сепаратор

Формула изобретения

Сепаратор, содержащий сепарирующий канал с плавно увеличивающимся поперечным сечением от входа до выхода из него, состоящий из двух боковых стенок, между которыми герметично закреплены внутренняя и внешняя дугообразные стенки, карман для сбора отсепарированного материала, установленный с наружной стороны внешней стенки и оснащенный отсекающим ножом, который выдвинут в полость канала и размещен на расстоянии от торца внешней дугообразной стенки с образованием заборного окна, через которое отсепарированный материал направляется в карман, отличающийся тем, что сепарирующий канал выполнен в виде дугообразного раструба, уменьшающегося по высоте и расширяющегося по ходу движения пылегазового потока, где внешняя дугообразная стенка имеет дополнительные заборные окна, а к торцу отсекающего ножа, размещенного в кармане, прикреплена выполненная преимущественно из транспортерной ленты гибкая заслонка, причем при накоплении в кармане уловленного материала заслонка отклоняется и материал транспортируется из сепаратора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области пневмотранспорта сыпучих материалов и может быть использовано для загрузки накопительной емкости в огнеупорной, цементной промышленности, предприятиях стройиндустрии, в частности при пневмотранспорте глинозема на алюминиевых заводах.

Известна цилиндрическая конструкция сепаратора с жалюзи. Пыль под действием инерционных сил транспортируется к стенке, откуда она удаляется отсосом с частью газа при пониженном давлении; затем она еще раз отделяется в последующем аппарате, как правило циклоне. Количество отсасываемого газа составляет около 10% от общего количества очищаемого потока [1].

Недостатком такой конструкции является то, что для отбора отсепарированных твердых частиц к внешней стенке корпуса необходимо применять дополнительный аппарат с индивидуальным вентилятором. Кроме того, отсос основного потока газа через центральную отводную трубу, как в обычных циклонах, приводит к растягиванию очищаемого потока, при этом снижается эффект сепарации.

Наиболее близким техническим решением является сепаратор, выполненный в прямоугольном колене, где каждый канал состоит из внешней и внутренней дугообразных стенок, закрепленных между боковыми стенками колена. С наружной стороны внешняя стенка снабжена карманом с отсекающим ножом, который выдвинут в полость канала. Кромка отсекающего ножа находится на расстоянии от торца внешней стенки и образует заборное окно, через которое отсепарированный материал направляется в карман. Поперечное сечение канала по ходу движения очищаемого потока увеличивается за счет роста его высоты для снижения воздушной нагрузки на отсекающий нож [2].

К недостаткам такого устройства можно отнести то, что конструкция кармана не позволяет осуществлять накопление и удаление значительного количества отсепарированного порошкового материала при пневмотранспорте. Увеличение высоты канала по ходу движения газового потока приводит к его расширению и как следствие влияет на эффективность процесса сепарации мелкодисперсных частиц.

Задача технического решения заключается в разработке устройства высокоэффективной сепарации и транспортирования порошковых материалов в бункер при пневмотранспорте.

Технический результат изобретения - снижение пылеобразования при загрузке бункеров и уменьшение потерь транспортируемого материала.

