CN106457119B - 用于从空气流中高效分离颗粒的设备和方法 - Google Patents

用于从空气流中高效分离颗粒的设备和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于从空气流中分离颗粒的方法，其中空气流被供应到离心分离器并且在其中偏转。颗粒的第一部分在离心分离器的外壁的方向上移动。在离心分离器中从颗粒的第一部分中清洁的空气流随后流过与离心分离器的外壁相对的薄片主体的外部。以此方式，由于强制偏转使颗粒的第二部分从空气流中分离进入到薄片主体中。从薄片主体内部的颗粒的第一和第二部分清洁的空气流随后流过网格滚筒外部，其中在网格滚筒外部颗粒的第三部分与空气流分离。本发明还涉及用于从空气流中分离颗粒的设备。该设备包括薄片主体、网格滚筒和抽吸机构，该网格滚筒安装成是可旋转，该抽吸机构适用于吸出位于网格滚筒处的颗粒。本发明还涉及用于处理谷粒、含油水果和/或其它自由流动货物的系统。该系统包括用于借助于干燥空气和如上文所述的设备干燥自由流动货物的干燥系统。例如，根据上文所述的方法，该系统经配置以使得在干燥自由流动货物之后，来自干燥系统的干燥空气作为含颗粒的空气流供应到设备，该含颗粒的空气流随后得到清洁。

Description

用于从空气流中高效分离颗粒的设备和方法
本发明涉及用于从空气流中分离颗粒的设备和方法，例如，结合用于谷物、含油水果和/或其它自由流动货物的干燥系统使用。
谷粒和油籽的适当保存确保了谷粒的质量，因此除仔细的清洁和实际存储之外，最佳的干燥过程也起到了决定性作用。
DE 33 09 518 A1公开了一种用于从气体介质中分离细粒度颗粒的分离器，其中介质流发生偏转并且其中圆柱形薄片筐偏心地放置在包括用于粉尘/空气混合物的切向入口的圆柱体中。
DE 737 374公开了一种离心力分离器，粉尘/空气流穿过该分离器在平坦的螺旋中流动，并且该分离器包括位于圆周处的粉尘出口以及采用圆柱形网格形式的轴向纯气体出口。
常见的自由流动干燥货物是例如玉米、小麦、大米和向日葵。在接收厂中，谷粒和油籽是按一般规则干燥的以在接收清洁之后直接地存储湿气。具体而言在货物直接地从田地接收的情况下，使用干燥器，例如，也在存储厂中。除确保存储性之外，干燥器的主要功能是防止货物在进一步运输期间变质。但是干燥器还用于处理技术中，例如，在油厂中油籽在提取之前被干燥到具有用于相应的处理过程的最佳残余湿度的恰好的程度。并且在稻米行业中有必要同样在煮成半熟之后将稻米干燥到最佳处理或存储湿度。
在每个单独的应用中，需要尽可能平缓地实施干燥但是要采用具有能量效率的方式并且流动离开干燥系统的空气(干燥空气)是有效地除尘的。就此而言，希望的是具有能量效率的分离器，借助于该分离器对干燥空气进行清洁，其中在相应地清洁空气再次供应到环境空气之前颗粒(例如，玉米纤维)从空气流中分离到分离器中。以此方式有可能将粉尘排放降低到法律所要求的界限以下。
然而，由于干燥器空气的可能的湿气和过滤器变得被堵塞的所引起的风险，简单的过滤系统不适用于从干燥器空气中高效地移除颗粒和/或由于较大的干燥器空气体积流而无法以经济的方式使用。类似地，网格分离器的使用并不是有利的，因为通常仅相对较大的颗粒可以从空气流中被移除。
鉴于上述考虑因素，应该提供高效的除尘技术，具体而言，用于清洁来自用于流动货物的干燥系统的干燥空气。
此目标是通过权利要求书的特征实现的。
本发明从使待在离心分离器中清洁的空气流发生偏转的基础想法出发，其方式为使得颗粒的第一部分由于离心力向外移动，且随后颗粒的剩余的第二部分通过薄片主体发生偏转(再次)且因此由于离心力颗粒与空气流分开，并且最后颗粒的剩余的第三部分通过网格滚筒与空气流的剩余的部分分开。因此，空气流可以高效方式得到清洁并且因此可以供应到环境空气。
具体而言，本发明涉及用于从空气流中分离颗粒的方法，其中空气流被供应到离心分离器并且在其中偏转。由于离心力，颗粒的第一部分在离心分离器的外壁的方向上移动。在离心分离器中从颗粒的第一部分中清洁的空气流随后流过与离心分离器的外壁相对的薄片主体的外部。以此方式，颗粒的第二部分与空气流分离进入到薄片主体中，具体而言由于在其中的(强制的)偏转。从薄片主体内部的颗粒的第一和第二部分清洁的空气流随后流过网格滚筒外部，其中在网格滚筒外部颗粒的第三部分与空气流分离。
