CN109590215A - 多级颗粒分选机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种多级颗粒分选机，该颗粒分选机包括：壳体，壳体具有进风口、第一出料口、第二出料口和出风口；和颗粒分选系统，颗粒分选系统设置在壳体的内部，并且颗粒分选系统包括：一级分选系统，一级分选系统由沿着第一圆周设置的多个导流板组成，以用于将含尘气体中混合粒径颗粒的粗粒径颗粒分离至第一出料口；以及二级分选系统，二级分选系统设置在一级分选系统的内部，以从一级分选系统接收含尘气体中的中粒径颗粒和细粒径颗粒并在离心力和系统负压的作用下将含尘气体中的中粒径颗粒和细粒径颗粒分别分选至第二出料口和出风口。
Description
技术领域
本发明涉及一种多级颗粒分选设备，更具体地，涉及用于建材、煤化工、电力、钢铁、矿上等行业的一种多级颗粒分选机。
背景技术
当前，粉磨技术广泛应用于建材、煤化工、电力、钢铁和矿山等行业多种物料的粉磨。粉磨和粒径分选是粉磨工艺系统中关键的两个工艺过程，粉磨是将块状或颗粒状物料研磨成更细小的粉状小颗粒，粒径分选是将经研磨后的粉状颗粒中的符合粒径要求的成品分选出来；在粒径分选的过程中，将不同粒径的颗粒按不同的功能进行分选，以满足工业生产的不同需求，这个粒径分选的技术更是直接影响整个粉磨系统的效率、产品品质和产品品种的利用的重要因素。目前粉磨系统常用的各类结构的粒径分离机，均不具备静动结合分离选取多种不同粒径颗粒的功能，仅能静态或动态简单的分选两种粒径的物料；随着工业生产的迅速发展，需要对多种不同粒径颗粒进行分选，以满足不同粒径颗粒在工业生产中以及使用中不同功能的需求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种多级颗粒分选机，该颗粒分选机包括：
壳体，壳体具有进风口、第一出料口、第二出料口和出风口；和
颗粒分选系统，颗粒分选系统设置在壳体的内部，并且颗粒分选系统包括：
一级分选系统，一级分选系统由沿着第一圆周设置的多个导流板组成，
以用于将含尘气体中混合粒径颗粒的粗粒径颗粒分离至第一出料口；和
二级分选系统，二级分选系统设置在一级分选系统的内部，以从一级
分选系统接收含尘气体中的中粒径颗粒和细粒径颗粒并在离心力和系统负
压的作用下将中粒径颗粒和细粒径颗粒分别分选至第二出料口和出风口。
在一个实施例中，一级分选系统的进风口朝向进风口。
在一个实施例中，多个导流板中的每一个都包括直面导流板和由直面导流板的一端延伸而形成的曲面导流板，直面导流板的与一端相对的另一端形成进风口。
在一个实施例中，多个导流板中的每一个的直面导流板在第一圆周上的安装角度均为α。
在一个实施例中，多个导流板中的每一个的颗粒分离特性函数f为：
其中，L为直面导流板的长度，R为第一圆周的半径，L1为曲面导流板的弧长，R1为曲面导流板所在圆弧的半径，α为直面导流板的安装角度，ρ为混合粒径颗粒的密度，ρa为空气密度，v为空气运动粘度，CL为导向力系数，va为空气通过一级分选系统的流速，v1为混合粒径颗粒的初始速度，d为颗粒粒径，Fp为气力输送力，Fc为颗粒运动离心力。
在一个实施例中，二级分选系统包括：
静态叶片组，静态叶片组由沿着第二圆周设置的多个静态叶片组成，并且第二圆周与第一圆周为同心圆；
动态转子，动态转子设置在静态叶片组的中心；和
驱动装置，驱动装置与动态转子相连接以驱动动态转子的旋转。
在一个实施例中，多个静态叶片中的每一个在第二圆周上的安装角度相同。
在一个实施例中，动态转子的转速在120r/min-450r/min之间。
