CN1100625C

CN1100625C - 分级机

Info

Publication number: CN1100625C
Application number: CN96121046A
Authority: CN
Inventors: 富永哲; 向井新悟
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 2003-02-05
Anticipated expiration: 2016-10-11
Also published as: CN1179363A

Abstract

一种原料围绕分离器主体分散，在该分离器主体上环向布置有许多分级片，并使原料暴露在上升的分级气流中，以便筛掉不能被带入到分级气流中的粗粉。而被带入到分级空气中的剩余原料被周向地引入到分离器主体中，以便将原料分为细粉和粗粉，细粉是能通过分级片的粉末，而粗粉是不能通过的粉末。在分离器主体和分离器主体上方的原料入口之间布置一用以接受和分散来自于入口的原料的分散片。分散片以不同于分离器主体的转数旋转。因此，能制定分散片适当的转数，而与分级所要求的分离器主体转数无关。

Description

分级机

本发明涉及在水泥生产工厂和类似工厂中使用的分级机。

图1和2表示一种常规的分级机。在该图中，标记号1表示包括上部圆筒形机壳部分4和下部漏斗形机壳部分5的分级机机壳，在部分4的上面位置有一接受原料2的原料入口3，部分5与部分4的下部连接并且其直径向下逐渐变小。

在下部机壳部分5的下部构成旋涡室7并从此处向外凸出，在旋涡室7的内周边上环向布置有许多叶片6、在旋涡室7的外周边上切向布置有一个与旋涡室7相开通的分级空气导入管8(参见图2)。

在旋涡室7下面，下部机壳部分5有一用以卸出沿下部机壳部分5的内表面落下的粗粉9的下部粗粉出口10。

标记号11表示分离器主体，它由一个位于上部机壳部分4的上表面上的驱动装置12驱动并被一个旋转轴13从上面支承着，轴13基本上被支承在部分4的中心部分。分离器主体11包括固定到旋转轴13下端的安装片15，固定到轴13上部用以接受来自于入口3的原料2的分散片16，和沿片15的外周边、周边地布置并被固定在片15和16之间的分散片17。

标记号18表示设置在分离器主体11下面的细粉料斗。细粉料斗18包括向下直径逐渐变小的漏斗型料斗主体19和从料斗主体19的下端延伸到下部机壳部分5而到达部分5的外侧的排料出口，以便能将经分级机17而被引入到分离器主体11中的细粉20随分级空气21一起排出。

当驱动装置12经旋转轴13旋转分离器主体11，同时将分级空气21从输入管8输入到旋涡室7中，并且通过处于机壳1上面的入口3向机壳1中加入预定量的原料2时，如此装入的原料2落在旋转的分散片16上，以便借助于向原料2提供的离心力，将原料2从片16上周边地向外分散。

在该情况下，旋涡室7使从输入管8进入旋涡室7中的分级空气21产生旋涡力，并且分级空气21通过叶片6进入机壳1中。于是，提供了沿着下部机壳部分5的内表面向上旋转分级气流21，该气流通过分级片17流进旋转的分离器主体11中，以便将从上而下落在分散片16上的原料2分散在分级气流21中。

被带入到分级气流21中的原料2被分成细粉和粗粉20和9。细粉20是那些能通过分级片17的粉末，而粗粉是那些不能通过的粉末。只有能通过分级片17的细粉20被导入到分离器主体11中，并向下流入细粉料斗18的料斗主体19中，并随分级空气21通过排出口22一起排出。

另一方面，不能通过分级片17并被挡在机壳1内表面上的粗粉9以及一开始就不能被带入到分级气流21中的粗粉9离开分级气流21，沿机壳1的内表面落下，并从下部出口10排出。

在该分级机中，用于分级原料2所要求的分离器主体11的转数将取决于所要分级的原料2的粒径分布，并且通常为100-1000r.p.m。用于分散原料2所要求的分散片16的转数取决于分散片16的直径和所喂入的原料量，并且通常为10-100r.p.m。

