CN103547382B - 用于将给料至少分成一个轻物料组分和一个重物料组分的装置和方法 - Google Patents

用于将给料至少分成一个轻物料组分和一个重物料组分的装置和方法 Download PDF

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Abstract

根据本发明的用于将给料至少分成一个轻物料组分(3)和一个重物料组分(4)的组分分离装置(1)包括用于给料(2)的至少一个入口(5)、用于轻物料组分(3)的至少一个轻物料出口和用于重物料组分(4)的至少一个重物料出口。另外，组分分离装置(1)包括用于在组分分离装置(1)内产生气流以将给料(2)分成轻物料组分(3)和重物料组分(4)的流动发生器(8)。组分分离装置(1)还包括用于至少将轻物料组分(3)从气流中分离出的弯曲的离心分离器(10)。在给料(2)的输送方向上在入口(5)的下游设有用于将给料输送入离心分离器(10)的输送机构(9)。至少50%的气体可在组分分离装置(1)内作为循环流来引导流动。循环流围绕输送机构(9)被引导流动。

Description

用于将给料至少分成一个轻物料组分和一个重物料组分的装 置和方法
本发明涉及具有独立权利要求的前序部分特征的、将给料至少分成一个轻物料组分和一个重物料组分的领域。
由EP1263276B1公开了一种通流顺畅的抽吸分离装置，它形成有弯曲的离心分离器、组分出口、横流转子和具有气流管的壳体。由此一来，实现给料的组分分离。
但该装置的缺点是，不能通过该装置的轴向长度充分控制将给料供应至该装置。而且，给料的侧向供应增大了该装置的占地面积。
因而，本发明的任务是避免已知的缺点，即，尤其提供一种装置和一种方法，可借此将给料分成至少一个轻物料组分和至少一个重物料组分，在这里，该组分分离装置容许对将给料供应至组分分离装置的分离器进行可靠控制并且还获得组分分离装置的紧凑结构。本发明的另一个任务是提供一种装置和一种方法，可借此以节能方式在组分分离装置中分离该给料。
这些任务将通过根据独立权利要求的装置和方法来完成。
根据本发明的用于将给料分成至少一个轻物料组分和至少一个重物料组分的组分分离装置包括用于给料的至少一个入口、用于轻物料组分的至少一个轻物料出口和用于重物料组分的至少一个重物料出口。另外，该组分分离装置包括用于在组分分离装置中产生气流以将给料分成轻物料组分和重物料组分的流动发生器。尤其是，通过该流动发生器来产生空气流动。另外，该组分分离装置包括用于至少从气流中分离出轻物料组分的弯曲的离心分离器。在给料的输送方向上在该入口的下游设有用于将给料输送入该离心分离器的输送机构。至少气体的50%可以在该组分分离装置中作为循环流来输送。尤其是气体的55%至95%、最好是65%至90%且更好是75%至85%可作为循环流来输送。循环流围绕输送机构被输送。
本申请意义上的术语“给料”是指散料，即颗粒状物料或块状物料，其以能灌装形式存在并且尤其能流动和/或例如可借助螺旋输送机来输送。
本申请意义上的“给料分成至少一个轻物料组分和至少一个重物料组分”是指按照给料的比重和/或粒度的相对分离。在此情况下，例如轻物料组分是这样的组分，其可以在离心分离器中或也在现有技术所公开的曲折筛中利用空气流从给料中被分离出。在此例子中，重物料组分是这样的组分，其无法借助空气流来输送并且例如利用重力作用被引入重物料出口。
本申请意义上的“流动发生器”是指用于产生气流尤其是空气流的装置例如像通风机、风扇或还有透平。
本申请意义上的“弯曲的离心分离器”是指适用于引导气流的弯曲管路，在此，通过弯曲将离心力施加至流动中所携带的颗粒即轻物料组分，以便从气流中分离出该颗粒。这样的装置例如由EP1263276B1、EP0178316B1以及EP0668108B1所公开。
本申请意义上的“输送机构”是指适用于输送给料的机构。例如，摆动式输送机构、气动式输送机构、链式输送机构、输送带或者螺旋输送机及其任意组合适用于此。
