CN1009255B - 旋转式分离器 - Google Patents

Abstract

将细小纤维和细木条分离的方法，有一种系统，将细小纤维和细本条的混合物放入，送到一个旋转圆盘上，加离心力作分离。第一方案中，将细小纤维和细木条沿长度不同的路径推送，落入不同的收集器，细小纤维收集器用气流夹带细纤维以备清理。转子为圆盘，有平坦上表面，第二方案之上表面则有若干叶片。第三方案之圆盘则有若干槽，引导细纤维通过盘边落入相应收集器。第四方案则设若干径向槽孔，下有叶片，作细纤维及细木条的分选。

Description

本发明与一种分离器有关，具体有关一种将纸浆机中的细小纤维和细木条分离的旋转式分离机。

在纸浆机中把细小纤维和细木条分离是很重要的，通常将细小纤维焚烧，因为细小纤维中没有制纸所需的长纤维。

现在常用的旋转细筛，电动分离器，振动筛等等，费用昂贵或效率低。

因此，本发明的目的，是提出一种旋转分离器，其经济合算，效率好，并且分离能力可以控制。

本发明的上述目的之所以能取得，是通过利用离心力和空气流，把细小纤维和细木条分离，以保持分离状态并送出细小纤维作处理。把细小纤维和细木条的混合物，通过一个进料槽向水平旋转圆盘的中心供给，圆盘把进料分散，甩到圆盘的周边以外。由于已经看到细末在空气中沿着抛物线的前进，不及较重的颗粒容易，所以细末木条沿一条更限定的抛物线向外抛出，而细小纤维的路线较短。因此，有两个同心腔室在旋转圆盘周边外的下方形成，外腔室接受细木条，内腔室接受细小纤维。外腔室在底部上有一个排出口，把细木条向一个输送器排放，并形成进气口，提供与上述气流连接的空气流。但是内腔是一个低压区，和气流连接，因此里面收集的细小纤维夹带在先提到的气流中，被输出去处理。

在本发明的第一个实施方案中，转子包括一个转盘，转盘上有一个平坦的上表面，对材料给予一个离心力。在第二实施方案中，上表面上设有若干弧形叶片，把材料向圆盘的周边引导。在第三实施方案中，圆盘有若干条槽向盘边伸展，在盘边上开口。在第四实施方案中，旋转圆盘下侧表面上有若干幅条或叶片，并有若干槽孔从圆盘中穿过，对细木条和细纤维分类，细小纤维通过槽孔落入内腔。

本发明的旋转式分离器设有若干控制装置调节离心力，籍以调节材料的落点，并调节夹带细小纤维的气流。离心力通过控制转速而调节，例如，利用变速装置控制转速。落点可通过调节转子高度而调节。气流调节非常简单，可用一个可变风挡等。

图1概略示出一个分离系统，其中有一个剖视的分离器，一个风机和一个旋流器;

图2为可用于图1装置的转子的局部俯视图;

图3为分离器的局部剖视图，表示本发明转子构造的第三实施方案;

图4为图3转子的局部俯视图;

图5为图3及4转子的局部端视图;

图6为使用本发明转子构造另一实施方案的分 离器局部剖视图;

图7为图6所示转子的局部俯视图;

图8为基本沿图7中Ⅷ-Ⅷ线的剖视图。

参见图1及2，所示分离系统有一个分离器10，通过风机14和旋流器12连接。

分离器10有一个外壳，包括一个上壁16，一个锥形下壁18，和顶壁56。一个横梁结构20支持与壁18有间距的内壁22，从而形成一个外腔24和一个内腔26。壁18还形成一个与一个输送器30连接的排出口28。内壁22的下端形成一个和导管34连接的排出口32。导管34维持通过可变开口36的空气流，该气流由风挡60控制，通过风机14和旋流器12，到达排出口62。

转子38安装在腔24及26上旋转，有一个平坦的上表面。从图2可最清楚看到，转子38′有一个圆盘40，上面有若干弧形叶片42。转子38（见图1）或38′（见图2）在安装在横梁20上的轴承46中的轴44上旋转，轴44由通过联接件52和电机50连接的齿轮箱48驱动，联接件52为三角皮带或其他装置。电机50可为由变速电机控制器64控制的变速电机，调节转子提供的离心力，则很有利。

