CN103203264B - 一种水泥原料矿渣的立式辊磨机气流装置及其气流输送方法 - Google Patents
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Abstract
一种水泥原料矿渣的立式辊磨机气流装置及其气流输送方法，是由磨盘顶部边沿设置挡料环；磨盘的下桶体上部的喷嘴环，磨盘的下桶体两侧对称分别预留进风口，返料端进风口箱体的下口设置返料收集锥和锁气翻板卸灰阀；磨盘下方均布固定的耐磨刮料板对应；工作时，热气流向上进入喷嘴环中通过同向倾斜喷嘴环耐磨导流叶片调整气流高速旋转冲击、剪切溢出挡料环外侧挤压成料饼的块状物料，块状物料的水分经高温后迅速蒸发分散成粉状，上升到磨机顶部进行进一步分级流程；磨盘通过旋转带动外围下方固定的耐磨刮料板，把下桶体中底部的粗颗粒和金属异物刮入返料收集锥，并由锁气翻板卸灰阀把粗颗粒和金属异物排出磨外。
Description
技术领域
本发明涉及水泥原料和矿渣立式辊磨机，尤其是一种水泥原料矿渣的立式辊磨机气流装置及其气流输送方法。
背景技术
纵观国内外的立式辊磨机的成品物料是通过气流输送装置的气流分散、干燥和气力输送而得到的，喷嘴环的耐磨导流叶片需要有一个合适的水平角度，该角度的大小对料饼或颗粒团的分散、物料表面干燥和粉体气力输送效果影响较大，且该角度随物料的组成、物料水分和气流速度变化而变化，必须通过立式辊磨试验台实验和CFD分析才能确定，而目前的立式辊磨机气流输送装置多是喷嘴环耐磨导流叶片角度不可调，因此影响了立式辊磨机的气流输送效果和设备的长时间稳定运行；其次，目前喷嘴环耐磨导流叶片自身等宽结构设计使过流截面前后宽度一致，使得喷嘴环局部阻力损失和喷嘴环入口阻力损失均变大，造成系统风机运行功率变大，不利于节能减耗的宏观目标。而且喷嘴环过流风速的偏大还会造成喷嘴环的磨损加剧，停机检修次数增加，不利于保证立式辊磨机的年运转率目标；第三，尽管目前工业上广泛使用双进风口结构形式，但进风口形状及尺寸的千差万别和进风口内部导流、导料的结构设计，不能在进风口内部区域形成稳定的压差和稳定的气流速度，因此也就无法形成稳定的气流输送流场，从而无法成为真正意义上的高效气流输送装置。鉴于上述的诸多原因，需要改进水泥原料矿渣的立式辊磨机气流装置的气流输送方法。
发明内容
本发明为了解决立式辊磨机气流输送装置喷嘴环大多是固定的耐磨导流叶片并且前后宽度一致，需要大功率的系统风机运行，而且喷嘴环过流大的风速造成了喷嘴环的磨损，停机检修次数增加；通过合理的设计，提供一种水泥原料矿渣的立式辊磨机气流装置及其气流输送方法，通过气流输送装置的分散效果，迅速干燥磨机的水泥原料并且清除原中的料矿渣；降低系统风机运行的功率，稳定气流的有效输送速度低、设备阻力小、易于大型化等优点。
本发明为了实现上述的发明目的，采用如下的技术方案：一种用于水泥原料矿渣的立式辊磨机气流装置及其气流输送方法，是由自由端进风口、喷嘴环、挡料环、耐磨刮料板、磨盘、锁气翻板卸灰阀、返料收集锥、返料端进风口、自由端上盖板、自由端下盖板、自由端左挡板、自由端中隔板、自由端右挡板、导料加强管、导料上部耐磨板、导料下部耐磨板、返料端内侧隔板、返料端右挡板、返料端左挡板、返料端下法兰、返料端外侧隔板、返料端上盖板、返料端中隔板、喷嘴环调整板、喷嘴环支撑板、喷嘴环耐磨导流叶片、喷嘴环内挡板构成；磨盘外围中下部设置下桶体，磨盘外围上部设置喷嘴环，磨盘上口边沿设置挡料环；磨盘的下桶体两侧对称分别预留进风口，一侧进风口中设置自