一種風掃式動靜結合高效粉塵分離器的製造方法

2023-09-18 22:18:35

一種風掃式動靜結合高效粉塵分離器的製造方法
【專利摘要】本發明公開一種風掃式動靜結合高效分離器。它主要包括出風口、上蓋板、上筒體、籠式轉子、中筒體、下筒體、內錐體、中粉卸料口、粗粉卸料口及進風口。其特徵在於在上蓋板上面裝有電機與傳動裝置，籠式轉子由支座、主軸及分級葉片等組成，通過鍵連接於主軸上，並由電機經減速機實現傳動，籠式轉子外圈與導向葉片之間形成細粉分級室，細粉分級室下裝有內錐體，內錐體與中筒體形成粗粉分級區，內錐體通過固定板連接於下錐體上，並利用變頻器實現產品細度及粒度分布的靈活調控。
【專利說明】一種風掃式動靜結合高效粉塵分離器

【技術領域】
[0001]本發明涉及建材、非金屬礦、有色金屬、電力等領域的一種粉體分選設備，具體的講是一種風掃式動靜結合高效分離器。

【背景技術】
[0002]粉體製備在建材、非金屬礦、有色金屬領域應用廣泛，同時隨著現代之分工藝的創新及調整，對粉體的製備及分級的要求越來越高，如水泥圈流粉磨其粒度80 μ m篩餘一般要求控制1%以下，煤粉製備系統要求細度控制80 μ m篩餘12%以下，並對煤粉的均勻性提出嚴格要求，在有色行業中的炭素球磨粉要求與煤粉細度相同。且現有水泥磨系統中經輥壓機後物料經V選後以風掃的形式進入分離器，同時在煤粉製備與炭素球磨粉均採用風掃式分離器進行物料的分選。現有針對分選系統的分級設備基本為粗粉分離器。粗粉分離器作為第一代的物料分選設備，具有結構簡單、無運動部件及操作維護方便等優點，但因其結構與分級原理的限制，粗粉分離器的使用技術經濟性能較差，在正常運行情況下，選粉效率一般只有20%?50%左右、且產品細度調節困難，成品粉質量穩定性差。
[0003]現有技術中的風掃式分離器，待分選的物料氣流的攜帶下，由進風管高速引入粗粉分離器，進入分離器以後，一是氣流中的部分粗顆粒先與內錐體下沿發生碰撞、二是因內錐體與下錐體形成的過流截面增加、氣流上升速度減低，而使粗顆粒沉降沿壁面下滑，氣流繼續上升，當經過靜態導流板後、因其與軸心有一定角度，而產生一定的旋轉流場，此時氣流中的較粗顆粒因受到較大的離心力而在上筒體做離心沉降、運動至筒體壁面後也沿壁面下滑、與前述的粗顆粒一起由粗粉卸料口排出成為粗粉；細小顆粒則在氣流的攜帶下由出風管排出、經後續的分離裝置分離收集後成為成品粉。
[0004]分析其工作原理可知旋轉流場僅依靠靜態導流板26的導流作用產生，其氣流旋轉的速度不高、離心力場強度弱，故該分離器的選粉效率與分級精度低，在處理風量較高時成品細度易跑粗；同時，成品細度主要通過改變靜態導流板26與軸向的角度進行調節，調整角度不方便且角度的改變對成品細度的影響有限。因此，該粗粉分離器的使用性能較差，直接影響系統產量、分選效果及成品粉質量。
[0005]