以此方式，空气流在三个步骤中从颗粒中清洁，因此最后当将清洁的空气流供应到环境空气时可以明显地减少粉尘排放。
本发明还涉及用于从空气流中分离颗粒的设备，其中设备被配置成使所引入的空气流发生偏转。该设备包括薄片主体、网格滚筒和抽吸机构，该网格滚筒被安装成是可旋转，该抽吸机构适用于吸出位于网格滚筒处的颗粒。薄片主体和网格滚筒这两者被配置成使得空气流中的颗粒可以在薄片主体和网格滚筒这两者处分离。此外，它们布置在设备中，其方式为使得偏转的空气流流过薄片主体到达网格滚筒。
就此而言，设备被配置成使得空气流可以在其中偏转，例如，通过具有相应地延伸的弯曲/曲线外壁的偏转外壳，因此已经由于由离心力引起的空气流的偏转使得颗粒的第一部分可以从空气流中分离。
薄片主体可以与设备的外壁相对，其方式为使得它布置在与离心力相对的方向，因此已经从颗粒的第一部分分离的空气流可以至少部分流动穿过薄片主体。薄片主体随后被配置成使得它可以接收来自空气流的颗粒的第二部分，即，在其上分离的颗粒，例如，其中流入薄片主体中的空气流在其中通过薄片再次偏转，由于重力或质量使得颗粒无法遵循偏转，并且颗粒因此从空气流中分离。
网格滚筒被配置成使得它从空气流中分离颗粒的第三部分，其中空气流从薄片主体的内部穿过网格滚筒的外部流动并且因此颗粒保持在网格滚筒的外部。相应地清洁的空气流可以随后从网格滚筒内或内部供应到环境空气。
根据一个实施例，薄片主体是圆柱形的并且布置的方式为使得空气流流动(具体而言从薄片主体圆柱体的外部)穿过圆柱体壳体(具体而言到薄片主体圆柱体的内部中)。
根据一个实施例，薄片主体和网格滚筒被布置成同心地和/或同轴地，例如，网格滚筒的(圆柱体)半径相应地小于薄片主体的(圆柱体)半径。在薄片主体与网格滚筒之间的空间中，颗粒可以在网格滚筒的外部处接收并且因此作为颗粒的第三部分与空气流分离。
根据一个实施例，颗粒的第三部分从网格滚筒的外部吸出。举例来说，这可以防止在薄片主体与网格滚筒之间收集过多的颗粒且因此堵塞此空间，这可能引起空气流的减少的清洁和/或甚至引起设备的故障。颗粒的第三部分在分离过程期间和/或在预定时间周期期间在可控制的时间点处特定地从网格滚筒外部连续地吸出。
根据一个实施例，网格滚筒是圆柱形的(具有圆柱体半径和圆柱体长度)并且可以具体而言具有适用于从空气流中移除(粉尘)颗粒的金属丝网。
举例来说，颗粒可以沿着网格滚筒的长度被吸出网格滚筒的外部，例如，通过使用具有与网格滚筒相同长度的抽吸机构，例如，抽吸臂或抽吸杆。抽吸机构可以具有沿着其整个长度的一个或多个对应的凹槽以便沿着网格滚筒的长度吸出颗粒。根据一个实施例，抽吸机构是静止的(例如，安装在设备处)并且在实施抽吸步骤的同时保持不可移动。
根据一个实施例，网格滚筒相对于薄片主体旋转。通过网格滚筒的旋转，具体而言围绕其纵轴，颗粒可以尤其有效地从空气流分离并且分离的颗粒可以更均匀的分布在网格滚筒外部以便防止空间的早期堵塞。网格滚筒的旋转方向可以对应于空气流的偏转方向或者可以与其相对。
通过旋转网格滚筒，空间可以另外更有效地被吸出，具体而言在抽吸机构静止的情况下。举例来说，如上文所述，如果网格滚筒围绕其纵轴旋转，那么网格滚筒的整个壳体由抽吸臂覆盖。以此方式，在分离过程期间可以清洁网格滚筒的外部与在其上分离的颗粒。
根据一个实施例，驱动电机被配置成在明确界定的、具体而言是预先调节的和/或可控制的转速下(在该过程之前和/或在该过程期间)驱动网格滚筒。网格滚筒的旋转速度可以例如是每分钟四分之一转到每分钟十转，具体而言是每分钟半转到五转，例如，每分钟一转。
来自网格滚筒外部的抽吸空气可以重新供应到设备，尤其是至少部分地供应到离心分离器。举例来说，这可以实现为抽吸机构连接到风扇，该风扇向设备(具体而言是离心分离器)供应必须保持清洁的空气流。由于因为风扇而在抽吸机构处产生的负压，在网格滚筒外部分离的颗粒可以被吸出并且随后可以到达空气流，该空气流必须仍然保持清洁且随后通过风扇供应到设备，具体而言供应到离心分离器。由于此循环，空气流可以尤其有效地得到清洁。