齿轮箱48可垂直调节则有利，例如用调节螺丝或校平耳54调节，调节转子38的垂直高度，从而调节分离材料的落点。

风挡60调节进入导管34的空气流。

在运转时，将细木条及细小纤维的混合物通过进料槽58供给分离器，并引入转子38中心部分，在里面受离心力作用，甩到圆盘周边的外面。细木条比细小纤维有较低的面积质量比，抛出路径如图中A所示，被收集进腔24。细小纤维与之相反，抛出路径如B所示，被腔26收集。接受腔24收集的和气流C中夹带的全部细小纤维和粉末，被输送入废料腔26。

壁18将细木条向下引导，到达排出口28，输送到输送器30上作加工。然而，由于气流C和通过导管34的气流的存在，在腔26的低压区中收集的细小纤维，从排出口32排出，由气流夹带，通过风机14，输送进旋流器12。最后，细小纤维从旋流器12中排出，如图中之62所示。

参看图3，4及5，图示本发明的第二实施方案，转子64随轴44旋转，轴44由横梁20上的轴承46支承。转子64的构造是一个焊接凹槽结构，下表面倾斜，例如倾斜0.5°。从图4及5可最清楚看到，转子有一个槽68的区域66，一直伸到转子的边缘。举例而言，槽的宽度和深度可以各为0.478厘米。槽的目的是尽可能多收集细小纤维;因此，槽的形式要求是使槽的长度大于假如该槽沿径向延伸的长度。细小纤维在槽中时，被两个摩擦力推送，例如向下并沿相应的槽的侧壁推送，如所预期，一个力向下，另一个力向槽壁，便使细小颗粒的径向速度减低，因而细小纤维容易落入腔26的废料区。实验结果表明，槽可提高分离器的效率。

槽还可以抖掉附在细木条上的细小纤维。细木条有防止槽堵塞的作用。

风机作用产生的气流从旋转分离器中通过，处理最小的飞扬颗粒，减小细小纤维的流动距离，把细小纤维送到腔26中的废料区。

参见图6，7及8，示出本发明的另一实施方案，分离器中设置一个转子70。

转子70如图7及8最清晰所示，有一对环72及74，中间用若干有间距的幅条76连接。一块板78用若干螺丝80和环72，74固定并有若干槽孔82。有了这个结构，便可用转子下面的幅条或扇叶76，造成转子上方的负压。转子70的旋转方向和上述有槽的转子64的旋转方向相反。

应该注意到图6中的腔26有一定尺寸，使之仅在转子的下侧上伸展，在本实施方案中，细小纤维通过槽孔82分类。

还应注意到在图3-5及6-8的实施方案中，还可以结合一条导管34维持气流夹带细小纤维，输送细小纤维作最后处理。

还容易明显看到，上面的叙述有关一种分离器，其设计中将一部分材料（主要为细木条）和混合物中其他一种或多种组分分离。把材料向水平旋转的转子的中心供给，被离心力甩出，成为两个或多个部分。一部分是收受材料，由一个外区接受，而另一部分是废料，即细小纤维，由一个内区接受。为对系统作控制，空气的流动与材料流动方向相反。这设备和其他主要立足于低成本的设备相比，提供的优点是没有通常容易堵塞的类型例如振动筛之类的孔眼或槽孔，没有圆盘筛中的易磨损大元件，而是这种设备具有高效率，容易控制，密封 装置的设置消除了尘埃的问题，并且能量大。

本发明的一个实际尺寸的模型经过制造和运转。仅利用了旋转板的离心力，而未用气流，取得了75%的分离效率，产量稍有降低。但产量和效率仍然等于或超过现有的分离器。使用上面讨论的气流，取得了88%的分离效率。也就是：没有设置气流时，分离器的工作性能非常好，利用气流时工作极好。

本发明的一个实施方案中，转子上设计了一种特殊的槽，进行粉末和细木条的分离。槽的形式如图4所示。槽的目的是尽可能多分选细小纤维/粉末，由于有两个摩擦力，便可在颗粒离开转子以前，将速度尽可能减低。所以，转子有一个反向转动，如图4所示。由于颗粒中的能量和气流的作用，颗粒分别进入圆锥的内侧和外侧。槽由大颗粒作自清洁。如有需要可在中心上设置一个铲除器（ice    breaker）。为了提高生产能力可设置另一个和图1所示进料槽相对的进料槽，如上文揭示，有这进料槽时，在同一时间内仅使用转子的一半。

