CN105688754A - 锰矿粉与硫酸反应的化合抽气系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锰矿粉与硫酸反应的化合抽气系统，化合桶内设有搅拌系统，化合桶经抽气管连接引风机，引风机切向连接旋流塔后排空，抽气管内设有风门；所述旋流塔为空心圆筒形结构，圆筒内垂直布置多组由大旋流板、小旋流板和锥斗板组成的旋流器；所述引风机叶轮的叶片布置成叶轮轴径向、中心对称的发射状，能利用离心力及时清理灰尘。本发明不仅有效回收了携带的矿粉、实现节能减排，更重要的是大幅度改观了引风机的拆装技术，使其在拆解时能简单消除类似螺帽部件对螺杆轴肩端面的压力，有效解决引风机螺纹装配在负载作用下不断自动锁紧不易拆卸的问题，特别适合大型风机螺纹锁紧后的便捷拆卸。
Description
技术领域
本发明涉及一种化合抽气系统，具体指引风机不会积尘且便于拆卸和检修的锰矿粉与硫酸反应的化合抽气系统。
背景技术
将一定目数的锰矿粉与硫酸进行化合反应，是电解锰产业的必要工艺步骤，其中的主要反应就是硫酸与碳酸锰反应生成硫酸锰与大量气态二氧化碳，由于产生二氧化碳的量较多，为了促进反应向正方向进行，通常需要设计强大的抽风系统来实现二氧化碳排出。由于抽风系统要求抽气量特别大，因而抽气气流中常含有大量矿粉粉尘，所以除了抽气还需对矿粉进行回收，避免浪费与污染环境。
引风机是化合抽气系统的关键设备，引风机一般为离心风机，引风机的连续、稳定、可靠工作对化合抽气系统十分关键，由于化合抽气系统使用的场合大多都含有一定的粉尘，引风机工作时，气流通过高速旋转的风机叶轮时由于离心分离作用，灰尘颗粒会脱离气流相而沉积附着在风机叶轮上。
引风机叶轮转速一般都较高，只要气流中有微量灰尘存在，长时间工作后都会积累较多灰尘，从而改变引风机叶轮旋转的平衡，如果引风机叶轮对灰尘没有自净作用也没有及时清理，就会越积越多并逐步改变引风机叶轮的静态和动态平衡，从而产生振动。一旦遇到有部分板结的灰尘被振动脱落，就会立即远离引风机的动态旋转平衡，继而产生强烈振动，这可能会引发严重的人员和设备安全事故。
另一方面，普通风机的结构一般都是风机轴一端为风机叶轮，另一端为电动机动力输入端，常为联轴器。由于风机一般都是长时间连续运行，所以轴承易损坏，更换轴承一般需先拆卸风机叶轮与另一端的联轴器，但现有的风机轴与风机叶轮、联轴器的装配属于典型的轴、孔过盈配合，并通过键来进行承载传动。过盈配合通常加工精度要求较高，并且结合键连接来实现转矩承载功能，装配一般都需加载很大的挤压力，如果没有专业设备与工具，拆装都很不方便。
螺纹连接具有加工简单、装配便捷，同时也具有单向承载转矩功能，因此，在风机轴与孔的连接中若能采用螺纹连接并实现传动，使之装配和拆卸都较为便捷，则具备较高的实用价值和市场应用前景。在实际的轴与孔配合传动螺纹装配中，为了能实现大承载功能需求，螺纹轴与相配套的类似螺帽部件的构件尺寸都较大，在装配时旋入往往都还很轻松便捷，并且在使用过程中能实现承载力的自动不断锁紧，因而很可靠，但在拆卸时，装配往往是非常紧，拆卸十分困难，若能在这种条件下实现简单的轻松拆卸，显得尤为重要。