由端进风口箱体的出口端；另一侧进风口中设置返料端进风口箱体的出口端，返料端进风口的下口设置返料收集锥，返料收集锥的下口设置锁气翻板卸灰阀；磨盘外围中部设置凸台，凸台下方均布固定至少八块耐磨刮料板，耐磨刮料板上方设置固定座与凸台固定设置，下桶体下部中设置耐磨刮料板；自由端进风口箱体上方设置自由端上盖板、下方设置自由端下盖板，自由端上盖板与自由端下盖板两端之间分别设置自由端左挡板、右侧设置自由端右挡板；自由端进风口箱体设置为两箱段，进口端设置进风段、出口端设置导风导料段；进风段箱体的自由端上盖板与自由端下盖板之间的中部设置自由端中隔板；导风导料段箱体的自由端左挡板与自由端右挡板之间的中部设置环状的导料加强管，导料加强管上方设置导料上部耐磨板，下方设置导料下部耐磨板，导料下部耐磨板与导料上部耐磨板的一端向下夹角设置；自由端上盖板板端对应喷嘴环外壳体设置；自由端下盖板板端对应下桶体外围设置；磨盘的下桶体一侧的预留进风口设置在自由端进风口箱体的导风导料段；返料端进风口设置斗型箱体，斗型箱体设置为两箱段，进口端设置进风段、出口端设置导风导料段；返料端进风口的进风口上端设置返料端上盖板、进风口下端设置返料端外侧隔板，返料端上盖板与返料端外侧隔板之间的左侧设置返料端左挡板、中间设置返料端中隔板、右侧设置返料端右挡板；斗型箱体的内侧设置返料端内侧隔板，返料端内侧隔板上端对应下桶体下端设置；返料端左挡板与返料端右挡板之间设置环状的导料加强管，导料加强管上方导料上部耐磨板，下方设置导料下部耐磨板，导料下部耐磨板与导料上部耐磨板的一端向下夹角设置；磨盘的下桶体另一侧的预留进风口设置在返料端进风口斗型箱体的导风导料段；返料端进风口下口设置返料收集锥，返料收集锥下方设置返料端下法兰，返料端下法兰下方设置锁气翻板卸灰阀，返料收集锥的下方设置出料管；喷嘴环为环形腔体，环形腔体中至少设置八个单元布置，每个单元之间通过热气流，喷嘴环内侧设置喷嘴环内挡板，喷嘴环外侧设置喷嘴环支撑板，喷嘴环内挡板与喷嘴环支撑板相对的板面至少设置六对的对应凹槽，凹槽的角度同向倾斜55°～70°之间设置，凹槽中设置喷嘴环耐磨导流叶片；喷嘴环内挡板上端设置喷嘴环调整板，喷嘴环的喷嘴环支撑板上端设置导风挡料板。
工作时，立式辊磨机的磨辊与磨盘之间挤压磨剥而粉碎的物料，磨盘转动的离心力把磨碎的物料从磨盘边缘的挡料环溢出，溢出的物料含有初始的水分而呈大的颗粒团或块状；热气流以38～57m/s的速度经磨盘的下桶体两个对称布置的自由端进风口和返料端进风口，分别通过自由端中隔板和返料端中隔板的导流作用，同时进入磨盘外围的下通体，当热气流在下通体中充满形成气压时，形成气压的热气流向上进入喷嘴环，喷嘴环中的同向倾斜喷嘴环耐磨导流叶片调整气流旋转；高速旋转的高温气流冲击、剪切溢出挡料环外侧被挤压成饼状的物料，饼状物料的水分经高温迅速蒸发至含水量小于0.5％时，物料干燥后分散成粉，随气流中进入磨机顶部进行进一步分级流程；同时，物料在分散过程中的粗颗粒和金属异物，由于密度和重量大于气流的向上的浮力，粗颗粒和金属异物向下落入喷嘴环中，粗颗粒和金属异物通过喷嘴环下口落在导料加强管的导料上部耐磨板的板面上，导料上部耐磨板的板面通过向下的角度导入下桶体的底部；磨盘通过旋转带动外围下方固定的耐磨刮料板，把下桶体中底部的粗颗粒和金属异物刮入返料收集锥，并由锁气翻板卸灰阀把粗颗粒和金属异物排出磨外。
有益效果：设计合理，通过气流输送装置的分散效果，迅速干燥磨机的水泥原料并且清除原中的料矿渣；节能降耗，降低系统风机运行的功率，稳定气流的有效输送速度低、设备阻力小、易于大型化等优点。