如上文所述，因为几个缘故气流从分离器中通过是重要的。首先，收集最小的颗粒是重要的。本文中考虑的最小颗粒，平均直径小于0.4英寸（1mm），诸如尘埃。其次，气流的重要性是搅动材料的小粒径部分，为了实现分离作用，防止其随大粒径部分的抛物线前进。气流另一重要作用，是把小粒径部分输送到要求的地点作处理，并通过逆流作气力清洁。

关于最小颗粒的收集，全部可用材料都需从逆向低速气流中通过，因为大部分的吸入空气都从可用材料排出口吸入。最小的颗粒很容易由低速空气输送，由逆气流将其收集在分离器的内外圆锥之间。转子的旋转造成空气流动，最小颗粒便倾向于形成尘雾上升，在有的时候，假如没有逆气流收集最小颗粒，将其送进废料腔，便会随附可用材料。

下文所述应从小粒径部分的拢动考虑。在真空中时，颗粒的抛出距离与颗粒的尺寸无关，关系服从下列公式：

W＝Vo×sin2α

g

W代表抛出距离的公尺数，Vo表示初速的每秒钟公尺数，α为抛出角度数，g为重力加速度的公尺/秒。

但是，已经熟知低速的空气可能搅动低能量的小颗粒，小颗粒不从较直的抛物线中通过，而被影响通过另一路线，例如正弦曲线。因此，用离心力加气流时，便有办法把一个或多个粒径部分和另外粒径部分分离。

又如上文所述，最好将小粒径部分输送到一个要求的地点。用气动输送传递细小纤维/粉末粒径部分，还有投资少的优点，系统可作防尘密封，易于作改变。因此，优点在于在旋转分离器中，可用同一气流将最小粒径部分，输送到距离很远的要求地点去。

由于全部可用材料通过分离器时从气流中通过，那么即使依附大颗粒的小颗粒，例如通过水汽依附者，都可被分离。

结构可作变更;例如，可设两个以上的同心腔分离混合物的两种以上的组成成分。并且，如上文所述，可设置两个以上的进料口，以提高通过量，并可设置一个铲除器，例如布置在分离器的中心。

虽然本人已就发明的一特定举例实施方案叙述如上，然而凡熟悉本技艺领域都能明了，对本发明尚可作许多变化和修改，而不超过本发明之精神与范围。因此，本人有意将所有此类可合情合理纳入本人对领域所作供献范围内之一切变化和修改，均包括在据本申请所授与之专利证书内。

Claims (17)

1、分离有若干不同尺寸的颗粒组分的混合物的分离器装置，包括：限定若干个同心腔(24，26)的腔室装置，每个所述腔(24，26)具有一个接收进口和一个排出相应颗粒组分的排出口(28，32)，一个安装在所述腔(24，26)上方的转子(38)，驱动装置(48，50，52)与转子(38)连接并操纵转子(38)旋转，进料装置(58)将有若干颗粒组分的混合物向转子(38)上供给，使其受到离心力的作用，从转子(38)的边缘抛出，气流装置(14，60，36，34)与所述腔(24，26)的排出口(28，32)连通，将颗粒组分中的小颗粒带走并输送，使小颗粒流向所述同心腔(24，26)的最内部；其特征在于：所述同心腔(24，26)的最内部的进口至少是部分从所述转子径向向外，所述转子(38)把大的颗粒组分与小的颗粒组分进行初级分离并把颗粒组分分别沿与其表面面积和质量的比相关的路线(A，B)抛到所述同心腔(24，26)的进口处。

2、如权利要求1中之分离器装置，其特征在于：所述转子（38）是一个具有上下表面的圆盘，其上表面上有一种穿过圆盘边缘形式的槽。

3、如权利要求1中之分离器装置，其特征在于：另有一个壳体，其中包括若干同心腔，每个腔至少有一个向下的锥形壁，向着该转子的旋转轴线倾斜，末端为一相应的排出装置。

4、从细木条和细小纤维混合物中分离这两成分的分离器装置，包括：形成第一腔（26）的第一腔室装置，形成同心围绕第一腔的第二腔（24）的第二腔室装置，把细木条和细小纤维混合物向所述第一和第二腔上方预定位置供给装置（58），一个在第一和第二腔（24，26）上方旋转的转子（38）接受混合物，驱动装置（48，50，52）与所述转子（38）连接并操纵转子（38）旋转，所述第一腔室装置和所述第二腔室装置分别包括接受它们相应组合物的进口和排出相应组合物的排出口（28，32），气流装置与每个排出口连通并提供气流将那些包括至少是初始进入所述第二腔的纤维带走并输送;其特征在于：所述第二腔（24）的进口从所述第一腔（26）的进口径向向外并且所述第一腔（26）的进口至少是从所述转子（38）部分径向向外，所述转子（38）对细木条和细小纤维施加离心力，从而从细木条中分离出一大部分细小纤维，使细木条进入所述第二腔（24）而细小纤维进入第一腔（26）。