摆动式输送机构通常也被称为“振动式运输机构”并且由现有技术所公开。这样的摆动式输送机构例如能以振动料槽的形式构成。
本申请意义上的“围绕输送机构的循环流”是指由流动发生器所产生的气流在离心分离器的横剖面上围绕设于该组分分离装置中的输送机构被引导流动。就是说，该输送机构至少在局部基本沿着和/或基本平行于该组分分离装置的纵轴线布置在循环流的至少一个部分闭合的气流中，尤其是组分分离装置的纵轴线在45°-135°的角度范围相对于中心循环流布置，最好以80°-100°且尤其优选基本垂直于中心循环流。在本申请意义上，纵轴线垂直于中心循环流布置是指90°角度。
现在，本发明的组分分离装置具有以下优点，可以利用该输送机构将给料可控地输送入离心分离器，以获得尽量高效可靠的分离。这例如可如此实现，即，给料借助输送机构在组分分离装置内尽量均匀散布，从而在气流中基本到处都输送入同样多的给料，结果，可以到处基本在相同的条件下实现分离成轻物料组分和重物料组分，因而提高了分离的可靠性和质量。
本发明的组分分离装置的另一个优点是该组分分离装置与现有技术相比具有紧凑的结构，这通过围绕输送机构引导循环流来实现。因而，在组分分离装置同样大小的情况下，由此可以与现有技术相比实现给料经过组分分离装置的更高流通产量。
另外，另一个优点是至少气体的50%作为循环流来回输，由此，组分分离装置运行具有更高的能效比，这是因为由此须供应和加速更少量的气体。
该输送机构最好以摆动式输送机构的形式构成。尤其是给料可以利用该输送机构至少基本垂直于循环流的横截面来输送。
在本申请意义上，用语“基本垂直于循环流的横截面”是指平行于中心循环流地在离心分离器区域内剖切组分分离装置。例如在组分分离装置呈柱形构造时，剖面垂直于柱形组分分离装置的纵轴线，其中循环流至少在局部沿柱壁在柱体内被引导流动。
以摆动式输送机构形式构成输送机构的优点是，摆动式输送机构能可靠运行并且例如可通过摆动式输送机构的控制装置和/或调整装置来控制将给料送入离心分离器。
给料例如通过摆动式输送机构在组分分离装置内尽量均匀散布，其中散布的给料例如通过缝隙从摆动式输送机构被送入离心分离器。另外，可以在组分分离装置中布置至少一个挡料闸板作为将给料散布至离心分离器中的布料辅助机构。
尤其优选的是，离心分离器在流向上在用于轻物料组分的出口区域内至少局部缩窄构成，尤其至少局部变成锥形地构成。
这有以下优点，通过缩窄来加速流动以进一步改善在离心分离器中轻物料组分从气流中分离出。另外，通过这样构成该出口区域，获得了从组分分离装置继续输送的能力，这是因为轻物料出口由此仅具有较小的面积。
更尤其优选的是，离心分离器至少局部地在朝向流动发生器的一侧具有内壁，该内壁具有至少一个开口用于将气流引导至流动发生器。
这有以下优点，离心分离器的朝向流动发生器的内壁保证气流引导向流动发生器且同时在没有开口的内壁区域内是用于气流中的轻物料组分的挡壁。由此一来，基本保证了尽量少的轻物料组分颗粒被送入流动发生器。
或者也可行的是省去该出口区域内的内壁，由此也允许气流被引导至流动发生器。
该输送机构的输送方向优选至少基本是水平设计的，尤其在局部沿着组分分离装置的纵轴线。
本申请意义上的术语“水平”是指基本垂直于重力作用方向的方向。
这有以下优点，通过水平的输送方向，给料可以在尽量排除例如重力情况下被可靠输送，由此获得给料在组分分离装置内布料的更好的可控性。
尤其优选的是，离心分离器在内侧光滑地构成。尤其是离心分离器在物料引导壁上不具有非连续的壁轮廓。
本申请意义上的“物料引导壁”是指这样的离心分离器的壁，在按规定使用中轻物料组分因离心力而被输送至该壁并且因气流而沿物料引导壁被引导流动。
本申请意义上的术语“连续”是指该术语的数学定义。换句话说，壁轮廓不具有不连续部，例如像凸出或凹进的阶梯部。
光滑结构且尤其是还以连续壁的形式构成有着以下优点，可以有更少的轻物料堆积在组分分离装置中，这有助于改善卫生。
本申请意义上的术语“光滑”是指在0.2μm-6.3μm、尤其是0.8μm-3.2μm范围内的平均表面粗糙度Ra。
