CN101767049B - 立式多级同轴冲击粉碎分选装置 - Google Patents

Abstract

一种立式多级同轴冲击粉碎分选装置，结构特征是：沿立式主轴自上而下安装有一个或多个冲击粉碎分选机构，多个冲击粉碎分选机构中相邻两个冲击粉碎分选机构首尾闭路连接；该冲击粉碎分选机构的涡动粉碎腔是一个顶部密封、底部开口的半封闭环形空间，设多个连通涡动粉碎腔与料斗内空间的脉冲排气孔，有一个与转子喷射口正对应的直径分布为上大下小倒置圆锥形的其表面分布有磨料齿的反击圆锥曲面，在该涡动粉碎腔内的环形顶板内侧凸出一个卸料凸缘。通过在立式主轴上闭路串联多级结构相似的冲击粉碎分选机构，对粉碎物自上而下进行单级粉碎分选，多级流程式粉碎，实现冲击粉碎，涡动粉碎，离心分选，离心筛选出料等粉碎分选工作。

Description

立式多级同轴冲击粉碎分选装置

技术领域

本发明涉及一种立式多级同轴冲击粉碎分选装置，尤其是一种应用于含水份大的渣浆物料粉碎分选，以及对密度小、中小硬度，粉碎后具有流动性的干性固体物料的粉碎分选。

背景技术

在生产中，人们发明了各种各样的粉碎机，对物料进行粉碎，他们都存在着能耗大，易损件多等各自的缺点，特别在现代农副产品加工业，常用的飞锤式粉碎机和锉磨式粉碎机能耗大产量低，易损件多且损耗大，它们都是利用绕轴高速圆周运行的锤片或者锉刀，直接对弧形筛网组成的粉碎区内的物料进行击打、切削、锉磨来完成粉碎，合格产品通过筛网孔排出。实际生产中，由于筛网孔小，容易堵塞，大量合格粉碎料滞留粉碎区内，阻碍飞锤工作，对于湿性物料，为方便合格物料顺利流出筛网孔，还需要配水稀释，大小物料与水混合，大量滞留在粉碎区内，使飞锤做很多无用功，粉碎效果不好，产量低，并造成很大的能源浪费和机械配件损耗。

现行的PL冲击式制砂机是一种节能节材的高效破碎机，其粗磨领域应用也广泛，但是其成品率最高才达到90％，成粉时，参杂有很多不合格粒料，对于粒度率要求高的谷物，塑料等物料粉碎作业，其很难胜任，而且PL冲击式制砂机的破碎物料水分含量不得大于20％，其也难以胜任含水量大于50％的渣浆物料粉碎，再者，其涡动粉碎室是敞开与入料口贯通，从转子喷出的强大气流很容易就从进料口跑掉，得不到很好的利用，造成能量损失。

专利号为94211621.6的多层转子冲击式破碎机，其等效于两台PL冲击式破碎机的重叠，采用共同动力驱动，其成品率高于单层PL冲击式破碎机，粒度也小于后者，但其同样存在成品中参杂过多不合格粒料，且不适应于水分含量超过20％破碎物料的粉碎作业等不足。

发明内容

针对现有设备的缺点，结合PL冲击式破碎中的料击铁、料击料等先进技术，本发明提供一种立式多级同轴冲击粉碎分选装置，可以对物料自上而下单级粉碎分选，多级流程式粉碎，无须筛网，成品率高，快速高效节能的粉碎分选。

本发明所采取的技术方案是：

本发明通过下述部分，形成立式多级同轴冲击粉碎分选装置。由电机15和带传动机构12组成动力系统，驱动安装在支架13上的立式主轴5，沿立式主轴5自上而下安装有一个或多个冲击粉碎分选机构，多个冲击粉碎分选机构中相邻两个冲击粉碎分选机构首尾闭路连接；该冲击粉碎分选机构的涡动粉碎腔是一个顶部密封、底部开口的半封闭环形空间，在该涡动粉碎腔的小直径周面17上同一水平圆周，均布有多个连通涡动粉碎腔与料斗24内空间的脉冲排气孔18，在该涡动粉碎腔内，有一个与转子3喷射口正对应的直径分布为上大下小倒置圆锥形的反击圆锥曲面25，在涡动粉碎腔的大直径周面上，分布许多有自反击圆锥曲面25小直径端延伸到环形顶板20，且与物料圆周运动方向成锐角的磨料齿26，在该涡动粉碎腔内的环形顶板20内侧凸出一个卸料凸缘19。