然而，在如图1和2所示的常规分级机中，与分离器主体11整体结合的分散片16以用于分级所要求的分离器主体11的转数旋转。结果，由于离心力比所要求的高，落在分散片16上的原料2被撒落，因而，大部分应该被带进分级气流21中并移向分离器主体11的分级片17上的原料2，将剧烈地撞击在机壳1的内表面上并沿该表面落下而没有完全被带入到分级气流21中，结果大部分的粉末是作为粗粉9卸出而没有足够的机会分级，这将恶劣地导致分级效率降低。因为大量的粉末撞击在机壳1的内表面上并沿该表面落下，机壳1的内表面易于损坏。

本发明是鉴于以上考虑而做出的，并且它的目的是提供一种能防止离心力高于通过分散片分散原料所要求的离心力的分级机。

在分级机中，原料围绕旋转分离器主体分散，分离器主体上环向布置有多个分级片，原料暴露在向上流动的分级气流中，以便分选出不能被带入到分级气流中的粗粉，剩余的被带入到所说分级空气中的原料被周边地流入到所说的分离器主体中，以便将原料分为细粉和粗粉。细粉是那些能通过分级片的粉末，而粗粉是那些不能通过的粉末。本发明涉及一种改进，其中在所说的分离器主体和在所说的分离器主体上面的原料入口之间布置一分散片以容接受和分散来自于所说入口的原料。所说的分散片以不同于分离器主体的转数旋转。

同样在分级机中，原料围绕旋转分离器主体分散，该分离器主体环向布置有多个分级片，并有多个环绕旋转分离器主体的静止叶片，原料暴露在向上流动的分级气流中，以便分选出不能被带入到分级气流中的粗粉，剩余的被带入到所说分级空气中的原料通过静止叶片被周边地输入到所说分离器主体中，以便将原料分为细粉和粗粉，细粉是能够通过分级片的粉末，而粗粉是不能通过的粉末，本发明涉及一种改进，其中在所说分离器主体和在所说分离器主体上面的原料入口之间布置一分散片以接受和分散来自于所说入口的原料，所说的分散片以不同于分离器主体的转数旋转。

在上述任何一个分级机中，分散片和分离器主体具有多个分别适合于它们应用的转数。目的是向从入口落在分散片上的原料提供合适的离心力，而原料被分散在分离片的外面。随后，分选出不能被带入到分级气流中的粗粉，剩余的原料被适当地带入到分级气流中并被分离器主体分级。

分散片能够从上面用一中空轴支承，分离器主体能够用一旋转地贯穿中空轴的转轴支承。中空轴和旋转轴分别被各自的驱动装置驱动。

另外，分离器主体能够从上面用驱动装置驱动的转轴支承，并且分散片能够在分离器主体上部被旋转地安装在转轴的中部。用以降低转轴的转速，以便向分散片传送降低后的转速的减速机构被插入在转轴和分散片之间。

结合附图描述本发明的优选技术方案。

图1是表明常规分级机的垂直截面示意图。

图2是沿图1中线II-II方向的剖视图。

图3是表明本发明分级机一个技术方案的垂直截面示意图。

图4是表明本发明分级机另一个技术方案的垂直截面示意图。

图5示出了作为粗粉排出的粉末粒径分布的曲线。

图6是说明本发明分级机再一个技术方案的垂直截面示意图。

参照图3，标记号23是指基本上垂直通过机壳1上表面中心的中空轴承。中空轴承23分别在其相对的垂直端有内滚柱轴承24，在其外周边的中部有一法兰25，并通过螺栓或类似的法兰25的固定件将法兰25固定在机壳1的上表面上。

标记号26代表由中空轴承23的滚柱轴承24旋转地支承并在其上端有一内滚柱轴承27的中空轴。在中空轴26上端的外周边上布置有一驱动链轮28，同时分散片29安装在轴26的下端。