平均表面粗糙度Ra也被称为“平均粗糙度”。
表面粗糙度在此根据DIN EN ISO 4287来测定，例如利用Maar公司的粗糙度仪M2。
更尤其优选的是可利用输送机构沿组分分离装置的纵轴线来布料。
该内壁优选具有用于将气流引导向流动发生器的引导机构。
这有以下优点，可以更好地控制在循环中从离心分离器被引导向流动发生器的气流。这带来的进一步优点是，被送入流动发生器的轻物料组分的颗粒数量被减少，这提高组分分离装置的可靠性并延长其使用寿命。
尤其优选的是该引导机构以至少一个叶片的形式构成，其中，该叶片伸入该离心分离器中。
在本申请意义上，“叶片”是指基本呈矩形的扁平件，即，扁平件的长度大于宽度并且宽度大于厚度。
叶片的长度基本平行于组分分离装置的纵轴线。叶片伸入离心分离器中，其中，该叶片伸入该离心分离器达1mm-20mm、优选是2mm-10mm且更好是3mm-8mm的范围内。
更尤其优选的是，该叶片与内壁形成一个角度，该角度在90°-180°、优选是100°-170°且尤其优选是140°-160°范围内。
在本申请意义上，该角度从内壁沿逆时针方向起算，在这里，90°的角度相当于在循环流的横截面中在靠近离心分离器的一侧垂直于内壁。
该叶片的角度优选是可调的。
这有以下优点，可以调节循环中的气流引导流动，以改善循环流的效率且同时尽量抑制将来自轻物料组分的颗粒送入流动发生器。
本发明的另一个方面涉及利用组分分离装置将给料分成至少一个轻物料组分和至少一个重物料组分的方法。该方法尤其利用如上所述的装置来实施。该组分分离装置包括用于给料的至少一个入口、至少一个轻物料出口和至少一个重物料出口。另外，该组分分离装置包括流动发生器、弯曲的离心分离器和输送机构。该方法包括将给料输送入组分分离装置的至少一个入口的步骤，随后将给料输送至设于入口下游的输送机构处和/或之中。接着进行利用输送机构将给料输送入离心分离器。随后进行利用由流动发生器产生的气流的轻物料组分同重物料组分的分离。接着进行将轻物料组分从流入离心分离器中的气流分离出来，在这里，气流中的至少50%的气体作为循环流在组分分离装置内引导流动。循环流围绕该输送机构被引导流动。
该方法具有所有以上关于组分分离装置所描述的优点。
轻物料组分同重物料组分的分离优选借助该气流和重力来实现。
就是说，给料借助输送机构被送入离心分离器，在这里，只通过气流沿着离心分离器来输送轻物料组分。重物料组分通过重力被输送到重物料出口，以便进一步处理。
这有以下优点，可根据要求通过调节该气流来调整组分分离。另外，用重力分离出重物料组分不需要其它装置，由此可以高能效地执行该方法。
尤其优选的是，给料沿着组分分离装置纵轴线借助输送机构来布料。
这有以下优点，可以做到沿着组分分离装置的纵轴线尽量均匀地布料，由此可靠准确地实现分离。
更尤其优选的是，循环流包含气流的部分气体，其份额在55%-95%、优选是65%-90%且尤其优选是75%-85%范围内。
这有以下优点，尽量多的气体在循环流中被引导流动，由此降低了组分分离装置的能耗以及空气用量。
以下，将结合附图和实施例来详述本发明装置和本发明方法的其它优点，以便更好理解，但本发明不局限于此，其中：
图1是本发明组分分离装置的在平行于循环流的离心分离器剖面中的示意图；
图2是根据图1的本发明组分分离装置的透视图；
图3是包括可看见的输送机构的根据图1的本发明组分分离装置的透视图。
图1以组分分离装置1的离心分离器10的平行于循环流的剖视示意图示出了本发明的组分分离装置1。
组分分离装置1具有用于给料2的入口5以及用于轻物料组分3的轻物料出口6和用于重物料组分4的重物料出口7。而且，组分分离装置1具有呈通风机形式的流动发生器8，用于在组分分离装置1内产生空气流。组分分离装置1还具有离心分离器10，离心分离器具有弯曲的物料引导壁14用于引导轻物料组分。在在此未变成锥形的出口区域11内，在靠近通风机的一侧设有包括用于引导空气流至通风机的多个开口13的内壁12。此外，内壁12具有多个叶片15用于更好地引导空气进入通风机。
