CN105562188B - 一种窑尾陶粒结块料处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种窑尾陶粒结块料处理系统，它包括依次相连的加料装置、物料提升装置、螺旋挤出给料机、笼式破碎机、螺旋挤出给料机、一级颗粒分离子系统、二级破碎及分离子系统和除尘子系统，其中，所述一级颗粒分离子系统包括三套分离设备；一号摇摆筛设备为双层筛网结构，所述二号摇摆筛设备为双层筛网结构，所述除尘系统通过管道同时连接一级颗粒分离子系统、冲击式破碎机、二号分离设备和三号分离设备。本发明采用螺旋挤出给料机和笼式破碎机相结合的方法，降低被筛物料中的粘结团聚体比例，同时，对所有颗粒进行预整形处理，改善颗粒的表面状态。

Description

一种窑尾陶粒结块料处理系统

技术领域

本发明涉及一种粘连颗粒的破碎、分离、筛选与再利用系统，属于陶粒生成系统技术领域。

背景技术

随着石油石油、天然气水力压裂开采技术的推广应用，人造陶粒压裂支撑剂开始替代天然石英砂大量应用于低渗透油气井施工中。人造陶粒压裂支撑剂是一种具有一定强度的陶瓷球形颗粒，其生产工艺主要包括制粉、半成品制粒、成品煅烧、成品筛分等工艺步骤，常规的陶粒支撑剂颗粒分布范围在0.1-1.2mm之间。

针对烧结完成后的陶瓷颗粒筛分过程，经常出现这样一种情况，单个陶瓷颗粒尺寸小于筛网的网孔尺寸，符合尺寸要求的颗粒能够通过筛孔，从而实现与大颗粒的分级。但在实际烧结过程中，由窑尾排出的烧结陶粒制品中，由很多个颗粒相互粘结成为一个大的团聚体，此即窑尾结块料，这种团聚体的整体尺寸要远远大于单个颗粒尺寸。另外，由于陶瓷颗粒在生产过程中，不可避免有少量半成品颗粒发生破碎，或者有物料从颗粒表面脱落，半成品颗粒和这些已破碎的物料在进入成品煅烧工艺环节后，一些细小的微细粉粒被粘附在陶瓷颗粒表面难以脱落，在高温作用下被一起烧结并和其它颗粒粘连，也易形成第二种类型的结块料。这些粘连、结块料从花生大小到拳头大小不等，并且大部分异常坚硬，难以通过筛孔，目前无法处理，通常都是在筛选后作为废料处理。筛分系统由于这些结块料的存在，占用筛网空间，相当于此部分筛网处于空转运行状态，从而降低筛分效率。

值得说明的是，随着陶瓷颗粒尺寸的减小，颗粒在烧结过程中发生粘结团聚的比例提高，表面粘附有微细粉粒的颗粒比例提高，进一步增加了烧结后颗粒的筛分难度，降低合格品率，制约着产品的规模化生产过程。因此，通过建立一种结块废料的破碎处理与重新利用的系统，实现粘连物料的快速处理，就显得异常重要。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术中存在的不足，通过对粘连颗粒的多级分级破碎、分离、筛分，实现粘连颗粒的再利用系统，减少废品，稳定筛分系统工作效率和容量，以保障保证微细陶瓷颗粒的规模化生产过程。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种窑尾陶粒结块料处理系统，其特征在于，包括依次相连的加料装置、物料提升装置、螺旋挤出给料机、笼式破碎机、一级颗粒分离子系统、二级破碎及分离子系统和除尘子系统，其中，

