Читайте также:
|
Классификаторы можно разбить на два типа: циркуляционные (воздушно-замкнутые), и классификаторы с проходом воздуха через вращающийся ротор. По имеющимся в литературе сведениям последние обладают наибольшей эффективностью среди центробежных классификаторов. К этой группе относится классификатор фирмы «Альпине», классификатор фирмы «Онода» (Япония). Из отечественных наиболее эффективны классификатор НИИ ПММ Томского государственного университета и классификатор УПИ. Однако эти классификаторы обладают небольшой производительностью (не более 1-1,5 т/час) и поэтому могут применяться в небольших размольных установках. Учитывая, что большой спрос существует на высокопроизводительные установки, рассмотрим соответствующие конструкции аппаратов. Наибольшее распространение получили классификаторы Полизиус, Полидор, Гумбольд, Стюрттевант. У нас в стране выпускаются заводом Волгоцеммаш. Аппараты диаметром 5 м обеспечивают производительность 180 т/ч при производстве цемента R0,08=8-10 %. У аппаратов рассматриваемой группы диаметр может достигать до 7,6 м, а производительность несколько сотен тонн в час. Однако в литературе практически отсутствуют сведения об остроте сепарации. Приведенные данные в свидетельствуют, что эффективность разделения у этих аппаратов низкая (Х25/75=25-30 %). Кроме того, аппараты данной группы характеризуются повышенным износом вращающихся частей.
Сепаратор проходного типа (рисунок 3.1). Конструкция сепаратора проходного действия. Пылевоздушная смесь по трубопроводу 1 со скоростью 18 – 20 м/с поступает в пространство, образованное наружным 2 и внутренним 3 конусами классификатора.
Вследствие значительного увеличения проходного сечения скорость воздушного ротика падает до 4 – 6 м/с. При этом самые крупные частицы материала под действием силы тяжести выпадают вниз и отводятся через патрубок 4 обратно в мельницу для их домалывания.
Пылевоздушная смесь с частицами материала, скорость парения которых менее скорости воздушного потока, поступает далее внутрь конуса 3, проходя на своем пути тангенциально установленные лопатки 5. Ударяясь о лопатки, пылевоздушная смесь получает вращательное движение. При этом возникают центробежные силы инерции, под действием которых крупные частицы выпадают. Они опускаются по стенкам конуса 3 и поступают в отводящий патрубок 4. Пылевоздушная смесь, освобожденная от крупных частиц материала, через патрубок 6 выходит из сепаратора и направляется далее в пылеосадительные устройства.
По размеру уносимых воздушным потоком частиц материала сепаратор регулируется: 1) путем изменения скорости воздушного потока – с уменьшением скорости воздушного потока конечная тонкость частиц уменьшается и 2) путем изменения положения тангенциально установленных лопаток 5. При установке лопаток радиальное завихрение потока на этом участке резко снижается, вследствие чего уменьшается влияние центробежных сил. Следовательно, конечная тонкость продукта увеличивается. Поворот лопаток под тем или иным углом осуществляется посредством поворотного кольца 7.
Сепаратор проходного типа применяется для получения готовой фракции материала с частицами, соответствующими остатку 10 – 20 % на сите № 0090. Производительность сепараторов достигает 7 – 8 т/час в зависимости от их размера (диаметр сепараторов 500 – 4 000 мм).
Сепаратор с быстровращающимися радиальными лопатками (рисунок. 3.2). В последние годы находит применение в заграничной практике. Подлежащий сепарации материал поступает по патрубку 2 в корпус 3, в котором вследствие значительного уменьшения скорости воздушного потока (за счет увеличения сечения) происходит первичная сепарация материала. Крупные частицы выпадают из потока, опускаются вниз и отводятся через патрубок 4 в мельницу для домола.
Далее пылевоздушный поток поступает в зону вращающихся лопаток 1, установленных в два ряда – один над другим. В зоне быстро вращающихся лопаток поток завихряется, и крупные частицы под действием центробежных сил отбрасываются к периферии, ударяются о конусные тарелки 5 и, теряя свою скорость, опускаются по внутренним стенкам конуса 3 к выводному патрубку 4.После этого пылевоздушная смесь, освобожденная от крупных частиц, выходит из сепаратора через патрубок 6.
Сепараторы с вращающимися лопатками могут обеспечить получение как относительно грубых фракций (150 мк ), так и очень тонких порошков (99% проходит через сито с ячейками в 40 мк). Качество сепарации в этих машинах высокое.