分散片29包括安装在中空轴26的下端上并与固定到该端上的轮毂30和固定到轮毂30上面并在其中心处在机壳1上表面的正下方伸出以便包住中空轴26的下端筒形部分31的盘形分散片主体32。具有内滚柱轴承33的匣34与轮毂30的下部相连接。

标记号35代表贯穿中空轴26并被分别位于轴26上端和匣34上的滚柱轴承27和33旋转地支承的转轴。转轴35在其上端的外周边上有一驱动链轮36，并在链轮36的正下方部分处被位于在机壳1上面的结构体37上的内滚柱轴承38支承，并且旋转轴35在其下端部分支承着分离器主体39。

分离器主体39包括分级转子40和许多在转子40的外周边上布置的分级片41。

分级转子40包括安装在旋转轴35上与固定到其下端上的轮毂42，其底端固定到轮毂42的上端上的上部构件43，它呈漏斗型，自下而上直径逐渐增大以覆盖匣34和分散片29的轮毂30，和中心部分固定到轮毂42的下端并在平面的周边上有许多孔44的盘形下部构件45。

在分级转子40的上部和下部构件43和45的外周边之间布置有分级片41，它们彼此径向保持一定距离，它们的上端和下端分别被固定到构件43和45的外周边上。

标记号46表示安装在机壳1的上表面上的分散片驱动装置，通过在轴26上端上的链轮28啮合的链条47用来驱动中空轴26。

标记号48表示安装在机壳1的上表面上的分离器主体驱动装置，通过在轴35上端上的链轮36啮合的链条49用以驱动旋转轴35。

下面，描述示于图3中的技术方案的运作方式。

起动分散片驱动装置46，通过链条47，链轮28和中空轴26使分散片29旋转，同时起动分离器主体驱动装置48，通过链条49，链轮36，和旋转轴35使分离器主体36旋转。同时，经输入管8将分级空气21输入到旋涡室7中，并通过在机壳1上表面上的入口3向机壳1中装入预定量的原料2。

如此装入的原料2落在旋转分散片29的分散片主体32的上表面上，以便借助于向原料2施加的离心力，原料2从分散片主体32向外周边分散。

在该情况下，旋涡室7使从输入管8输入到旋涡室7中的分级空气21形成旋涡力并且通过叶片6流入机壳1中。因此，输入的分级气流21沿着下部机壳部分5的内表面向上涡旋并通过分级片41流进旋转的分离器主体39中，以便从分散片主体32上落下的原料2被分散在分级气流21中。

被带入到分级气流21中的原料2被分成细粉和粗粉20和9，细粉20是能够通过分级片41进入旋转分离器主体39中的粉末，而粗粉9是不能通过的粉末。只有通过分级片41的细粉20被导入到分离器主体39中，向下落在细粉料斗18的料斗主体19中，随分级空气21通过排出口22一起被排出。

另一方面，不能通过分级片41和被挡在机壳1内表面上的粗粉9以及一开始就不能被带入到分级气流21中的粗粉9离开分级气流21，沿着机壳1的内表面落下并通过下部粗粉出口10卸出。

如上所述，分散片29的驱动系统与分离器主体39的驱动系统是彼此独立的，这样能彼此独立地控制分散片29和分离器主体39的驱动系统。因此，分散片29能以适合分散原料2的最佳转数(10-100r.p.m)旋转，分离器主体39能以适合分级原料2的最佳转数旋转(100-1000r.p.m)。因为向用分散片29分散的原料2施加了适当的离心力，使得便于将原料2中的细粉20带入到进入分离器主体39中的分级气流21中，结果大大改进了分级效率。另外，因为较少量的粉末撞击在机壳1的内表面上并沿此表面落下，从而能抑制机壳1内表面的磨损。