所述一级颗粒分离子系统包括结构相同的一号分离设备、一号摇摆筛、皮带机和二号分离设备，

所述二级破碎及分离子系统由冲击式破碎机、二号摇摆筛及三号分离设备组成；以上三套分离设备均为风选分离设备，

所述一号摇摆筛设备为双层筛网结构，一号摇摆筛的三个出料口分别与冲击式破碎机、二号分离设备和储料仓连接；

所述二号摇摆筛设备为双层筛网结构，所述冲击式破碎机出口与二号摇摆筛设备进料口相连接，所述二号摇摆筛的三个出料口分别与粗颗粒收集料斗、三号分离设备相连接；

所述除尘子系统通过管道同时连接一级颗粒分离子系统、冲击式破碎机、和三号分离设备。

进一步地，所述加料装置位于窑炉烧结后的出料口下端，所述加料装置为漏斗式结构。

进一步地，所述加料装置内壁粘贴有耐磨陶瓷衬板。

进一步地，所述加料装置的下端出口安装旋转式料斗给料器。

进一步地，所述的物料提升装置采用斗式提升机。

进一步地，所述的物料提升装置、螺旋挤出给料机、笼式破碎机采用变频器控制。

进一步地，所述一号分离设备由位于上部的布料室、中部的鼓风室和位于下部的收集料斗构成。

进一步地，所述的布料室上部设置有排风管道，沿布料室中轴线方向设置有锥形布料锥，笼式破碎机的出口管沿布料室中轴线方向连接布料室，其底端正对着布料锥的锥顶。

进一步地，所述的鼓风室位于布料锥下方，由鼓风机连接鼓风管道后，从设备外侧沿垂直于鼓风室中轴线方向的平面向布料室中伸入，在鼓风室内部，鼓风管道为平面盘管式结构，在鼓风管道上，沿鼓风室中轴线方向向上连接有带有倒锥形风帽的风管。

本发明的有益效果是：

(1)根据陶瓷颗粒烧结后含有一定相互粘结颗粒的特点，结合被筛物料的颗粒尺寸范围，首先采用螺旋挤出给料机和笼式破碎机相结合的方法，降低被筛物料中的粘结团聚体比例，同时，对所有颗粒进行预破碎处理，改善颗粒的表面状态。螺旋挤出给料机可以使固体颗粒在输送过程中充分摩擦和挤压，促进粘结较为松散的团聚体散开，则笼式破碎机的强力破碎作用，使粘结较为紧密的硬团聚体受到强大机械力作用实现颗粒分离。

(2)将笼式破碎机直接与分离子系统相连接，使笼式破碎机强力破碎后的颗粒以很高的速度撞击到布料锥上产生二次破碎过程，被反弹后在布料室内与内壁发生多次碰撞，使颗粒表面粘附的微细粉粒实现脱落，在强力鼓风的浮力带动下，质量很轻的微细粉粒与颗粒实现分离后，随风力带走。

(3)处理后的颗粒经过初步筛分，大部分符合粒径范围要求的颗粒被筛出，在颗粒收集过程中，颗粒再次经过了布料、抽尘过程，进一步降低了最终颗粒中微细粉粒的比例。

(4)经初步筛出的粗颗粒采用更强机械作用力的冲击式破碎机，以将残余的粘结较为密实的颗粒团聚体破碎，进一步进行机械分离，分离后的物料再次通过微细粉粒分离子系统和筛分子系统，实现符合尺寸要求的颗粒与无法破碎的团聚体或者真正尺寸较大颗粒的分离过程。

附图说明

图1为本发明的原理图；

图2为一号分离设备的结构图。

图中：1窑炉，2加料装置，3斗式提升机，4螺旋挤出给料机，5笼式破碎机，6一号分离设备，61布料室，611排风管道，612布料锥，62鼓风室，63收集料斗，7皮带机，81一号摇摆筛，811初级出料口，812中级出料口，813三级出料口，82二号摇摆筛，9冲击式破碎机，10二号分离设备，11三号分离设备，12除尘子系统。

具体实施方式

如图1、图2所示，为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案，按照功能进行划分，包括以下五个部分：

第一部分为被筛颗粒提升输送子系统，用于被筛分颗粒的提升、输送和破碎，包括依次相连的加料装置、物料提升装置，第二部分为一级破碎子系统，由螺旋挤出给料机、笼式破碎机组成，用于大块的粘接块、颗粒的初步破解；第三部分为一级颗粒分离子系统子系统，首先采用风选原理进行颗粒的分离，包括布料室、鼓风室和收集料斗，再利用摇摆筛，按照颗粒的粒度进行初步的筛分；其中较粗粒进入二级破碎，中料进入二号分离设备，细料收集起来；第四部分为二级破碎及分离子系统，利用冲击式破碎机和摇摆筛，首先进行破碎，然后按照颗粒的粒度进行再次的筛分，筛分的粗料、细料收集，中料进入三号分离设备；第五部分为除尘子系统，用于整个系统中产生粉尘的工艺的除尘，实现清洁化的生产。

