CN104826721B - 一种用于秸秆微粉制备的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种用于秸秆微粉制备的系统,涉及一种微粉粉碎处理设备。该系统采用了涡流空气分级技术来优化系统,由预粉碎子系统和粉碎分级子系统构成。包括秸秆预粉碎机、旋风分离器、脉冲袋式除尘器、风机、锁风喂料器、成品仓、半成品收集仓、秸秆粉碎机、提升机及涡流空气分级机。该系统能对农作物秸秆进行粉碎、分级和收集,能有效控制秸秆微粉的粒度,从而保证成品的质量,成品细度(D98)在80—200um可调,本系统为闭路循环系统,能连续性工作,节省时间、缩短生产周期,同时为全负压操作,整个生产过程不冒灰,更为清洁环保。

Description

一种用于秸秆微粉制备的系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种微粉粉碎处理设备,特别是涉及一种对秸杆进行微粉制备处理的系统。
背景技术
[0002] 秸杆建材是以秸杆粉为原料,广泛地运用于家具和建筑行业。如经加工后的秸杆微粉可作为生产秸杆防火板材、秸杆环保门、秸杆地板等建材产品的原材料。既避免了环境的污染,又提高了秸杆的附加值,对实现农村家居环境清洁化和资源高效利用有重大意义。
[0003] 秸杆建材产品对秸杆粉粒度具有一定的要求,尤其是建材产品的表面对粒度有更高的要求。目前,主要利用筛分法得到一定粒度范围的秸杆粉,但在实际生产过程中容易出现物料跑粗、筛孔堵塞及过筛率不高等问题,不能满足连续性规模化工业生产需求。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种用于秸杆微粉制备的系统,该系统能对农作物秸杆进行粉碎、分级和收集,能有效控制秸杆微粉的粒度,从而保证成品的质量,成品细度(D98)在80—200um可调,本系统为闭路循环系统,能连续性工作,节省时间、缩短生产周期,同时为全负压操作,整个生产过程不冒灰,更为清洁环保。
[0005] 本发明的目的是通过下列技术方案实现的:
[0006] —种用于秸杆微粉制备的系统,包括预粉碎子系统和粉碎分级子系统。
[0007] 所述预粉碎子系统包括秸杆预粉碎机、旋风分离器一和半成品收集仓,秸杆预粉碎机与旋风分离器一的入口连接,旋风分离器一的出料口连接半成品收集仓;
[0008] 所述粉碎分级子系统包括秸杆粉碎机、涡流空气分级机、旋风分离器二和成品仓,所述秸杆粉碎机与半成品收集仓的出料口连接,秸杆粉碎机出料口连接涡流空气分级机,涡流空气分级机出料口连接旋风分离器二,旋风分离器二出料口连接成品仓。
[0009] 进一步的方案中,所述旋风分离器一的排气口连接有脉冲袋式除尘器一,所述脉冲袋式除尘器一上设置有风机一,且脉冲袋式除尘器一出料口连接成品仓。
[0010] 进一步的方案中,所述旋风分离器二的排气口连接有脉冲袋式除尘器二,所述脉冲袋式除尘器二上设置有风机二,且脉冲袋式除尘器二出料口连接成品仓。
[0011] 进一步的方案中,所述脉冲袋式除尘器一通过锁风喂料器一与成品仓连接,所述旋风分离器一通过锁风喂料器二与半成品收集仓连接,所述半成品收集仓通过锁风喂料器三与秸杆粉碎机连接,所述涡流空气分级机的下端(即粗粉集料锥)通过锁风喂料器四与半成品收集仓连接,所述旋风分离器二通过锁风喂料器五与成品仓连接,所述脉冲袋式除尘器二通过锁风喂料器六与成品仓连接,所述秸杆粉碎机通过提升机与涡流空气分级机的进料口连接。