所述的冲击粉碎分选机构由粉碎室4、处于破碎室4中央的转子3和处于破碎室4底部的环形平台7组成。

所述冲击粉碎分选机构的粉碎室4，以一个底部有开口碗状外壳16的顶部与置其围成空间中央的漏斗形料斗24通过环形顶板20连接，围成一个环形涡动粉碎腔，在外壳16的内壁面中下部形成一个直径分布为上大下小倒置圆锥形的反击圆锥曲面25，在外壳16内壁面上均布有许多自反击圆锥曲面25的底部延伸到环形顶板20，且具有相同曲率和倾斜角度的曲线条状的磨料齿26，在料斗24的中下部挡料板21和隔板22之间的圆筒体上均布有多个脉冲排气孔18，与环形顶板20连接的料斗24一段圆筒体构成涡动粉碎腔的卸料凸缘19。

所述的冲击粉碎分选机构的转子3为一圆柱体，其空腔内，与圆柱体等高的轴毂30底部凸出一个分料锥29，从位于转子3的中央环形进料口31与分料锥29之间的环形空间向外放射出多个均布的物料通道28。

本发明通过在立式主轴上闭路串联多级结构相似的冲击粉碎分选机构，对粉碎物自上而下进行单级粉碎分选，多级流程式粉碎，实现冲击粉碎，涡动粉碎，离心分选，离心筛选出料等粉碎分选工作。

本发明设备结构简单，零配件少，无须筛网，产量大，能耗低，适应性广。根据不同物料的特征和粉碎粒度要求，可以通过改变粉碎室内部小部分结构，增减机构级数和主轴转速即可，方便实用。

本发明应用于含水份大的渣浆物料(比如薯类淀粉酒精、玉米淀粉酒精加工业的渣浆物料、果类加工业的瓜果渣浆等)粉碎分选，以及对密度小、中小硬度，粉碎后具有流动性的干性固体物料(比如薯类干片、谷物、塑料和水泥熟料等固体粒料)的粉碎分选。

附图说明

图1是本发明设备的主视图；

图2是图1俯视图；

图3是粉碎室的主视图；

图4是图3的局部视图；

图5是转子的主视图；

图6是粉碎机构的主视图；

图7是图6的剖视图；

图8是粉碎机构联合工作图；

图9是图8的剖视图。

具体实施方式

下面结合图1～图7对本发明进行具体描述：

如图1和图2，该立式多级同轴冲击粉碎分选装置由安装在电机座14上的电机15和带传动机构12组成动力系统，驱动通过轴承组件2安装在支架13上的立式主轴5，沿立式主轴5自上而下安装有一个或多个冲击粉碎分选机构，多个粉碎分选机构中相邻两个粉碎分选机构首尾紧密连接，上一级粉碎分选机构的出料口就是下一级粉碎分选机构的进料口，第一级粉碎分选机构进料口就是整台设备的进料口11，最后一级粉碎分选机构出料口与底座1的料槽相对应，多个粉碎分选机构通过立式主轴5和各自的粉碎室4彼此首尾闭路连接，最后一级粉碎分选机构的粉碎室4与底座1连接。

