CN114391003A - 用于分离散状产品的气动输送*** - Google Patents

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Abstract

本文中限定了一种包括旋风给送设备的气动输送***。特别地，描述了一种包括与过筛装置(例如，离心装置)组合的容器(例如，旋风分离器)的气动输送***，该过筛装置能够使气动输送的物料分离成尺寸过大的粉末排出物(例如，废弃物料)和细粉末排出物(例如，有价值的产品物料)。

Description

用于分离散状产品的气动输送***
技术领域
本发明涉及包括旋风给送设备的气动输送***。特别地，本发明因此涉及包括与过筛装置(例如，离心装置)组合的容器(例如，旋风分离器)的气动输送***，该过筛装置能够使气动输送的物料分离成尺寸过大的粉末排出物(例如，废弃物料)和细粉末排出物(例如，有价值的产品物料)。
背景技术
气动输送***用于将诸如颗粒或粉末等的物料通过封闭管道传递。空气被用作输送机构，从而通过向物料传输推进力(即，正压力)而将物料从***的入口运送至出口。为了正常运行，气动输送设备需要***的入口与出口之间的压力差。压力差通常由***的入口侧上的泵提供。
在示例现有技术应用中，物料从卡车经由过筛器或筛分机传递到储存筒仓中。通过将空气从卡车经由过筛器输送至筒仓而泵送物料。然而，这样的***具有许多明显的缺点。这些缺点在本发明中得到解决。
离心过筛器是一种用于以高效率筛选、分离和移除不同尺寸的物料的过筛器。该过筛器包含大致水平定向的滚筒并且包括以高速度旋转的轴，该轴可选地附接有桨叶。通常通过螺杆轴将物料从入口端部给送到滚筒中。当物料位于滚筒内部时，由于轴所附接的桨叶的旋转，物料因离心力而被迫到达滚筒的内壁。滚筒的壁内衬有筛网，这些筛网穿有孔。孔的直径决定了可以穿过过筛器的物料颗粒的尺寸。物料在桨叶组件推动下沿着滚筒行进，直到该物料小到足以穿过筛网，或者直到该物料行进直至滚筒的端部再到尺寸过大物料所用的出口。在物料已经穿过筛网之后，物料沿斜槽向下重力给送，在该斜槽处，物料被重新引入至输送管道，该输送管道终止于筒仓内部。
在上述示例现有技术***中可能出现的问题在于，穿孔筛网可能由于进入过筛滚筒的物料的涌入而容易变得阻塞。这些涌入是由于来自卡车的物料的不规范给送所造成的。由于给送过程的性质，卡车几乎无法控制被引入到***中的物料的质量流量。卡车料斗的形状主要取决于车辆的尺寸，而非是为理想的物料流动条件而设计的。来自卡车的大块物料和物料团块会堵塞筛网的穿孔，这会降低过筛滚筒的效率。筛网可能会变得被堵塞到物料无法穿过的程度，从而导致有价值的物料被给送到过筛器的“尺寸过大物料”出口中并因此被浪费。滚筒也可能溢出，从而导致过筛效率降低。过筛器中堵塞的穿孔也可能导致输送***上游中发生堵塞。
本发明的至少一个方面的目的是消除或至少减轻前述问题中的一个或更多个问题。
本发明的至少一个方面的另一目的是提供一种用于对通过管道气动输送的一系列物料比如颗粒和/或粉末进行分离的改进的气动输送设备。
本发明的至少一个方面的又一目的是提供一种改进的气动输送设备，该气动输送设备保持气动输送***中的过筛效率，并且降低过筛器由于物料团流量波动而变得堵塞的风险。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于气动输送和分离散状物料的设备，该设备包括：
容器，该容器用于接收和分离气体(例如，空气)和散状物料，
至少一个物料入口，所述至少一个物料入口位于容器上，所述至少一个物料入口用于将气体(例如，空气)和散状物料输入到容器中并且形成旋风，该旋风使容器内的气体(例如，空气)和散状物料分离；以及