[0012] 进一步的方案中,所述涡流空气分级机包括蜗壳、转轴、一次进风口、二次进风口、三次进风口、粗粉集料锥、转笼叶片、导流叶片二和细粉出口,其中细粉出口设置于蜗壳上端且连接旋风分离器二,粗粉集料锥设置于蜗壳下部并通过锁风喂料器四与半成品收集仓连接,蜗壳上设置一次进风口和二次进风口,转笼叶片、导流叶片二和转轴设置于蜗壳内,转笼叶片围绕转轴设置,导流叶片二围绕转笼叶片设置且与转笼叶片之间间隔开,三次进风口设置在粗粉集料锥上。
[0013] 进一步的方案中,在一次进风口和二次进风口的位置设置有导流叶片一。
[0014] 进一步的方案中,所述导流叶片一包括直线部分和圆弧部分,直线部分的一端连接在一次进风口和二次进风口的位置,另一端为圆弧部分延伸至蜗壳内所在空间。
[0015] 进一步的方案中,所述导流叶片一为多片,每片导流叶片一的直线部分长度相等,越靠近蜗壳中心的导流叶片一的圆弧部分越短,越靠近蜗壳外壳的导流叶片一的圆弧部分越长。
[0016] 进一步的方案中,所述各片导流叶片一的圆弧部分的曲率相等,且与对应端的蜗壳圆弧的曲率比为I 一 1.25。
[0017] 进一步的方案中,所述转笼叶片和导流叶片二之间的最短间距,也就是分级环间距d为 200—400mm。
[0018] 从本发明的各项结构技术特征可以看出,本发明的优点在于:
[0019] 1、通过调节系统中粉碎机电机频率、涡流空气分级机电机频率和风机电机的频率,控制喂料量和系统风量等,可以达到系统的最佳运行状态。该系统能对农作物秸杆进行粉碎、分级和收集,从而有效控制秸杆微粉的粒度,从而保证成品的质量,成品细度(D98)在80—200um可调。本系统为闭路循环系统,能连续性工作,节省时间、缩短生产周期,同时为全负压操作,整个生产过程不冒灰。
[0020] 2、该系统中的预粉碎子系统与粉碎分级子系统通过半成品收集仓两者连接起来,预粉碎子系统制备得到的原料通过半成品收集仓储备,作为原料供粉碎分级子系统使用,在半成品收集仓有一定原料储备的情况下,两个子系统可独立运行,自成系统,互不影响各自系统使用和设备的检修。
[0021] 3、粉碎分级子系统中,半成品收集仓、秸杆粉碎机、涡流空气分级机组成的闭路循环系统,可以大大减少对秸杆的过粉碎,使秸杆粉碎机的台时产量提高,降低单位能耗,同时成品细度可通过调节涡流空气分级机的参数来控制。
[0022] 4、在粉碎分级子系统中,涡流空气分级机的进风结构采用带导流叶片一或者无导流叶片一的蜗壳。带导流叶片一的蜗壳内部设置若干个导流叶片一,导流叶片一由圆弧部分和直线部分组成,直线部分等长;圆弧部分的长度由内至外依次增大,圆弧部分的曲率相等,且跟对应端的蜗壳圆弧的曲率比为I?? 一 1.25,由于采用若干长度递增的导流叶片一,气流就能均匀地进入到分级区,使得分级区地流场更加均匀、稳定,以获得更高的分级效率。
[0023] 5、在粉碎分级子系统中,涡流空气分级机分级环间距d为200-400mm,本发明通过采用较宽的分级环间距,在单位时间内更多的秸杆粉原料能在环形分级区被分级,进而提高秸杆粉产品的产量。
附图说明
[0024] 本发明将通过实施例并参照附图的方式说明,其中:
[0025]图1是本发明系统原理不意图;
[0026]图2是本发明涡流分级机结构示意图;
[0027]图3是图2的A-A剖视示意图亦即等面积进风口有导流叶片一蜗壳的内部结构示意图;
[0028]图4是图3中B处的放大不意图;
[0029]图5是等面积进风口无导流叶片一蜗壳的内部结构示意图;
[0030]图6是不等面积进风口有导流叶片一蜗壳的内部结构不意图;
[0031]图7是不等面积进风口无导流叶片一蜗壳的内部结构示意图;
[0032]图8是本发明实施例中所采用的待分级物料秸杆粉末的粒度表;
[0033]图9是在四种不同结构情况下的产品粒度对照表;
[0034] 其中附图标记:
[0035] 1-秸杆预粉碎机 2.1-旋风分离器一
[0036] 2.2-旋风分离器二 3.1-脉冲袋式除尘器一