根据一个实施例，该设备包括主要分离器和次级分离器，其中主要分离器是离心分离器，该离心分离器具有用于空气流的偏转外壳并且包括薄片主体和网格滚筒。次级分离器连接到主要分离器的偏转外壳，其方式为使得偏转空气流的部分，具体而言与颗粒的第一部分一起从主要分离器流动到次级分离器中并且在其中再次偏转，例如，以便进一步改进分离或除尘的结果。具体而言，次级分离器中的偏转方向可以与主要分离器中的偏转方向相反。次级分离器的使用可以是有利的，因为当在处设备的外壁中或在主要分离器的偏转外壳中的开口处布置次级分离器时，来自空气流的颗粒的第一部分的较大的一部分经由分离器边缘到达次级分离器并且因此最后从空气流中分离且具体而言经由次级分离器收集和输出。次级分离器可以被配置成(另外的)离心分离器。
本发明还涉及用于处理谷粒、含油水果和/或其它自由流动货物的系统。该系统包括用于通过干燥空气干燥自由流动货物的干燥系统以及如上文所述一般而言和/或在实施例中和/或具有特定特征的设备。例如，根据上文所述的方法，该系统被配置成使得在干燥自由流动货物之后，来自干燥系统的干燥空气作为含颗粒的空气流供应到设备，该含颗粒的空气流随后得到清洁。
根据一个实施例，干燥系统包括出口空气风扇，该出口空气风扇被配置成将出口空气(干燥空气)从干燥系统供应到环境空气。此出口空气风扇可以布置在系统中，其方式为使得它供应作为含颗粒的空气流的待清洁的出口空气到设备，具体而言到离心分离器，并且具体而言呈现上文所述的风扇的特征和/或功能。举例来说，在网格滚筒的外部，抽吸机构可以连接到出口空气风扇，其方式为使得吸出的颗粒供应到待清洁的干燥系统的出口空气，因此出口空气与吸出的颗粒随后流动到设备中，具体而言作为待清洁的空气流而流动到离心分离器中。以此方式，干燥系统可以与高效除尘系统组合。
根据一个实施例，风扇和/或出口空气风扇以大于20kW驱动，具体而言大于40kW，优选地大于70kW，例如，75kW。举例来说，风扇和/或出口空气风扇可以通过30kW到110kW驱动。
根据一个实施例，根据本发明的设备和/或上文所述的系统适用于将根据本发明的方法应用于大于200m3/min的量的空气，具体而言大于500m3/min，优选地大于1000m3/min或大于1500m3/min，例如，1800m3/min。举例来说，根据本发明的设备和/或上文所述的系统可以适用于将根据本发明的方法应用于200m3/min到2300m3/min的量的空气。
根据一个实施例，网格滚筒的网格具有大于0.8mm的网状宽度，具体而言大于1.0mm，优选地大于1.3mm，例如，1.4mm。举例来说，设备无法适用于过滤精细粉尘离开一定量的空气，例如，以便将已经从中移除精细粉尘的空气进料回到位于设备上游的清洁机中。
本文中说明的且形成本发明的基础的概念，即，将网格滚筒集成到离心分离器的薄片主体中，例如也是有利的，因为不需要用于额外的除尘系统的另外构造的空间。因此，提供了一种有效的除尘技术，借助于该除尘技术可以将粉尘排放降低到法律所要求的界限以下。
在下文中，将参考图式更详细地描述本发明，图式描述了本发明的具体实施例。
图1示出了包括干燥系统和用于从空气流中分离颗粒的设备的系统的示意图，
图2示出了用于从空气流中分离颗粒的设备的示意图，以及
图3示出了用于从空气流中分离颗粒的设备的详细视图，例如，图2的设备的详细视图。
图1示出了包括干燥系统2和用于从空气流231中分离颗粒的设备3的系统1的示意图。干燥系统2包括入口空气模块21、出口空气模块23以及在入口空气模块21与出口空气模块23之间的干燥模块22。干燥模块22可以经由容器221供应有自由流动货物以便在干燥模块22中借助于(热)空气干燥它们。如箭头所示，特别加热过的入口空气221供应在入口空气模块21中达到干燥模块22中的货物。来自干燥模块22的出口空气231流过出口空气模块23进入到设备3中并且在其中得到清洁。清洁的出口空气232随后从设备3经由出口空气模块23流动到环境空气中。在清洁期间分离的颗粒233的一部分经由抽吸机构315供应到干燥系统2中，尤其供应到出口空气模块23，以便随后同样在设备3中与其它的出口空气231(含有颗粒的待清洁的空气流)一起清洁。