一、所述水泥原料、水泥熟料和矿渣立式辊磨机的气流输送装置，其主体结构是由外部的自由端进风口、锁气翻板卸灰阀、返料收集锥和返料端进风口以及内部的喷嘴环、挡料环、耐磨刮料板和磨盘组成。其中自由端进风口的上部和返料端进风口的上部都同喷嘴环焊接在一起，返料收集锥的上部跟返料端进风口之间用螺栓把合，返料收集锥的下部跟锁气翻板卸灰阀之间用螺栓把合；挡料环和耐磨刮料板用螺栓把合在磨盘上形成回转部件。
二、自由端进风口呈高宽比约为1∶3的棱柱形结构。其外壳通过自由端上盖板、自由端下盖板、自由端左挡板和自由端右挡板焊接而成，该壳体的内部自由端上盖板和自由端下盖板之间中心位置处竖直焊接自由端中隔板形成90。的热风分流，该壳体的内部自由端左挡板和自由端右挡板之间水平焊接弧形导料加强管，导料上部耐磨板和导料下部耐磨板焊接在导料加强管上形成返料捕集装置。
三、喷嘴环是由若干个完全相同的喷嘴环单元彼此焊接而成，每个喷嘴环单元由外圈的喷嘴环支撑板、内圈的喷嘴环内挡板、径向布置的喷嘴环耐磨导向叶片以及顶部喷嘴环调整板焊接而成。
四、返料端进风口呈高宽比约为1∶3的棱柱棱锥型结构。其外壳通过返料端内侧隔板、返料端右挡板、返料端左挡板、返料端下法兰、返料端外侧隔板和返料端上盖板焊接而成，该壳体的内部返料端外侧隔板和返料端上盖板之间中心位置处竖直焊接返料端中隔板形成90°的热风分流，该壳体的内部返料端右挡板和返料端左挡板之间亦水平焊接弧形导料加强管，导料上部耐磨板和导料下部耐磨板焊接在导料加强管上形成返料捕集装置。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
一、由于进风口内部导流板的特殊结构和尺寸设计，使得热风或窑尾废气经过进风口之后能够比较均匀的给入喷嘴环，使得该区域内不存在因边壁效应和死角而形成的局部涡流，同时减少了两个进风口之间的气流扰动。
二、由于进风口内部导料板的特殊结构设计，使得来自喷嘴环的大颗粒物料和金属异物等能够顺利排到磨外，减少了这部分物料在磨内的循环几率和循环次数，减少了气流输送装置本体易损件的磨损和气流输送装置本体局部阻力损失，也同样减小了立式辊磨内部磨辊、磨盘和选粉机等易损件的磨损和立磨本体阻力损失，增加了设备的运转率并且降低了工艺系统的单产电耗。
三、由于喷嘴环的径向复合钢板的水平角度可在55°～70°范围内调整，使得立式辊磨机对物料条件和环境条件的变化具有良好的适应性，产品粒度调整范围变大，系统运行更加稳定。
四、由于喷嘴环的顶部调整板宽度随磨辊的布置呈周期性变化，使得磨辊下部区域处气流速度低，其他位置处气流速度高，气固两相流场更加均匀，增加了气流的输送效率，减少了系统的能量损失，并且易损件的磨损更低，增加了设备的运转率。
五、由于上述气流输送装置的整体结构设计，使得立式辊磨机能够在气体流量相对较小的情况下产生更多的合格细粉，设备阻力变小，有效实现了设备的增产和粉磨系统节能降耗。
六、该气流输送装置还具有结构紧凑、体积小、制造安装方便、运转平稳、易损件磨损小、性价比高、易于实现大型化的特点。
附图说明
下面结合附图对本发明进行说明：
图1是：总装结构示意图。
图2是：图1的A-A面结构示意图。
图3是：图1的B向结构示意图。
图4是：图1中自由端进风口1的结构示意图。
图5是：图4自由端进风口1的C向结构示意图。
图6是：图4自由端进风口1的D向结构示意图。
图7是：返料端进风口8的结构示意图。
图8是：图7返料端进风口8的E向结构示意图。
