PL226958B1 - Urzadzenie dopneumatycznej separacji podcisnieniowej materiałów masowych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pneumatycznej separacji podciśnieniowej materiałów masowych, zawierające kosz (1) załadowczy, podajnik (2) separacyjny, przenośnik (3) siatkowy, urządzenie nawiewne wytwarzające strumień powietrza pod ciśnieniem dla przenośnika siatkowego, dysze transportowe zintegrowane z koszami (4) separacyjnymi i umieszczone nad siatką przenośnika, dysze rozładunkowe umieszczone pod siatką przenośnika w jednej płaszczyźnie z dyszami transportowymi i jednocześnie dostosowane do separowania materiału pierwotnego na produkty o specyficznych gęstościach, systemy zasysania (cyklony) oraz urządzenia do generowania wstępujących zasysających strumieni powietrza w dyszach transportowych i strumieni rozładowywania w dyszach rozładunkowych, przy czym podajnik separacyjny zawiera użebrowaną powierzchnię ze wzdłużnymi szczelinami dla usuwania cząstek płytkowych mieszaniny masowej i zapewniania jednostajnego i równomiernego dostarczania pozostałej części tej mieszaniny na pas przenośnika, przy oczyszczaniu za pomocą urządzenia nawiewnego generującego strumień powietrza pod ciśnieniem, przy czym wszystkie dysze transportowe znajdują się w innej odległości od siatki przenośnika umożliwiając separację pozostałej części mieszaniny masowej pod kątem docelowych gęstości, natomiast wszystkie dysze rozładunkowe znajdują się pod dyszami transportowymi w różnej odległości od siatki przenośnika, przy czym dysze transportowe i rozładunkowe rozmieszczone wzdłuż siatki przenośnika mogą być przemieszczane pionowo, a dysze rozładunkowe są połączone bezpośrednio do urządzeń generowania rozładunkowego strumienia powietrza o różnej prędkości i mocy, zaś systemy zasysania (cyklony) łączą dysze transportowe zintegrowane z koszami separacyjnymi do urządzeń ssących, które generują strumień powietrza o specyficznej prędkości i mocy unoszenia.

Description

Wynalazek dotyczy górnictwa węgla i rud metali, budownictwa, przemysłu chemicznego, spożywczego, rolnictwa i metalurgii, i może być stosowany do wstępnego i końcowego wzbogacania węgla, żelaza, surowców nieżelaznych, rud rzadkich i szlachetnych metali, bryłek metali, materiałów niemetalicznych, oddzielania produktów spożywczych, odpadów przemysłowych i gospodarskich, itp. W szczególności przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pneumatycznej separacji podciśnieniowej materiałów masowych.

Ze stanu techniki znane jest wykorzystanie w zakładach przemysłowych wstępnego strumienia zasysanego powietrza do oddzielania materiałów masowych, wstępnie sklasyfikowanych według specyficznej różnicy rozmiarów, przy ich sekcjach środkowych zorientowanych odpowiednio do kierunku przepływu roboczego.

Francuskie zgłoszenie patentowe FR 2326989 opublikowane 06 października 1975 r. ujawnia urządzenie do oddzielania materiałów o różnej gęstości, które ma komorę separacyjną z podajnikiem wejściowym, kaskadą utworzoną z nachylonych powierzchni, pomiędzy którymi znajdują się szczeliny, poprzez które dostarczane jest powietrze pod ciśnieniem doprowadzane od strony dna i zasysane razem z małymi cząsteczkami znajdującymi się w górnej części komory separacyjnej.

Takie rozwiązanie ma kilka zasadniczych niedogodności. Wytworzenie separacyjnego strumienia powietrza przebiegającego w kierunku od dna w górę poprzez całą warstwę materiału, zwłaszcza ₃ materiału o dużym ciężarze właściwym (większym niż 1500 kg/m³), wymaga zastosowania wielkiego strumienia powietrznego o znacznym ciśnieniu. Wspólne przesiewanie różnych kawałków materiału nie pozwała na osiągnięcie dobrej efektywności przetwarzania i oddzielania materiału przy precyzyjnie ustalonej granicy rozmiaru. Urządzenie to jest przeznaczone przede wszystkim do usuwania pyłu.