如图6和图7，冲击粉碎分选机构由立式主轴5、转子3、破碎室4和环形平台7组成的，安装在立式主轴5上的圆柱体转子3，整体置于粉碎室4的锥形台体空间27内，其位于毂30周边的进料口31与粉碎室4的料斗24的下料口23对应，转子3的空腔内从处中央的进料口31和分料锥29之间的环形空间向外放射出多个均布的物料通道28，物料通道28的喷射口对应着粉碎室4大直径内周面的直径分布为上大下小的反击圆锥曲面25，在反击圆锥曲面25小直径端，紧接有一个水平放置的环形平台7，环形平台7的台面比转子3的物料通道28的底面略低，由粉碎室4的内腔、转子3的外圆周面和环形平台7围成的环形空间组成冲击粉碎分选机构的涡动粉碎腔，涡动粉碎腔是一个开口与转子喷射口运动圆周对应的顶部封闭的半封闭环形空间，在该涡动粉碎腔的小直径周面17上同一水平圆周，均布有多个连通涡动粉碎腔与料斗24漏斗形空间的孔，形成粉碎分选机构的脉冲排气孔18，在该涡动粉碎腔的大直径周面中下部有一个直径分布为上大下小的圆锥曲面形成粉碎分选机构的反击圆锥曲面25，在该涡动粉碎腔的环形顶板20中部凸出一个与环形顶面20垂直的凸缘形成粉碎分选机构的卸料凸缘19，在该涡动粉碎腔的大直径周面上，均布有从反击圆锥曲面25底部延伸到环形顶面20的具有相同曲率和倾斜角的曲线条形的磨料齿26。涡动粉碎腔按功能分为以下两个区，即由反击圆锥曲面25、环形平台7和转子3外圆周曲面围成的环形空间构成冲击粉碎区8，其主要完成冲击粉碎工作为主，兼顾涡动粉碎，在上方与其连通截面为拱形的环形空间构成涡动粉碎区9，其主要完成涡动粉碎为主，辅助冲击粉碎回料完成料击料工作，并收集涡动气流尾气加以利用。由排气孔18与其连通的由上下对应的挡料板21和隔板22之间的空间，以及位于隔板22中央的下料口23组成粉碎分选机构的气流回流通道10，气流回流通道10的出口即料斗24的下料口23与转子3的进料口31对接。由气流回流通道10、转子3的物料通道28、涡动粉碎腔的空间连通形成冲击粉碎分选机构的气流循环通道，位于粉碎室4的中央的漏斗状料斗24构成冲击粉碎分选机构的进料口11，转子3与环形平台7之间的环形孔构成粉碎分选机构的出料口6。环形平台7可以是一块单独的环形板制成，或与粉碎室4自成一体，也可以像本实例(见图1)所示，借助下一级的粉碎分选机构的粉碎室4的环形顶板20来实现。

冲击粉碎分选机构的粉碎分选实施过程如下：

如图8和图9所示，物料从粉碎分选机构进料口即料斗24，进入高速运转的转子3，根据物料的特征，从转子3内部均布的物料通道28以40m/s至120m/s的高速喷射出的物料流，均匀喷射入环形的冲击粉碎区8，并打击到反击圆锥曲面25和磨料齿26上，形成料击铁冲击粉碎工作，在源源不断高速喷出的物料流驱动下，经过料击铁粉碎后的物料，迅速转化为高速圆周运动，在离心力作用下，沿着反击圆锥曲面25盘旋往上爬，直至撞击到涡动粉碎区9的环形顶板20反弹后暴落回冲击粉碎区8内，有部分物料沿环形顶板20小直径端运动，被与环形顶板20垂直的卸料凸缘19卸下，暴落回冲击粉碎区8内，暴落物料被从转子3喷射口后续高速喷射出的物料冲击，实现料击料冲击粉碎。上述粉碎过程称作冲击粉碎。在此过程，反击圆锥曲面25除了完成料击铁粉碎工作外，还起到防止湿性或硬度小、粒度小的粉碎物料过多堆积在冲击粉碎区8，以免影响料击铁粉碎效果。卸料凸缘19除了起到卸料作用外，还可以防止物料从脉冲排气口18排出，达到固相与气相物体分离作用。