图9是：图7返料端进风口8的F向结构示意图。
图10是：喷嘴环2的结构示意图。
图11是：图10中喷嘴环2的G-G结构示意图。
图12是：喷嘴环支撑板25的结构示意图。
图13是：喷嘴环内挡板27的结构示意图。
图1-13中：自由端进风口1、喷嘴环2、挡料环3、耐磨刮料板4、磨盘5、锁气翻板卸灰阀6、返料收集锥7、返料端进风口8、自由端上盖板9、自由端下盖板10、自由端左挡板11、自由端中隔板12、自由端右挡板13、导料加强管14、导料上部耐磨板15、导料下部耐磨板16、返料端内侧隔板17、返料端右挡板18、返料端左挡板19、返料端下法兰20、返料端外侧隔板21、返料端上盖板22、返料端中隔板23、喷嘴环调整板24、喷嘴环支撑板25、喷嘴环耐磨导流叶片26、喷嘴环内挡板27。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明进一步进行说明。
实施例1
如图1所示：磨盘5外围中下部设置下桶体，磨盘5外围上部设置喷嘴环2，磨盘5上口边沿设置挡料环3；磨盘5的下桶体两侧对称分别预留进风口，一侧进风口中设置自由端进风口1箱体的出口端；另一侧进风口中设置返料端进风口8箱体的出口端，返料端进风口8的下口设置返料收集锥7，返料收集锥7的下口设置锁气翻板卸灰阀6；磨盘5外围中部设置凸台，凸台下方均布固定至少八块耐磨刮料板4，耐磨刮料板4上方设置固定座与凸台固定设置，下桶体下部中设置耐磨刮料板4。
实施例2
如图1-9所示：自由端进风口1箱体上方设置自由端上盖板9、下方设置自由端下盖板10，自由端上盖板9与自由端下盖板10两端之间分别设置自由端左挡板11、右侧设置自由端右挡板13；自由端进风口1箱体设置为两箱段，进口端设置进风段、出口端设置导风导料段；进风段箱体的自由端上盖板9与自由端下盖板10之间的中部设置自由端中隔板12；导风导料段箱体的自由端左挡板11与自由端右挡板13之间的中部设置环状的导料加强管14，导料加强管14上方设置导料上部耐磨板15，下方设置导料下部耐磨板16，导料下部耐磨板16与导料上部耐磨板15的一端向下夹角设置；自由端上盖板9板端对应喷嘴环2外壳体设置；自由端下盖板10板端对应下桶体外围设置；磨盘5的下桶体一侧的预留进风口设置在自由端进风口1箱体的导风导料段；返料端进风口8设置斗型箱体，斗型箱体设置为两箱段，进口端设置进风段、出口端设置导风导料段；返料端进风口8的进风口上端设置返料端上盖板22、进风口下端设置返料端外侧隔板21，返料端上盖板22与返料端外侧隔板21之间的左侧设置返料端左挡板19、中间设置返料端中隔板23、右侧设置返料端右挡板18；斗型箱体的内侧设置返料端内侧隔板17，返料端内侧隔板17上端对应下桶体下端设置；返料端左挡板19与返料端右挡板18之间设置环状的导料加强管14，导料加强管14上方导料上部耐磨板15，下方设置导料下部耐磨板16，导料下部耐磨板16与导料上部耐磨板15的一端向下夹角设置；磨盘5的下桶体另一侧的预留进风口设置在返料端进风口8斗型箱体的导风导料段；返料端进风口8下口设置返料收集锥7，返料收集锥7下方设置返料端下法兰20，返料端下法兰20下方设置锁气翻板卸灰阀6，返料收集锥7的下方设置出料管。
实施例3
如图1.10.11.12.13所示：喷嘴环2为环形腔体，环形腔体中至少设置八个单元布置，每个单元之间通过热气流，喷嘴环2内侧设置喷嘴环内挡板27，喷嘴环2外侧设置喷嘴环支撑板25，喷嘴环内挡板27与喷嘴环支撑板25相对的板面至少设置六对的对应凹槽，凹槽的角度同向倾斜55°～70°之间设置，凹槽中设置喷嘴环耐磨导流叶片26；喷嘴环内挡板27上端设置喷嘴环调整板24，喷嘴环2的喷嘴环支撑板25上端设置导风挡料板。
