CN104994968A - 一种分级机及操作分级机的方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明的用于操作对碎粒形式的材料分级的分级机的方法具有以下方法步骤：使滚筒筛旋转；穿过围绕滚筒筛的空气引导系统将分级空气吸入到分级区域中，所述分级区域形成在滚筒筛与空气引导系统之间；并且将碎粒形式的材料进给到分级区域中，其中，一个或者多个插入件布置在分级区域中使得在处于相同的旋转速度时，滚筒筛受到的转矩相对于没有任何插入件的设计增加至少20％，和/或空气导向系统与滚筒筛之间的距离选择为使得在处于相同的旋转速度时，滚筒筛受到的转矩相对于空气导向系统的距离不对滚筒筛的转矩产生影响的设计增加至少20％。

Description

一种分级机及操作分级机的方法

技术领域

本发明涉及一种用于将颗粒状的进料分级的分级机和用于操作分级机的方法。

背景技术

在以开路式操作的研磨系统的情况下，研磨余料一旦通过研磨设备就进行供料并之后具有与精细度和粒度分布相关的产品特性。通过使用分级机能够实现研磨系统效率的显著提高，其中研磨余料经过磨碎机分级机的回路。在本文中，新料可以在磨碎机的上游或者下游被供给。过度磨碎在开路式操作中减少并且能够将产品特性设置的更好。用于水泥和矿产品的磨碎机特别为球磨机、竖直辊磨机和水平辊磨机，超微磨碎机和高压挤压机。然而，这些磨碎机的输出功率是有限的且基本保持恒定，与在分级机中的分离结果无关。因此，在使用这些磨碎机时，每小时完成的产量仅能通过改进分级的方式增加。

经改进的分级意味着在分级机的粗粒材料中存在更少的细粒材料(完工产品)，因此再次循环到磨碎机的份数减少，从而使得能够在磨碎机中处理相应更大份数的新料。

过去，分级机从静电分级发展为动态气流分级。这指的是通过旋转的方式来补充气流和重力。常规的结构涉及围绕旋转的滚筒筛布置的空气导向系统，从而使得在滚筒筛与空气导向系统之间形成分级区域。要进行分级的给料利用分级气流而穿过空气导向系统被引入和/或从空气导向系统被直接引入到分级区域中。为了在分级区域中尽可能实现均匀地气流，已经开发了多种空气导向系统和滚筒筛形状。

由于在水泥和矿产品中要进行分级的材料具有结块的趋势，因而已经采取了在分级机中分散结块和/或更好地分布磨碎余料的进一步的措施，以便提高效率。为此，例如在经由旋转外罩供应磨碎余料的实施方案中，已经设置了所谓的碰撞条板，该碰撞条板至少部分地打碎结块。在DE 100 40 293 A1中，空气导向系统由锥形细流挡板形成，从而使得从所述空气导向系统供应的磨碎余料通过与锥形细流挡板接触而被至少部分地分解结块。用于改进分级效率的进一步的措施涉及通过更高的旋转速度来提高在滚筒筛处的圆周速度。然而，这仅仅能够与更高的流动速度的情况接合，以便保持住产品的特性(尤其是精细度)。尽管这种联接导致了分级效率的改进，但是需要更高的转体旋转速度和更高的体积流速。