图2(A)到2(C)示出了用于从空气流中分离颗粒的设备3的不同视图。在图3中还示出了例如，此设备3的详细视图。图2(A)(以及图3)是例如沿着图2(B)的交叉线A-A的截面并且示出了出口空气231如何作为待清洁的空气流流动到离心分离器31(主要分离器)中或流动到偏转外壳中，出口空气是在其中相应地偏转的，因此来自空气流的颗粒的第一部分由于离心力达到设备3的外壁311或离心分离器31。其余的空气流流动到与外壁311相对的薄片主体312的外部，因此颗粒的第二部分通过薄片主体312与空气流分离。具体而言，薄片主体以例如180°偏转空气流。因此例如玉米纤维等颗粒可以由于离心力向外旋转并且可以因此得到分离。从薄片主体312的内部，空气流随后流动到网格滚筒313(例如，具有网状网格)的外部，在网格滚筒313的外部颗粒的第三部分与空气流分离。相应地清洁的空气流随后从网格滚筒313的内部(或从内)供应到环境空气作为清洁的出口空气232(参见图1)。
网格滚筒313是特定地安装的以便是可旋转的并且例如在与空气流231的偏转方向(参见网格滚筒313处的箭头a)相同的方向上旋转，即，离心分离器31中的流动方向。
通过离心力向外移动到外壁311的颗粒的第一部分可以例如经由主要分离器31的外壁311的开口处的分离边缘321供应到次级分离器32(例如，也在离心分离器处)。在次级分离器中，空气流的偏转方向(如通过箭头b所指示)可以与主要分离器31中的偏转方向相反。次级分离器32用于例如颗粒的第一部分的有效收集以及颗粒的第一部分从设备3中的排放。
在网格滚筒313的外部分离的颗粒可以借助于抽吸机构315(参见图2(B)和/或图3)吸出以防止在薄片主体312与网格滚筒313之间的空间的堵塞。为清楚起见，在图2(A)中并未示出抽吸机构。抽吸机构315可以例如通过抽吸臂或抽吸杆实现，如在图2(C)中所示沿着图2(A)的交叉线B-B和/或图3的截面所示，其连接薄片主体312与网格滚筒313之间的空间与出口空气模块23(参见图1)。由于网格滚筒313是可旋转的，所以抽吸机构可以牢固地安装到设备3且并不必须在分离过程期间移动。具体而言，设备3可以被配置成使得抽吸机构315可以按一定方式安装，使得它可以固定在网格滚筒的周向方向上的每个角位置中，例如，抽吸臂可以位于网格滚筒的圆柱体壳体外部的每个位置处(例如，其方式为相对于网格滚筒的圆柱体轴并列或倾斜)。通过在出口空气模块23中和/或出口空气模块23处的用于抽吸出口空气离开干燥模块22且用于将出口空气231供应到设备3中的出口空气风扇234，可以借助于抽吸机构315吸出具有颗粒的第三部分的空间。这些颗粒233(参见图1)随后被供应到出口空气模块23，且随后作为出口空气231再次到达设备3或与出口空气231一起到达设备3。以此方式，来自干燥模块22的出口空气231可以得到有效地清洁。
设备3可以另外包括驱动电机314，例如，电动机，该驱动电机围绕网格滚筒313的纵轴旋转网格滚筒313(参见图2(B)和图2(C))。通过相对于薄片主体312旋转网格滚筒313，当网格滚筒313旋转时抽吸机构达到网格滚筒313的整个外部，因此在那里分离的颗粒可以可靠地被吸出。以此方式，抽吸机构315可以牢固地安装到设备3且在分离过程期间并不必须发生移动。
如额外基于上文所述的实施例所论述，本发明因此提供用于以高效的方式从空气流中分离颗粒的设备、系统和方法。本发明从在使用具有内部薄片主体的离心分离器时特定安装以便可旋转的网格滚筒集成在薄片主体中的基础想法出发。
借助于本发明，例如，可以达到改进的除尘级别，因此可以使粉尘排放减小到法律要求的界限以下而不会导致堵塞的发生，否则的话堵塞常常在出口空气潮湿时出现。

Claims (14)

1.一种用于从空气流（231）中分离颗粒的方法，其中
所述空气流供应到离心分离器（31）中并且在其中偏转；
所述颗粒的第一部分在所述离心分离器的外壁（311）的方向上移动并且
从所述颗粒的所述第一部分中清洁的所述空气流在所述离心分离器中流动穿过与所述离心分离器的所述外壁（311）相对的薄片主体（312）的外部，其中来自所述空气流的所述颗粒的第二部分在所述薄片主体中分离，以及
