CN1071601C - 具有风力分离器的单转子分离粉碎机 - Google Patents

Abstract

就在风力分离器内在分离轮(1a，4，6，7)以恒定转速运转期间如何能够改变分离器的分离限度的问题提出两种优选的解决方案，根据其中之一的解决方案，细料出口(6)设计成一可调整的挡板，而根据另一种解决方案，分离室的净高是可调整的。

Description

具有风力 分离器的单转子分离粉碎机

在粉碎过程结束时，粉碎产品一般具有不同粒度，需要分类或分选。因而一般把粉碎机和分离器联合组成一个功能单元。原始产品输入到粉碎机，在粉碎过程终止时由粗粒产品释放的粉碎产品到达分离器，在分离器内具有较粗颗粒和较细颗粒(较大和较小的质量)的粉碎产品彼此分离。

粉碎机和分离器受到不同的工作条件，如果粉碎机和分离器结构上彼此无关，则能立即考虑不同的工作条件或能立即建立不同的工作条件。

如果分离器为风力分离器，则就分离器而言，分离度(分离限度)d_T的判据适用下述表达式： $d_T=\sqrt{18\mathrm{\η}\frac{V_r}{V_u^2}r\frac{1}{S}}$ 其中：d_T表示分离度(分离限度)或颗粒大小：

S表示密度，单位为kg/m³；

V_r表示分离轮的径向速度，单位为m/s；

V_u表示分离轮的切向速度，单位为m/s；

r表示半径，单位为m；

η表示动力学粘滞系数，单位为Ns/m²。

由此可以得出：筛选机内的分离度首先与二种速度分量有关，这又意味着：如果分离器的工作范围不是狭窄得使分离器运行不经济，则分离轮的转速必须是可改变的。

相应地结果也适用于粉碎机。如果它涉及在旋转的圆盘的周边上具有冲击式粉碎工具的冲击式粉碎机，则在冲击式粉碎机应当经济地运行时，该圆盘的转数必须是可变的。

对设计安排冲击式粉碎机和风力分离器的重要观点在于：在粉碎机和分离器转数之间缺少固定关系。粉碎机和分离器的转速必须是彼此无关地可确定的以及可改变的。这意味着：如果粉碎机和分离器是具有彼此独立的驱动装置的彼此独立的装置，则不会产生特殊的问题。

当为了降低结构开支或者为了维持装配必须的空间尽可能小，粉碎机和分离器不仅在功能上，而且在结构上也彼此连接，则考虑上述情况会产生问题。可以想象在这种情况下为两种装置设一公共的驱动马达，并且在一方为马达而另一方为粉碎机和分离器之间提供一功率分流传动装置，此刻一方在功率分流传动装置和粉碎机之间，另一方在功率分流传动装置和分离器之间各安排一个转数调整装置。但是因此具有粉碎机和分离器的整机开支是如此之大，以致由于结构上组合一起所预期的其它优点完全被抵消了。因此，在粉碎机和分离器结构上组合一起时，就具有各自固有转数调整装置的粉碎机和分离器而言，实际上至今为止仍保持着分开驱动。

一种上述类型的分离粉碎机由EP-A-0369399为已知。在此分离粉碎机中，分离器部分和粉碎机部分分别配置一个自己的驱动装置，两驱动装置是可以彼此独立调整的，其中：粉碎机部分的驱动装置作用于一圆盘，该圆盘能与分离轮无关地旋转，而且冲击式工具处于其外周上；以及分离轮的驱动装置作用于与分离轮的盖盘相连接的细料出口，该细料出口是一随分离轮旋转的管子。

由US-A-3237766已知一种没有配置粉碎机的风力分离器，其中尽管分离轮具有恒定的转数，仍然可以对分离限度施加影响，采取方式如下，分级轮(Klassierrad)被一套筒所包围，该套筒沿分级轮的轴线方向可相对该分级轮调节。