发明内容

因此本发明基于以下目的，即利用围绕旋转轴线旋转的滚筒筛和围绕滚筒筛布置的空气导向系统改进分级机的分级效率。

在本文中，根据本发明的用于操作对颗粒状的给料进行分级的分级机的方法具有以下方法步骤：

-使滚筒筛旋转，

-通过围绕滚筒筛的空气导向系统而将分级空气吸入到分级区域，所述分级区域形成在滚筒筛与空气导向系统之间，并且

-将颗粒状的给料进给到分级区域中，

其中，一个或者多个挡板布置在分级区域中，使得对于相同的旋转速度来说，作用在滚筒筛上的转矩相对于没有挡板的实施方案增加至少20％，和/或

空气导向系统与滚筒筛之间的距离选择为使得对相同的旋转速度来说，作用在滚筒筛上的转矩相对于空气导向系统的距离不对滚筒筛的转矩产生影响的实施方案增加至少20％。

根据本发明，用于对颗粒状的给料进行分级的分级机具有绕旋转轴线旋转的滚筒筛和围绕滚筒筛布置的空气导向系统，其中，在滚筒筛与空气导向系统之间形成分级区域。一个或者多个挡板布置在分级区域中使得对于相同的旋转速度来说，作用在滚筒筛上的转矩相对于没有挡板的实施方案增加至少20％，和/或空气导向系统与滚筒筛之间的距离选择为使得对于相同的旋转速度来说，作用在滚筒筛上的转矩相对于空气导向系统的距离不对滚筒筛的转矩产生影响的实施方案增加至少20％。

在分级区域设置挡板和/或减少空气导向系统与滚筒筛之间的距离的方式在分级区域的至少特定部分以目标方式产生不均匀流。这与至今为止的具有尽可能均匀的流动的设计显然相悖，并且在基于本发明的试验中，惊人地发现由于该非均匀流精准地产生更高效的分级。这种措施减少了分流，也就是说，与粗粒物料一同通过分级机被拒绝的细粒物料的份数。

如果将分级机用在再循环的研磨设备中，由于减少了分流，确实需要考虑分级机的更高的转矩和对应的更大的工作功率，但是这样的话，再循环到磨碎机的粗粒物料的数量相应地减少，从而使得磨碎机反而能够处理更多的新料。从而，磨碎机的能量需求基本保持不变，而同时新料的处理速度增加，使得分级机和磨碎机的每吨细粒物料(完工产品)的整体能量消耗减少。

然而，如果分级机是用于生产两种不同粒度尺寸的完成品，由于细粒物料及因此的更高粒度值的部分被以相应更高的比例生产，则上述的分级机和/或相关的方法是有利的。

分级机的效率的增加是基于以下事实：在分级区域中的挡板或者靠近滚筒筛设置的空气导向系统使要进行分级的给料的结块分散作用增加。凭借挡板或者狭窄化的分级区域，还产生能够将进给的颗粒的动能增加多倍的压缩流。滚筒筛旋转的拖拉力和挡板的拖拉力于是重复地在滚筒筛处对给料进行分散结块并再次分级，其中颗粒被弄碎并能够被更有效地分级。

本发明的进一步的结构形成从属权利要求的主题内容。

要进行分级的颗粒状的物料可以与分级空气一起穿过空气导向系统进给到分级区域和/或与分级空气至少部分分离地进给到分级区域。

滚筒筛可以为圆柱形的、截头圆锥形的和/或阶梯形状。滚筒筛的最大的直径应该至少为0.5m，优选为至少1m。然而，具有高达8m或者大于8m的直径的其它的滚筒筛也是可以想象到的。

空气导向系统与旋转体之间的距离优选为小于60mm，优选为≤55mm，并且最优选为≤50mm。由挡板和/或空气导向系统与滚筒筛之间的距离产生的转矩增加优选至少为25％，其中，分流能够进一步降低至少30％和/或至少50％的量值。基于本发明的试验还已显示出，至少75％的或者甚至是至少100％的转矩增加具有使效率增加更多的作用。

根据本发明的进一步的构造，空气导向系统与滚筒筛之间的距离和/或挡板与滚筒筛之间的距离能够设定，从而使得系统能够以如下方式运行：达到致使滚筒筛具有有效的驱动力的目标。根据本发明的进一步的变体，空气导向系统包括多个导向板(导向叶片和/或弯曲的叶片和/或细板)，其中，布置在分级区域中的挡板附接至这些导向板中的一些或全部。还可以想到，挡板通过一些导向板的端部区域形成，其中端部区域突出到分级区域中。在本文中，挡板可以沿着滚筒筛的整个轴向长度或者仅仅部分轴向长度延伸，并且能够平行或者不平行于旋转轴线指向。