Этот технический результат достигается тем, что в устройстве, содержащем сепарирующий канал с плавно увеличивающимся поперечным сечением от входа до выхода из него, состоящий из двух боковых стенок, между которыми герметично закреплены внутренняя и внешняя дугообразные стенки, карман для сбора отсепарированного материала, установленный с наружной стороны внешней стенки и оснащенный отсекающим ножом, который выдвинут в полость канала и размещен на расстоянии от торца внешней дугообразной стенки с образованием заборного окна, через который отсепарированный материал направляется в карман, сепарирующий канал выполнен в виде дугообразного раструба, уменьшающегося по высоте и расширяющегося по ходу движения пылегазового потока, где внешняя дугообразная стенка имеет дополнительные заборные окна, а к торцу отсекающего ножа, размещенного в кармане, прикреплена выполненная преимущественно из транспортной ленты гибкая заслонка, причем при накоплении в кармане уловленного материала заслонка отклоняется и материал транспортируется из сепаратора.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая конструкция сепаратора отличается тем, что сепарирующий канал по ходу движения пылегазового потока уменьшается по высоте и увеличивается по ширине, при этом площадь поперечного сечения канала плавно растет от входа в канал до выхода из него, что способствует снижению скорости движения пылегазового потока и уменьшает нагрузку на отсекающий нож. Кроме того, внешняя дугообразная стенка снабжена дополнительными заборными окнами для удаления отсепарированного материала в карман, а размещение гибкой заслонки в торцевой части кармана позволяет бесперебойно осуществлять выгрузку отсепарированного материала. Таким образом, предлагаемый сепаратор соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с прототипом показывает, что предлагаемая конструкция сепарирующего канала за счет дополнительных заборных окон перераспределяет величину статического и динамического напора газового потока в канале и кармане, что повышает эффективность отделения сыпучего материала от транспортирующего его воздуха, а гибкая заслонка в кармане способствует стабилизации накопления и удаления сыпучего материала из сепаратора, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен общий вид сепаратора сбоку (разрез А-А); на фиг, 2 - общий вид сепаратора спереди; на фиг. 3 - принципиальная схема установки сепаратора на накопительной емкости.

Как видно из чертежа, сепаратор состоит из двух боковых стенок 1, между которыми герметично закреплены внутренняя дугообразная стенка 2 и внешняя дугообразная стенка 3. С наружной стороны внешней стенки 3 размещается карман, состоящий из продолжения боковых стенок 1 и наружной стенки кармана 4. Карман снабжен отсекающим ножом 5, который частично размещен в полости канала на расстоянии от торца внешней дугообразной стенки 3 с образованием заборного окна 6. Внешняя дугообразная стенка 3 имеет дополнительные заборные окна 7. К торцу отсекающего ножа 5, который размещен в кармане, прикреплена гибкая заслонка 8, выполненная преимущественно из транспортерной ленты. Сепарирующий канал (фиг. 1, 2) уменьшается по высоте и расширяется по ходу движения пылегазового потока, при этом поперечное сечение канала плавно растет от входа до выхода из него. Наиболее оптимальный угол расширения канала не должен превышать 12^o. Сепаратор (фиг. 3) устанавливается на крышке накопительной емкости 9, трубопровод пневмотранспорта 10 подходит к входу в сепаратор, а на выходе из кармана сепаратора установлен желобчатый успокоитель 11. Для стравливания избыточного воздуха используется тканевый клапан 12.

Работа сепаратора осуществляется следующим образом. После включения пневмонасоса (на чертеже не показан) пылевоздушная смесь через трубопровод пневмотранспорта 10 поступает в сепарирующий канал, где под действием центробежных сил пылевые частицы транспортируются к внешней дугообразной стенке 3 и через заборные окна 6 и 7 направляются в карман. Так как поперечное сечение канала по ходу движения потока постоянно увеличивается, то скорость потока снижается, при этом динамический напор на входе в канал больше, чем на выходе, а статическое давление, наоборот, на входе меньше, чем на выходе из канала, это позволяет более эффективно работать заборному окну 6 с отсекающим ножом 5 и осуществить частичный переток воздуха, попадающего в карман через дополнительные заборные окна 7 в канал, в то же время крупные частицы свободно проникают в карман через заборные окна 7. С уменьшением высоты канала происходит усиление процесса сепарации без отрыва отсепарированных частиц от поверхности внешней дугообразной стенки и способствует транспортированию материала в заборные окна 7, а при расширении потока оставшийся отсепарированный слой сыпучего материала растекается по поверхности внешней стенки и попадает в заборное окно 6, где отсекающий нож 5 расположен в канале на высоту слоя (5-6 мм). Отсепарированный материал накапливается в кармане, под действием его веса гибкая заслонка 8 отгибается, и материал транспортируется из сепаратора по желобчатому успокоителю 11 в накопительную емкость 9, предотвращая вторичное пыление уловленного материала. Избыточный воздух с небольшим остаточным запылением выходит в атмосферу через тканевый клапан 12.

Натурные испытания сепараторов на приемных складах глинозема показали высокую эффективность и надежность в эксплуатации.