【發明內容】

[0006]針對現有技術中存在的缺陷和技術問題，本發明提供了一種風掃式動靜結合高效粉塵分離器，解決了現有風掃式分級機選粉效率不高、分級精度差且成品均勻性差的問題，為風掃式分選系統提供一種選粉效率高、單位電耗地且成品粒度及細度可實現遠程可控的一種風掃式動靜結合分離器，且該風掃式動靜結合分離器能可根據現場需要實現三部分物料的分離。如針對有色碳素分，可有效實現粗粉、中粉、細粉分離的目標。
[0007]為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案:一種風掃式動靜結合高效粉塵分離器，包括下筒體、中筒體、上筒體、內錐體、籠式分機轉子、電機、減速機和轉軸，所述下筒體、中筒體和上筒體從下至上依次連接設置，所述下筒體設有進風口 ；所述內錐體設在中筒體的內部偏上的位置，且內錐體與中筒體之間形成環形風道，該環形風道內設有多個導流板；所述上筒體與環形風道連通，所述籠式分機轉子設在上筒體內部，並通過轉軸帶動轉動，且上筒體與環形風道之間設有導向葉片；所述電機和減速機設在上筒體上部並帶動轉軸轉動；所述下筒體底部還設有粗粉卸料口和一次補風閥，所述內錐體底部設有中分卸料口，所述中筒體下部還設有二次補風閥，中筒體上部設有出風管。
[0008]作為優選，所述導流板的翻轉開度在O?90°範圍可調，從而可以控制導流板的開度大小和補入的風量，最終攔截吸附特定粒徑的粉塵，達到更精細的分離精度。
[0009]作為優選，所述籠狀分機轉子由60?180個耐磨鋼板構成。
[0010]作為優選，所述內椎體的底部還設有多稜角的導風錐，從而提高進風氣流與導風錐的碰撞，更加有效攔截吸附較粗粉料，避免粗粉進入中筒體。
[0011]作為優選，所述導向葉片由30?80塊耐磨鋼板組成，並與環形風道口截面呈30?80°角，從而可以有效分散進入上筒體的氣流，避免氣流集中進入上筒體後停留時間過短，直接從出風管出去，最終提高了細粉的分離效果。
[0012]有益效果:相對於現有技術，本發明具有以下優點:
(I)物料一分為三:根據現有粗粉分離器結構，其僅對碎磨後的物料進行分選，僅對某一粒徑的顆粒實現分選，如電廠煤粉0.08mm、水泥0.045mm、煅後石油焦0.1mm等進行分選。該設備可實現碎磨物料一分為三，及粗粉、中粉、細粉、分選後的物料可根據實際情況需要進行搭配，如石油焦需要均勻性指標，只要中粉作為成品，提高炭陽極的質量，減小電阻率降低單位電耗。
[0013](2)粗粉、中粉、細粉粒徑可控:經磨碎後的物料後可通過導流錐、一次補風閥、二次補風閥控制粗粉的顆粒粒徑、而中粉可通過二次補風閥與分級轉自轉速實現粒度可控。如水泥粉磨滾壓機系統，可根據出滾壓機物料粒度調整相應的部位控制回滾壓機的粒徑、入磨機的粒徑及滾壓機成品的粒徑，提高滾壓機的做功效率及入水泥磨物料均勻度提高擠壓及粉磨效率，提高產量並降低電耗；