可以进一步地设置成使得滚筒筛具有附加的部件，所述部件突出到分级区域中并与滚筒筛一起旋转，用于在分级区域中产生非均匀流的区域。根据本发明的优选的结构，滚筒筛围绕竖直指向的轴线旋转。

进一步地，本发明涉及一种研磨设备，特别涉及一种再循环的研磨设备，用于对颗粒状的给料进行研磨，所述再循环的研磨设备具有磨碎机及连接到磨碎机的如上所述的分级机。

附图说明

将参考后面的说明书和附图对本发明的进一步的结构进行详细阐述，其中：

图1是具有单独的材料进给部的分级机的示意性视图，

图2是具有共用的材料和分级空气供应部的分级机的示意性视图，

图3是具有集成的分级机的竖直辊磨机的示意性视图，

图4是具有截头圆锥形的滚筒筛的分级机的示意性视图，

图5是根据第一实施方案的垂直于旋转轴线的分级机的横截面视图，

图6是根据第二实施方案的垂直于旋转轴线的分级机的横截面视图，

图7是具有布置在分级区域中的挡板的分级机的详细视图，

图8是具有挡板的分级机的示意性侧视图，

图9是具有挡板的分级机的详细视图，所述挡板由一些导向板的端部区域形成，

图10是具有随滚筒筛一起转动的元件的分级机的详细视图，

图11是用于进行相对于滚筒筛的距离设定的可旋转的挡板的示意性视图，

图12是用于进行相对于滚筒筛的距离设定的可移除的挡板的示意性视图，

图13是用于表示转矩随着空气导向系统与滚筒筛之间的距离变化的示意图。

图14是用于显示分流率随转矩变化的示意图，

图15是由磨碎机和分级机组成的研磨设备的线路图，以及

具体实施方式

图1示出分级机1，其具有绕旋转轴线2旋转的圆柱形的滚筒筛3和围绕滚筒筛布置的空气导向系统4，其中在滚筒筛与空气导向系统之间形成分级区域5。在该示出的示例性实施方案中，经由布置在滚筒筛3之上的物料进给部7而将要进行分级的颗粒状给料6进给到滚筒筛3的盖上。分级空气9经由分级空气供应部8和空气导向系统4供应到分级区域5。

进给到滚筒筛3的盖子上的给料6被离心力向外推送，并且落入到分级区域5内。给料6的粗粒物料6a下落到底部且经由粗粒物料出口10而被移除，同时细粒物料6b与分级空气9一起被引到滚筒筛3中且经由细粒物料出口11喷出。

图2示出根据第二示例性实施方案的分级机1’，其也具有围绕竖直旋转轴线2’旋转的滚筒筛3’和围绕滚筒筛的空气导向系统4’，其中在滚筒筛与空气导向系统之间形成分级区域5’。在这种情况下要进行分级的给料6’与分级空气9’经由共用的物料和分级空气进给部12’供应，并且经由空气导向系统4’进入分级区域5’。然而也可以想到，除此之外，给料的一部分还经由例如图1中的滚筒筛3’的盖子供应到与分级空气相分离的分级区域5’。从分级区域5’落下的粗粒的物料6’a经由粗粒物料出口10’被再次移除，而与分级空气9’一起引到滚筒筛中的细粒物料6’b经由细粒物料出口11’被移除。