希望以合适方式解决该难点是本发明的基础。因此，本发明的任务是：从一种分离粉碎机出发，指出一种可能性，怎样才能够把冲击式粉碎机和分离器组成只用一个驱动装置的统一装置，而仍然以合理的开支能够彼此无关地独立调节粉碎机和分离器。上述数学表达式应当成为解决本任务的出发点。

从分离粉碎机的前述难点出发，建立于本发明的难点，以更一般形式定义如下。

作为风力分离器主要判据的分离度主要与分离轮的转数有关。因此，分离轮的转数的可调性是作为经济使用风力分离器的前提。但是可以想像有些情况并非没有问题就可以实现下述结果：即将分离轮的转速规定为，以最佳的方式达到所希望的分离度。因此本发明的任务是发展一种风力分离器，使得通过分离轮转数的改变交替地或累积地改变分离度，分离度是可以改变的或者最佳的分离度是可以达到的。在这方面“分离度”与“决定分离限度”具有相同的意义，即：在分离轮的离心力作用下以多大尺寸的较大的产品被拒回，并且以多小的尺寸的较小的产品与分选空气一起克服离心力的作用，经过中央细料出口离开分离轮。这里也应当以上述数学表达式作为出发点。

本发明任务的解决方案由权利要求书给出。

因此为了实际的销售，本发明导致两种解决方案，这两种方案都以上述数学表达式为基础。

在一种解决方案中，风力分离器的分离室的净高是可调整的，而在另一种解决方案中分离器的细粒产品出口设计为可调整的挡板。正如对在附图的两图分别示出的两实施形式所作的下述说明所指出的那样，根据本发明的两种解决方案是能以较低的结构开支实现的。在两种情况下，由具有粉碎机和分离器的装置出发，其中考虑到粉碎机必须的转数，马达输出是可以改变的，以刚才那种转数也驱动分离器，不过分离器的工作条件仍然能够与粉碎机独立地变化。如果只涉及到风力分离器，尽管转数不变其分离度仍是可变的，对实施形式的说明显然也是针对专业人员的。

附图中：

图1单转子分离粉碎机的中间纵剖面，其中按本发明分离器的两盖盘之一设计为可调整的挡板，或者两盖盘之一配备有这种挡板，确切地说细粒出口侧配备有这种挡板。

图1a根据图1的装置的细节。

图2以相同表示方式表示的分离粉碎机，其中分离器的唯一盖盘的高度是可以调整的，以便能够通过这一个盖盘的调整改变分离空间的净高。

根据图1所示的单转子分离粉碎机以本身为大家熟悉的方式配置转子1，该转子包括：盘2a，在其外周上具有冲击式工具2；以及分离器的盖盘1a，它具有与其固定连接的分离叶片4。冲击式工具与装置外壳内侧的衬板3共同工作。在一方冲击式工具2和另一方衬板3之间共同作用下粉碎的粉碎料与分选空气一起沿径向从外向内进入位于分离叶片4、盖盘1a以及分离器的第二盖盘即出口侧盖盘7之间的通道内，在那里实现粗、细料的分离。细料，即具有相对较小质量的粉碎产品在分选空气的裹胁下克服离心力的作用沿径向从外向里通过分离轮，亦即，通过其在分离叶片4和盖盘1a,7之间的叶片间通道，以便通过被第二盖盘7环绕的中心细料出口6从分离粉碎机出料，并被输送到另一处理工序，该工序通常为在过滤器内分离细料和分选空气。粗料，即具有相对较大质量的粉碎产品，在分离轮内在离心力作用下被拒回，重新到达冲击式工具2和衬板3的影响区域，并以此方式多次频繁返回直到产生相对较小质量的颗粒为止，这些相对质量较小颗粒按照上述方式从分离粉碎机出料。

分离粉碎机的其它基本部件有：导向叶片8，外壳13，它具有一外壳开口，在运行时通过风门9关闭；风动产品入口10；分选空气入口11和驱动马达12。

如果在关闭风门9时使转子1借助于马达12在分离粉碎机的固定外壳13内旋转，则原始产品通过产品入口10到达冲击式工具2的作用区域，原始产品被破碎成粗、细料，该粗、细料按已经描述过的方式处理。