Innym znanym rozwiązaniem jest urządzenie do separacji pneumatycznej zawierającej kosz załadowczy, podajnik, pas przenośnikowy przepuszczalny dla powietrza, dysze umiejscowione nad torem przenośnikowym, dostosowywane dla uzyskania separacji materiału pierwotnego na produkty o specyficznej gęstości, komory separacyjne i urządzenie ssące dla dyszy. Urządzenie to zawiera również cyklony i filtr, a dysze znajdują się na różnej wysokości od pasa przenośnikowego. Urządzenie ssące jest urządzeniem wentylacyjnym (por. francuskie zgłoszenie wynalazku FR 2282503, opublikowane 27.08.2006).

Niedogodnością takiego rozwiązania jest brak możliwości regulowania parametrów technologicznych procesu separacji poprzez regulację parametrów urządzeń ssących.

Jednym z najbardziej zbliżonych do powyżej opisanego urządzenia rozwiązań technicznych jest urządzenie do separacji pneumatycznej zawierające kosz załadowczy, podajnik separacyjny, przenośnik przepuszczalny dla powietrza, dysze umiejscowione nad pasem przenośnikowym, tor przenośnikowy dostosowany do separacji pierwotnego materiału na produkty o specyficznej gęstości, komory separacyjne, system przewodu zbiorczego oraz urządzenie ssące dla dysz, w którym podajnik zapewnia równomierne dostarczanie materiału pierwotnego na pas przenośnikowy. Wszystkie dysze znajdują się w tej samej odległości od pasa przenośnikowego co zapewnia swobodny przepływ separowanych produktów, przy czym dysze są rozmieszczone wzdłuż przepuszczalnego dla powietrza pasa przenośnikowego w odległości, która wyklucza wpływ strumieni powietrza z sąsiednich dysz na proces separacji. Sposób zainstalowania dysz umożliwia pionowe przemieszczanie wszystkich dysz. Kolektor każdej dyszy jest ślepo zakończony z jednej strony i podłączony do komory separacyjnej z drugiej strony. Komora separacyjna jest podłączona do urządzenia ssącego za pośrednictwem systemu przewodu zbiorczego. Urządzenie to opisano we francuskim zgłoszeniu wzoru użytkowego FR 78703 zawierającym 12 zastrzeżeń ochronnych i opublikowanym w 2006 r.

Niedogodnością takiego urządzenia jest adhezja drobno rozproszonych cząsteczek do boków dyszy, poziomych rur, okrągłych komór separacyjnych, która w rezultacie zmienia wymiary przekrojowe i podstawowe parametry technologiczne procesu separacji powodując zmniejszenie efektywności i straty wzbogacania. Struktura takiego urządzenia nie pozwala na zmianę wysokości umiejscowienia dyszy nad siatką co z kolei uniemożliwia realizację procesu dokładnego separowania gęstościowego, ponieważ gdy krawędź dyszy jest na stałe zamocowana nad siatką to strumień powietrza nierównomiernie oddziałuje na materiały o różnym rozmiarze. Struktura takiego urządzenia nie pozwala na separowanie materiału o kształcie płytkowym co negatywnie wpływa na jakość odzyskanych produktów.

PL 226 958 B1

Celem wynalazku jest polepszenie jakości separowanych produktów, zwiększenie wydajności pojedynczej jednostki, zwiększenie niezawodności obsługowej i technologicznej.

Istotą wynalazku jest urządzenie do pneumatycznej separacji podciśnieniowej materiałów masowych, charakteryzujące się tym, że podajnik separacyjny zawiera użebrowaną powierzchnię ze wzdłużnymi szczelinami dla usuwania cząstek płytkowych mieszaniny masowej i jednostajnego i równomiernego dostarczania pozostałej części tej mieszaniny na siatkę przenośnika siatkowego, oczyszczaną sprężonym powietrzem z dysz rozładunkowych znajdujących się pod dyszami transportowymi i w różnych odległościach pod siatką przenośnika siatkowego dla separacji pozostałej części mieszaniny masowej pod kątem docelowych gęstości, przy czym dysze transportowe i dysze rozładunkowe rozmieszczone wzdłuż siatki przenośnika siatkowego są pionowo przesuwne, zaś dysze rozładunkowe są bezpośrednio połączone z urządzeniami generowania rozładunkowego strumienia powietrza o różnej prędkości i mocy, a cyklony łączą dysze transportowe zintegrowane z koszami separacyjnymi do urządzeń ssących generujących strumień powietrza o specyficznej prędkości i mocy unoszenia.