图3示出具有竖直辊磨机201的再循环研磨设备的具体示例性实施方案，该竖直辊磨机201具有研磨板202和在研磨板202上滚动的研磨辊203。要进行研磨的物料经由在研磨板202的中部之上的物料进给部204供应。根据本发明的分级机101在研磨板202之上与磨碎机外壳整体形成。经研磨辊203研磨的物料经由研磨板202的边缘而离开并随后被向上流动的分级空气流带动且被引入到分级机101中。分级机例如根据在图1和图2中显示的示例性实施方案中的一个进行设计。分级机101的粗粒物料经由粗粒物料出口110而被供应返回到研磨板202，而分级空气与细粒物料一起经由细粒物料出口111被移除。

在根据图4的示例性实施方案中，分级机1”设置有截头圆锥形的滚筒筛3”，再一次地，该滚筒筛3”绕竖直旋转轴线2”旋转。空气导向系统4”相应地以互补的形式形成，分级区域5”再一次地形成在滚筒筛3”与空气导向系统4”之间。给料6”可以选择性地随着分级空气9”和/或与分级空气9”相分离地直接供应到分级区域5”。再一次地，粗粒物料经由粗粒物料出口10”被移除，而细粒物料再一次地经由细粒物料出口11’被移除。

除了多个所显示出的分级机的变体外，在本发明的上下文中当然还可以想到其它构造，例如具有圆柱形部分和/或截头圆锥形部分的分级机筛笼的阶梯形构造。尽管旋转轴线优选为基本竖直的，理论上也可以想到水平旋转轴线。

在图5-12中，附图标记3、4和5分别表示滚筒筛、空气导向系统和分级区域(即使是在参考图2-4的示例性实施方案进行阐述的时候也如是)。

在图5的横截面视图中，空气导向系统4形成有导向板40，而滚筒筛3配备有滚筒筛叶片30。分级区域5再一次地由在空气导向系统与滚筒筛之间的空间形成。在该情况下，空气导向系统4与滚筒筛3之间的距离选择为a，从而使得对于相同的旋转速度来说，作用在旋转件上的转矩M相对于空气导向系统的距离不对滚筒筛的转矩产生影响的实施方案增加至少20％。

在图6中示出的示例性实施方案中，空气导向系统4由弯曲的导向导向板40’形成。在这里，空气导向系统与滚筒筛之间的距离也选择为a，从而使得对于相同的旋转速度来说，作用在滚筒筛上的转矩M相对于与空气导向系统的距离不对滚筒筛的转矩产生影响的实施方案增加至少20％。

如在图7中所示，在分级区域5中设置有挡板13，其中在分级区域5中出现的所有挡板13配置为使得对于相同的旋转速度来说，作用在滚筒筛上的转矩相对于没有挡板的实施方案再次增加至少20％。在该情况下，相对于滚筒筛3的距离b对于所有的挡板来说不需要相同。

在本发明的上下文中，也可以想到转矩所至少20％的增加由在分级区域5中的挡板13及空气导向系统4与滚筒筛3之间的距离a的减小而共同引起。靠近滚筒筛3设置的挡板13和/或空气导向系统4具有以下作用：结块的给料颗粒60通过挡板13和/或空气导向系统4被至少部分地分散结块，从而能够形成更有效的分级。在这种情况下，在滚筒筛3的指示出的旋转方向3a的情况下，经分散结块的给料颗粒60作用有离心力14、承载力15和离心力16，以及作用在附图的平面中的重力。基于给料颗粒的质量，其或者作为细粒物料被引到滚筒筛3中或者作为粗粒物料被向下喷出。

视图8示出滚筒筛3在旋转轴线2的方向上延伸高度h(滚筒筛的轴向长度)。挡板13、17可以延伸整个高度h或者仅仅延伸该高度的一部分。也可以想到在分级区域5中多个挡板平行设置(挡板13)或者不平行设置(挡板17)。

图9示出一种变体，其中挡板18由空气导向系统的导向板42的端部区域形成。在那种情况下，挡板18突出到分级区域5中，其中所有的挡板和与空气导向系统之间的距离(如果相关的话)具有以下作用：滚筒筛3的转矩M增加至少20％。理论上，挡板可以以任何形式形成以便达到对给料的所期望的效果。在该情况下，尤其可以想到在分离区域5中设置具有各种形式的挡板。

