CN101362112A - 一种干式制砂法及所用的干式制砂机 - Google Patents

一种干式制砂法及所用的干式制砂机 Download PDF

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本发明公开了一种干式制砂机,包括中空的破碎工作腔(2),在破碎工作腔(2)的下方设有中空的除尘工作腔(5),下料通道(6)的上端与下料口(22)密封相连,下料通道(6)的下端(61)位于除尘工作腔(5)内,在除尘工作腔(5)上还设有通气口(7),风道(8)位于除尘工作腔(5)内,下料通道(6)的下端(61)与风道(8)的上端(81)在水平方向上相互错开;除尘工作腔(5)的底面设有出口(51);吸尘组件穿过出口(51)后与风道(8)的下端(82)密封相连,或者吸尘组件与通气口(7)密封相连。本发明还同时提供了一种干式制砂方法。采用上述干式制砂机进行干式制砂,具有生产效率高、环境污染小的优点。

Description

一种干式制砂法及所用的干式制砂机
技术领域
本发明涉及一种干式制砂法及所用的干式制砂机。 背景技术
目前的人工砂制砂工艺中,普遍采用立轴冲击式破碎机进行湿法生产;该工艺具有成 砂质量好、生产效率较高等优点,但是该工艺需要大量用水,并且由此带来了大量含泥沙 废水的处理难题,对环境污染严重。制砂工艺中由于使用了水,还造成了生产效率的下降, 现场测算效率降低可达40%以上;并且由于水份的存在,设备容易锈蚀,由此导致磨损加 剧,零件的使用寿命减短。此种湿法生产在后续的工艺步骤中,还需要用大量的水清洗用 以除灰尘;这不仅带来小规格颗粒砂粒的损失(据统计测算,这部分的损失比例在10%左 右),导致增加了原料的消耗,同时还存在着大量的洗砂后废弃物的处理问题。
如果简单的采用干式法生产人工砂,则粉尘污染十分严重,对周边环境和设备、生产 人员的影响很大,根本无法应用于实际生产。
专利号为03239994.4的环保型选粉制砂机提出了一种干式制砂方案,该方案通过封闭 以消除灰尘影响,利用在主轴上的风扇驱动内部气流进行吹尘分离;其结构上由于风扇处 于大小颗粒砂粒和灰尘严重的设备内,而设备运转时的磨损十分严重,因此导致磨损部件 的增加和运行成本的提高。同时风扇和破碎机的转子同轴运行,两者存在相互的牵制,导 致工艺参数的调试困难,破碎和分离难以达到最佳效果。并且由于采用内部鼓风方法,含 尘气体处于正压状态,容易发生泄漏,导致含尘气流外溢难以控制。并且采用该方案所述 的简易除尘工艺后,其气体的排放仍然难以达到环保的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种集破碎、清洗功能于一体的干式制砂机,采用该 干式制砂机进行干式制砂,具有生产效率高、环境污染小的优点。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种干式制砂机,包括中空的破碎工作腔,破碎 工作腔的上表面设有进料口、下表面设有下料口,在破碎工作腔内设有转子和破碎装置,
在破碎工作腔的下方设有中空的除尘工作腔,下料通道的上端与下料口密封相连,下料通 道的下端位于除尘工作腔的内部,在除尘工作腔上还设有与除尘工作腔的内部相连通的通 气口,上下均开口的风道位于除尘工作腔的内部,下料通道的下端与风道的上端在水平方 向上相互错开;除尘工作腔的底面设有出口;吸尘组件穿过出口后与风道的下端密封相连, 或者吸尘组件与通气口密封相连。
作为本发明的干式制砂机的改进:吸尘组件包括吸风机和除尘器,除尘器的一端与吸
风机相连,除尘器的另一端与风道的下端密封相连或者与通气口密封相连。
作为本发明的干式制砂机的进一步改进:通气口的最低处高于下料通道的下端。 作为本发明的干式制砂机的进一步改进:风道的上端高于下料通道的下端。 作为本发明的干式制砂机的进一步改进:除尘工作腔内设有阻风板组件,阻风板组件