从所述颗粒的所述第一和第二部分清洁的所述空气流从所述薄片主体（312）的内部流动穿过可旋转的网格滚筒(313)的外部，其中所述网格滚筒（313）与所述薄片主体（312）之间具有空间，且所述网格滚筒（313）相对于所述薄片主体（312）旋转，其中在所述薄片主体与所述网格滚筒之间的所述空间中，来自所述空气流的所述颗粒的第三部分在所述网格滚筒的外部处接收并且与所述空气流分离，且从所述空气流分离的所述颗粒通过所述网格滚筒（313）相对于所述薄片主体（312）的旋转均匀地分布在所述网格滚筒外部以便防止所述空间的早期堵塞。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述颗粒的所述第三部分从所述网格滚筒（313）的外部吸出。
3.根据权利要求2所述的方法，其中沿着所述网格滚筒（313）的长度实施吸出。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中抽吸空气的至少一部分重新供应到所述离心分离器。
5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其中所述网格滚筒（313）的旋转方向对应于所述偏转空气流的方向。
6.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中从所述颗粒的所述第一、第二和第三部分清洁的所述空气流从所述网格滚筒（313）的内部被供应到环境空气。
7.一种用于从空气流中分离颗粒的设备（3），其中所述设备经配置用于使所引入的空气流发生偏转，所述设备包括：
离心分离器，包括用于偏转所述空气流的偏转外壳，并且所述离心分离器还包括：
薄片主体（312），
网格滚筒（313），与所述薄片主体（312）之间具有空间，所述网格滚筒得到支撑以便是相对于所述薄片主体（312）可旋转的，以及
抽吸机构（315），所述抽吸机构适用于吸出位于所述网格滚筒（313）处的颗粒，
其中所述薄片主体（312）和所述网格滚筒（313）各自被配置成使得来自空气流的颗粒可以在其上分离并且布置在所述设备中，其方式为使得所述偏转空气流流过所述薄片主体进入到所述网格滚筒，在所述薄片主体与所述网格滚筒之间的所述空间中，来自所述空气流的所述颗粒在所述网格滚筒的外部处接收并且与所述空气流分离，且从所述空气流分离的所述颗粒通过所述网格滚筒（313）相对于所述薄片主体（312）的旋转均匀地分布在所述网格滚筒外部以便防止所述空间的早期堵塞。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述抽吸机构（315）沿着所述网格滚筒（313)的长度延伸并且具体而言包括抽吸臂。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其中所述薄片主体（312）是圆柱形的并且布置在所述设备中其方式为使得所述空气流流过圆柱体壳体。
10.根据权利要求7或8所述的设备，其中所述薄片主体（312）和所述网格滚筒（313）是同轴地布置的。
11.根据权利要求7或8所述的设备，其包括驱动电机（314），所述驱动电机经配置以旋转所述网格滚筒（313），具体而言以每分钟四分之一转最多到每分钟十转的旋转速度旋转所述网格滚筒（313）。
12.根据权利要求7或8所述的设备，其包括主要分离器（31）和次级分离器（32），其中所述主要分离器是所述离心分离器，并且所述次级分离器（32）连接到所述主要分离器（31）的所述偏转外壳，其方式为使得所述空气流的一部分流动到所述次级分离器（32）中并且再次在其中偏转。
13.根据权利要求12所述的设备，其中在所述次级分离器（32）中的偏转方向与在所述主要分离器（31）中的偏转方向相反。
14.一种用于处理谷粒、含油水果和/或其它自由流动货物的系统（1），所述系统包括：
干燥系统（2），其用于借助于干燥空气干燥谷粒、含油水果和/或其它自由流动货物，以及
根据权利要求7到13中任一权利要求所述的设备（3），
其中所述系统（1）经配置以使得在干燥谷粒、含油水果和/或其它自由流动货物之后，来自所述干燥系统（2）的干燥空气作为含颗粒的空气流供应到所述设备（3）。
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