实施例4
工作时，立式辊磨机的磨辊与磨盘之间挤压磨剥而粉碎的物料，磨盘转动的离心力把磨碎的物料从磨盘边缘的挡料环3溢出，溢出的物料含有初始的水分而呈大的颗粒团或块状；热气流以38～57m/s的速度经磨盘5的下桶体两个对称布置的自由端进风口1和返料端进风口8，分别通过自由端中隔板12和返料端中隔板23的导流作用，同时进入磨盘5外围的下通体，当热气流在下通体中充满形成气压时，形成气压的热气流向上进入喷嘴环2，喷嘴环2中的同向倾斜喷嘴环耐磨导流叶片26调整气流旋转；高速旋转的高温气流冲击、剪切溢出挡料环3外侧被挤压成饼状的物料，饼状物料的水分经高温迅速蒸发至含水量小于0.5％时，物料干燥后分散成粉，随气流中进入磨机顶部进行进一步分级流程。
实施例5
同时，物料在分散过程中的粗颗粒和金属异物，由于密度和重量大于气流的向上的浮力，粗颗粒和金属异物向下落入喷嘴环2中，粗颗粒和金属异物通过喷嘴环2下口落在导料加强管14的导料上部耐磨板15的板面上，导料上部耐磨板15的板面通过向下的角度导入下桶体的底部；磨盘5通过旋转带动外围下方固定的耐磨刮料板4，把下桶体中底部的粗颗粒和金属异物刮入返料收集锥7，并由锁气翻板卸灰阀6把粗颗粒和金属异物排出磨外。
Claims (5)
1.一种水泥原料矿渣的立式辊磨机气流装置，是由自由端进风口(1)、喷嘴环(2)、挡料环(3)、耐磨刮料板(4)、磨盘(5)、锁气翻板卸灰阀(6)、返料收集锥(7)、返料端进风口(8)、自由端上盖板(9)、自由端下盖板(10)、自由端左挡板(11)、自由端中隔板(12)、自由端右挡板(13)、导料加强管(14)、导料上部耐磨板(15)、导料下部耐磨板(16)、返料端内侧隔板(17)、返料端右挡板(18)、返料端左挡板(19)、返料端下法兰(20)、返料端外侧隔板(21)、返料端上盖板(22)、返料端中隔板(23)、喷嘴环调整板(24)、喷嘴环支撑板(25)、喷嘴环耐磨导流叶片(26)、喷嘴环内挡板(27)构成，其特征在于：磨盘(5)外围中下部设置下桶体，磨盘(5)外围上部设置喷嘴环(2)，磨盘(5)上口边沿设置挡料环(3)；磨盘(5)的下桶体两侧对称分别预留进风口，一侧进风口中设置自由端进风口(1)箱体的出口端；另一侧进风口中设置返料端进风口(8)箱体的出口端，返料端进风口(8)的下口设置返料收集锥(7)，返料收集锥(7)的下口设置锁气翻板卸灰阀(6)；磨盘(5)外围中部设置凸台，凸台下方均布固定至少八块耐磨刮料板(4)，耐磨刮料板(4)上方设置固定座与凸台固定设置，下桶体下部中设置耐磨刮料板(4)。
2.根据权利要求1中所述的一种水泥原料矿渣的立式辊磨机气流装置，其特征在于：自由端进风口(1)箱体上方设置自由端上盖板(9)、下方设置自由端下盖板(10)，自由端上盖板(9)与自由端下盖板(10)两端之间分别设置自由端左挡板(11)、右侧设置自由端右挡板(13)；自由端进风口(1)箱体设置为两箱段，进口端设置进风段、出口端设置导风导料段；进风段箱体的自由端上盖板(9)与自由端下盖板(10)之间的中部设置自由端中隔板(12)；导风导料段箱体的自由端左挡板(11)与自由端右挡板(13)之间的中部设置环状的导料加强管(14)，导料加强管(14)上方设置导料上部耐磨板(15)，下方设置导料下部耐磨板(16)，导料下部耐磨板(