在一个实施例中，壳体包括：
下壳体，进风口、第一出料口和第二出料口均设置在下壳体上；
中壳体，中壳体设置在下壳体的上侧，并且一级分选系统和二级分选系统均设置在中壳体内；和
上壳体，上壳体设置在中壳体的上侧，并且二级分选系统中的驱动装置和出风口设置在上壳体上。
在一个实施例中，还包括：
检修平台，检修平台围绕中壳体设置。
由上述说明可知，本发明公开的多级颗粒分选机的特有结构形式和系统精准的分析计算，能够根据不同粒径颗粒的不同功能在工业生产中的需求，将粉磨后的物料进行分选；在充分发挥粉磨系统功能的基础上，利用不同粒径颗粒的性能，使物料得到更加充分的使用，提高了分选效率，降低了物料的损失及能源的消耗，提高了经济效益，并且具有结构合理、操作调节简单、运行维护成本低的优点。
附图说明
图1为根据本发明的一个示例性实施例的多级颗粒分选机的结构示意图(其中，箭头方向为气体、颗粒流动方向)；
图2为图1中所示的多级颗粒分选机的A-A向视图；和
图3为图2中的X部分的放大图。
具体实施方式
下面参照附图详细描述本发明的说明性、非限制性实施例，对根据本发明的多级颗粒分选机进行进一步说明。
参照图1和2，本发明公开的多级颗粒分选机包括壳体和设置在壳体内的多级颗粒分选系统，其中颗粒分选系统包括一级分选系统2和二级分选系统，以对进入该多级颗粒分选机的含尘气体中的混合粒径颗粒进行多次分选。
壳体为该多级颗粒分选机的外部机构，并且在壳体上设置有进风口14、第一出料口15、第二出料口16和出风口17，其中进风口14与磨机系统的出风管相连接，磨机系统出风管中的含尘气体在系统负压的作用下进入多级颗粒分选机。第一出料口15用于送出由一级分选系统2分选出的粗粒径颗粒(例如，粒径大于500μm的颗粒)，第二出料口16和出风口17分别用于送出由二级分选系统分选出的中粒径颗粒(例如，粒径在500μm-45μm之间的颗粒)和细粒径颗粒(例如，粒径小于45μm的颗粒)。在一个实施例中，壳体包括下壳体11、中壳体12和上壳体13，其中进风口14、第一出料口15和第二出料口16均设置在下壳体11上，中壳体12设置在下壳体11的上侧，并且一级分选系统2和二级分选系统均设置在中壳体12内，上壳体13设置在中壳体12的上侧，并且二级分选系统中的驱动装置33和出风口17设置在上壳体13上。优选地，为了便于工人维修，该多级颗粒分选机还包括围绕中壳体12设置的检修平台4。
一级分选系统2包括多个导流板，多个导流板沿着第一圆周设置，以用于将含尘气体中的粗粒径颗粒分选至第一出料口15。一级分选系统2的多个导流板中的每一个的一端之间的空隙形成一级分选系统2的进风口，该进风口与设置在壳体上的进风口14相配合，使含尘气体中的混合粒径颗粒以速度v1进入一级分选系统2。进入一级分选系统2的含尘气体中的混合粒径颗粒与导流板碰撞，其中粒径较大的粗粒径颗粒由于重量较大撞击第一片导流板后以速度v2与前方的导流板再次碰撞并掉落至第一出料口15，而粒径较小的中粒径颗粒和细粒径颗粒由于重量较小撞击第一片导流板后以速度v3飞出并进入二级分选系统，在二级分选系统中被进一步分选为中粒径颗粒和细粒径颗粒。
二级分选系统设置在一级分选系统2的内部，其利用离心力和系统负压的作用将从一级分选系统2接收含有中粒径颗粒和细粒径颗粒的含尘气体，并分选出中粒径颗粒和细粒径颗粒，其中中粒径颗粒从第二出料口16送出、细粒径颗粒从出风口17送出。