因此，如果能设计一种锰矿粉与硫酸反应的化合抽气系统，使其风机不仅能自动清理灰尘，而且拆卸和检修都十分便捷，对于促进化合抽气系统的技术进步和杜绝安全事故都具有特别重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种风机不仅能自动清理灰尘，而且拆卸和检修都十分便捷的锰矿粉与硫酸反应的化合抽气系统。
为克服现有技术的不足，本发明采取以下技术方案：
一种锰矿粉与硫酸反应的化合抽气系统，包括化合桶和引风机，其特征在于；化合桶内设有搅拌系统，化合桶经抽气管连接引风机，引风机切向连接旋流塔后排空，抽气管内设有风门；所述旋流塔为空心圆筒形结构，圆筒内垂直布置多组由大旋流板、小旋流板和锥斗板组成的旋流器；小旋流板套入锥斗板内，锥斗板固定在旋流塔筒壁上，锥斗板上设有落水口；大旋流板固定在旋流塔筒壁上，其中间部位有锥斗落水口；所述引风机包括风机叶轮、轴承、风机轴和联轴器，联轴器与风机轴及风机叶轮与风机轴均采用螺纹装配，螺纹旋向是随工作与承载自动锁紧的方向；风机叶轮类似螺母通过与风机轴螺纹连接并将叶轮平垫圈、铜铅扭转复合垫压紧，风机叶轮与风机轴一端形成螺纹刚性连接；卡箍零件套入风机轴另一端，再将联轴器平垫圈套入风机轴，然后旋入类似螺帽的联轴器，再合理全部锁紧，使卡箍零件和类似螺母的联轴器与风机轴另一端也构成刚性连接；所述铜铅扭转复合垫为冲压加工成的铜垫，其外围有翅片，再在铜垫两侧复合易熔铅合金垫圈；所述卡箍零件由卡箍、卡箍耳、卡箍垫和螺栓构成，卡箍截面为楔形，由两个半圆环卡箍体组成对开结构，卡箍垫开椭圆孔以增强轴向弹性，卡箍垫两端为平面结构，便于与轴肩平面配合，卡箍使用螺栓穿过卡箍耳上的孔，装配在卡箍垫上成为一体。
所述引风机叶轮包括叶轮背板、叶轮面板、主叶片和辅助叶片，主叶片为平板外形且布置成叶轮轴径向、中心对称的发射状；主叶片连接叶轮面板并与叶轮背板焊接成叶轮主体；叶轮面板设有进风口，叶轮背板与主叶片内边通过焊接与风机轴座连接成牢固一体，风机轴座通过轴孔与风机轴进行配合连接；风机辅助叶片与叶轮面板、背板、主叶片均构成三角结构。
所述旋流塔顶部连接排气烟囱，底部设有底液管连接沉淀池。
所述化合桶有多个，每个化合桶的抽气管经抽气总管连接引风机。
设备工作时，引风机将化合反应生成的二氧化碳以及气体携带的少量矿粉和水汽切向导入旋流塔，通过大旋流板后再向上通过小旋流板，由于大、小旋流板导气截面相差较大，旋转气流会产生由下而上曲线形的气流路径，这样的结构可以大大降低气流阻力，同时促进气体旋转。
气流通过多组旋流器时还有气旋半径的动态变化，这样特别有利水汽液滴与矿粉颗粒旋转脱离气相，被筒壁捕捉后贴筒壁下流集中，小旋流板锥斗周围有落水口，大旋流板中间部位有锥斗落水口，水与矿粉混合流到塔底，通过底液管导入沉淀池，完成矿粉沉淀与回收。对液相水可以循环打上塔顶喷淋，也可在沉淀池加入药剂循环打上塔顶，喷淋吸收处理尾气中有害气体，最后从塔顶排气烟囱排出。
本发明的引风机叶轮使用时，由于风机主辅叶片轴径向中心对称，叶片在高速旋转时，叶片表面在强大离心力作用下具有强大的离心表面自净作用，灰尘无法附着并能实现迅速离心分离，不会影响叶轮的动态、静态平衡，适合大流量、大功率、防积尘气流输送。叶轮面板、背板、主叶片、辅助叶片均构成三角形的轴径向中心对称结构，使其所连接的风机背板与面板抗相对扭转、挤压刚性极强，可以完全杜绝风机主叶片连接背板根部因承载弯矩作用而造成的疲劳断裂，就是用较薄的板材制作也能获得较高的强度，保证稳定、可靠使用，这样结构的叶轮设计特别适合薄板制作，便于节省材料，有利于设备的轻巧化。