过筛装置，该过筛装置用于接收来自容器的散状物料，其中，散状物料借助于离心力被分离成至少两种或更多种不同的粉末排出物。
一般而言，本发明因此涉及一种气动输送***，该气动输送***包括用作旋风分离器的容器，该容器与用作旋风过筛设备的过筛装置组合，该过筛装置能够使气动输送的物料分离成尺寸过大的粉末排出物(例如，废弃物料)和细粉末排出物(例如，有价值的产品物料)。
使用的气体可以是空气。因此，本发明中使用的气体可以是高于大气压的加压空气(例如，正压空气)或高于大气压的任何其他类型的加压气体。加压空气和/或加压气体可以用于气动输送散状物料。
通常，用于接收和分离空气和散状物料的容器因此可以被描述为旋风给送设备。因此，该容器能够使用由快速旋转的空气和物料形成的旋风使输入的气体(例如，空气)和散状物料分离。
容器的形状可以是大致筒形的。容器也可以是大致锥形的。
该容器还可以包括大致锥形形状的下部部段，该下部部段可以用于以漏斗的方式将空气和/或物料汇集到过筛装置中。
容器在使用期间也可以大致竖向定位。因此，容器可以具有竖向延伸通过该容器的大致纵向轴线。这允许分离的散状物料被重力给送至过筛装置。
该容器还可以包括用于输入空气和散状物料的至少一个、两个或多个物料容器入口。
在优选实施方式中，所述至少一个、两个或多个物料容器入口可以与容器的纵向轴线大致相切。这种布置有利于在容器内形成空气和散状物料的旋风(即，涡流)。
所述至少一个、两个或多个物料容器入口可以连接至下述装置：该装置用以经由输送气体将物料输送通过设备。
该容器还可以包括至少一个或更多个空气和物料出口。所述至少一个或更多个空气和物料出口可以将分离的空气和物料给送至过筛装置。
在使用中，通常可以从至少一个容器入口至气动输送出口保持正压力梯度(即，高于大气压)。
在使用中，物料可以以使得容器内的物料采取旋风式管状构型的速度给送到至少一个或更多个容器入口中。优选地，物料在保持物料的旋风式管状构型的同时从至少一个或更多个容器物料出口通行。这有利于空气和散状物料的分离。
至少一个或更多个气体和/或物料出口可以与容器的纵向轴线大致对准。
过筛装置可以包括用于例如经由来自容器的物料出口接收来自容器的空气和/或物料的至少一个或多个物料入口。
过筛装置可以包括螺旋输送器，该螺旋输送器用以将物料从至少一个容器物料出口运输至至少一个过筛装置物料入口。
过筛装置可以包括第一物料出口和第二物料出口。
过筛装置可以呈筒形室的形式，该筒形室可以纵向定位。过筛装置可以内衬有一系列穿孔，所述一系列穿孔比如呈穿孔板的形式。过筛装置可以是穿孔滚筒。
因此，过筛装置可以包括大致水平安装的大致筒形筛(例如，滚筒)，给送的物料可以在该大致筒形筛内以约100rpm至1,000rpm、约200rpm至750rpm或约500rpm的速度旋转和循环。对于不同尺寸的机器和所涉及的旋转直径，速度会有所不同。
过筛装置可以使自身旋转，或者更优选地，过筛装置可以包括搅拌器的形式(例如，具有一系列外部突起部比如桨叶的轴)，该搅拌器可以用于使散状物料旋转。
筒形筛可以包括具有一系列小孔口的网状结构。网状结构中的孔口的横截面直径可以是以下各项中的任一项：约50mm；约100um；约200um；约300um；约380um；约400um；约500um；约600um；约700um；约800um；约900um；约1,000um；或约2,000um。替代性地，这些孔口的横截面直径可以是以下各项中的任一项：约100um至1,000um；约200um至750um；约300um至500um；或约300um至400um。