为了在分离区域5中形成单个的非均匀流区域，还能够提供与滚筒筛3一起旋转且突出到分离区域5中的部件19，所述部件19与挡板13连同一起形成紊流(图10)。

根据本发明的具体的构造，布置在分级区域5中的挡板20可以配置为能够围绕旋转轴线21旋转，以便能够以这种方式设定相对于滚筒筛3的距离(图11)。然而，也可以通过沿着双箭头23(如在图11中所示)移动挡板来设定挡板22的距离。

在图13中示出的图表示出了对于给定的旋转速度，空气导向系统4与转体3之间的距离对滚筒筛3的转矩M变化的影响。其示出了转矩M随着空气导向系统与滚筒筛之间的距离增加而减小，并且当超过特定的距离时，空气导向系统不再对转矩产生影响。在该状态下，在图13中转矩M的值为100％。在这种情况下，根据阴影区域24示出现有技术中已知的区域，根据该区域导向系统与滚筒筛之间的距离大于60mm。

根据本发明，通过减小空气导向系统4与滚筒筛3之间的距离和/或借助于分级区域5中的附加的挡板，转矩M的功率增加至至少120％(区域25)，优选增加至150％(区域26)。相对于没有挡板的实施方案和/或空气导向系统的距离不对滚筒筛的转矩产生影响的实施方案，特别优选为大于转矩的175％或甚至是大于200％的区域。

图14的图表示出了增加的转矩M对于分流T_min,norm的作用。分流T_min,norm是分级机的分离曲线的最小的分离程度。分流是以小于分级机的分选点的颗粒尺寸(参见特伦普分析的关于分离曲线的常识)。因而根据结块形式，所述分流表示与粗粒物料一起被分级机拒绝的细粒物料的份数的程度。为了对分级机进行比较，分流T_min,norm[％]通常标准为再循环因数(分级机的给送与细粒物料的比率)为2，目的是将原始物料和研磨过程的影响与分流值的影响区分开。该曲线表示，从转矩增加20％开始，分流T_min,norm已经显示出显著下降。因此，根据本发明的分级机能够实现在粗粒物料中的细粒物料份数显著下降。

图15示出具有分级机100和磨碎机200的研磨设备，所述分级机根据上述的示例性实施方案之一形成。在磨碎机200中经研磨的给料600供应至分级机100并分级为粗粒物料600a和细粒物料600b。凭借根据本发明的分级机100的设计，在粗粒物料600a中的细粒物料的份数显著减少。

根据本发明特别有利的构造，分级机100和磨碎机200作为再循环研磨设备运行，其中粗粒物料600a进给返回至磨碎机200，在磨碎机200中与新料300一起再次被磨碎。可替代地，新料也能够首先被进给到分级机。磨碎机200尤其可以为球磨机、竖直辊压机和水平辊压机、超微磨碎机或者高压滚动挤压机。

基于本发明的试验已经显示出，通过在磨碎机200中对新料300的进一步的处理，即使是在滚筒筛的转矩增加100％的情况下，分级机所需的额外的能量也多于对其进行补充的能量，从而使得最终能够减少细粒物料600b每吨每小时的能量消耗。通过滚筒筛增加的转矩而导致的额外的旋转能量确实引起了增加的分级能量，但是整个研磨系统的特定的能量需求仍然是减少的。根据至今为止所进行的研究，可以预见能够节省10-20％或者更多的能量。

Claims (17)

1.一种用于操作对颗粒状的给料(6,600)进行分级的分级机(1，100)的方法，具有以下步骤：

-使滚筒筛(3)旋转，

-通过围绕滚筒筛(3)的空气导向系统(4)而将分级空气(9)吸入到分级区域(5)中，所述分级区域(5)形成在滚筒筛(3)与空气导向系统(4)之间，

-将颗粒状的给料(6)进给到分级区域(5)中，

其特征在于

一个或者多个挡板(13,17,18,20,22)布置在在分级区域(5)中使得对于相同的旋转速度来说，作用在滚筒筛(3)上的转矩(M)相对于没有挡板的实施方案增加至少20％，和/或