当引风机需拆卸和检修时，利用创新设计的铜铅扭转复合垫、卡箍零件，通过便捷操作，能简单消除类似螺帽部件对螺杆轴肩端面的压力，这时螺帽与螺杆部件处于卸载悬空状态，拆开变得与螺纹装配一样简单便捷，用于解决螺纹装配在负载作用下不断自动锁紧，不易拆卸的技术难题，在大型风机轴系部件螺纹锁紧领域，这样的功能显得尤为重要。
当引风机叶轮需要拆卸但又十分困难时，采用氧炔焰对铜铅扭转复合垫片中间的铜垫进行氧炔焰加热处理，由于铜的传热性极好，而铅合金的熔点较低，加热后铅合金受热熔解，风机叶轮与轴肩台阶的压紧张紧力完全消除，使风机叶轮处于完全的悬空状态，特别易于拆卸。
当类似螺母的联轴器部件需要拆卸但又十分困难时，用扳手将螺栓拆下，因两个半圆环卡箍体为快捷对开结构且卡箍体截面为楔形，可以用一端扁平的工具从两卡箍耳连接合拢处轻松撬开，将卡箍轻松拆卸下来，卡箍垫回到松弛状态，使联轴器部件与轴肩端面的锁紧后的张紧力完全消除，使类似螺母的联轴器部件处于完全的悬空状态，特别易于拆卸。
与现有技术相比，本发明的有益效果还在于大幅度改观了引风机的拆装技术，能有效解决引风机螺纹装配在负载作用下不断自动锁紧不易拆卸的问题，特别适合大型风机螺纹锁紧后的便捷拆卸，效果尤为显著，主要体现在以下几点：
1、不改变螺纹装配的特征，只需加入铜铅合金复合垫、卡箍垫与卡箍，成本低也特别易于实现；2、铜铅合金复合垫、卡箍垫能起良好应力分解作用，有效增强结构的承载能力，卡箍垫开椭圆孔能有效增强卡箍垫轴向弹性；3、非常巧妙的运用铜铅合金复合垫热熔设计与卡箍的装配与拆卸，实现轴向配件的张紧与松弛功能，有效快捷消除类似螺帽锁紧的张紧力，实现特别紧的类似螺帽部件螺纹装配的组件快速便捷拆卸；4、卡箍垫与卡箍的楔形装配结构便于反复快捷装配拆卸使用。
附图说明
图1是本发明的平面结构示意图
图2是引风机轴系的立体结构示意图。
图3是引风机轴系的平面结构示意图。
图4是引风机叶轮的立体结构示意图。
图5是引风机叶轮的剖面结构示意图。
图6是铜铅扭转复合垫的结构示意图。
图7是卡箍零件的装配结构示意图。
图8是卡箍零件的拆分结构示意图。
图9是卡箍垫的结构示意图。
图10是旋流塔的三维结构示意图。
图11是旋流板端部的放大结构示意图。
图中各标号表示：
A、引风机；1、化合桶；2、搅拌系统；3、风门；4、抽气管；5、抽气总管；6、切向入口；7、旋流塔；8、底液管；9、沉淀池；10、气流路径；11、大旋流板；12、小旋流板；13、排气烟囱；14、锥斗板；15、落水口；31、主叶片；32、辅助叶片；33、叶轮进风口；34、风机轴座；36、轴孔；37、叶轮背板；38、叶轮面板；41、引风机叶轮；42、叶轮平垫圈；43、铜铅扭转复合垫；44、轴承；45、风机轴；46、卡箍零件；47、联轴器平垫圈；48、联轴器；51、铜垫及翅片；52、易熔铅合金垫圈；61、卡箍；62、卡箍耳；63、卡箍垫；64、椭圆形孔；65、螺栓。
具体实施方式