(3)粗粉、中粉、細粉均勻性好。因物料經分選後一分為三，同時又具有分級粒度可控的結構特點，其均勻性得到很大提高，如電廠在細粉細度R9tl達到工藝要求的情況下，其均勻性係數可達1.(Tl.2，有助於鍋爐燃燒工況的穩定及其熱效率的提高。
[0014](4)密封效果好:採用雙重迷宮密封雙密封形式，有效降低氣流短路，整體選粉機效果好，保證分選精度。
[0015](5)導流板單獨調節:根據CFD研究結果，其風掃式氣流在下筒體與內錐體之間不是等速上升，而是靠近出風口側速度偏大，原有結構靜態導流板整體調整，對成品中位徑影響較大，而此發明可實現導流板90°自由單獨調節，實現重力變向分離。
[0016](6)—次補風閥、二次補風閥實現風速調整，分選物料:現有風掃式分離器中，從進風管到出風管都為密閉的分選系統，即風量一定條件下僅根據靜態導流板調整細粉質量。該發明在風量一定的情況下，可通過一次補風閥、二次補風閥的不同開度實現重力分選區域物料重力情況進行分選，同時兼顧導流板的作用，可有效提高重力分選的精度與分選效率。同時二次補風閥可有效改變分級轉子的分級區域的風速的方向與風量，有效提高分級轉子的分級區域，提高離心力場的作用，從而提高分級效率與精度。
[0017](7)選粉效率高:該分離器結構結合靜態粗粉分離器應用的基礎之上，結合CFD技術開發的新型設備，分選結構物料中集重力場、離心離場於一體，有效利用氣流兩相物料分級原理，其與傳統粗粉分離器比較，選粉效率可提高15%?40%。
[0018](8)適用範圍寬:一分為三的物料中，根據物料特性需要可使粗粉可以分選粒徑範圍為2mnT0.10mm，中粉可以分選粒徑的範圍為0.lOmnT0.030 mm，細粉可分選的粒徑範圍為〈0.03_。根據該分選粒徑範圍結果可在電廠煤粉製備系統、石灰石脫硫系統、水泥粉磨、炭素泥捏成型系統、炭後石油焦分選系統、粉煤灰飄珠分選系統等諸多風選系統中應用，可有效提聞分選效率與分級精度，提聞成品品質。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發明所述粉塵分離器的外形結構示意圖；
圖2為本發明所述粉塵分離器的內部結構示意圖。
[0020]其中，電機1、電機座2、傳動支架3、傳動軸4、迷宮密封5、分機轉子6、導向葉片7、二次補風閥8、內錐體9、固定板10、導流板11、導風錐12、中粉卸料口 13、粗粉卸料口 14、進風口 15、減速機16、聯軸器17、減速機座18、出風管19、上蓋板20、上筒體21、中筒體22、下筒體23、一次補風閥24。