[0037] 3.2-脉冲袋式除尘器二 4.1-风机一
[0038] 4.2-风机二 5.1-锁风喂料器一
[0039] 5.2-锁风喂料器二 5.3-锁风喂料器三
[0040] 5.4-锁风喂料器四 5.5-锁风喂料器五
[0041] 5.6-锁风喂料器六 6-成品仓
[0042] 7-半成品收集仓 8-秸杆粉碎机
[0043] 9-涡流空气分级机 10-提升机
[0044] 11-导流叶片一 12-蜗壳
[0045] 13-二次进风口 14-粗粉集料维
[0046] 15-转笼叶片 16-细粉出口
[0047] 17- 一次进风口 18-转轴
[0048] 19-导流叶片二 20-二次风口。
具体实施方式
[0049]下面结合附图对本发明做进一步的说明:
[0050]如图1所示为本发明的系统原理示意图:在本实施例中,我们采用的作为预粉碎原料的农作物秸杆为15_20mm长的截段,同时对其进行干燥处理,使得含水率小于10%为宜,经预粉碎后得到D90为SOOum左右细度的秸杆粉原料。秸杆中可能混有少量小碎石,在预粉碎过程中将排至在秸杆预粉碎机底部,经底部排渣口排出。
[0051] 经秸杆预粉碎机粉碎后的秸杆颗粒,在风机的抽吸作用下通过气力输送至旋风分离器一收集,极少量颗粒(粒径< 25um)经旋风分离器一顶部的排气口,随着气流进入脉冲袋式除尘器一,进行收集,净化后达到排放标准的气流则通过风机一的排风口排出。脉冲袋式除尘器一中收集的成品经锁风喂料器一输送至成品仓。旋风分离器一收集到的原料,经锁风喂料器二送至半成品收集仓。
[0052]半成品收集仓内的原料经锁风喂料器三输送至秸杆粉碎机的喂料口,经秸杆粉碎机粉碎后的物料再经过提升机送至涡流空气分级机的进料口,分级后的成品由旋风分离器二进行收集,然后通过其底部的锁风喂料器五输送至成品仓。涡流空气分级机中分选出的不合格产品,经分级机的粗粉集料锥排出,经锁风喂料器四返回至半成品收集仓。
[0053] 其中,含极少量颗粒(粒径<25um)的气流,从旋风分离器二顶部的排气口进入脉冲袋式除尘器二,进行最终的气固分离,气流中夹带的极少量成品被收集,经锁风喂料器六输送至成品仓,净化后达到排放标准的气流通过风机二排风口排出。
[0054] 操作方法为:利用上述设备组成的系统,通过调节系统中粉碎机电机频率、涡流空气分级机电机频率和风机电机频率,控制喂料量和系统风量等运行参数,从而达到系统的最佳运行状态,对农作物秸杆进行粉碎、分级和收集,能有效控制秸杆微粉的粒度,从而保证成品的质量,成品细度(D98)在80—200um可调。本系统为闭路循环系统,能连续性工作,节省时间、缩短生产周期,同时为全负压操作,整个生产过程不冒灰。
[0055] 在粉碎分级子系统中,如图1和图2所示,涡流空气分级机的粗粉集料锥排料口与锁风喂料器四相连通,涡流空气分级机中分选后不合格的粗粉颗粒,经分级机的粗粉集料锥排料口排出,再次回到半成品收集仓,经锁风喂料器三进入秸杆粉碎机喂料口,粉碎至一定粒度的产品再次进入分级机进行分级,如此循环的进行粉碎分级处理,直至成为达到要求的成品颗粒,整个系统循环连续地工作。由此形成了闭路循环系统。
[0056] 在粉碎分级子系统中,如图2所示,涡流空气分级机的进风结构采用带导流叶片一的蜗壳或者无导流叶片一的蜗壳。带导流叶片一的蜗壳内部设置若干个导流叶片一,导流叶片一数量根据选粉机的型号决定,本实施例中我们选用三片导流叶片一。导流叶片一由圆弧部分和直线部分组成,直线部分等长;圆弧部分的长度由内至外依次增大(如图3和图6所示),圆弧部分的曲率相等,且跟对应端的蜗壳圆弧的曲率比为I??一1.25。由于采用若干长度递增的导流叶片一,气流能均匀地进入到分级区,使得分级区的流场更加均匀、稳定,以获得更高的分级效率。