下面分别就各个部分的组成进行详细的介绍：

如图1所示，第一部分中所述的加料装置位于窑炉1(回转窑)烧结后的出料口下端，加料装置2为漏斗式结构，加料装置2内壁粘贴有耐磨陶瓷衬板，加料装置2的下端出口安装旋转式料斗给料器，加料装置用于物料的过渡添加。

所述的物料提升装置采用斗式提升机3，其下端进口与加料装置2中的旋转式给料器相连接，其上端出口与第二部分的螺旋挤出给料机4相连接，该螺旋挤出给料机4的下端出口与笼式破碎机5进口相连接。

所述的物料提升装置(斗式提升机)、螺旋挤出给料机4、笼式破碎机5、分别采用变频器控制设备转速，以实现物料在线同步输送过程。

所述的螺旋挤出给料机4可以使固体颗粒在输送过程中在螺旋挤出腔内被充分摩擦和挤压，促进粘结较为松散的团聚体散开，则笼式破碎机的强力破碎作用，使粘结较为紧密的硬团聚体受到强大机械力作用实现颗粒分离。

第三部分为一级颗粒分离子系统，其中一级颗粒分离子系统，按照位置不同分为一号分离设备和二号分离设备，上述的两套分离设备的结构相同，其中，以一号分离设备6为例，参考图2，该设备是针对第一部分经破碎处理后的被筛颗粒，实现被筛颗粒与微细粉尘的分离，由位于上部的布料室61、中部的鼓风室62和位于下部的收集料斗63构成，收集料斗出口与皮带机7相连接。

所述的布料室61上部设置有排风管道611，沿布料室中轴线方向设置有锥形布料锥612，笼式破碎机5的出口管沿布料室中轴线方向连接布料室61，其底端正对着布料锥的锥顶。布料锥的锥角大于90度，且锥体直径小于布料室内径，布料锥采用支架结构固定在布料室的内壁上，布料锥612的圆锥面上沿收集器轴线方向具有均布的筛孔。

所述的鼓风室62位于布料锥下方，由鼓风机连接鼓风管道后，从设备外侧沿垂直于鼓风室中轴线方向的平面向布料室中伸入，在鼓风室内部，鼓风管道为平面盘管式结构，在鼓风管道上，沿鼓风室中轴线方向向上连接有带有倒锥形风帽的风管。

上述风选设备箱体侧壁设有检修门，设备内壁内壁粘贴有耐磨陶瓷衬板。

第三部分中的一号摇摆筛81设备为双层筛网结构，包括进料口、双层筛网、初级出料口、中级出料口、三级出料口；其中，一号摇摆筛81设备进料口连接皮带机7的出料口，颗粒经两层筛网筛分之后，上层筛网的筛上料汇集于初级出料口，两层筛网中间的颗粒汇集于中级出料口812，下层筛网的筛下料汇集于三级出料口813。

一号摇摆筛81初级出料口811与冲击式破碎机9进口相连接，中级出料口812与二号分离设备10的布料室进口相连接。三级出料口出来的为合格品，收集即可。

经一级分离系统处理后大部分符合粒径范围要求的颗粒被筛出，从出料口排出，在颗粒收集过程中，颗粒再次经过了布料、抽尘过程，进一步降低了最终颗粒中微细粉粒的比例。

第四部分的二级破碎及分离子系统，由冲击式破碎机9、二号摇摆筛82组成和三号分离设备组成。

所述二号摇摆筛82设备包括进料口、双层筛网、初级出料口、中级出料口、三级出料口；其中，冲击式破碎机9出口与二号摇摆筛设备进料口相连接，颗粒经两层筛网筛分之后，上层筛网的筛上料汇集于初级出料口，两层筛网中间的颗粒汇集于中级出料口，下层筛网的筛下料汇集于三级出料口。