现结合附图，对本发明进一步具体说明。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10和图11所示锰矿粉与硫酸反应的化合抽气系统，包括化合桶1和引风机A，化合桶1内设有搅拌系统2，化合桶1经抽气管4连接引风机A，引风机A切向连接旋流塔7后排空，抽气管4内设有风门3；所述旋流塔7为空心圆筒形结构，圆筒内垂直布置多组由大旋流板11、小旋流板12和锥斗板14组成的旋流器；小旋流板12套入锥斗板14内，锥斗板14固定在旋流塔7筒壁上，锥斗板14上设有落水口15；大旋流板11固定在旋流塔7筒壁上，其中间部位有锥斗落水口；所述引风机A包括风机叶轮41、轴承44、风机轴45和联轴器48，联轴器48与风机轴45及风机叶轮41与风机轴45均采用螺纹装配，螺纹旋向是随工作与承载自动锁紧的方向；风机叶轮41类似螺母通过与风机轴45螺纹连接并将叶轮平垫圈42、铜铅扭转复合垫43压紧，风机叶轮41与风机轴45一端形成螺纹刚性连接；卡箍零件46套入风机轴45另一端，再将联轴器平垫圈47套入风机轴45，然后旋入类似螺帽的联轴器48，再合理全部锁紧，使卡箍零件46和类似螺母的联轴器48与风机轴45另一端也构成刚性连接；所述铜铅扭转复合垫43为冲压加工成的铜垫，其外围有翅片51，再在铜垫两侧复合易熔铅合金垫圈52；所述卡箍零件46由卡箍61、卡箍耳62、卡箍垫63和螺栓65构成，卡箍61截面为楔形，由两个半圆环卡箍体组成对开结构，卡箍垫63开椭圆孔64以增强轴向弹性，卡箍垫63两端为平面结构，便于与轴肩平面配合，卡箍使用螺栓65穿过卡箍耳62上的孔，装配在卡箍垫63上成为一体。
所述引风机叶轮41包括叶轮背板37、叶轮面板38、主叶片31和辅助叶片32，主叶片31为平板外形且布置成叶轮轴径向、中心对称的发射状；主叶片31连接叶轮面板38并与叶轮背板37焊接成叶轮主体；叶轮面板38设有进风口33，叶轮背板37与主叶片31内边通过焊接与风机轴45座连接成牢固一体，风机轴座34通过轴孔36与风机轴45进行配合连接；风机辅助叶片32与叶轮面板38、背板37、主叶片31均构成三角结构。
所述旋流塔7顶部连接排气烟囱13，底部设有底液管8连接沉淀池9。
所述化合桶1有多个，每个化合桶1的抽气管4经抽气总管5连接引风机A。
设备工作时，引风机A将化合反应生成的二氧化碳以及气体携带的少量矿粉和水汽切向导入旋流塔7，通过大旋流板11后再向上通过小旋流板12，由于大、小旋流板导气截面相差较大，旋转气流会产生由下而上曲线形的气流路径10，这样的结构可以大大降低气流阻力，同时促进气体旋转。
气流通过多组旋流器7时还有气旋半径的动态变化，这样特别有利水汽液滴与矿粉颗粒旋转脱离气相，被筒壁捕捉后贴筒壁下流集中，小旋流板锥斗14周围有落水口，大旋流板11中间部位有锥斗落水口，水与矿粉混合流到塔底，通过底液管8导入沉淀池9，完成矿粉沉淀与回收。对液相水可以循环打上塔顶喷淋，也可在沉淀池9加入药剂循环打上塔顶，喷淋吸收处理尾气中有害气体，最后从塔顶排气烟囱13排出。
本发明的引风机叶轮使用时，由于风机主辅叶片轴径向中心对称，叶片在高速旋转时，叶片表面在强大离心力作用下具有强大的离心表面自净作用，灰尘无法附着并能实现迅速离心分离，不会影响叶轮的动态、静态平衡，适合大流量、大功率、防积尘气流输送。叶轮面板38、背板37、主叶片31、辅助叶片32均构成三角形的轴径向中心对称结构，使其所连接的风机背板与面板抗相对扭转、挤压刚性极强，可以完全杜绝风机主叶片连接背板根部因承载弯矩作用而造成的疲劳断裂，就是用较薄的板材制作也能获得较高的强度，保证稳定、可靠使用，这样结构的叶轮设计特别适合薄板制作，便于节省材料，有利于设备的轻巧化。
