Конструкция и принцип действия гидравлических классификаторов и воздушных сепараторов. Основные расчеты.

 

Гидравлический сортирователь представляет собой желоб, по которому течет смесь горошка с рассолом. В зависимости от плотности зерен горошка часть зерен будет всплывать, другая – опускаться.

Механические классификаторы. Эти аппараты используются для отделения песка и других примесей при мойке плодов и корнеплодов. Наибольшее распространение получили спиральные, реечные и чашевые классификаторы.

Спиральный классификатор представляет собой наклонный (под углом 12…18°) корпус 1 полуцилиндрического сечения, внутри которого вращаются одна или несколько спиралей 2, частично погруженных в жидкость и транспортирующих примеси (песок) в верхнюю часть корпуса для выгрузки.

Слив удаляется из нижней части классификатора через высокий порог 3.

Различают три типа воздушных сепараторов:

1. Центробежно-воздушные, или механические, в которых воздушный поток замкнут внутри самого сепаратора.

2. Воздушно-проходные, или пневматические, с проходным воздушным потоком.

3. Вращающиеся, с проходным воздушным потоком.

Центробежно-воздушный сепаратор (рис. 1) состоит из двух конусов, концентрически вставленных один в другой. Во внутреннем конусе 1 на центральном валу расположены крыльчатка вентилятора 5, тарелка 4 и центробежное лопастное колесо 3.

Рис. 1. Центробежно-воздушный сепаратор:
1-патрубок для отвода готового продукта; 2-наружный конус; 3-центробежное колесо;
4-нрашающаяся тарелка; 5-крыльчатка вентилятора; 6-поворотные створки;
7-внутренний конус; 8-патрубок для отвода крупных частиц на повторный размол.

Продукт подается из мельницы на быстро вращающуюся тарелку 4 и отбрасывается центробежной силой к стенке конуса. Вентилятор, расположенный над тарелкой, создает направленный кверху воздушный поток. Частицы материала увлекаются воздухом и проходят через колесо 3, где отделяются мелкие частицы; затем частицы попадают в кольцевое пространство между конусами. Более крупные частицы, не выпавшие под действием силы тяжести, отбрасываются к стенкам внутреннего конуса и удаляются через патрубок 8 в мельницу на повторный размол.

Мелкие частицы сползают по стенкам наружного конуса 2 и удаляются в качестве готового продукта через патрубок 7.

сепаратор этого типа (рис. 2) состоит из двух конусов, образующих две разделительные камеры-внутреннюю и кольцевую.

Рис. 2. Воздушно-проходной сепаратор:
1-труба для ввода исходного продукта; 2-внутренний конус; 3-наружный конус;
4-поворотные створки; 5-труба для отвода готового продукта;
6-патрубок, для отвода крупных частиц.

 

Продукт размола поступает в воздушном потоке по трубе 1 со значительной скоростью (15-20 м/сек) и попадает в кольцевое пространство между внутренним конусом 2 и наружным 3. Здесь скорость потока снижается до 4-6 м/сек, благодаря чему из него под действием силы тяжести выпадают наиболее крупные твердые частицы. Далее поток огибает верхний край внутреннего конуса и проходит через направляющие поворотные лопасти (створки) 4, которые придают ему вращательное движение.

Интенсивность отделения частиц зависит от положения лопаток. Если лопатки поставлены тангенциально, то выпадение частиц во внутреннем конусе происходит главным образом под действием центробежной силы, если же они поставлены радиально, то осаждение происходит за счет инерционных сил, при изменении направления движения. В наружном конусе выпадают более крупные частицы, которые через патрубок 6 направляются обратно в мельницу. Продукт тонкого помола выходит вместе с воздухом через трубку 5 и направляется в циклон, где он отделяется от воздушного потока.

Диаметр D, мм, сепаратора является производной количества и ско­рости пылепотока

D=18.8A QВV (1)

Где V – скорость аэропотока на входе в сепаратор, м/с; а – коэффи­циент, представляющий отношение диаметра сепаратора к диаметру входного патрубка, для сепараторов центробежного типа равен 3,8; QВ – объемная производительность сепаратора по воздуху и пыли, м3/с.

Qв = 1000 V1Вмр/3600, (2)

Где V1 – объемное количество воздуха после мельницы, м3/ч, опреде­ляемое по теплотехническому расчету пылесистемы; Вмр – расчет­ная производительность мельницы по материалу (количество готового материала плюс рециркуляция), т/ч.

Мощность N, кВт, привода вентиляторного колеса с достаточной точ­ностью можно определить по формуле:

N=QвН/3600-102η, (3)

Где Н – сопротивление пылевоздушной смеси в тарели, Па; η – к. п.д. передачи, принимается равным 0,8-0,85.

Н=µγBv2/g, (4)

µ – концентрация материала в воздухе, кг/м3; γв – истинная плот­ность воздуха, кг/м3; v – скорость пылевоздушной смеси на входе в тарель, м/с.

 

(гидравлические классификаторы рассчет)

Скорость падения частиц, размер которых отличается от размера граничного зерна, относительно стенок камеры, рассчитывается как алгебраическая сумма скорости частицы относительно жидкости и скорости самой жидкост

Va=Vч+Vж

для крупных частиц скорость Vа будет направлена внз и по абсолютной величине равна

Vа.к=Vч.к-Vж

Для мелких частиц она направлена вверх и по абсолютной величине равна

Vа.м=Vж-Vч.м

Площадь камеры

Sk=Qt/(L-m)*Vа.к

Qt-объемный расход твердых частиц, выделяемых в продукт данной камеры

m-коэффициент разрыхления взвеси в камере

Расчтет корытной части гидравлического многокамерного классификатора

Sж=[Qt(1-SIGMA.Gam)+Qж+SIGMA.Q'ж]/V'

Qt-объемный расход твердого в питании классификатора

Qж-расход воды, подаваемой питанием

SIGMA.Q'ж-суммарный расход восходящей воды, поступающей из предыдущих камер

SIGMA.Q-суммарный объемный выход твердого в предыдущих камерах,

V'-скорость стесненного осажденния частиц

 

Практический расчет извлечения частиц в мелкий продукт воздушного классификатора с пересыпными полками

eps=50*10^-k(1/Fr-1/Fr0)

К-коэффициент, зависящий от плотности частиц, определяется экспериментально

Fr-критерий фруда

Критерий Фруда отражает влияние сил тяжести, или собственного веса, на движение жидкости.

Fr=w^2 /gd

d-размер извлекаемых чатиц

Fr0-значение Fr, при котором eps=50%

 

 

2.Режущие рабочиеоргановтехнологическогооборудованияпредприятиймяснойпромышленности.