Преимущество этих сепараторов заключается в том, что регулирование их работы обеспечивается изменением числа оборотов вращающихся лопаток, без нарушения стабильности всего пылевоздушного потока, в то время как в сепараторах проходного типа при изменении угла поворота лопаток стабильность потока нарушается ввиду изменения сопротивления системы.
Сепаратор замкнутого типа (рисунок 3.3). Материал подается в сепаратор через трубу 1 и падает на распределительную тарелку 2, которая закреплена на вертикальном валу 3, делающем 250 – 400 об/мин. Действием центробежной силы материал разбрасывается с тарелки в стороны. Более тяжелые частицы, отброшенные к стенкам внутреннего кожуха 4, не подхватываются восходящим потоком воздуха, опускаются вниз и отводятся обратно в мельницу через патрубок 5. Мелкие же частицы увлекаются вверх потоком воздуха, создаваемым вентилятором 6. Благодаря наличию наклонных лопаток 7, угол наклона которых можно регулировать, из потока воздуха, завихряясь, выделяются крупные частицы материала, которые опускаются вниз.
При переходе воздушного потока из внутреннего кожуха 4 в наружный 8 частицы ртериала вследствие значительно большей весовой плотности, стремятся сохранить прямолинейное движение, вылетая при этом из потока. Далее под действием сил тяжести и частично под напором воздуха, движущегося по направлению к вентилятору, частицы материала опускаются, собираются в нижней части наружного кожуха и отводятся через патрубок 9.
Количество крупных и мелких частиц, выходящих из аппарата, можно регулировать изменением скорости воздушного потока, числа оборотов вентилятора, а также изменением угла наклона лопаток 7.
В зарубежной практике в последних конструкциях сепараторов замкнутого типа предусматриваются жестко закрепленные лопатки, и, кроме того, для улучшения сепарации устанавливается несколько тарелок. Сепараторы замкнутого типа обеспечивают более четкое сепарирование материала, при этом они более экономичны в тех случаях, когда пневматическая подача пылевоздушной смеси не связывается с системой пневмотранспортирования материала.
Отбойно-вихревой классификатор (рисунок 3.4). Пылевоздушная смесь по трубе 1 поступает в классификатор со скоростью до 25 м/сек. В корпусе 2 классификатора имеется вращающийся ротор 3 с закрепленными на нем лопатками 4.
Частицы материала, взвешенные в восходящем воздушном потоке, попадая в так называемую отбойную зону, подвергаются ударному действию вращающихся лопаток 4. Более крупные (тяжелые) частицы отбрасываются при этом к стенкам корпуса 2, осаждаются на них, сползают вниз и выходят из классификатора через отводной патрубок 5. Мелкие же частицы материала, скорость парения которых меньше скорости воздушного потока (в этой зоне), увлекаются последним в так называемую вихревую зону, в которой воздушный поток вращается со скоростью вращения ротора. Далее они увлекаются потоком воздуха к центру и вместе с отходящим воздухом выводятся из классификатора через патрубок 6.
По опытным данным, эффективность классификатора рассматриваемого типа при разделении тонкоизмельченного кварцевого песка по границе разделения в 20 мк составляет 76%.
Граница разделения материала по крупности регулируется изменением числа оборотов ротора и скоростью воздушного потока на входе в классификатор.
Характерной особенностью конструкции высокоэффективного сепаратора SEPOL производства ФРГ (рисунки 3.10, 3.11) является клетка ротора, вращающаяся внутри статора с регулируемой скоростью и опорой на два подшипника. Привод ротора расположен над верхним подшипником, закрепленном на крыше сепаратора. Нижний подшипник ротора крепится 4-я натяжными стержням. Консистентная смазка подается в нижний подшипник по трубе, выходящей наружу из корпуса сепаратора. Ротор сепаратора состоит из верхнего и нижнего дисков, между которыми винтами крепятся лопасти ротора, середины которых скреплены усилительным кольцом. От корпуса сепаратора ротор отделен нижним двойным U-образным уплотнением. Конструкция уплотнения обеспечивает простой доступ к нему, так что в случае износа уплотнение может быть легко отремонтировано по секциям. При нормальной работе срок службы уплотнения составляет минимум 15000 рабочих часов. Сепарирующий воздух поступает в сепаратор через канал спиралевидной формы, разделенный на 2-3 горизонтальные секции. Количество воздуха, поступающего в каждую секцию может регулироваться посредством дроссельных клапанов, расположенных на ходе в спиралевидный канал. Таким образом, достигается равномерное распределение потока воздуха – являющееся необходимой предпосылкой эффективной сепарации. Другой необходимой предпосылкой успешной сепарации ротиется равномерное распределение материала, поступающего в сепаратор. Это достигается за счет расположения загрузочного отверстия коаксиальновалу ротора сепаратора. Таким образом, материал исходного питания симметрично разгружается на вращающийся распределительный диск и за счет центробежных сил равномерно распределяется по окружности ротора, откуда сбрасывается в зону сепарирования. Зона сепарирования образуется вращающимися лопастями ротора и направляющими регулируемыми пластинами статора. Мелкозернистый продукт из зоны сепарации потоком воздуха, тангенциально поступающего из спиралевидного канала, сдувается к центру сепаратора и проходит между лопастями ротора. В то же время, крупные частиц падают вниз сквозь зону сепарации и поступают в сборный конус, оснащенный качающимся клапаном. Попав внутрь ротора, мелкий продукт также падает вниз и выводится из сепаратора.