当引风机A需拆卸和检修时，利用创新设计的铜铅扭转复合垫43、卡箍零件46，通过便捷操作，能简单消除类似螺帽部件对螺杆轴肩端面的压力，这时螺帽与螺杆部件处于卸载悬空状态，拆开变得与螺纹装配一样简单便捷，用于解决螺纹装配在负载作用下不断自动锁紧，不易拆卸的技术难题，在大型风机轴系部件螺纹锁紧领域，这样的功能显得尤为重要。
当引风机叶轮41需要拆卸但又十分困难时，采用氧炔焰对铜铅扭转复合垫片中间的铜垫进行氧炔焰加热处理，由于铜的传热性极好，而铅合金的熔点较低，加热后铅合金受热熔解，风机叶轮41与轴肩台阶的压紧张紧力完全消除，使风机叶轮处于完全的悬空状态，特别易于拆卸。
当类似螺母的联轴器部件需要拆卸但又十分困难时，用扳手将螺栓拆下，因两个半圆环卡箍体为快捷对开结构且卡箍体截面为楔形，可以用一端扁平的工具从两卡箍耳连接合拢处轻松撬开，将卡箍轻松拆卸下来，卡箍垫回到松弛状态，使联轴器部件与轴肩端面的锁紧后的张紧力完全消除，使类似螺母的联轴器部件处于完全的悬空状态，特别易于拆卸。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (4)
1.一种锰矿粉与硫酸反应的化合抽气系统，包括化合桶和引风机，其特征在于；化合桶内设有搅拌系统，化合桶经抽气管连接引风机，引风机切向连接旋流塔后排空，抽气管内设有风门；所述旋流塔为空心圆筒形结构，圆筒内垂直布置多组由大旋流板、小旋流板和锥斗板组成的旋流器；小旋流板套入锥斗板内，锥斗板固定在旋流塔筒壁上，锥斗板上设有落水口；大旋流板固定在旋流塔筒壁上，其中间部位有锥斗落水口；所述引风机包括风机叶轮、轴承、风机轴和联轴器，联轴器与风机轴及风机叶轮与风机轴均采用螺纹装配，螺纹旋向是随工作与承载自动锁紧的方向；风机叶轮类似螺母通过与风机轴螺纹连接并将叶轮平垫圈、铜铅扭转复合垫压紧，风机叶轮与风机轴一端形成螺纹刚性连接；卡箍零件套入风机轴另一端，再将联轴器平垫圈套入风机轴，然后旋入类似螺帽的联轴器，再合理全部锁紧，使卡箍零件和类似螺母的联轴器与风机轴另一端也构成刚性连接；所述铜铅扭转复合垫为冲压加工成的铜垫，其外围有翅片，再在铜垫两侧复合易熔铅合金垫圈；所述卡箍零件由卡箍、卡箍耳、卡箍垫和螺栓构成，卡箍截面为楔形，由两个半圆环卡箍体组成对开结构，卡箍垫开椭圆孔以增强轴向弹性，卡箍垫两端为平面结构，便于与轴肩平面配合，卡箍使用螺栓穿过卡箍耳上的孔，装配在卡箍垫上成为一体。
2.根据权利要求1所述的锰矿粉与硫酸反应的化合抽气系统，其特征在于：所述所述引风机叶轮包括叶轮背板、叶轮面板、主叶片和辅助叶片，主叶片为平板外形且布置成叶轮轴径向、中心对称的发射状；主叶片连接叶轮面板并与叶轮背板焊接成叶轮主体；叶轮面板设有进风口，叶轮背板与主叶片内边通过焊接与风机轴座连接成牢固一体，风机轴座通过轴孔与风机轴进行配合连接；风机辅助叶片与叶轮面板、背板、主叶片均构成三角结构。
3.根据权利要求1或2所述的锰矿粉与硫酸反应的化合抽气系统，其特征在于：所述旋流塔顶部连接排气烟囱，底部设有底液管连接沉淀池。
4.根据权利要求1或2所述的锰矿粉与硫酸反应的化合抽气系统，其特征在于：所述化合桶有多个，每个化合桶的抽气管经抽气总管连接引风机。
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