二号摇摆筛82初级出料口与三级螺旋给料机进口连接，三级螺旋给料机出口与粗颗粒收集料斗相连接。中级出料口与三号分离设备11的布料室进口相连接。

所述三号、二号分离设备与一号分离设备采用相同结构，其中一号和二号属于一级分离系统，三号分离设备为二级分离系统部分。

二级破碎及分离子系统具有辅助破碎及筛分功能，其中筛分功能由三号分离设备实现，辅助破碎功能由图示中的冲击式破碎机9实现，经一级分离后被筛出的粗颗粒采用更强机械作用力的冲击式破碎机，以将残余的粘结较为密实的颗粒团聚体破碎，进一步进行机械分离，分离后的物料再次通过三号分离设备，实现符合尺寸要求的颗粒与无法破碎的团聚体或者真正尺寸较大颗粒的分离过程。

所有分离及筛分过程中产生的粉尘由除尘子系统抽走，而尺寸较小的颗粒由筛网下层的出料口接出。

第五部分为除尘子系统12，由通向各位置的管道及依次连接的旋风分级器、布袋除尘器组成。管道Ⅱ连接斗式提升机上端，管道Ⅰ连接一级颗粒分离子系统中位于上部的布料室排风管道，管道Ⅲ连接一号摇摆筛，管道Ⅵ连接二号摇摆筛，管道Ⅴ连接冲击式破碎机，管道Ⅳ连接二号分离设备布料室排风管道，管道Ⅶ连接三号分离设备布料室排风管道。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (9)

1.一种窑尾陶粒结块料处理系统，其特征在于，包括依次相连的加料装置、物料提升装置、螺旋挤出给料机、笼式破碎机、一级颗粒分离子系统和二级破碎及分离子系统，还设有除尘子系统，其中，

所述一级颗粒分离子系统包括一号分离设备、一号摇摆筛、皮带机和二号分离设备，

所述二级破碎及分离子系统由冲击式破碎机、二号摇摆筛及三号分离设备组成；一号分离设备、二号分离设备、三号分离设备均为结构相同的风选分离设备，

所述一号摇摆筛(81)为双层筛网结构，一号摇摆筛(81)的三个出料口分别与冲击式破碎机(9)、二号分离设备(10)和储料仓连接；

所述二号摇摆筛(82)为双层筛网结构，所述冲击式破碎机(9)的出口与二号摇摆筛进料口相连接，二号摇摆筛(82)初级出料口与三级螺旋给料机进口连接，三级螺旋给料机出口与粗颗粒收集料斗相连接，中级出料口与三号分离设备(11)的布料室进口相连接；

所述除尘子系统(12)通过管道同时连接一级颗粒分离子系统、冲击式破碎机和三号分离设备。

2.根据权利要求1所述的一种窑尾陶粒结块料处理系统，其特征是，所述加料装置位于窑炉(1)烧结后的出料口下端，所述加料装置(2)为漏斗式结构。

3.根据权利要求2所述的一种窑尾陶粒结块料处理系统，其特征是，所述加料装置(2)的内壁粘贴有耐磨陶瓷衬板。

4.根据权利要求1所述的一种窑尾陶粒结块料处理系统，其特征是，所述加料装置(2)的下端出口安装旋转式料斗给料器。

5.根据权利要求1所述的一种窑尾陶粒结块料处理系统，其特征是，所述的物料提升装置采用斗式提升机(3)。

6.根据权利要求1所述的一种窑尾陶粒结块料处理系统，其特征是，所述的物料提升装置、螺旋挤出给料机(4)、笼式破碎机(5)采用变频器控制。

7.根据权利要求1所述的一种窑尾陶粒结块料处理系统，其特征是，所述一号分离设备由位于上部的布料室(61)、中部的鼓风室(62)和位于下部的收集料斗(63)构成。

8.根据权利要求7所述的一种窑尾陶粒结块料处理系统，其特征是，所述的布料室(61)上部设置有排风管道(611)，沿布料室中轴线方向设置有布料锥(612)，笼式破碎机(5)的出口管沿布料室中轴线方向连接布料室(61)，所述的出口管底端正对着布料锥的锥顶。

9.根据权利要求8所述的一种窑尾陶粒结块料处理系统，其特征是，所述的鼓风室(62)位于布料锥下方，连接着鼓风机的鼓风管道从鼓风室外侧沿垂直于鼓风室中轴线方向的平面伸入鼓风室中，在鼓风室内部，鼓风管道为平面盘管式结构，在鼓风管道上，沿鼓风室中轴线方向向上连接有带有倒锥形风帽的风管。