[0057] 在粉碎分级子系统中,涡流空气分级机分级环间距d为200-400mm (如图3和图4所示),比一般的矿物粉体分级机大。由于秸杆粉末比重较小,采用较宽分级环间距,在单位时间内更多的秸杆粉原料能在环形分级区被分级,进而提高秸杆粉产品的产量。
[0058] 在本发明中,可以采用各种不同结构形式的蜗壳(如图3、图5-图7),本实施例中对各种不同蜗壳结构的涡流空气分级机进行了对比试验:在本发明中,在相同的工况下,改变涡流空气分级机的蜗壳结构进行对比试验,采用等面积进风口带导流叶片一蜗壳,与等面积进风口无导流叶片一蜗壳相比,分级效率上升了 18.4.%;与不等面积进风口带导流叶片一蜗壳相比,分级效率上升了 12.7%;与不等面积进风口无导流叶片一蜗壳相比分级效率上升了25.3%。由此可以说明,蜗壳结构采用等面积进风口带导流叶片一时,涡流空气分级机的分级效率最尚。
[0059] 在该实验中,我们采用的待分级物料为经秸杆粉碎机粉碎后的玉米秸杆粉末,其粒度组成如图8所示,利用秸杆微粉制备系统后,在四种蜗壳结构下,对应的产品的粒度对照表如图9所示。
[0060] 从图9可以看出,利用该系统得到的产品的粒径都小于220 um。采用等面积进风口带导流叶片一的蜗壳得到的产品中<120um粒级粉体达到了96.4%, <150um到了 100%。而在相同的参数下,等面积进风口无导流叶片一蜗壳得到的产品中<120um粒级粉体含量为76.8%, <150um为87.2%。不等面积进风口带导流叶片一蜗壳得到的产品中<120um粒级粉体含量为89.4%, <150um为95.7%。而不等面积进风口无导流叶片一蜗壳得到的产品中<120m粒级粉体含量为69.4%, <150um为81.9%。
[0061] 通过上述实验结果说明:
[0062] 本发明对秸杆粉体具有较高分级性能,能改善秸杆粉体的粒度组成;本系统中,采用等面积进风口带导流叶片一的蜗壳的分级性能高于其它三种结构。
[0063] 在本发明中,各设备的功用描述如下:
[0064] 秸杆预粉碎机:秸杆预粉碎机粉碎室内高速旋转的锤刀,对秸杆截段进行剪切粉碎,截段中混有的少量小碎石,将通过秸杆预粉碎机底部的排渣口排出。
[0065] 旋风分离器一和旋风分离器二:从秸杆预粉碎机和涡流空气分级机出料口出来的含料气流,由旋风分离器侧面的入口切向进入,受器壁的约束而向下作螺旋运动,含料气流中的物料颗粒在惯性力的作用下,被抛向器壁而与气流分离,再沿壁面落至锥底的出料口排出,与物料颗粒分离后的含少量微粉的气体由顶部排气口排出。
[0066] 脉冲袋式除尘器一和脉冲袋式除尘器二:含极少量微粉的气流进入脉冲袋式除尘器经过布袋将粉尘过滤,净化后的空气穿过布袋,通过排风口排出,附着在布袋上的秸杆粉尘,通过脉冲清灰装置强制清灰后落入到灰斗通过出料口排出。
[0067] 风机一和风机二:在风机的抽吸作用下,使系统处于负压状态,便于物料输送。
[0068] 锁风喂料器一、二、三、四、五和六:该设备可以用于喂料与卸料,同时气密性好可用于锁风,防止外部空气进入系统设备,影响运行效果。
[0069]成品仓:进行成品收集。
[0070]半成品收集仓:对半成品物料储备。
[0071] 提升机:将粉碎后的秸杆粉输送至涡流空气分级机。
[0072] 秸杆粉碎机:半成品收集仓内的原料由秸杆粉碎机的喂料口喂入,在秸杆粉碎机的粉碎室内高速旋转的粉碎锤头对物料进行强烈的冲击粉碎,并在锤头与磨圈的间隙中对物料进行研磨及撕裂粉碎,粉碎到一定粒度的物料从底部的出料口排出,通过提升机送至涡流空气分级机的进料口。