Podajnik separacyjny jest korzystnie wyposażony w ramę i tacę o regulowanym pochyleniu.

Rzeczona taca jest korzystnie zamocowana na zawieszeniu wibracyjnym zaopatrzonym w wibrator w postaci silnika elektrycznego z niewyważonym wałem.

Elementem roboczym dyszy rozładunkowej dla siatki przenośnika siatkowego (3) jest wylot dyszy rozładunkowej ze wzdłużną szczeliną o szerokości odpowiadającej szerokości siatki przenośnika siatkowego.

Wynalazek, przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok ogólny przykładowego urządzenia według przedmiotowego wynalazku, a fig. 2 przedstawia jednostkę orientacji cząsteczek.

Urządzenie do pneumatycznej separacji podciśnieniowej zawiera kosz załadowczy 1; podajnik 2 wyposażony w separator; przenośnik siatkowy 3; dysze transportowe 4 zintegrowane z koszami separacyjnymi 41, z których każdy jest urządzeniem lub elementem dla przyspieszania strumienia gazu pod ciśnieniem i kierowania go do obszaru obniżonego ciśnienia i ma formę kwadratowej rury odgałęźnej (równoległościanu), której jeden koniec jest podłączony do objętości zasysania a drugi stanowi wlot dla powietrza atmosferycznego; cyklony 5; ekshaustor kurzu 6; dysze rozładunkowe 7; wentylatory 8; wyloty rozładunkowe 9; przenośnik wylotowy 10.

Po zmagazynowaniu materiału pierwotnego, wstępnie sklasyfikowanego pod kątem rozmiaru, w koszu 1, które zapewni prowadzenie nieprzerwanego, jednostajnego i równomiernego procesu dostarczania, materiał ten (mieszanina) jest doprowadzany do podajnika separacyjnego 2. Powierzchnia robocza wibracyjnego podajnika separacyjnego 2 zawiera zestaw płytek, o określonych szczelinach pomiędzy nimi, co zapewnia usuwanie materiału płytkowego i równomierną dystrybucję materiału kulistego wzdłuż wysokości i szerokości przenośnika siatkowego 3. Przenośnik siatkowy 3 ma siatkę 31 o takich rozmiarach otworów, które zapobiegają wysypywaniu materiału i zapewniają wystarczającą przepuszczalność dla powietrza. W czasie ruchu siatki 31 przenośnika siatkowego 3, na materiał działa strumień powietrza wypływający z dysz rozładunkowych 7. W wyniku oddziaływania na cząsteczki od dołu, poprzez siatkę 31 przenośnika 2, strumień powietrza orientuje cząsteczki bez wznoszenia ich nad powierzchnię przenośnika siatkowego 3, nadając im najkorzystniejszą orientację dla efektywnej separacji gęstościowej, w której środek ciężkości znajduje się w najniższym punkcie, co zapewnia stabilność w linii środkowej cząsteczki. Podczas ruchu pasa siatki 31 cząsteczki dostają się pod wpływ wstępującego strumienia zasysania generowanego przez dysze transportowe 4. Przepływ ten powoduje zasysanie cząsteczek o mniejszej wadze do danej dyszy transportowej 4, przy czym po zderzeniu z deflektorem wewnątrz komory dyszy transportowej 4, materiał przedostaje się do obszaru wyładowczego i opada na przenośnik wylotowy 10 poprzez wylot rozładunkowy 9. Pył wytworzony w wyniku separacji i zderzania jest zbierany przez cyklony 5. Materiał pozostały na siatce 31 przenośnika siatkowego 3 po przejściu przez pierwszą strefę separacji przechodzi do następnej strefy, dostosowanej do wydobywania produktów o innej gęstości, albo jest usuwany z procesu.