过筛装置的筒形筛中的网状结构和/或孔口可以允许细颗粒物料穿过筒形筛并且作为细粉末排出物通过位于过筛装置下方的出口离开。细粉末排出物颗粒的横截面尺寸的范围可以是以下中的任一项：约50微米至约50mm；约100微米至10mm；或约200微米至10mm。
呈筒形室形式的过筛装置的横截面直径可以是以下各项中的任一项：约500mm；约1,000mm；约2000mm；或约5000mm。
较大的颗粒物料(例如，废弃物料)可以保留在筒形筛内，并且作为尺寸过大的粉末排出物通过出口离开。尺寸过大的粉末排出物颗粒的尺寸将大于过筛装置比如筒形筛中的孔口或穿孔的横截面直径。尺寸过大的粉末排出物颗粒的流动速率可以设定成实现小于所输送物料的重量的约1％或约0.5％的浪费。
过筛装置还可以包括轴(例如，筒形轴)，该轴包括外部和/或突出构件比如桨叶。轴可以纵向地并且大致水平地延伸穿过过筛装置。外部和/或突出构件比如桨叶可以搅拌和/或旋转过筛装置内的物料。在离心力的作用下，经搅拌和/或旋转的物料可以被迫抵靠过筛装置、比如大致水平安装的大致筒形筛(例如，穿孔滚筒或网状结构)。这可以允许散状物料分离成更大的和更小的颗粒物料。
在使用期间，过筛装置也可以旋转以辅助旋转。然而，通常可以单独地使用轴来旋转物料，可以包括外部和/或突出构件比如桨叶的轴可以辅助物料的旋转。因此，轴可以沿着过筛装置的轴线旋转，并且可以使用外部和/或突出构件比如桨叶来旋转和/或搅拌物料。物料可以借助于离心力被迫到达过筛装置的外表面。
通过使过筛装置中的物料旋转导致散状物料的至少一部分穿过过筛装置中的穿孔/或孔口。穿过过筛装置的穿孔和/或孔口的物料可以经由第一物料出口离开该过筛装置。这种物料可以被定义为细粉末排出物并且可以是需要从散状物料中分离的有价值的产品物料。不能穿过过筛装置中的穿孔和/或孔口的较大尺寸的颗粒物料可以经由第二物料出口离开过筛装置。这种较大尺寸的颗粒物料可以被定义为尺寸过大的粉末排出物并且通常是废弃物料。
因此，容器和过筛装置可以操作性地连接以允许分离的空气和/或散状物料从容器流动至过筛装置。可以使用任何适合类型的连接装置、比如一系列管和/或通道。
在特定实施方式中，位于过筛装置上的气动输送出口可以连接至容器，从而允许气动输送的空气和/或物料的再利用和/或再循环。该连接可以使用允许空气和/或物料被气动输送的任何适合类型的管和/或通道。已发现提供了下述技术优点：消除了对设备内用以输送空气的附加能量源的任何需要，从而使该过程更节能且更不复杂。
因此，在使用中，物料可以从至少一个或多个容器入口输送至容器，通过容器物料出口，进入到过筛装置中；并且在物料于过筛装置中过筛之后然后通过物料出口，在该物料出口处继续进入到气动输送出口中。
该设备还可以包括料斗，该料斗用以将散状物料从运输筒仓或任何其他储存***给送到设备中以被分离。散状物料可以从料斗被重力给送到设备中。
用于接收和分离空气和散状物料的容器可以被定义为旋风分离器。该容器可以包括上部部段，至少一个物料入口将空气和散状物料输入到该上部部段中。该容器还可以包括下部部段，该下部部段可以锥形地成形为以漏斗的方式将物料汇集到过筛装置中。
过筛装置可以包括外壳，该外壳可以包含呈门形式的开口，该开口可以允许检查和维护过筛装置。
该设备还可以包括驱动组件比如马达，该驱动组件可以用于使过筛装置旋转以由此使位于过筛装置中的筒形筛旋转。
物料可以以处于约8m/s至50m/s的范围内的速度'V'给送到容器(例如，旋风分离器)中。
因此，由于空气在容器(例如，旋风分离器)内的旋转，可以使散状物料以旋风式涡流旋转。给送到入口中的气动输送的空气和颗粒物料因此可以导致空气和颗粒物料在容器(例如，旋风分离器)内发生旋风式涡流旋转。在颗粒物料的旋风式运动期间，颗粒物料可以以类似涡流的方式被迫到达容器(例如，旋风分离器)的外表面。
