185439. lajstromszámú szabadalom • Berendezés azonos fázisú diszpergált anyagok áramló közegben történő szétválasztására
1 185 439 2 A találmány olyan berendezés, amely azonos fázisú dis/.pcrgált anyagok áramló, közegben történő szétválasztására (például szilárd szemcséknek ellenáramú légnemű közegben történő szétválasztására) szolgál. A bányászatban, a vegyiparban és a rokoniparágakban gyakran előforduló feladat, hogy azonos fázisú, de különböző jellegű részecskékből álló halmazt (például szilárd szemcsékből álló halmazt) a részecskék egyçdi tulajdonsága alapján kell szétválasztani. A szétválasztás szakirodalomból és a gyakorlatból ismert különféle eljárásai és berendezései közül a függőleges főtengelyü ún. gravitációs-ellenáramú szétválasztok (olyan berendezések, amelyben a gravitációs térben aláhulló halmazzal szemben áramló közeg a részecskék egy hányadát magával ragadja, másik hányaduk az áramló közeggel szemben lefelé halad, míg egy részük az áramban lebeg; a szemcsék viselkedését a rájuk ható erők eredője határozza meg) a legelterjedtebbek. Jelenleg ezek a gravitációs elven működő berendezések üzemelnek a legkisebb energiaráfordítással, ugyanis ezeknél nem szükséges felesleges tömegeket (például szitakeret, dob) mozgatni. Ugyanakkor hátrányukként jelentkezik nagy — különösen függőleges — helyigényük, amit jól jellemez, hogy az elválasztás élességét — az osztályozás minőségét - alapvetően meghatározó ún. fajlagos terhelés (kg betáplált szétválasztandó anyag/'m3 áramló fluídum) alacsony érték. Az irodalomban Engel: Untersuchungen zur Tragfähig-Keit der Luft bei der Windsiehtung. — Diss. TH Aachen. (1957) közöltek szerint például kvarchomok és levegő alkalmazása esetén a fajlagos terhelés maximuma 1,5 kg/m3, de az optimuma 1,0 kg/m3. Más mérések szerint Vessel, függőleges, négyszögletes keresztmetszetű berendezés optimális terhelhetősége 0,5 kg/3. Az igen elterjedt több fokozatú berendezések közül a leghatékonyabbnak tartott ún. „cikk-cakk” osztályozok fajlagos terhelhetősége is a 0,5-1,5 kg/m3 értékek között van. Lauer: Labor-Windsichter. Aufbereitungs Technik. 1. Teil 16 (1976/5, 224 — 231; 2. Teil (1976). 10, 620-525). A fajlagos terhelés növelésének az szab korlátot, hogy bizonyos határon túli terhelésnél - amely anyagonként és anyagállapotként eltérő érték - a szétvált részecskék összeállnak, csomósodnak. Ezáltal a határterhelés közelében megváltozik a szemcseeloszlás térben és időben, s ezért az osztályozandó fázis egy része változatlanul hagyja el a berendezést. A találmány célja olyan berendezés kialakítása, amelyben a szétválasztandó halmaz részecskéinek ismételt összetapadása gátolva van, illetve az osztályozás során összecsomósodottak újból részecskékre esnek szét, s ezáltal a fajlagos terhelés jelentősen megnövelhető, aminek következtében a berendezés méretei csökkenthetők a hatékony szétválasztás biztosítása mellett. A találmány a kijelölt célt úgy valósítja meg, hogy a berendezés egymáshoz kapcsolt bővülő és szűkülő (erekből kialakított egységeket (bővülös/ukülö - Mdalokal) tartalmaz, amelyeknél a bővülő térbe r.elépö, a berendezés teljes hosszán áthaladó szétválasztó közegben örvények keletkeznek, amelyek megakadályozzák a szétválasztandó halmazok részecskéinek újbóli összetapadását, illetve az összelapadt halmazokat részecskéire bontják a pörgő mozgás következtében fellépő centrifugális erő, illetve a szemcsék egymáshoz való ütközése, dörzsölődése következtében. A több bővülő-szűk ülő toldatból (egységből) kialakított berendezés lehetővé teszi egyrészt, hogy c belépéskor szemcsehalmazt alkotó anyag egységről-egységre haladva diszpergálódjék a felfelé áramló légnemű közegben, másrészt, hogy egységenként külön-külön frakciók legyenek leválaszthatók, harmadrészt, hogy a beépített egységek alakjának és számának függvényében igen szűk iellemző paraméterű, például szilárd szemcsék leválasztásánál lényegében azonos geometriai méretű észecske frakciók legyenek leválaszthatók. A találmány szerinti berendezés egységei, a bő/ülő-szükülő toldatok olyan üreges testek, amelyek :élszerüen forgás és/vagy síkfelülelekből építhetők fel legalább két nyílással (az anyag be- és elvezetésére), amely nyílások között az üreges test legalább egy keresztmetszet maximummal rendelkezik. A bővülö-szükülö toldatok egymáshoz a nyílások mentén vagy közdarabbal csatlakozhatnak, de közvetlenül is kapcsolódhatnak egymáshoz, illetve kivitelezhetők egy darabból, folytonos felülettel is. A toldatok egyéb kiegészítő részekkel is rendelkezhetnek. például másodlagos anyag be- és elvezető csonkokkal (nyílásokkal), de lehetnek dupla fallal vagy egyéb üreges fallal kiképzettek hőközlés vagy hőelvonás céljából. A bővülő-szűk ülő toldat csonka kúp illetve csonka gúla alakú héjakból alakítható ki, kör vagy paralelogramma szelvényű nyílásokkal. A bövülő-szűkülő toldatokból kialakított egységek egymás mellé is kerülhetnek, a jobb kihasználás érdekében például egy-egy- bővülő-szükülő toldat közös fallal rendelkezhet. A találmány szerinti berendezés funkcióját tekintve egymás fölött elhelyezett szitarendszerhez hasonlítható, ugyanis egy-egy szűkület, ahol a szétválasztó közeg felgyorsul, egy-egy szitának felel meg, a szitanyílások funkcióját lényegében az áramló közeg sebessége veszi át; a növekvő sebességek egyre szükebb szitanyílás-méretekkel hozhatók kapcsolatba. Meg kell jegyezni ugyanakkor, hogy a szitarendszer kialakítása, a pontos lyukméret betartása igényes és drága munkát kíván meg, üzemeltetése a tömegek ismételt felgyorsulása miatt drága, karbantartási igénye a mozgó mechanizmusok és a jelentős kopások miatt igen nagy. Ezzel szemben a találmány szerinti megoldás gyártása nem igényel különleges szakismeretet és speciális szerkezeti anyagokat, mozgó alkatrészt nem tartalmaz, kopásnak sokkal kevéssé van kitéve, s ezek következtében gyártása, üzemeltetése és karbantartása olcsó. A találmány néhány kiviteli alakját példaként az 1 - 5. ábrákon szemléltetjük. Az 1. ábra a berendezés metszeti képét tünteti fel 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
