 6. В образованных кольцевых камерах 7 и 8 при взаимном осевом перемещении цилиндрических обечаек 4, 5 и 6 происходит сбор выделенных из потока частиц и их перемещение по отводам промежуточных фракций 9, 10 в камеры сбора материала 11, 12 (фиг. 1, 2,3). В нижней части цилиндрического корпуса установлен цилиндроконический бункер 13 для отвода мелкой фракции, выделяющейся при взаимодействии периферийного потока газовзвеси 1 с центральным потоком 2 чистого газа, закрученных в одном направлении и движущихся навстречу друг другу в зоне цилиндрической обечайки 6 (фиг. 1, 4). После взаимодействия периферийного потока 1 с центральным потоком 2 чистый газ отводится из вихревого классификатора через осевой вывод 14 (фиг. 1). В итоге обеспечивается высокая эффективность процесса классификации за счет полного выделения частиц, в том числе мелкодисперсных, из газового потока и разделения их по меньшей мере на три фракции. Источники информации 1. А. с. СССР 1318312, МПК 07 7/086, В 04 С 3/06, 1987. 2. А. с. СССР 1585018, МПК 07 В 7/08, 1990. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5