就此而言，作为前提的冲击式粉碎机在结构上和工作方式完全是普通的，所以不再对其进行详细深入讨论。

冲击式工具与产品有关的工作方式与具有盘2a和固定在盘2a上的冲击式工具的粉碎机部件的转数有关。该转数取决于马达12的转数，其中粉碎机转数的改变能够通过马达转数本身的改变实现，或者在恒定的马达转数的情况下借助于减速和/或加速变速器实现。具有直接与盘2a连接的盖盘1a、分离叶片4和盖盘7的分离轮的转数也与粉碎机的转数一起确定，必要时也一起改变。为了此刻不顾及这种关系能够改变筛选机的分离度，把盖盘7设计为本身为大家熟悉的孔径可变挡板(Irisblende)。通过调整该挡板能够改变出口断面6，并且孔径可变挡板是一种优选的手段，以便与应保证粉碎机最佳工作的一定的或选择的粉碎机转数无关，能够这样决定细料的圆周速度，使得在考虑本文一开始给出的公式的情况下实现最优的分离器的分离度。

按照图2所示的分离粉碎机在基本结构及其工作方式方面与粉碎机和筛选机是相同。粉碎机主要由具有粉碎盘2a及固定在盘2a上的冲击式工具2的转子1构成，而分离器即分离轮的主要特征为：一个套筒式的长度可调的圆筒14，该圆筒带有筒底15、筒壁16、出口侧可调节的盖盘17以及分离叶片4。具有与盘2a连接的筒底15，内筒壁段16a的圆筒14的一部分14a在筒壁段16a的自由端上装有分离叶片圈的叶片4。具有盖盘17和外筒壁段16b的圆筒14的另一部分14b以外筒壁段16b的自由端套在内筒壁段16a上，可在其上沿双箭头19所示方向伸缩地无级调节，并且用盖盘17界定在外壳壁13′的盖盘17和叶片4的自由部分即未被外筒壁段16b所覆盖的部分之间的分离室20，该外壳壁13′具有相对分离轮对中设置的细料出口6。通过作为圆筒14的另一部分14b组成部分的盖盘17的调整，分离室20的净高H是可以调节的。叶片4应当不阻碍盖盘17的调整运动地，并且尽可能对流体密封地通过盖盘17上的狭缝，在筒壁段16a和16b之间存在一耐磨的滑动密封。筒壁段16a和16b也构成一个具有两段可相对伸缩调节环形挡板段的环形挡板。

当在根据图1所示的分离器实施形式的情况下细料出口6的开口断面通过孔径可变挡板的调整是可调节的，并因此周边流的速度的改变是可能的时候，则在根据图2所示的实施形式情况下由外壳壁13′包围的细料出口6的断面是恒定的，盖盘17是轴向可调节的，风力分离器的净高因而径向周边流的速度也是可改变的，以便粉碎机和分离器的工作方式能够在功能上彼此协调地但受非结构上关系的限制地实现最佳化。

圆筒部分14b的盖盘17具有一轮毂21，用该轮毂21将圆筒部分14b、扭固地安置在轴22上。圆筒部分14b的伸缩式可调整性以及盖盘17的可调整性是通过以下方式实现的，即：轴22扭固地与马达12的输出轴23相连接，但相对该输出轴23可轴向移动，采用两轴例如通过其本身为大家熟知的键槽联轴节彼此相连接的方式。两轴之一设计为具有在内壁内纵向沟槽或者在内壁上纵向加强肋的空心轴，两轴之另一轴设计为具有在外壁上相应的纵向键或者在外壁上纵向沟槽的实心轴。设计为实心轴的轴相对设计为空心轴的马达从动轴的轴向可移动性用双箭头19表示。马达从动轴可能是直接由马达12引出的轴，它能够经过减速器与马达驱动轴连接，或者它能够经过另一种合适的和已知的装置，例如皮带传动与由马达引出的轴连接。标号25表示在两轴22,23之间其滑动段内的滑动导向装置。