位于下料通道的下端的正下方。
作为本发明的干式制砂机的进一步改进:进料口上设置用于调节进料口的开口大小的
闸门调节装置。
作为本发明的干式制砂机的进一步改进:破碎工作腔、除尘工作腔和风道的中心线相 重叠。
作为本发明的干式制砂机的进一步改进:风道与下料通道之间的空隙形成管路沉降区。
在本发明中,阻风板组件可以是一块阻风板,该阻风板位于下料通道的下端的正下方; 阻风板组件也可以由若干块从上至下依次排列的阻风板组成,且上述若干块的阻风板在水 平方向上交替分布;最上面的阻风板位于下料通道的下端的正下方。
本发明还同时提供了利用上述干式制砂机的干式制砂方法,包括以下步骤:
1) 、物料在破碎工作腔中被破碎后,形成石粒和尘土, 一起进入除尘工作腔中;
2) 、在吸尘组件的吸力作用下,尘土被吸入吸尘组件进行处理;石粒则在重力的作用 下,排出除尘工作腔外。
本发明的干式制砂机,将除尘工作腔设置在破碎工作腔的下方,是充分的利用了破碎 后的物料对灰尘分离的有利分布状态。因为当物料受高速冲击、摩擦生热后,物料处于相 对干燥状态,灰尘尚未沾染到物料表面,因此灰尘易于分离去除,从而能获得良好的除尘 土效果,即能够改善生产环境。采用干式方法加工制砂,在进行破碎时就不需要再额外驱 动湿法生产时所需的水分,因此提高了驱动物料的效率。干式加工,由于不存在湿法工艺
所产生的泥桨料缓冲垫,因此能使物料碰撞充分,且能减少无效的细碎破碎;因此能使破 碎效率得到进一步的提高。经实际生产证明,综合效率提高了40%左右。
采用本发明的干式制砂机,物料在破碎工作腔内被破碎后,落入下方的除尘工作腔内。 在物料自由落体过程中进行除尘,由于物料的通过能力大,物料相互之间逐渐分离,除尘 环节不存在阻塞现象,粉尘被沾染到物料颗粒上的机会很少;因此除尘效率高、效果好。 同时,转子冲击破碎时所形成的强大气流,能搅拌和驱动除尘气流,从而降低对除尘风机 (即吸风机)的功率需求,即提高了除尘风机的驱动效果,使得破碎区内的高浓度粉尘能 高效地进入除尘器进行分离,这也是本发明提高分离效率的一个因素。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。 图1是本发明的一种干式制砂机的结构示意图; 图2是本发明的另一种干式制砂机的结构示意图。
具体实施方式
实施例l、图l给出了一种干式制砂机,包括一个圆桶形的中空的破碎工作腔2,破碎 工作腔2的上表面的正中心设有圆形通孔,作为进料口21;在进料口21上设有一个闸门调 节装置ll,此闸门调节装置11用于调节进料口21的开口大小。在破碎工作腔2的上方设有 与进料口21相连通的进料仓1。在破碎工作腔2的下表面处设有圆环形的通孔,作为下料口 22;此圆环形通孔的圆心与破碎工作腔2的中心轴线相重叠。在破碎工作腔1内设有转子3, 转子3由位于破碎工作腔1外的电机通过传动轴来驱动(此为现有技术,为了图面的清晰, 在图中省略了相应的电机和传动轴)。在破碎工作腔1的内壁上设有破碎装置4。
中空的除尘工作腔5位于破碎工作腔2的下方,此除尘工作腔5是一个无顶面、有底面 的圆桶形,其中心轴线与破碎工作腔2的中心轴线相重叠。下料通道6的横截面呈圆环形, 此下料通道6的中心轴线与除尘工作腔5的中心轴线相重叠;此下料通道6的上端与下料口 22密封相连,下料通道6的下端61位于除尘工作腔5的内部。除尘工作腔5内表面的直径大 于下料通道6的外径,由于除尘工作腔5没有顶面,因此,位于除尘工作腔5顶部处的除尘 工作腔5的内表面与下料通道6外环表面之间的空隙就自然形成了通气口7;所以,该通气 口7是一个平行于水平面的环形平面,其最低处自然高于下料通道6的下端61;此高度差一 般为l〜200mm。 一个无顶无底的圆筒形802以及分别固定在圆筒形802上下两端的上缩口 801和下縮口803共同组成了风道8,整个风道8位于除尘工作腔5的内部,且风道8的中心轴