在使用期间，颗粒物料可以对着容器的上部部段的侧壁抛射到容器中，并且然后以漏斗的方式一直向下汇集到容器的下部部段中。因此，由空气形成的旋风(即，涡流)可以抵靠容器的侧壁建立旋转的物料团。抵靠容器的侧壁形成的物料因此可以形成例如管状形状。
设备(例如，旋风分离器)中的旋转的物料团的特定优点在于，旋转的颗粒物料团具有下述能力：通过调节被迫抵靠装置(例如，旋风分离器)的内表面的颗粒物料的厚度尺寸'T'和密度来吸收物料给送中的突然增加和/或减少。
被给送到容器中的空气和颗粒物料的速度'V'可以优选地高到足以使颗粒物料快速旋转并且形成例如大致管状形状。被给送到容器中的空气和颗粒物料所需的速度'V'可能会随着不同的物料而变化，但是通常在8m/s至50m/s的范围内。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于气动输送和分离散状物料的设备，该设备包括：
容器，该容器用于接纳和分离空气和散状物料，
至少一个物料入口，所述至少一个物料入口位于容器上，所述至少一个物料入口用于将空气和散状物料输入到容器中并且形成旋风，该旋风使容器内的空气和散状物料分离；以及
过筛装置，该过筛装置用于接收来自容器的散状物料，其中，过筛装置借助于离心力使散状物料分离成至少两种或更多种不同的粉末排出物。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于气动输送和分离散状物料的设备，该设备包括：
容器，该容器用于接纳和分离散状物料，
至少一个物料入口，所述至少一个物料入口位于容器上，所述至少一个物料入口用于将散状物料输入到容器中，该容器使容器内的散状物料分离；以及
过筛装置，该过筛装置用于接收来自容器的散状物料，其中，过筛装置借助于离心力使散状物料分离成至少两种或更多种不同的粉末排出物。
根据本发明的第五方面，提供了一种用于气动输送和分离散状物料的设备，包括：
容器，该容器用于接纳散状物料，
至少一个物料入口，所述至少一个物料入口用于将散状物料输入到容器中；以及
过筛装置，该过筛装置用于接收来自容器的散状物料，其中，过筛装置使散状物料分离成至少两种或更多种不同的排出物。
根据本发明的第六方面，提供了一种用于气动输送和分离散状物料的设备，包括：
容器；
至少一个物料入口，所述至少一个物料入口位于容器上；以及
过筛装置，其中，该过筛装置借助于离心力使散状物料分离成至少两种或更多种不同的粉末排出物。
根据本发明的第五方面，提供了一种输送和分离散状物料的方法，该方法包括：
提供容器，该容器用于接纳和分离气体(例如，空气)和散状物料，
提供位于容器上的至少一个物料入口，所述至少一个物料入口用于将气体(例如，空气)和散状物料输入到容器中并且形成旋风，该旋风使容器内的气体(例如，空气)和散状物料分离；以及
提供过筛装置，该过筛装置用于接收来自容器的分离的气体(例如，空气)和散状物料，其中，该过筛装置借助于离心力使散状物料分离成至少两种或更多种不同的粉末排出物。
用于输送和分离散状物料的设备可以如前述方面中的任何方面所限定或者彼此组合。
用于气动输送和分离散状物料的方法可以如前述方面中的任何方面所限定或者彼此组合。
附图说明
现在将参照以下附图仅通过示例的方式描述本发明的实施方式：
图1是根据本发明的至少一方面的实施方式的旋风给送设备的表示，其中，旋风给送设备正在从卸载车辆接收物料并且将物料给送至储存筒仓；
图2是根据本发明的至少一方面的另一实施方式的旋风给送设备的表示；
图3是图2中所示的旋风给送设备的侧视图；
图4是图2和图3中所示的旋风给送设备的前视图；
图5是根据本发明的至少一方面的实施方式的另一旋风给送设备的截面侧视图的表示，其中，旋风给送设备附接至离心过筛器；