下面结合图1和2说明使用该多级颗粒分选机对含尘气体中的混合粒径颗粒进行多级分选的过程。在粉磨系统负压的作用下含有混合粒径颗粒的含尘气体由进风口14进入一级分选系统2。进入一级分选系统2的含尘气体中的混合粒径颗粒与导流板碰撞，其中粒径较大的粗粒径颗粒由于重量较大撞击第一片导流板后以速度v2与前方的导流板再次碰撞并掉落至第一出料口15，而粒径较小的中粒径颗粒和细粒径颗粒由于重量较小撞击第一片导流板后以速度v3飞出并进入二级分选系统。二级分选系统利用离心力和系统负压将从一级分选系统2接收颗粒，分选出中粒径颗粒和细粒径颗粒并分别从第二出料口16和出风口17送出。由上述说明可知，本发明公开的多级颗粒分选机中的颗粒分级系统利用碰撞和离心力、负压三种种方式将含尘气体中的混合粒径颗粒的粗粒径颗粒、中粒径颗粒和细粒径颗粒进行分选，即，利用简单的构造对含尘气体中的混合粒径颗粒做了多级分选，具有更好的分级效果。
参照图2和3，在本发明的一个实施例中，一级分选系统由多个导流板组成，多个导流板中的每一个导流板都包括直面导流部21和由直面导流部21的一端延伸而形成的曲面导流部22，并且多个导流板中的每一个的直面导流部21的与所述一端相对的另一端形成进风口。一级分选系统2对含尘气体中的混合粒径颗粒做第一次分选时，含尘气体中的混合粒径颗粒以速度v1进入一级分选系统2。进入一级分选系统2的含尘气体中的混合粒径颗粒与多个导流板中的一个的直面导流板21碰撞，其中粒径较大的粗粒径颗粒撞击第一片导流板的直面导流部21后在第一片导流板上滑动，并且被第一片导流板的曲面导流部22改变其飞行方向，由于粗粒径颗粒的重量较大，因此惯性较大，其飞出第一导流板后以速度v2与前方的导流板的直面导流部21再次碰撞并掉落至第一出料口15；而含尘气体中粒径较小的中粒径颗粒和细粒径颗粒与第一片导流板的直面导流部21碰撞后在第一片导流板上滑动，并且被第一片导流板的曲面导流部22改变其飞行方向，由于中粒径颗粒和细粒径颗粒的重量较小，因此惯性较小，其飞出第一片导流板的曲面导流部22后以速度v3进入二级分选系统，在二级分选系统中被进一步分选为中粒径颗粒和细粒径颗粒。在一个实施例中，多个导流板中的每一个的直面导流部21在第一圆周上的安装角度均为α，以在一级分选系统2的各个部分获得均匀的导流效果。
当进入一级分选系统2的含尘气体中的混合粒径颗粒的初始速度v1一定时，一级分选系统2中的导流板的数量越多，所处理的气流量越大；当一级分选系统2中的每一个导流板在第一圆周上的安装角度α确定的情况下，风量越大，有效分选出的粗粒径颗粒的量越少，反之，风量越小，有效分选出的粗粒径颗粒的量越多；当处理的混合粒径颗粒量确定的情况下，一级分选系统2中的每一个导流板在第一圆周上的安装角度α越大，有效分离出的粗粒径的颗粒的量越大，一级分选系统2中的每一个导流板在第一圆周上的安装角度α越小，有效分离出的粗粒径颗粒的量越少。由此可以建立导流板颗粒分离特性函数为f(L,R,L1,R1,α,ρ,ρa,ν,CL,va,v1,d)＝0，具体可表述为如下方程组：
其中：L为直面导流部21的长度，R为第一圆周的半径，L1为曲面导流部22的弧长，R1为曲面导流部22的半径，α为直面导流部在第一圆周上的安装角度，ρ为颗粒密度，ρa为空气密度，ν为空气运动粘度，CL为导向力系数，va为空气通过导流叶片的流速，v1为颗粒初始速度，d为颗粒粒径，Fp为气力输送力，Fc为颗粒运动离心力。由此，本领域技术人员可以根据具体工况和上述导流板颗粒分离特性函数对一级分选系统2进行调整。
参照图1和图2，在本发明的一个实施例中，二级分选系统包括静态叶片组31、动态转子32和驱动装置33。