将所述空气导向系统(4)与所述滚筒筛之间的距离选择为使得对相同的旋转速度来说，作用在滚筒筛(3)上的转矩相对于空气导向系统的距离不对滚筒筛的转矩产生影响的实施方案增加至少20％。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述分级区域(5)中在滚筒筛(3)的圆周处形成至少一个非均匀流区域。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，要进行分级的颗粒状的给料(6)与分级空气(9)一起穿过空气导向系统(4)而进给到分级区域(5)中。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，要进行分级的颗粒状的给料(6)与分级空气(9)至少部分分离地被进给到分级区域(5)。

5.一种用于对颗粒状的给料进行分级的分级机，其具有绕旋转轴线(2)旋转的滚筒筛(3)和围绕滚筒筛(3)布置的空气导向系统(4)，其中，在滚筒筛(3)与空气导向系统(4)之间形成分级区域(5)，

其特征在于

一个或者多个挡板(13,17,18,20,22)布置在所述分级区域(5)中使得对于相同的旋转速度来说，作用在滚筒筛(3)上的转矩(M)相对于没有挡板的实施方案增加至少20％，和/或

空气导向系统(4)与滚筒筛(3)之间的距离选择为使得对相同的旋转速度来说，作用在滚筒筛(3)上的转矩相对于空气导向系统的距离不对滚筒筛的转矩产生影响的实施方案增加至少20％。

6.如权利要求5所述的分级机，其特征在于，滚筒筛(3)的最大的直径至少为0.5m。

7.如权利要求5所述的分级机，其特征在于，空气导向系统(4)与滚筒筛(3)之间的距离(a)<60mm，优选为≤55mm，并且最优选为≤50mm。

8.如权利要求5所述的分级机，其特征在于，能够对导向系统(4)与滚筒筛之间的距离(a，b)和/或挡板(20，22)与滚筒筛之间的距离(a，b)进行设定。

9.如权利要求5所述的分级机，其特征在于，所述空气导向系统(4)包括多个导向板(42)，并且布置在分级区域(5)中的挡板(18)附接至这些导向板(42)中的一些或者全部。

10.如权利要求5所述的分级机，其特征在于，空气导向系统(4)包括多个导向板(42)并且挡板(18)通过一些导向板的端部区域形成，其中，所述端部区域突出到所述分级区域(5)中。

11.如权利要求5所述的分级机，其特征在于，挡板(17)指向为不与旋转轴线(2)平行。

12.如权利要求5所述的分级机，其特征在于，挡板(13,17)沿着滚筒筛(3)的全部轴向长度或者部分轴向长度延伸。

13.如权利要求5所述的分级机，其特征在于，滚筒筛(3)具有附加的部件(19)，所述部件(19)突出到分级区域中并与滚筒筛(3)一起旋转，用于在分级区域(5)中产生非均匀流的区域。

14.如权利要求5所述的分级机，其特征在于，所述滚筒筛(3)围绕基本上竖直指向的轴线(2)旋转。

15.如权利要求5所述的分级机，其特征在于，所述滚筒筛(3)是圆柱形的、截头圆锥形的和/或阶梯形状的。

16.如权利要求5所述的分级机，其特征在于分级空气供应部(8)、物料进给部(7)、粗粒物料出口(10)及细粒物料出口(11)，其中物料进给部(7)与分级空气供应部(8)分离形成和/或与分级空气供应部(8)共同形成。

17.用于对颗粒状的给料进行研磨的研磨设备，具有磨碎机(200)并连接至磨碎机及如权利要求5所述的分级机(100)。