5、如权利要求4之分离器装置，其特征为另有一个包括该第一及第二腔室装置的壳体，腔室至少各有一个朝向该转子旋转轴线的下斜锥形壁，终止于各自的排出装置。

6、如权利要求5之分离器装置，其特征为该壳体另有一个上壁，安装该驱动装置。

7、如权利要求4之分离器装置，其特征为该供料装置有一个进料槽，其位置有利将细木条和细小纤维混合物，引导到该转子的中心部分上去。

8、如权利要求4中之分离器装置，其特征为该驱动装置有一驱动器，一根轴和该驱动器连接，轴上安装该转子。

9、如权利要求8中之分离器装置，其特征为该驱动器有一个变速电机，用于改变该转子的旋转速度，和加在细木条及细小纤维混合物上施加离心力。

10、如权利要求8中之分离器装置，其特征为该驱动器有可调装置，用于改变该转子的高度，和该细木条及该细小纤维进入其相应腔的行程。

11、如权利要求4中之分离器装置，其特征为该气流装置有一条导管，和该第一排出装置连接，风机装置和该导管连接，气流进口与所述第二腔排出装置紧密结合，提供与细木条相反方向的气流穿过第二腔，并使这气流以打第一腔中细木条的相同方向通过第一腔。

12、如权利要求11中之分离器装置，其特征为该导管有一个可调风挡控制气流。

13、如权利要求4中之分离器装置，其特征为另有一个输送器在该第二排出装置的下方，将细木条送出。

14、将细木条和细小纤维混合物中的细木条和细小纤维分离的分离器装置，有下列各项：一个第一下斜锥形壁（22）从该横梁上下伸，形成细小纤维的废料腔（26），终点为一个细小纤维排出口，有第二下斜锥形壁（18），从该至少一个侧壁上下伸，和该第一下斜锥形壁（22）有间距，形成接受细木条的可用材料腔（24），终点为一细木条排出口（28）;一个转子（38）和气流装置（14），其特征在于：还有一个壳体，其中有一个上壁（56），至少一个侧壁（16）从该上壁向下垂，一条横梁（20）从该至少一个侧壁上伸出，驱动装置安装在该上壁（56）上，并有旋转轴（44）穿过该上壁，轴颈在该横梁（20）上;一个进料槽（58）将混合物装入分离器装置;在该细木条排出口的下方，有一个输送器（30），将细木条送出;一个导管（34）从该可用材料腔中穿过，并密封该可用材料腔（24），导管（34）和该细小纤维排出口（32）连接，气流装置（14）产生气流从该导管中通过，装置从该细木条排出口（28）经过该可用材料腔和废料腔（24，26），伸到该导管（34），将细小纤维夹带并送出;转子（38）安装在轴（44）上，与该进料槽（58）相邻，而在该可用材料腔与废料腔（24，26）的上方，在上面接受混合物，对细木条及细小纤维加离心力，把细木条和细小纤维推出该转子（38）的边缘，分别落入可用材料腔和废料腔（24，26）。

15、如权利要求14之分离器装置，其特征为该转子的边缘在径向上和该第一下斜锥形壁有间距。

16、如权利要求14中之分离器装置，其特征为该转子的边缘，伸到该第一下斜锥形壁的上方。

17、一种将细木条和细小纤维混合物分离为其组分的方法，包括步骤如下：将细木条及细小纤维混合物向一个分离工位供给;搅动混合物使纤维与细木条分离;借助一个转子对细木条和纤维施加离心力，使之沿各自的路径径向向外抛出，把细木条收集进入第一区，有一部分细木条上附有细小纤维，一股气流向上通过第一区清理那部分附着的细小纤维，并把这部分纤维带入与第一区相邻的第二区，并在第二区中向下通过，将细小纤维排出，细木条从第一区排出，其特征在于，借助离心力的作用;细木条和细小纤维具有不同的径向轨迹，从而细木条沿相应的第一路径进入第一区，而细小纤维沿径向向外的路径进入与第一区相邻的第二区，使细小纤维与细木条分离。

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