在这种情况下马达12的驱动力一部分经过马达输出轴23导入到转子1，导入到圆筒内亦即导入到由圆筒组成的环形挡板14，导入到分离轮叶片4和盖盘17，一部分经过轴22直接导入到盖盘17。然而放弃键槽联轴节改为另一滑动导向装置(相应于25)也是可以的，这样当轮毂21和轴22之间的连接是抗扭的时，轴22经过被轴23驱动的盖盘17被滑动导向装置驱动，或者当放弃键槽联轴节24改为另一导向轴承(相应于另一滑动导向装置凸缘25)，并且放弃轮毂21和轴22之间连接的抗扭性，轴只可轴向调节，在这种情况下唯一要注意的是：在轴22按照双箭头19所示方向轴向移动时带动盖盘17。

只要两实施例之间部件相同，则使用相同的附图标记，因而就这一点而言可以放弃详细的提示。

虽然在图1所示的实施例中在盖盘7中的孔径可变挡板为一种本身为大家熟知的部件，这种挡板仍在图1a中示意地示出，确切地说以较大的比例，沿离开分离器并带有细料的分选空气流的方向看示意地示出。这涉及一个具有可变化的孔断面的带孔挡板，其中孔100的断面变化可通过以下方式，即在大约6个和30个镰刀形的片状挡板101之间是孔1 00的周边部分，片状挡板101带有一个内端102，而在其另一端上配设无级可调整的调整环103，该调整环103可按双箭头104方向旋转地放置在原来的盖盘7内。通过调整环103在盖盘7内按照双箭头的两方向中的一个方向或另一个方向的旋转，片状挡板101偏转，使孔100的断面变大或变小，相应地改变了细料出口6的出口断面。通过公知的手段，例如伺服马达或者一种简单的、用手操作执行的连杆从外部实现调整环103的旋转。

在两种情况(图1,2)下，用5表示导向环，它与导向叶片8共同作用。经过分选空气入口11进入的分选空气在导向环5和外壳壁之间的环形空间到达导向叶片圈8并在那里改变方向倒流成在导向环5和分离轮之间的相应的逆流，以便与经过风力分级产品入口10输入的风力分级产品一起从外部到达分离轮叶片之间的流动通道，在那儿实现粗细料分离。带有细料的分选空气经过出口6离开分离器，粗料在分离轮叶片之间的流动通道的入口区域被离心力退回，再通过导向环5和分离轮之间的环形空间送到粉碎机的作用区域。

在根据图1所示的实施形式中，包含挡板的盖盘7结构上归属于分离轮。应当指出：这种带有可调整挡板的盖盘7也与分离轮分开，并且能够归属外壳13，尤其归属门9。因此，这种解决方案是符合目的的，因为带有挡板的盖盘7与简单的盖盘相比能有更大重量，如果盖盘与分离轮分离并归属外壳，则并不要求额外的运行功耗。

总而言之本发明能够阐明如下：对问题的两种优选解决方案指出在风力分离器在分离轮以恒定转数运行阶段如何能够改变分离器的分离限度。

Claims (14)

1．一种分离粉碎机，它具有被驱动的盘(2a)，该盘在外周区域装备有冲击式工具(2)，它还具有扁圆筒状的分离轮(2a,7,4,17)，该筛选轮具有两个轴向彼此错开的盖盘(2a,7,17)在盖盘之间安置了一些叶片(4)，这些叶片限定了若干径向叶片间通道，叶片间通道用于流过含有分离产品的分选空气，以便从外向里克服离心力把分离产品分离粗、细料，并且该叶片间通道通向在上述盖盘(7,17)之一的区域内用于积聚细料的分选空气的、与分离轮同轴设置的出口(6)，其中分离轮的驱动经过另一盖盘(2a)实现，其特征为：该另一盖盘(2a)设计为粉碎机的一部分，采取方式如下，它是具有冲击式工具(2)的盖盘，通过分离粉碎机唯一的驱动马达对该盘的驱动以及通过将分离轮(2a,7,4,17)设计成，使在所选定的运行时间内维持恒定转数的情况下在分离轮内的流动通道断面是强制地不停地可以改变的，从而尽管被驱动的盘(2a)以及与其相连的分离叶片(4)维持恒定转数，分离器的分离限度仍然是可以改变的。