线(即圆筒形802、上縮口801和下缩口803共同的中心轴线)与除尘工作腔5的中心轴线相 重叠。圆筒形802的外径小于下料通道6的内径,因此风道8的上端81 (即上缩口801的上端 81)与下料通道6的下端61在水平方向上相互错开。且风道8的上端81高于下料通道6的下 端61,此高度差一般为5〜500 mm。此时,上縮口801的外表面与下料通道6内环表面之间 的空隙形成了管路沉降区IO。此管路沉降区10的横截面面积从下到上依次增大,最大处的 截面面积一般为最小处的截面面积的l. 1〜2倍。因此,当风由下而上通过此管路沉降区IO 然后进入风道8内时,风速会逐渐降低。
除尘工作腔5内设有阻风板组件9,此阻风板组件9由在水平方向上交替分布的阻风板 191、阻风板II92和阻风板ni93组成,阻风板I91、阻风板II92和阻风板III93均与除尘工 作腔5的内壁相连。阻风板I91位于下料通道6的下端61的正下方,该阻风板I91、阻风板 1192和阻风板III93从上至下依次排列。阻风板I 91与下料通道6的下端61—般保持20〜500 mm的高度差。阻风板I91与阻风板II92之间(或者阻风板1192和阻风板11193之间)的垂直 距离一般保持20〜500 mm的高度差,水平距离-200〜400ram之间(-200mm代表在水平方向 上有200咖的重叠)。当物料的通过量大时,应选取较大的开口,即选用较大值的水平距离; 当物料的通过量小时,应选取较小的开口,即选用较小值的水平距离,甚至选用一定的重 叠量。在除尘工作腔5的底面设有出口51,制成的石料最后从此出口51排出。
吸尘组件包括1个吸风机12和两个依次相连的高效旋风式除尘器,即除尘器I 13和除 尘器II14;吸风机12、管道115、除尘器I13、管道1116、除尘器II14和管道nil7依次密 封相连,管道III17的另一端穿过出口51后与风道8的下端82 (即下縮口803的下端82)密封 相连。
在此实施例中,吸尘组件是采用了如上结构的两级式高效旋风除尘装置,当然也可以 采用高效旋风式除尘器和布袋式除尘器相组合的吸尘组件,甚至也可以采用一级式除尘装 置(即只采用l个除尘器)。总之,只要最终从吸风机12中排出的风能够达到环保要求即 可。
此干式制砂机的具体工作过程如下-
步骤1、进料仓1中的石料通过进料口 21进入破碎工作腔2的内部。转子3在电动机 的带动下驱动石料高速抛向破碎装置4,石料与破碎装置4发生猛烈的碰撞后,被粉碎成 石粒。
闸门调节装置11的作用是调节进料口 21的开口大小,使得石料的进入正好充满进料
口21,从而减少空气的进入。这样操作,具有以下2个优点:
a) 、能保证在吸尘组件的抽吸作用下,破碎工作腔2和除尘工作腔5的内部始终处于 负压运行;即保证灰尘不会散溢出来,从而实现良好的生产环境。
b) 、减小转子3的风力阻力损耗,从而提高了设备的驱动效率。
步骤2、石粒与尘土组成的物料幕一同由下料口 22通过下料通道6后进入除尘工作腔 5内。由于下料通道6与下料口 22是密封相连的,这样就能保证物料幕全部进入除尘工作 腔5内,起到防止尘土外溢的目的。
由于阻风板I 91位于下料通道6的下端61的正下方,因此物料幕会先被阻风板I 91、 阻风板I192和阻风板I1193依次阻挡一下后,然后继续下落;这样,就能形成一个上行的 气流区,能对其中的颗粒物料(即石粒)进行沉降分离,起到防止石粒被误吸入吸尘组件 的作用。由于阻风板I91低于下料通道6的下端61,且此下料通道6的下端61又同时低 于风道8的上端81和通气口 7的最低处71,因此颗粒物料不会因为在阻风板I 91上的弹 跳而误进入风道8、或者误从通气口7跳出。这种设置多层阻风板的结构,可以起到降低 物料的下落速度、提高上行气流的穿透速度、从而进一步增加上行气流的过滤清洗效果。