Сепаратор SEPOL может работать в открытом цикле как проточный сепаратор или в замкнутом цикле с одним, двумя или четырьмя циклонами, расположенными вокруг сепаратора.
При работе в замкнутом цикле с циклонами поток воздуха с тонкозернистым продуктом поступает из сепаратора в циклоны, где готовый продукт отделяется от воздуха. Циркуляционный воздух из циклонов через общий вентилятор по спиралевидному каналу снова подается в сепаратор. При работе в этом режиме для удаления подсасываемого воздуха требуется дополнительный отсос всего только 4% от всего количества воздуха сепаратора.
При работе сепаратора в открытом цикле без циклонов свежий воздух всасывается через спиралевидный канал, а готовый продукт из сепаратора вместе с потоком воздуха поступает в рукавный фильтр. Преимуществом такого способа работы является возможность максимального охлаждения готового продукта и крупы, что способствует охлаждению всей измельчающей установки в целом.
Для увеличения срока службы при нормальных условиях работы до 50000 рабочих часов сепаратор SEPOL снабжен износоустойчивым покрытием, подробно представленным на рисунках 3.11. Благодаря этому защитному покрытию сепаратор SEPOL превращен в машину, не требующую ухода, по крайней мере, в течение первых нескольких лет работы.
Воздушный динамический классификатор TSV (рисунок 3.12) производства фирмы (FSB) обладает по сравнению с классификатором корзинного типа следующими отличительными чертами:
- регулируемые сортирующие лопасти, позволяющие изменять в процессе работы характеристики кривой гранулометрии получаемого продукта.
- запатентованные турбинные лопасти, имеющие большую в 5 – 10 раз зону сепарации.
- запатентованная антивихревая система, дающая низкую потерю напора (1500 Па) и низкое потребление энергии - 0,1 – 0,2 кВтч на тонну в воздушном режиме.
- специальная система износостойкости, снижающая ремонтно-эксплуатационные затраты до минимума: практически неограниченный срок службы ротора, срок службы подшипников – 150 тыс часов.
На рисунке 3.13 показаны возможные способы загрузки материала в классификатор TSV.
Рисунок 3.1 - Сепаратор проходного типа
Рис.13. Сепаратор проходного типа
Рисунок 3.2 - Сепаратор с вращающимися лопатками
 |
.
Рисунок 3.3 - Сепаратор замкнутого типа
Рисунок 3.4 - Отбойно-вихревой классификатор
 |
Рисунок 3.10 - Сепаратор SEPOL (тип 130, 150 и 170)
Рисунок 3.11 - Сепаратор SEPOL NSV (цемент): стандартная износозащита
Привод ротора
Передаточный вал
Запатентованная
лопасть
Воронка улавливания крупных частиц
Выпуск крупных частиц
Выпуск конечного продукта и газа
Антивихревые лопасти
Поворотные лопасти
Выброс крупных частиц
Подача материала и газа
Рисунок 3.12 - Воздушный классификатор TSV
Рисунок 3.11 - Сепаратор SEPOL NSV (цемент): стандартная износозащита
Привод ротора
Передаточный вал
Запатентованная
лопасть
Воронка улавливания крупных частиц
Выпуск крупных частиц
Выпуск конечного продукта и газа
Антивихревые лопасти
Поворотные лопасти
Выброс крупных частиц
Подача материала и газа
Рисунок 3.12 - Воздушный классификатор TSV
 |
Рисунок 3.13 - Спосбы подачи материала в воздушный классификатор TSV
Среди аппаратов с вращающимся ротором наиболее перспективным для полуxения тонких и супертонких продуктов является каскадный многорядный роторный классификатор.