2．根据权利要求1所述的分离粉碎机，其特征为，在分离轮(1a,4,6,7)的一个盖盘(7)内的细料出口(6)的断面是可无级改变的。

3．根据权利要求2所述的分离粉碎机，其特征为：细料出口(6)是一个可从外部调整的孔径可变挡板(100-103)，其开口断面(100)是可无级调节的。

4．根据权利要求1所述的分离粉碎机，其特征为：在分离轮(4,14,17)的叶片(4)之间的流动通道总和的断面是可以无级改变的。

5．根据权利要求4所述的分离粉碎机，其特征为：以被分选空气通过的流动通道部分的高度是可以无级改变的方式，分离轮(4,14,17)的净高(H)是可以无级调节的。

6．根据权利要求5所述的分离粉碎机，其特征为：通过轴向可移动的杆(22)从外部进行高度调整，该杆受到导引，并且与分离轮(4,14,17)的可移动的盖盘(17)轴向不可移动地连接。

7．根据权利要求6所述的分离粉碎机，其特征为：上述杆是一根由分离轮(4,14,17)的驱动马达(12)驱动的轴(22)，该轴与分离轮的盖盘(17)扭固地并且轴向不可移动地连接。

8．根据权利要求7所述的分离粉碎机，其特征为：轴(22)经过键槽连轴节(24)扭固地但是轴向可移动地与马达从动轴(23)连接，该从动轴设计为空心轴，与分离轮(4,14,17)的盖盘(17)相连接的轴安放其内。

9．根据权利要求5到8之一所述的分离粉碎机，其特征为：一个安置在叶片圈(4)外的圆筒挡板(14)与流出侧的、沿分离轮的转轴方向可以调节的盖盘(17)连接，并且盖盘(17)、叶片(4)和挡板(14)彼此是这样安置的，即，流动通道的开放部分外部对分选空气入口(11)，内部对细料出口(6)是敞开的。

10．根据权利要求5到9之一所述的分离粉碎机，其特征为，分离轮(4,11,17)的转动经过叶片(4)引入到分离轮。

11．根据权利要求9或10所述的分离粉碎机，其特征为：圆筒挡板(14)形成为两部分，其中两个可相对伸缩调节的部分挡板(14a,14b)中的每一个均设计罐形的，使靠近驱动装置的部分挡板(14a)具有一被驱动的筒底(15)和一内筒壁段(16a)，该部分挡板以内筒壁段(16a)插入到出口侧部分挡板(14b)的外筒壁段(16b)内，该部分挡板(14b)与分离轮(4,14,17)的出口侧可调节的盖盘(17)相连接。

12．根据权利要求9到11之一所述的分离粉碎机，其特征为：分离轮铲(4)可滑动地但尽可能对流体密封地穿过出口侧盖盘(17)上的狭缝，并且在出口侧部分挡板(14b)内与驱动侧部分挡板(14a)相连接。

13．根据权利要求9到12之一所述的分离粉碎机，其特征为：两个部分挡板(14a,14b)的圆筒壁段(16a,16b)安置成对流体密封但彼此是可以调整的。

14．根据权利要求7和8所述的分离粉碎机，其特征为：轴向可移动的轴(22)在为空心轴(23)用的驱动侧皮带轮后面从空心轴凸出，并且经过合适的推力轴承与固定在外壳上的一个操纵杆相连接。

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