上述经过冲击粉碎后的物料，在源源不断喷出的物料流和气流驱动下，迅速转化为高速圆周运动，在反击圆锥曲面25和与物料运动方向成锐角的磨料齿26的作用下，物料边做高速圆周运动，边沿着大直径周面盘旋着往涡动粉碎腔顶部运动，这个运动过程，物料与粉碎腔壁面和壁面上的磨料齿26，物料与物料之间形成摩擦碰撞等粉碎工作，这个过程叫做涡动粉碎。由于涡动粉碎腔上部的涡动粉碎区9是一个开口朝下的倒置槽型空间，气流和物料流盘旋运动到涡动粉碎腔顶部后，与环形顶板20和卸料凸缘19相撞并变向，物料暴落回冲击粉碎区8继续粉碎，而气流则在涡动粉碎区9内继续做圆周运动，继续驱动着物料做圆周运动，这样涡动气流得到更好利用，从而节省能源。由于转子3的喷射口是多个间隔性均布的，而涡动粉碎腔的小直径周面上均布的脉冲排气孔18也是均布的，物料流和气流在环形涡动粉碎腔内做高速圆周远动，随着转子3的多个喷射口脉动式喷射驱动以及多个脉冲排气孔18脉动式释放气流和压力，物料流和气流有规律的脉动和涡动过程，使得物料与物料之间，物料与内壁和磨料齿26之间撞击摩擦更加激烈，实现加速粉碎，提高粉碎效率。这个涡动过程，涡动气流携带物料做圆周运动，因为离心力与速率成正比，刚从喷射口冲入的气流速率更快，其在环形涡动腔的大直径区域做圆周运动，并携带物料运动，而经过一段圆周运动后，能量和速率逐渐减弱的气流边做圆周运动，边被挤往涡动粉碎区9的环形空间小直径区域，速率越小，越靠近小直径周面，最后从脉冲排气孔18排出，涡动气流携带物料运动，速率减弱后才从脉冲排气口18排出，使得气流和物料能量交换比较充分，使得粉碎工作高效节能。从脉冲排气口18排出的气流通过气流回流通道10，重新进入转子3，循环利用，经加速后，继续喷射入涡动粉碎腔，继续参与粉碎工作，仅有少部分低速气流从粉碎分选机构的出料口6排出，进入下一级粉碎分选机构，气流和能量损失少。从脉冲排气口19排出气流途径回流通道10路径很短，能量损失少，其还具有比较高速率进入转子3，这使得转子3加速这些有比较高初速度的回流气流更加容易，从而达到节能目的。

物料涡动粉碎过程伴随着如下描述的物料分选过程，上述做涡动粉碎的物料，在涡动粉碎腔内做高速圆周运动过程中，产生离心力，涡动粉碎腔内的反击圆锥曲面25的直径分布是上端大，下端小，物料在离心力作用下，边做圆周运动粉碎边沿反击圆锥曲面25大直径端盘旋往上攀爬，攀爬过程中，小物料离心力、动量相对小，被离心力大、动量大的大物料超越或阻碍，小物料一边做圆周运动粉碎，一边被往下挤压，越小的物料越被挤向反击圆锥曲面25底部，大物料一边做圆周远动粉碎，一边盘旋往上爬，直至涡动粉碎腔顶部。在涡动粉碎腔的大直径周面，均布有许多自反击圆锥曲面25底部延伸至涡动粉碎腔的环形顶面20，且具有相同的倾斜角度的凸出的曲线条状的磨料齿26，由于磨料齿26走向与物料圆周运动方向成锐角，物料在高速圆周运动过程，不断地越过每一个磨料齿26，每次跨越都伴随有物料沿磨料齿26斜坡往上运动的过程，小物料离心力和动量相对小，被离心力，动量的大物料超越或者阻碍，经过多次跨越运动积累后，小物料边做圆周运动粉碎边被往下挤压，越小的物料越被挤向反击圆锥曲面25底部，大物料边做圆周运动粉碎边往上爬，直至涡动粉碎腔顶部继续粉碎，物料在离心作用下，经过反击圆锥曲面25和磨料齿26筛分，完成大物料和小物料分选，并分开粉碎。

物料经过上述分选后，小物料被挤压到反击圆锥曲面25底部的环形平台7上，继续做圆周运动，物料受到挤压力和离心力共同作用，其中大物料质量大，其离心力大于物料挤压力，边做圆周运动边往环形平台7大直径端运动，而小物料的离心力小于物料间挤压力，边作圆周运动边被挤往环形平台小直径端，最后被挤下环形平台7，从机构的排料口6排出，在这个过程，对于干性轻质的粉尘的物料，除了大部分按照上述方法取出外，还有小部分合格物料跟随气流一起排出，这个过程称作物料离心筛选出料。