16)与导料上部耐磨板(15)的一端向下夹角设置；自由端上盖板(9)板端对应喷嘴环(2)外壳体设置；自由端下盖板(10)板端对应下桶体外围设置；磨盘(5)的下桶体一侧的预留进风口设置在自由端进风口(1)箱体的导风导料段；返料端进风口(8)设置斗型箱体，斗型箱体设置为两箱段，进口端设置进风段、出口端设置导风导料段；返料端进风口(8)的进风口上端设置返料端上盖板(22)、进风口下端设置返料端外侧隔板(21)，返料端上盖板(22)与返料端外侧隔板(21)之间的左侧设置返料端左挡板(19)、中间设置返料端中隔板(23)、右侧设置返料端右挡板(18)；斗型箱体的内侧设置返料端内侧隔板(17)，返料端内侧隔板(17)上端对应下桶体下端设置；返料端左挡板(19)与返料端右挡板(18)之间设置环状的导料加强管(14)，导料加强管(14)上方导料上部耐磨板(15)，下方设置导料下部耐磨板(16)，导料下部耐磨板(16)与导料上部耐磨板(15)的一端向下夹角设置；磨盘(5)的下桶体另一侧的预留进风口设置在返料端进风口(8)斗型箱体的导风导料段；返料端进风口(8)下口设置返料收集锥(7)，返料收集锥(7)下方设置返料端下法兰(20)，返料端下法兰(20)下方设置锁气翻板卸灰阀(6)，返料收集锥(7)的下方设置出料管。
3.根据权利要求1或2中所述的一种水泥原料矿渣的立式辊磨机气流装置，其特征在于：喷嘴环(2)为环形腔体，环形腔体中至少设置八个单元布置，每个单元之间通过热气流，喷嘴环(2)内侧设置喷嘴环内挡板(27)，喷嘴环(2)外侧设置喷嘴环支撑板(25)，喷嘴环内挡板(27)与喷嘴环支撑板(25)相对的板面至少设置六对的对应凹槽，凹槽的角度同向倾斜55°～70°之间设置，凹槽中设置喷嘴环耐磨导流叶片(26)；喷嘴环内挡板(27)上端设置喷嘴环调整板(24)，喷嘴环(2)的喷嘴环支撑板(25)上端设置导风挡料板。
4.一种水泥原料矿渣的立式辊磨机气流装置的气流输送方法，其特征在于：工作时，立式辊磨机的磨辊与磨盘之间挤压磨剥而粉碎的物料，磨盘转动的离心力把磨碎的物料从磨盘边缘的挡料环(3)溢出，溢出的物料含有初始的水分而呈大的颗粒团或块状；热气流以38～57m/s的速度经磨盘(5)的下桶体两个对称布置的自由端进风口(1)和返料端进风口(8)，分别通过自由端中隔板(12)和返料端中隔板(23)的导流作用，同时进入磨盘(5)外围的下通体，当热气流在下通体中充满形成气压时，形成气压的热气流向上进入喷嘴环(2)，喷嘴环(2)中的同向倾斜喷嘴环耐磨导流叶片(26)调整气流旋转；高速旋转的高温气流冲击、剪切溢出挡料环(3)外侧被挤压成饼状的物料，饼状物料的水分经高温迅速蒸发至含水量小于0.5％时，物料干燥后分散成粉，随气流中进入磨机顶部进行进一步分级流程。
5.根据权利要求4所述的一种水泥原料矿渣的立式辊磨机气流装置的气流输送方法，其特征在于：同时，物料在分散过程中的粗颗粒和金属异物，由于密度和重量大于气流的向上的浮力，粗颗粒和金属异物向下落入喷嘴环(2)中，粗颗粒和金属异物通过喷嘴环(2)下口落在导料加强管(14)的导料上部耐磨板(15)的板面上，导料上部耐磨板(15)的板面通过向下的角度导入下桶体的底部；磨盘(5)通过旋转带动外围下方固定的耐磨刮料板(4)，把下桶体中底部的粗颗粒和金属异物刮入返料收集锥(7)，并由锁气翻板卸灰阀(6)把粗颗粒和金属异物排出磨外。
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