给料2在运行中沿箭头16被输送入组分分离装置1的入口5并且在入口5下游落到呈摆动式输送机构形式的输送机构9上，以将给料送入离心分离器中。摆动式输送机构以所谓的振动料槽形式构成，其借助未示出的缝隙与离心分离器10连通，其中可经过该缝隙输送给料。
利用呈通风机形式的流动发生器8，在组分分离装置内沿着用19标记的箭头产生空气流。在这里，80%的空气流经过这些开口13又被送至通风机。就是说，总是通过通风机吸入20%的新风。
现在，利用空气流19将轻物料组分3同重物料组分4分离开。这通过调节空气流速来实现，从而轻物料组分3克服作用方向基本平行于箭头16的重力作用，被输送入离心分离器10的第一部段中。重物料组分4通过重力被输送入重物料出口7并且沿箭头18离开该组分分离装置。
轻物料组分3在离心分离器10中基本被加速到空气流19的速度并且通过离心力被输送向物料引导壁14。由此一来，轻物料组分基本聚集在物料引导壁14处，由此实现轻物料组分3同空气流分离。
因此，轻物料组分3沿物料引导壁14被输送向轻物料出口6并且沿箭头17离开该组分分离装置。在此情况下也有20%的空气流经轻物料出口6被送出组分分离装置1。
借助该通风机，大约80%的空气从出口区域11被吸走并且又被送至离心分离器10。利用与内壁12形成150°角度的叶片15来保证回输入通风机的空气基本不含轻物料组分3的颗粒。
在通风机中，回输的空气以及还有被吸入的新风被加速到将给料2分成轻物料组分3和重物料组分4所需要的速度，这由箭头23表示。
在图2中示出了根据本发明的替代可选的组分分离装置1。
从这里开始并且在以下的描述中，相同的附图标记表示附图中的相同的零部件。
与图1不同的是，在这里，出口区域11在流向上变成锥形地构成。
除了根据图1的显示外，在这里也可以看见通风缝隙20用于吸入新风。
另外，在此示出用于未示出的输送机构的驱动装置21以及用于未示出的流动发生器的驱动装置22。
在图3中示出了根据图2的组分分离装置1，在此，为了看得更清楚而省掉一些零部件。
在此如图所示为侧向开口的组分分离装置1示出了呈摆动式输送机构形式的输送机构9以及配属于它的驱动装置21。借助输送机构9，现在可以将经入口5被送入组分分离装置1中的给料沿该组分分离装置1的纵轴线基本平行于摆动式输送机构或者说垂直于重力作用方向来输送，以便在组分分离装置1的纵轴线范围内布料。

Claims (26)

1.一种用于将给料(2)至少分成一个轻物料组分(3)和一个重物料组分(4)的组分分离装置(1)，包括用于给料(2)的至少一个入口(5)、用于该轻物料组分(3)的至少一个轻物料出口(6)和用于该重物料组分(4)的至少一个重物料出口(7)、用于在该组分分离装置(1)内产生气流以将该给料(2)分成该轻物料组分(3)和该重物料组分(4)的流动发生器(8)、用于从该气流中至少分离出该轻物料组分(3)的弯曲的离心分离器(10)、在该给料的输送方向上设于该入口(5)下游且用于将该给料(2)输送入该离心分离器(10)的输送机构(9)，其中在该组分分离装置(1)内至少50％的气体能作为循环流被引导流动，其特征是，该循环流在离心分离器(10)的横剖面中围绕设于该组分分离装置(1)中的该输送机构(9)被引导流动。
2.根据权利要求1所述的组分分离装置(1)，其特征是，该输送机构(9)以摆动式输送机构的形式构成。
3.根据权利要求1所述的组分分离装置(1)，其特征是，该离心分离器(10)在流向上在用于该轻物料组分(3)的出口区域(11)内至少局部缩窄地构成。
4.根据权利要求3所述的组分分离装置(1)，其特征是，该离心分离器(10)至少局部在朝向该流动发生器(8)的一侧在出口区域(11)内具有内壁(12)，该内壁具有用于将气流引导至该流动发生器(8)的至少一个开口(13)。
5.根据权利要求1所述的组分分离装置(1)，其特征是，该输送机构(9)的输送方向至少基本水平设计。