对于多级粉碎分选机构的冲击粉碎分选机，上述排出粉碎分选机构的物料，进入下一级粉碎分选机构，继续循环上述的粉碎分选工作过程，经过多级粉碎分选机构串联粉碎后，粉碎物料越来越细，直至最后一级粉碎分选机构粉碎完后，合格产品排入底座1，并通过底座1下边的料槽排出设备，完成整个粉碎工作。多级粉碎机构立式闭路串联工作，物料从上一级粉碎分选机构排出时，伴随着气流排出，加上重力作用，具有一定初速度进入转子3，这使得物料和气流加速更容易，从而使转子的负荷减轻，达到节能目的。多级粉碎机构串联工作，使得上一级机构漏出少许不合格粉料，得到重复粉碎，达到无筛网粉碎作业。

在实际生产应用中，对各种不同物料粉碎时，根据物料的形态、大小和硬度不同，通过增减前面所描述的反击圆锥曲面25锥度，磨料齿26数量、大小和倾斜角度，排气孔18的大小和数量，以及增减转子3的转速的至少一者，调整从冲击粉碎分选机构中，取出粉碎物的粒度，在冲击粉碎分选机构特征和级数不变的情况下，可以通过增减转子3的转速来实现调整取出粉碎物料的粒度大小。

本发明设备结构简单，零配件少，无须筛网，产量大，能耗低，适应性广，根据不同物料的特征和粉碎粒度要求，可以通过改变粉碎室内部小部分结构，增减机构级数和主轴转速即可，以如图1所示的FS500-3机型为例，其为三级粉碎分选机构串联，转子直径为500mm，配备动力为55KW，在薯类淀粉工业中，粉碎新鲜生薯时，产能达25T/H，与配备90KW的飞锤式粉碎机产量相当，但其粉碎出的渣浆粒度更细，只有飞锤式粉碎粒度的二分之一。在干木薯片的粉碎工作中，其产量达到20T/H，与配备90KW的飞锤式粉碎机产量相当，但其粉碎出的木薯粉粒度比飞锤式粉碎机的细3倍，100目筛网通过率达95％左右。在矿石粉碎工作中，以铸造业常用的2～3毫米粒度的石灰石细砂(粒度为2至4MM)作为原料，产量达15T/H，产品粒度达到忽米Cmm级。

Claims (3)

1.一种立式多级同轴冲击粉碎分选装置，包括由电机(15)和带传动机构(12)组成的动力系统，其特征是：沿立式主轴(5)自上而下安装有一个或多个冲击粉碎分选机构，多个冲击粉碎分选机构中相邻两个冲击粉碎分选机构首尾闭路连接；所述的冲击粉碎分选机构由粉碎室(4)、处于破碎室(4)中央的转子(3)和处于破碎室(4)底部的环形平台(7)组成；上述的粉碎室(4)以一个底部有开口碗状的外壳(16)与置其所围成空间中央的漏斗形料斗(24)，通过环形顶板(20)连接，围成一个环形的涡动粉碎腔，在该涡动粉碎腔的小直径周面(17)上，均布有多个连通涡动粉碎腔与料斗(24)内空间的脉冲排气孔(18)，在涡动粉碎腔的大直径周面上，分布有磨料齿(26)。

2.根据权利要求1所述的立式多级同轴冲击粉碎分选装置，其特征是：所述冲击粉碎分选机构的粉碎室(4)，其外壳(16)的内壁面中下部形成一个直径分布为上大下小倒置圆锥形的反击圆锥曲面(25)，在外壳(16)内壁面中下部均布有许多自反击圆锥曲面(25)的底部延伸到环形顶板(20)，且具有相同倾斜角度的曲线条状的磨料齿(26)，在料斗(24)的中下部挡料板(21)和隔板(22)之间的圆筒体上均布有多个脉冲排气孔(18)，与环形顶板(20)连接的料斗(24)一段圆筒体构成涡动粉碎腔的卸料凸缘(19)。

3.根据权利要求1所述的立式多级同轴冲击粉碎分选装置，其特征是：所述的冲击粉碎分选机构的转子(3)为一圆柱体，其空腔内，与圆柱体等高的轴毂(30)底部凸出一个分料锥(29)，从位于转子(3)的中央环形进料口(31)与分料锥(29)之间的环形空间向外放射出多个均布的物料通道(28)。

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