Схема конструкции, основы расчета воздушных сепараторов

Подробности: Создано 09.08.2012 15:43; Обновлено 09.08.2012 17:19; Автор: Admin

В промышленности строительных материалов преимущественно применяют сепараторы проходные и циркуляционные. В проходные сепараторы (а) материал в виде аэросмеси подается сжатым воздухом, который используется также для технологической операции разделения смеси. Воздух с исходным материалом поступает по патрубку 1 в корпус сепаратора 2.

Вследствие расширения канала, в котором движется смесь, скорость потока падает и крупные частицы выпадают из смеси под действием силы тяжести. Мелкие частицы проходят имеете с воздухом по направляющим лопаткам 4 во внутренний конус 39 где поток закручивается и из него выпадают частицы средней крупности в результате воздействия на них центробежных сил. Крупные частицы отводятся из сепаратора по патрубкам 6, а мелкие выносятся по трубе 5 в осадитель. Граница разделения регулируется дросселированием входящего потока или путем изменения угла поворота лопаток 4.

Недостатком сепараторов является повышенный расходе сжатого воздуха. Такие сепараторы рационально применять в установках, где сжатый Воздух используется как рабочее тело (в системах пневмотранспорта). Наша промышленность выпускает проходные сепараторы диаметром от 2,5 до 5,5 м, с пропускной способностью по воздуху 20-30 тыс. м³/ч.

Рассмотрим циркуляционный воздушный сепаратор с разбрасывающим диском и крыльчаткой (б). Такие схемы сепараторов отличаются компактностью и экономичностью, поскольку в одном агрегате объединены источник движения воздуха (вентилятор), сепарирующие и осадительные устройства. Исходный материал поступает по патрубкам 7 и 15 на вращающийся на валу 8 диск 14, с которого сбрасывается под действием центробежной силы. Крупные частицы под действием силы тяжести падают или под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам внутреннего корпуса 11, где теряют скорость и также сползают вниз, образуя "крупный продукт".

Вентилятор 16 и крыльчатка 13, вращаемые вместе с диском 14, засасывают воздух из нижней зоны, который пересекает материал, сбрасываемый с диска, захватывает средние и мелкие частицы и выносит их в зону вращения крыльчатки 10. В этой зоне под действием центробежных сил вращающегося потока средние частицы отбрасывают к стенкам корпуса 11 и стекают вниз в крупный продукт. Мелкие частицы вместе с воздухом проходят сквозь вентилятор 16 в пространство между наружным и внутренним корпусами, где воздух движется вниз по спирали (циклонная зона осаждения). Окружная скорость потока воздуха в этой зоне максимальная, вследствие чего имеющиеся в потоке мелкие частицы отбрасываются центробежной силой к стенкам корпуса 9, теряют скорость и стекают вниз, образуя "мелкий продукт". Воздух снова сквозь жалюзи 12 поступает во внутренний кожух, захватывая случайно попавшие в крупный продукт мелкие частицы.

Граница разделения в рассмотренном сепараторе может регулироваться изменением радиуса расположения лопаток крыльчатки 10 и угла установки лопаток жалюзи 12. Циркуляционные сепараторы выпускаются диаметром 2,8-5 м, производительностью 10-30 т/ч (при сепарировании порошков с удельной поверхностью 4500-50 000 см²/г). Удельные затраты энергии в таких сепараторах составляют 1,3-2,0 кВт ч/т, удельная нагрузка 1,5-2,0 т/ч·м² сечения внутреннего корпуса сепаратора.

Выше показана схема сепаратора с внешним вентилятором и внешней зоной осаждения. В сепараторе использована центробежная поперечнопоточная схема зоны осаждения, осуществляемая восходящим потоком воздуха, нагнетаемым внешним вентилятором 3 в корпус сепаратора, и вращающейся крыльчаткой 5. Материал поступает по патрубкам 1 на диск 4 вращаемый мотор-редуктором 2. В зоне крыльчатки крупные частицы под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам и стекают вниз в приемник крупной фракции. Мелкие частицы выносятся воздухом во внешние циклоны 6, где они осаждаются. Очищенный воздух по коллектору 7 вновь поступает в вентилятор.

Такая схема сепаратора отличается от рассмотренных тем, что вынесенные осадители могут быть оптимальных размеров. Это позволяет увеличить удельную нагрузку в камере сепаратора, уменьшить ее размеры, а также повысить степень очистки в циклонах-осадителях. При этом увеличивается к. п. д. вентилятора и уменьшается его износ, так как он перерабатывает более чистый воздух.

Расчет основных параметров сепараторов. Инженерные расчеты воздушных сепараторов ввиду сложности процессов движения частиц в двухфазовом потоке реальных аппаратов производят по упрощенным зависимостям, учитывая некоторые особенности процесса эмпирическими коэффициентами. Применительно к циркуляционным сепараторам рекомендуется следующая последовательность:

В зависимости от влажности, дисперсности, формы зерен материала, заданной производительности, выбранных схем зон разжеления оппределяется диаметро рабочей зоны сепаратора. Далее пределяется высота лопаток крыльчатки. Определяется необходимый расход воздуха. Выбирается достаточное давление вентилятора.