图4代表本发明分级机的另一个技术方案，其中，在分离器主体39的下面布置一中粗粉末料斗71以包位细粉末料斗18的料斗主体19。用中粗粉末料斗71包住的细粉料斗18的出口22水平地贯穿构成料斗71上部的漏斗型料斗主体72和下部机壳部分5。构成中粗粉末料斗71下部的中粗粉排出口73从料斗主体72的下端向下贯穿下部机壳部分5并在其下端提供一能选择性地开合的闸板。此外，中粗粉料斗71在其上端有许多环向包住分离器主体39外周边的静止叶片75。

更具体地说，该分级机是一种三级分级机，其中被分散片29分散的原料2被分成粗、中粗、细粉9、76和20，粗粉9是一开始就不能被带入到分级气流中的粉末，中粗粉末76是通过静止叶片75，同时被带入到分级气流21中但不能通过分离器主体39的分级片41的粉末，细粉20是能够通过分级片41的粉末。通过在下部机壳部分5的下端的粗粉排出口10排出粗粉9，通过中粗粉料斗71的中粗粉排出口73排出中粗粉76，通过细粉料斗18的排出口22随分级空气21一起排出细粉20。对于这类三级分级机，设置能以不同于分离器主体39的转数驱动的分散片29是有意义的。

因为，三级分级机采用分散片29和分离器主体39以相同转数驱动，要实现将原料2分成粗、中粗、细粉9，76和20是很困难的。例如，如下面表1所示，当用分散片29和分离器主体39以分级所要求的相同的转数(200-250r.p.m)驱动来进行分级并工且在作为中粗粉末76排出的粉末中，直径为4.76mm或更大的粗颗粒含量被压至0.3％时，空气体积单位需求量或消耗量(分级空气的体积/喂入的原料量)为0.46米³/千克；然而，在该情况下，作为粗粉9排出的粉末量达到原料2的79.1％。这意味着大部分的原料2被作为粗粉9处理。

当增加分级空气体积而使空气体积单位需求量增加到1.29m³/kg以便防止细颗粒进入作为粗粉9排出的粉末中时，作为粗粉9排出的粉末量降至原料2的44.7％。然而，在作为中粗粉末76排出的粉末中，直径为4.76mm或更大的粗颗粒的比例达2.9％。

当使分级空气体积单位需求量进一步增加到2.16米³/千克时，作为粗粉9排出的粉末量进一步降至原料2的22.6％。然而，在作为中粗粉末76排出的粉末中，直径为4.76mm或更大的粗颗粒含量达6.2％。

表1

(1) (2) (3)

空气体积单位需求量(m³/kg) 0.46 1.29 2.16

作为粗粉排出的粉末与原料之比(％) 79.1 44.7 22.6

在作为中粗粉排出的粉末中直径为 0.3 2.9 6.2

4.76mm或更大的颗粒含量

因此，在三级分级机中，当分散片29和分离器主体39以分级所要求的相同转数旋转时，排出不含粗颗粒的中粗粉76和排出不含细颗粒的粗粉9是不能同时实现的。

通常，空气体积单位需求量越少，对相关设备的负荷就越大。在实际应用中，优选地是空气体积单位需求量为0.55-0.58米³/千克。如果分散片和分离器主体以相同的转数旋转，将导致作为粗粉9排出的粉末量为原料2的73-76％，在作为中粗粉76排出的粉末中，直径为4.76mm或更大的粗颗粒含量为0.4-0.6％。

相反，如果在分散片29的转数降低至分离器主体39的转数(200-250r.p.m)的五分之一或六分之一(约40r.p.m)并且将空气体积单位需求量定为0.55-0.58米³/千克的条件下进行分级，那么可获得极好的结果，其中作为粗粉9排出的粉末为原料2的16-30％，在作为中粗粉排出的粉末76中，直径为4.76mm或更大的粗颗粒为0.010.2％。

图5是说明作为粗粉9排出的粉末粒径分布实际结果的曲线。在本发明中，当采用空气体积单位需求量为0.58米³/千克进行分级时，获得曲线A所示的粒径分布并且证实作为粗粉9排出的粉末实际不含细颗粒。