由于吸尘组件的作用,破碎工作腔2和除尘工作腔5的内部均处于负压状态。此时外 界的风可从3个口子进入除尘工作腔5内。具体表述如下:
1) 、风可以从进料口 21少量的进入:
此股风能带动破碎工作腔2内的石粒与尘土组成的物料幕一起进入除尘工作腔5;然 后此股风经过管路沉降区10后,进入风道8,最终从吸风机12排出。
2) 、风从通气口 7进入:
从通气口7进入的风形成清洗气流,对刚从下料通道6中落下的物料幕进行清洗;从 而带动物料幕中的粉尘经过管路沉降区10后,进入风道8,最终从吸风机12排出。可以 通过调节吸风机12的吸力,来调节吸尘组件的风速, 一般控制在10-40米/秒,通常为20 米/秒,这样就可以有效地带走风道8中的灰尘物料。
由于管路沉降区10的横截面面积从下到上依次增大,因此,当风由下而上通过此管路 沉降区10然后进入风道8内时,风速会逐渐降低。这样能提高沉降分离效果,即沉降分 离出夹带在粉尘中的细小石粒,使上述细小石粒也作下落运动,最终从位于除尘工作腔5 底面的出口 51排出整个干式制砂机外。
3) 、风从位于除尘工作腔5底面的出口 51进入:
经清洗气流清洁后的石粒(此种石粒中还夹带着一些微量的剩余尘土)在重力的作用 下继续下行。从出口 51进入的风从下往上运动,其可以带动夹带在石粒中的微量尘土一 起向上运动;然后经过管路沉降区10后,进入风道8,最终从吸风机12排出。这样,可 以进一步地将尘土带入吸尘组件中。
步骤3、除去尘土后的石粒(即清洁后的石粒)最终从位于除尘工作腔5底面的出口 51排出整个干式制砂机外。实际工作中, 一般在出口51的下方设置输送带,输送带上设 有相应的筛选装置,筛选合格的石粒继续通过输送带被送入成品料库,未达到破碎要求的 颗粒由输送带送回进料仓1,进行再次的破碎。为了进一步改善工作环境,同时也使成品 的含水率达到指标要求;我们可以在石料刚落在输送带上时就喷洒水幕来抑制灰尘,也可 以在石料经过筛选装置后再喷洒水幕。
步骤4、在吸风机12的作用下,风道8中的灰尘先经过管道III17后进入除尘器I114, 在除尘器I114中进行初次的除尘;经过上述初步清洁后的气流继续通过管道I116后进入 除尘器I 13,在除尘器I 13中进行二次除尘。经过这样2次除尘后的空气已经能达到国家 的环保要求,因此通过管道I15后,最终从吸风机12处被排出。
实施例2、图2给出了另一种干式制砂机,风道8仅仅由一个无顶无底的圆筒形802 形成(即取消了实施例1中的上缩口 801和下縮口 803),此时风道8的外表面(即圆筒形 802的外表面)与下料通道6内环表面之间的空隙形成了管路沉降区10;此管路沉降区10 是一个上下粗细均匀的圆环体。管道ni17的另一端取消与风道8的下端82的密封相连, 改成:管道ni17的另一端与通气口 7密封相连。即本实施例2是将实施例1所示的中间抽 风的除尘结构改成四周抽风的除尘结构,其余结构同实施例l。
此干式制砂机的具体工作过程如下: 步骤l、同实施例l的步骤l。
步骤2、此时外界的风可从如下3个口子进入除尘工作腔5内。具体表述如下:
1) 、风可以从进料口 21少量的进入:
此股风能带动破碎工作腔2内的石粒与尘土组成的物料幕一起进入除尘工作腔5;然
后此股风经过管道ni17,最终从吸风机12排出。
2) 、风穿过风道8的下端82 (当然,风首先还是穿过了除尘工作腔5底面的出口51, 然后才到达风道8的下端82),接着进入风道8内:
在吸风机12的吸力作用下,风从风道8的下端82进入风道8内,即从下往上运动, 然后从风道8的上端81流出;接着再从管路沉降区10的上端向管路沉降区10的下端流 动,形成了一股清洗气流,对刚从下料通道6中落下的物料幕进行清洗,从而带动物料幕 中的粉尘进入管道ni17,最终从吸风机12排出。