Każda z dyszy transportowych 4 może być dostosowana do specyficznej gęstości i efektywności separacji poprzez zmianę odległości pomiędzy powierzchnią siatki 31 przenośnika 3 a wlotem 42 dyszy transportowej 4, zmianę wysokości roboczej dyszy transportowej 4 (minimalny dystans jest tu determinowany przez maksymalny rozmiar separowanych cząsteczek materiału), zmianę trybu działania ekshaustora kurzu 6, ograniczenie strumienia powietrza przed i/lub za ekshaustorem kurzu 6. Liczba stref separacji jest zdeterminowana ilością docelowych produktów o różnych gęstościach. Liczba uzyskiwanych produktów jest równa liczbie stref separacji powiększonej o jeden. Działanie

PL 226 958 B1 przedstawionego urządzenia jest proste i może być poddawane regulacji bez konieczności przerywania procesu, zapewnia wysoką efektywność separacji gęstościowej produktu, w tym produktów o małej różnicy gęstości. Zapewnia również minimalne zanieczyszczenia wzajemne pomiędzy separowanymi produktami.

Jeżeli urządzenie takie zostanie załadowane produktami o jednorodnej gęstości to zostaną one pooddzielane pod kątem rozmiaru i kształtu.

Wynalazek ma zastosowanie przemysłowe, ponieważ może być użyteczny w cyklu technologicznym dowolnej gałęzi gospodarki, zwłaszcza w górnictwie, gdzie materiały masowe, wstępnie sklasyfikowane pod kątem specyficznej różnicy rozmiarów, wymagają separacji pod kątem gęstości.

Lista odsyłaczy numerycznych:

1. kosz załadowczy,

2. podajnik separacyjny,

21. rama (podajnika separacyjnego),

22. taca (podajnika separacyjnego)

3. przenośnik siatkowy,

31. siatka (przenośnika siatkowego),

4. dysza transportowa,

41. kosz separacyjny (dysz transportowej),

42. wlot (dyszy transportowej),

5. cyklony,

6. ekshaustor kurzu,

7. dysza rozładunkowa,

71. wylot (dyszy rozładunkowej),

8. wentylator,

9. wylot rozładunkowy,

10. przenośnik wylotowy.

Claims (4)

1. Urządzenie do pneumatycznej separacji podciśnieniowej materiałów masowych zawierające kosz załadowczy (1), podajnik separacyjny (2), przenośnik siatkowy (3), urządzenie nawiewne wytwarzające strumień powietrza pod ciśnieniem dla przenośnika siatkowego, dysze transportowe (4) zintegrowane z koszami separacyjnymi (41) i umieszczone nad siatką (31) przenośnika siatkowego (3), dysze rozładunkowe (7) umieszczone pod siatką (31) przenośnika siatkowego (3) w jednej płaszczyźnie z dyszami transportowymi (4) i dostosowane do separowania materiału pierwotnego na produkty o specyficznych gęstościach, cyklony (5) oraz urządzenia do generowania zasysających strumieni powietrza w dyszach transportowych (4) i strumieni rozładowywania w dyszach rozładunkowych (7), znamienne tym, że podajnik separacyjny (2) zawiera użebrowaną powierzchnię ze wzdłużnymi szczelinami dla usuwania cząstek płytkowych mieszaniny masowej i jednostajnego i równomiernego dostarczania pozostałej części tej mieszaniny na siatkę (31) przenośnika siatkowego (3), oczyszczaną sprężonym powietrzem z dysz rozładunkowych (7) znajdujących się pod dyszami transportowymi (4) i w różnych odległościach pod siatką (31) przenośnika siatkowego (3) dla separacji pozostałej części mieszaniny masowej pod kątem docelowych gęstości, przy czym dysze transportowe (4) i dysze rozładunkowe (7) rozmieszczone wzdłuż siatki (31) przenośnika siatkowego (3) są pionowo przesuwne, zaś dysze rozładunkowe (7) są bezpośrednio połączone z urządzeniami generowania rozładunkowego strumienia powietrza o różnej prędkości i mocy, a cyklony (5) łączą dysze transportowe (4) zintegrowane z koszami separacyjnymi (41) do urządzeń ssących generujących strumień powietrza o specyficznej prędkości i mocy unoszenia.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że podajnik separacyjny (2) jest wyposażony w ramę (21) i tacę (22) o regulowanym pochyleniu.

PL 226 958 B1

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że taca (22) jest zamocowana na zawieszeniu wibracyjnym zaopatrzonym w wibrator w postaci silnika elektrycznego z niewyważonym wałem.

4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienne tym, że elementem roboczym dyszy rozładunkowej (7) dla siatki (31) przenośnika siatkowego (3) jest wylot (71) dyszy rozładunkowej (7) ze wzdłużną szczeliną o szerokości odpowiadającej szerokości siatki (31) przenośnika siatkowego (3).