在图5中，曲线B表示当在本发明中采用0.55m³/kg的空气体积单位需求量进行分级时的粒径分布，以及曲线C表示当采用0.58m³/kg的空气体积单位需求量并且分散片29和分离器主体39以分级所要求的相同转数(200-250r.p.m)旋转时的粒径分布。曲线D表示原料2本身的粒径分布。

因此对于三级分级机，当分散片29能以不同于分离器主体39的转数旋转时，排出不含粗颗粒的中粗粉76和排出不含细颗粒的粗粉9能够同时实现，这就大大改进了三级分级机的工作效率。

图6是简要说明本发明分级机又一个技术方案的垂直截面示意图。正如图3和图4所示，相同构件用相同的标记号表示并省去详细的描述。

标记号50指带有内部滚柱轴承51的垂直轴承50。垂直轴承50在其外周边上有一法兰52，它是通过螺栓或类似固定元件固定到基本上是机壳1上表面的中心位置上。

标记号53代表一个由垂直轴承50的滚柱轴承51支承并垂直向下贯穿机壳1的上表面而进入机壳1中的旋转轴承。旋转轴承53在其纵向中部有一齿轮54。驱动链条55被安装在从垂直轴承50伸出的旋转轮53的上端，并且轴53的下端支承着如图1所示的相同分离器主体39。

标记号56是指一减速机构，该机构包括在其外周边上形成内齿轮57的套58和与齿轮57相啮合的平面齿轮59。减速机构56被布置在机壳1内，以便被安装在旋转轴53上并与之同心的齿轮54与平面齿轮59相啮合，减速机构56通过多个从套58的外周边上径向伸出的支承件60固定在机壳1上。

套58的下表面的中心部分，通过滚柱轴承61与旋转轴53共同旋转地连接。

标记号62表示一分散片，包括经旋转轴53上的内滚柱轴承63直接旋转地安装在轴53上的齿轮54上并经栓64与平面齿轮59相连的轮毂65，和固定在轮毂65上表面并具有从机壳1上表面的正下方伸出以包住旋转轴53的圆筒部分66的盘形分散片主体67的分散片。轮毂65的外周边在其下表面处通过滚柱轴承68与套58的上表面相邻。

标记号69是指安装在机壳1的上表面上的驱动装置以通过与轴53上端的链轮55相啮合的链条57驱动旋转轴53。

当驱动装置69经链条70，链轮55和旋转轴53旋转分离器主体39并通过旋转轴53的齿轮54同步驱动沿着内齿轮57旋转的平面齿轮59时，通过栓64与平面齿轮59相连的分散片62被旋转。同时，经输入管8将分级空气21输入到旋涡室7中并通过机壳1上表面的入口3向机壳1中加入预定量的原料2。

如此装入的原料2落在旋转的分散片62的分散片主体67的上表面上，以便借助于施加到原料2上的离心力，原料2从分散片主体67周边地向外分散。

在该情况下，旋涡室7使从输入管8进入旋涡室7中的分级空气21产生一旋涡力，并且与分级空气21经叶片6流进机壳1中。因此，产生了一沿下部机壳部分5的内表面向上涡流并通过分级片41流进旋转的分离器主体39中的分级气流21，以便从分散片主体32落下的原料2被分散在分级气流21中。

被带入分级气流21中的原料2被分成粗粉和细粉20和9，细粉20是那些能通过分级片41的粉末，而粗粉9是不能通过的粉末。只有通过分级片41的细粉20被导入到分离器主体39中，向下流进细粉料斗18的料斗主体19中并通过排出口22随分级空气21一起排出。

另一方面，不能通过分级片41并被挡在机壳1内表面上的粗粉9以及一开始就不能被带入到分级气流21中的粗粉9离开分级气流21，沿着机壳1的内表面落下并通过下部粗粉排出口10排出。