【具體實施方式】
[0021]下面結合具體實施例和附圖，對本發明作進一步詳細說明。
[0022]如圖1和2所示，一種風掃式動靜結合高效分離器，電機I和減速機16分別通過電機座2及減速機座18固定於傳動支架3上部，減速機16下部設有聯軸器17，與傳動軸組成傳動部分；通過電機I和減速機16實現傳動；傳動支架3、出風管19固定於上蓋板20上部；上蓋板20焊接於上筒體21上部與上筒體21、中筒體22、下筒體23組成風掃式動靜結合高效分離器殼體部分，上筒體21、中筒體22、下筒體23依次通過法蘭連接，各連接部位均設密封圈。上筒體21上設有2飛個二次補風閥8，其內部設有3(Γ80個呈30°?80°耐磨鋼板導向葉片7和分級轉子6，安裝在傳動軸4的分級轉子6上由3(Γ180個由耐磨鋼板分級葉片組成，導向葉片7通過螺栓固定於上筒體21上下部，分級轉子7通過鍵固定於傳動軸4下部；內錐體9位於分級轉子6下部通過法蘭連接與上筒體21與中筒體22之間並通過6?12塊固定板10焊接與中筒體22上，內錐體9下部設有2?4個中粉卸料口 13，導風錐12焊接於內錐體9下部；2(Γ80個導流板11位於固定板10下部通過轉動軸4固定於內錐體9與中筒體22之間；在中筒體22下部設有2飛個粗粉卸料口 14與I個進風口 15。
[0023]本發明的工作過程如下:
磨碎後的物料在>16m/s的風速下經進風口 15進入動靜結合高效分離器，因過流截面面積增大與一次補風閥24的補風作用，氣流上升速度急速降低及與導風錐12下端的碰撞，一些大顆粒在重力作用下沉降沿下筒體24內壁下滑，同時收到一次補風閥24的二次分選作用進行重力二次分選，細小物料再次與分選後的物料進入上升含塵氣流中，經重力分選後的物料在氣流攜帶作用下進入中筒體22與內錐體9的上升空間，此時在導流板11的作用下，物料再次經過重力分選與變向，大顆粒再次進入下筒體24內壁與一次重力分選的物料經粗粉卸料口 14排出成為粗粉；經導流板11後的含塵氣流沿中筒體22與內錐體9之間通道再次上升，到達中筒體22與導向葉片7之間，此時收到二次補風閥8的補風作用，上升氣流再次急劇減小，較粗顆粒再次進行重力分級後眼中筒體22與下筒體23壁進行滑落，而剩餘物料在氣流攜帶作用下經導向葉片7進入分級轉子6的分級區域,進入分級區域的物料在分級轉子6的帶動下穩定旋轉，物料在離心力場、曳力及重力的共同作用下實現分級。細物料因受離心力較小，不能克服流體阻力的作用，在曳力的作用下穿過分機轉子6，通過成品出口 19排出動靜結合高效分離器外，由外部氣固分離裝置收集成為細粉。中粉物料在離心力及重力的作用下沿導向葉片7邊壁沉降進入內錐體內部，經中粉卸料口排出收收集。
[0024]CFD數值模擬:在CFD數值模擬中，利用SolidWorks進行N-4000風掃式動靜結合高效分離器模型建立，初始條件:轉子轉速70rpm、90rpm、llOrpm、130rpm> 150rpm> 170rpm,處理風量240000m3/h，一次補風閥開度為100%，二次補風閥開度為30%、60%、90%，物料粒徑?.--丨飛謹分布』密度為〗^^!^/!!!3。純流場的數值模擬採用普遍適用的A-f模型方程，氣固兩相流採用雙向耦合隨機軌道的拉格朗日粒子軌道模型。
[0025]CFD數值模擬結果表明:處理風量在240000m3/h，轉子轉速90rpm時，一次補風閥開度為100%，二次補風閥開度為60%，粗粉以>0.5mm為參考，中粉以0.5mnT0.040mm為參考，細粉以〈0.040mm為參考，其分選效果為，粗粉>0.5mm顆粒完全被收集，中粉中
0.5mnT0.040mm的顆粒含量為85%，細粉中〈0.040mm的含量高於92%。
【權利要求】
1.一種風掃式動靜結合高效粉塵分離器，其特徵在於:包括下筒體、中筒體、上筒體、內錐體、籠式分機轉子、電機、減速機和轉軸，所述下筒體、中筒體和上筒體從下至上依次連接設置，所述下筒體設有進風口 ；所述內錐體設在中筒體的內部偏上的位置，且內錐體與中筒體之間形成環形風道，該環形風道內設有多個導流板；所述上筒體與環形風道連通，所述籠式分機轉子設在上筒體內部，並通過轉軸帶動轉動，且上筒體與環形風道之間設有導向葉片；所述電機和減速機設在上筒體上部並帶動轉軸轉動；所述下筒體底部還設有粗粉卸料口和一次補風閥，所述內錐體底部設有中分卸料口，所述中筒體下部還設有二次補風閥，中筒體上部設有出風管。
2.根據權利要求1所述風掃式動靜結合高效粉塵分離器，其特徵在於:所述導流板的翻轉開度在O?90°範圍可調。
3.根據權利要求1所述風掃式動靜結合高效粉塵分離器，其特徵在於:所述籠狀分機轉子由60?180個耐磨鋼板構成。
4.根據權利要求1所述風掃式動靜結合高效粉塵分離器，其特徵在於:所述內椎體的底部還設有多稜角的導風錐。
5.根據權利要求1所述風掃式動靜結合高效粉塵分離器，其特徵在於:所述導向葉片由30?80塊耐磨鋼板組成，並與環形風道口截面呈30?80°角。
【文檔編號】B07B7/083GK104190621SQ201410351432
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月22日 優先權日:2014年7月22日
【發明者】李鎮, 吳濤, 蒲振傑, 杜慶志, 夏蕾, 王逵, 李金柱, 劉世端 申請人:中材裝備集團有限公司