静态叶片组31由沿着第二圆周设置的多个静态叶片组31组成，并且第二圆周与第一圆周为同心圆，以使经过一级分选系统2分选后含尘气体的混合粒径颗粒可以均匀地进入二级分选系统。优选地，多个静态叶片中的每一个在第二圆周上的安装角度相同，以在二级分选系统的各个位置获得均匀的分离效果。动态转子32设置在静态叶片组31的中心，并且动态转子32通过轴承座34与驱动装置33相连接，以在驱动装置33驱动下旋转。优选地，动态转子32的转速在120r/min-450r/min之间。这样，进入二级分选系统的含尘气体中的混合粒径颗粒受到动态转子32旋转产生的离心力作用，其中中粒径颗粒由于重量较大而与多个静态叶片中的一个撞击并掉落至第二出料口16，含尘气体中的细粒径颗粒由于重量较小而受离心力作用较小，在系统负压的作用下其可以随着气流从出风口1风送出，从而实现中粒径颗粒与细粒径颗粒的分选。
Claims (10)
1.一种多级颗粒分选机，包括：
壳体，所述壳体具有进风口、第一出料口、第二出料口和出风口；和
多级颗粒分选系统，所述多级颗粒分选系统设置在所述壳体的内部，并且所述多级颗粒分选系统包括：
一级分选系统，所述一级分选系统由沿着第一圆周设置的多个导流板组成，以用于将含尘气体中混合粒径颗粒中的粗粒径颗粒分选至所述第一出料口；和
二级分选系统，所述二级分选系统设置在所述一级分选系统的内部，以从所述一级分选系统接收含有中粒径颗粒和细粒径颗粒的含尘气体并在离心力和系统负压的作用下将中粒径颗粒和细粒径颗粒分别分选至所述第二出料口和所述出风口。
2.根据权利要求1所述的多级颗粒分选机，其中，所述一级分选系统的进风口朝向所述进风口。
3.根据权利要求1所述的多级颗粒分选机，其中，所述多个导流板中的每一个都包括直面导流板和由所述直面导流板的一端延伸而形成的曲面导流板，所述导流板的与所述一端相对的另一端形成所述进风口。
4.根据权利要求3所述的多级颗粒分选机，其中，所述多个导流板中的每一个的直面导流板在所述第一圆周上的安装角度均为α。
5.根据权利要求3所述的多级颗粒分选机，其中，所述多个导流板中的每一个的颗粒分离特性函数f为：
其中，L为所述直面导流板的长度，R为所述第一圆周的半径，L1为所述曲面导流板的弧长，R1为所述曲面导流板所在圆弧的半径，α为所述直面导流板的安装角度，ρ为混合粒径颗粒的密度，ρa为空气密度，v为空气运动粘度，CL为导向力系数，va为空气通过所述一级分选系统的流速，v1为混合粒径颗粒的初始速度，d为颗粒粒径，Fp为气力输送力，Fc为颗粒运动离心力。
6.根据权利要求1所述的多级颗粒分选机，其中，所述二级分选系统包括：
静态叶片组，所述静态叶片组由沿着第二圆周设置的多个静态叶片组成，并且所述第二圆周与所述第一圆周为同心圆；
动态转子，所述动态转子设置在所述静态叶片组的中心；和
驱动装置，所述驱动装置与所述动态转子相连接以驱动所述动态转子的旋转。
7.根据权利要求6所述的多级颗粒分选机，其中，所述多个静态叶片中的每一个在所述第二圆周上的安装角度相同。
8.根据权利要求6所述的多级颗粒分选机，其中，所述动态转子的转速在120r/min-450r/min之间。
9.根据权利要求1所述的多级颗粒分选机，其中，所述壳体包括：
下壳体，所述进风口、所述第一出料口和所述第二出料口均设置在所述下壳体上；
中壳体，所述中壳体设置在所述下壳体的上侧，并且所述一级分选系统和所述二级分选系统均设置在所述中壳体内；和
上壳体，所述上壳体设置在所述中壳体的上侧，并且所述二级分选系统中的驱动装置和所述出风口设置在所述上壳体上。
10.根据权利要求9所述的多级颗粒分选机，还包括：
检修平台，所述检修平台围绕所述中壳体设置。
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