3)、风从位于除尘工作腔5底面的出口 51进入除尘工作腔5:
经清洗气流清洁后的石粒(此种石粒中还夹带着一些微量的剩余尘土)在重力的作用 下继续下行。从出口 51进入的风从下往上运动,其可以带动夹带在石粒中微量的尘土一 起向上运动;然后经过管道I1117,最终从吸风机12排出。这样,可以进一步地将尘土带 入吸尘组件中。
其余内容等同于实施例1的步骤2。
步骤3、同实施例l的步骤3。
步骤4、在吸风机12的作用下,管道inn中的灰尘先进入除尘器ni4,在除尘器n
14中进行初次的除尘;经过上述初步清洁后的气流继续通过管道II16后进入除尘器I 13, 在除尘器I 13中进行二次除尘。经过这样2次除尘后的空气已经能达到国家的环保要求, 因此通过管道I 15后,最终从吸风机12处被排出。
最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然,本发明 不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直 接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。

Claims (9)

1、一种干式制砂机,包括中空的破碎工作腔(2),所述破碎工作腔(2)的上表面设有进料口(21)、下表面设有下料口(22),在所述破碎工作腔(1)内设有转子(3)和破碎装置(4),其特征是:在所述破碎工作腔(2)的下方设有中空的除尘工作腔(5),下料通道(6)的上端与下料口(22)密封相连,下料通道(6)的下端(61)位于除尘工作腔(5)的内部,在除尘工作腔(5)上还设有与除尘工作腔(5)的内部相连通的通气口(7),上下均开口的风道(8)位于除尘工作腔(5)的内部,下料通道(6)的下端(61)与风道(8)的上端(81)在水平方向上相互错开;所述除尘工作腔(5)的底面设有出口(51);吸尘组件穿过所述出口(51)后与风道(8)的下端(82)密封相连,或者吸尘组件与通气口(7)密封相连。
2、 根据权利要求l所述的干式制砂机,其特征是:所述吸尘组件包括吸风机(12)和除 尘器,所述除尘器的一端与吸风机(12)相连,除尘器的另一端与风道(8)的下端(82)密 封相连或者与通气口 (7)密封相连。
3、 根据权利要求2所述的干式制砂机,其特征是:所述通气口 (7)的最低处高于下料 通道(6)的下端(61)。
4、 根据权利要求3所述的干式制砂机,其特征是:所述风道(8)的上端(81)高于下 料通道(6)的下端(61)。
5、 根据权利要求4所述的干式制砂机,其特征是:所述除尘工作腔(5)内设有阻风板 组件(9),所述阻风板组件(9)位于下料通道(6)的下端(61)的正下方。
6、 根据权利要求5所述的干式制砂机,其特征是:所述进料口 (21)上设置用于调节进 料口 (21)的开口大小的闸门调节装置(11)。
7、 根据权利要求6所述的干式制砂机,其特征是:所述破碎工作腔(2)、除尘工作腔 (5)和风道(8)的中心线相重叠。
8、 根据权利要求7所述的干式制砂机,其特征是:所述风道(8)与下料通道(6)之间 的空隙形成管路沉降区(10)。
9、利用如权利要求1〜8中任意一种千式制砂机的干式制砂方法,其特征是包括以下步骤:1) 、物料在破碎工作腔(2)中被破碎后,形成石粒和尘土, 一起进入除尘工作腔(5)中;2) 、在吸尘组件的吸力作用下,尘土被吸入吸尘组件进行处理;石粒则在重力的作用 下,排出除尘工作腔(5)夕卜。
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