Принципиальная схема классификатора показана на рис. 4.2.14. Аппарат состоит из разъемного цилиндрического корпуса 1 с тангенциальными патрубками для подвода воздуха 2. Корпус разделен на отдельные камеры 3 дисковыми перегородками 4. В корпусе на пустотелом валу 5 смонтирован ротор, который состоит из радиальных сепарационных каналов 6 с пересыпными полками 7. Сепарационные каналы образуют пять рядов, каждый из которых вращается в соответствующей камере. В месте соединения корпуса с перегородками в перегородках имеются отверстия 8 с заслонками 9 для регулирования скорости прохождения материала из камеры в камеру. Последняя камера соединяется патрубком 10 с бункером крупного продукта. На внутренней поверхности корпуса на равном расстоянии друг от друга турбулизаторы 12. Вывод воздуха и мелкого продукта через патрубок 13 обеспечивается воздушным потоком, создаваемым вакуум-насосом. Вал ротора приводится во вращение электродвигателем через шкив 14.
 |
Пересыпные полки 7, установленные в сепарационных каналах способствуют многократной перечистке мелкого продукта. Благодаря вращению ротора воздух, находящийся в камере классификатора, вместе со взвешенными в нем частицами материала, вовлекаются во вращательное движение. Под действием центробежных сил происходит расслаивание пылегазовой смеси. Основная часть крупных частиц и некоторая часть мелких концентрируется в периферическом слое у корпуса классификатора. Отверстия 8 с заслонками 9 обеспечивают приток материала из одной камеры в другую
Мелкий продукт удаляется из классификатора воздушным потоком через полый вал ротора, осаждается в циклоне и собирается в бункере мелкого продукта. Крупный продукт, который необходимо подвергнуть измельчению, разгружается из сепаратора через патрубок 10 в бункер крупного продукта. Воздушный поток, необходимый для работы аппарата создается водокольцевым вакуум-насосом ВВН – 12, присоединяемым через регулировочный вентиль и выхлопному патрубку циклона. Регулирование скорости вращения ротора центробежного классификатора и расхода воздуха позволяет настроить аппарат на разделение по заданной границе. Измерение скорости вращения ротора осуществляется тахометром, а расхода воздуха – измерительными диафрагмами.
1 – корпус, 2 – патрубки, 3 – камеры, 4 - дисковые перегородки,
5 - пустотелый вал, 6 - сепарационные каналы ротора, 7 - пересыпные полки, 8 – отверстия, 9 - заслонки 10 – патрубок, 11 - бункер крупного
продукта, 12 – турбулизаторы, 13 - патрубок, 14 - шкив
Рисунок 4.2.14 - Схема многорядного центробежного классификатора
Список использованной литературы
1. Уфимцев В.М. Поточное разделение топливосодержащих зол на ТЭЦ / В.М. Уфимцев, В.Л. Шишелякин, Ю.П. Канусик // Комплексное использование минерального сырья. 1992. № 11. С. 54–58.
2. Переработка отсевов камнедробления методом пневматической классификации / В.Б. Пономарев, А.В. Катаев: тезисы докл. Всесоюзной конференции: Белгород, 1989. С 34–35.
3. Михальченко М.Г. Фракционирование и обогащение строительных песков / М.Г. Михальченко [и др.]. М.: Госстройиздат, 1963. 197с.
4. Смышляев Г.К. Воздушная классификация в технологии переработки полезгых ископаемых / Г.К. Смышляев. М.: Недра, 1969. 102 с.
5. Ушаков С.Г. Инерционная сепарация пыли / С.Г. Ушаков, Н.И. Зверев. М.: Энергия, 1974. 168 с.
6. Мизонов В.Е. Аэродинамическая классификация порошков / В.Е. Мизонов, С.Г. Ушаков. М.: Химия, 1989. 160 с.
7. Шрайбер А.А. Гидромеханика двухкомпонентных потоков с твердым полидисперсным веществом / А.А. Шрайбер, В.Н. Милютин, В.П. Яценко. Киев: Наук. думка. 1980. 252 с.
8. Обогащение угля под общ. ред. Ф.Р. Митчелла М.: Углетехиздат, 1956, 124 с.
9. Смышляев Г.К. Воздушная классификация в технологии переработки полезных ископаемых / Г.К. Смышляев. М.: Недра, 1969. 101с.
10. Сапожников М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М.: Высшая школа, 1971, 382 с.
11. Сапожников М.Я., Гиберов З.Г. Механическое оборудование заводов по производству изделий с применением пластмасс и древесины. М.: Высшая школа, 1976, 384 с.
12. Сапожников М.Я., Силенок С.Г. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М.: Высшая школа, 1958, 558 с.
13. Бауман В.А. и др. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М.: Машиностроение, 1981, 324
Дата добавления: 2015-10-02; просмотров: 554 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Пневматические классификаторы проходные центробежные | | | Мотивация. |