如上所述，在分离器主体39的驱动系统和分散片62的驱动系统之间插入减速机构56。因此，在用于分级原料2所要求的分离器主体39的最佳转数(100-1000r.p.m)的基础上，通过适当选择减速机构56减速率，能将分散片62的转数定为用于分散原料2所要求的最佳转数(10-100r.p.m)。由于通过分散片62向所要分散的原料2施加了适当的离心力，从而使原料2中的细粉20易于进入分离器主体39的分级气流21中，致使分级效率大大改进。另外，因为撞击在机壳1内表面上并沿此表面落下的原料量较少，机壳1内表面的磨损能被抑制。此外，用一个驱动装置就能进行运转。

应该明白本发明分级机不局限于以上技术方案，并且不脱离本发明实质和范围就能作出各种变化和改进。例如，对于机壳或通过分级片进入分离器主体的细粉卸料装置，可采用各种形状和结构。在分离器主体驱动系统和分散片驱动系统之间的减速机构能应用在如图4所示的三级分级机中。

Claims

1.一种分级机，其在其上环向布置有许多分级片的旋转的分离器主体周围分散原料并将原料暴露在上升的分级气流中，以便分选不能被带入到分级气流中的粗粉，被带入到所述分级空气中的剩余原料被周向地引入到所述的分离器主体中，以便将原料分成细粉和粗粉，细粉是能通过分级片的粉末，而粗粉是不能通过的粉末，其特征在于：其包括在所述的分离器主体和所述分离器主体上面的原料入口之间布置用以接受和分散来自于所述入口的原料的分散片，所述分散片以不同于分离器主体的转数旋转，所述分离器主体在上面由一驱动装置驱动的旋转轴支承，所述分散片被旋转地安装在位于所述分离器主体上方的所述旋转轴中部，用以降低所述旋转轴的转数以便向所述分散片传送降低后的转速的减速机构被插在旋转轴和分散片之间；所述减速机构包括在其外周边上形成内齿轮的套和与所述内齿轮相啮合的平面齿轮；所述减速机构被布置在机壳，以便被同心地安装在所述旋转轴上的齿轮与所述平面齿轮相啮合，所述减速机构通过多个从所述套的外周边上径向伸出的支承件固定在所述机壳上。

2.一种分级器，其中原料围绕旋转的分离器主体分散，在分散器主体上环向布置有许多分级片并在其周围有许多静止叶片，使原料暴露在上升的分级气流中，以便分选不能被带入到分级气流中的粗粉，被带入到所述分级空气中的剩余原料通过静止叶片被周向地引入到所述分离器主体中，以便将原料分为细粉和粗粉，细粉是能通过分级片的粉末，而粗粉是不能通过的粉末，一种改进包括在所述分离器主体和在所述分离器主体上面的原料入口之间布置一用以接受和分散来自于所述入口的原料的分散片，所述分散片以不同于分离器主体的转数旋转，所述分离器主体在上面由一驱动装置驱动的旋转轴支承，所述分散片被旋转地安装在位于所述分离器主体上方的所述旋转轴中部，用以降低所述旋转轴的转数以便向所述分散片传送降低后的转速的减速机构被插在旋转轴和分散片之间；所述减速机构包括在其外周边上形成内齿轮的套和与所述内齿轮相啮合的平面齿轮；所述减速机构被布置在机壳，以便被同心地安装在所述旋转轴上的齿轮与所述平面齿轮相啮合，所述减速机构通过多个从所述套的外周边上径向伸出的支承件固定在所述机壳上。

3.根据权利要求1的分级机，其中分离器主体在上面由一发动机驱动的旋转轴支承，分散片被旋转地安装在位于分离器主体上方的旋转轴中部，用以降低旋转轴的转数以便向分散片传送降低后的转速的减速机构被插在旋转轴和分散片之间。

4.根据权利要求2的分级机，其中分离器主体在上面被一发动机驱动的旋转轴支承，并且分散片被旋转地安装在分离器主体上方的旋转轴中部，用以使旋转轴转速降低，以便向分散片传送降低后的转速的减速机构被插在旋转轴和分散片之间。