[0073]涡流空气分级机:对秸杆粉碎机粉碎后的物料进行分级处理,分选出所需要的合格粒径的秸杆微粉成品,待分级的物料通过提升机送至涡流空气分级机的进料口,原料在重力的作用下进入涡流空气分级机的环形分级区,在分级室内高速旋转的转笼产生高强度的强制旋转涡流,形成强而稳的分级流场,使得分级区内的物料进行粗细分离,符合粒径要求的细颗粒通过转笼叶片间隙经出料口进入旋风分离器二收集,粗颗粒撞壁后失去动能,沿筒壁滑落经粗粉集料锥排出。
[0074] 本说明书中公开的所有特征,除了互相排斥的特征以外,均可以以任何方式组合。
[0075] 本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0076]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于秸杆微粉制备的系统,包括预粉碎子系统和粉碎分级子系统,其特征在于:所述预粉碎子系统包括秸杆预粉碎机、旋风分离器一和半成品收集仓,秸杆预粉碎机与旋风分离器一的入口连接,旋风分离器一的出料口连接半成品收集仓;所述粉碎分级子系统包括秸杆粉碎机、涡流空气分级机、旋风分离器二和成品仓,所述秸杆粉碎机与半成品收集仓的出料口连接,秸杆粉碎机出料口连接涡流空气分级机,涡流空气分级机出料口连接旋风分离器二,旋风分离器二出料口连接成品仓,所述旋风分离器一的排气口连接有脉冲袋式除尘器一,所述脉冲袋式除尘器一上设置有风机一,且脉冲袋式除尘器一出料口连接成品仓,所述旋风分离器二的排气口连接有脉冲袋式除尘器二,所述脉冲袋式除尘器二上设置有风机二,且脉冲袋式除尘器二出料口连接成品仓。
2.根据权利要求1所述的一种用于秸杆微粉制备的系统,其特征在于:所述脉冲袋式除尘器一通过锁风喂料器一与成品仓连接,所述旋风分离器一通过锁风喂料器二与半成品收集仓连接,所述半成品收集仓通过锁风喂料器三与秸杆粉碎机连接,所述涡流空气分级机的下端通过锁风喂料器四与半成品收集仓连接,所述旋风分离器二通过锁风喂料器五与成品仓连接,所述脉冲袋式除尘器二通过锁风喂料器六与成品仓连接,所述秸杆粉碎机通过提升机与涡流空气分级机的进料口连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于秸杆微粉制备的系统,其特征在于:所述涡流空气分级机包括蜗壳、转轴、一次进风口、二次进风口、三次进风口、粗粉集料锥、转笼叶片、导流叶片二和细粉出口,其中细粉出口设置于蜗壳上端且连接旋风分离器二,粗粉集料锥设置于蜗壳下部并通过锁风喂料器四与半成品收集仓连接,蜗壳上设置一次进风口和二次进风口,转笼叶片、导流叶片二和转轴设置于蜗壳内,转笼叶片围绕转轴设置,导流叶片二围绕转笼叶片设置且与转笼叶片之间间隔开,三次进风口设置在粗粉集料锥上。
4.根据权利要求3所述的一种用于秸杆微粉制备的系统,其特征在于:在一次进风口和二次进风口的位置设置有导流叶片一。
5.根据权利要求4所述的一种用于秸杆微粉制备的系统,其特征在于:所述导流叶片一包括直线部分和圆弧部分,直线部分的一端连接在一次进风口和二次进风口的位置,另一端为圆弧部分延伸至蜗壳内所在空间。
6.根据权利要求5所述的一种用于秸杆微粉制备的系统,其特征在于:所述导流叶片一为多片,每一片导流叶片一的直线部分长度相等,越靠近蜗壳中心的导流叶片一的圆弧部分越短,越靠近蜗壳外壳的导流叶片一的圆弧部分越长。
7.根据权利要求5或6所述的一种用于秸杆微粉制备的系统,其特征在于:所述各片导流叶片一的圆弧部分的曲率相等,且与对应端的蜗壳圆弧的曲率比为I一1.25。
8.根据权利要求3所述的一种用于秸杆微粉制备的系统,其特征在于:所述转笼叶片和导流叶片二之间的最短间距,也就是分级环间距d为200—400mm。
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