6.根据权利要求5所述的组分分离装置(1)，其特征是，利用该输送机构(9)沿着该组分分离装置(1)的纵轴线来散布给料(2)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的组分分离装置(1)，其特征是，该离心分离器具有弯曲的物料引导壁(14)用于引导轻物料组分，该物料引导壁(14)构造为围绕输送机构(9)。
8.根据权利要求1所述的组分分离装置(1)，其特征是，该离心分离器(10)在内侧光滑构成。
9.根据权利要求4所述的组分分离装置(1)，其特征是，该内壁(12)具有用于引导气流至该流动发生器(8)的引导机构。
10.根据权利要求9所述的组分分离装置(1)，其特征是，该引导机构以至少一个叶片(15)的形式构成，其中该叶片(15)伸入该离心分离器(10)中。
11.根据权利要求10所述的组分分离装置(1)，其特征是，该叶片(15)与该内壁(12)形成一个角度(a)，该角度在90°-180°范围内。
12.根据权利要求11所述的组分分离装置(1)，其特征是，该角度(a)是可调的。
13.根据权利要求1所述的组分分离装置(1)，其特征是，该气流是空气流。
14.根据权利要求2所述的组分分离装置(1)，其特征是，该输送机构(9)以摆动式输送机构的形式构成以至少用于基本垂直于该循环流的横剖面来输送该给料(2)。
15.根据权利要求3所述的组分分离装置(1)，其特征是，该离心分离器(10)在流向上在用于该轻物料组分(3)的出口区域(11)内至少局部呈锥形构造。
16.根据权利要求5所述的组分分离装置(1)，其特征是，该输送机构(9)的输送方向局部沿该组分分离装置(1)的纵轴线。
17.根据权利要求8所述的组分分离装置(1)，其特征是，该离心分离器(10)在物料引导壁(14)处具有连续的壁轮廓。
18.根据权利要求11所述的组分分离装置(1)，其特征是，该角度在100°-170°范围内。
19.根据权利要求11所述的组分分离装置(1)，其特征是，该角度在140°-160°范围内。
20.一种用于利用组分分离装置(1)将给料(2)至少分成一个轻物料组分(3)和一个重物料组分(4)的方法，该组分分离装置(1)包括用于该给料(2)的至少一个入口(5)、至少一个轻物料出口(6)和至少一个重物料出口(7)、流动发生器(8)、弯曲的离心分离器(10)和输送机构(9)，该方法包括以下步骤：
-将该给料(2)输送入该组分分离装置(1)的至少一个入口(5)，送至设于入口(5)下游的输送机构(9)之处和/或之中，
-利用该输送机构(9)将该给料(2)送入该离心分离器(10)，
-在该离心分离器(10)内借助由该流动发生器(8)所产生的气流将该轻物料组分(3)同该重物料组分(4)分离开，
-将该轻物料组分(3)从流入该离心分离器(10)的气流中分离出来，和
-在该组分分离装置(1)内引导在气流中作为循环流的至少50％的气体，
其特征是，在离心分离器(10)的横剖面中围绕设于该组分分离装置(1)中的该输送机构(9)来引导该循环流。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征是，该轻物料组分(3)同该重物料组分(4)的分离借助气流和重力来实现。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其特征是，该给料(2)利用该输送机构(9)沿着该组分分离装置(1)的纵轴线来布料。
23.根据权利要求20或21所述的方法，其特征是，该循环流包含该气流的55％-95％的气体百分比。
24.根据权利要求20所述的方法，其特征是，该组分分离装置(1)是根据权利要求1至18之一所述的组分分离装置。
25.根据权利要求23所述的方法，其特征是，该循环流包含该气流的65％-90％的气体百分比。
26.根据权利要求23所述的方法，其特征是，该循环流包含该气流的75％-85％的气体百分比。
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