图6是具有所配装的附加的过滤器和附加的旁通的图5中所示的旋风给送设备和离心过筛器的表示；
图7是根据本发明的至少一方面的实施方式的另一旋风给送设备的部分截面图的表示，示出了尺寸过大的粉末排出物(例如，废弃物料)和细粉末排出物(例如，有价值的产品物料)的分离；
图8示出了根据本发明的至少一方面的实施方式的另一旋风给送设备的表示，其图示了在使用期间通过旋风分离器和离心过筛器的物料和空气的流动；以及
图9是图8中所示的旋风分离器的放大横截面图，其图示了在使用期间通过设备的物料和空气的流动。
具体实施方式
一般而言，本发明因此涉及一种气动输送***，该气动输送***包括与旋风过筛设备结合的旋风分离器，旋风分离器能够气动地将输送的物料分离成尺寸过大的粉末排出物(例如，废弃物料)和细粉末排出物(例如，有价值的产品物料)。这将在下面详细论述。
图1是根据本发明的旋风给送设备10的表示。如图1中所示，旋风给送设备10能够从车辆12接收物料。车辆12包括将物料给送至振动过筛器16的运输筒仓14。作为可选特征的振动过筛器16摇动待输送的物料，并且通过使任何大块的凝聚物料分解来帮助准备待气动输送的物料。然后这些物料被给送至旋风给送设备10。接着物料通过旋风给送设备10，该旋风给送设备10在下面进行更详细地描述。气动输送的物料接着经由例如任何合适的装置比如静态过筛器(例如，网格)20而被给送到储存筒仓18中。
图2至图4是根据本发明的另一旋风给送设备100的表示。
图2和图3示出了物料经由通过箭头‘A’所指示的方向进入到给送入口120中。图3还示出了物料经由给送出口150沿着由箭头‘B’所指示的方向离开旋风给送设备100。
图2至图4示出，旋风给送设备100包括给送入口120。可以通过给送入口120从运输筒仓104以及可选的振动过筛器16接收物料。气动输送的物料接着通过大致竖向定位的例如呈管的形式的通路122给送。沿着大致竖向的通路122定位有粗筛124。
输送的物料然后穿过入口125进入到旋风分离器126的上部部段中。旋风分离器126可以具有比如大于50升、100升或200升的较大容积。旋风分离器126沿着旋风给送设备100的大致竖向轴线128大致竖向地定位。旋风分离器126包括两个主要部段。第一上部部段130在形状上大致呈筒形。下部主要部段132呈漏斗形式以将物料给送到过筛装置134中。应当注意的是，筒形形状和漏斗形状的尺寸和比例可以与图中所示出的尺寸和比例显著不同。
物料通过旋风分离器126的下部主要部段132、经由出口136、通过开口146给送到过筛装置134中。过筛装置134是离心式过筛装置。这将在下面更详细地描述。
物料一旦通过旋风分离器126和过筛装置134，就经由出口150离开旋风给送设备100。
图2至图4还示出，旋风给送设备100包括控制面板138，该控制面板138用于对设备100进行控制并且监测该设备100的给送速率和运转。
旋风给送设备100还包括呈滑行部的形式的长形部段140、142，长形部段140、142允许叉式提升车容易地提升和操控旋风给送设备100。
还示出了气动控制装置144，该气动控制装置144用于控制气动给送。
图2至图4还示出，存在总体上指示为160的导管，该导管160从过筛装置的下方延伸至旋风分离器126的上方。特别地，导管160呈从位于装置134的下方的斜槽162的下方延伸的管的形式。导管160包括大致竖向的部段，该部段可以包括过筛器164。导管160然后延伸至旋风分离器126的上方，并且接着经由管168的一个部段和位于上部的入口166而连接至旋风分离器126的上部部段。
导管160的功能是从旋风分离器126取得分离的空气并且将该空气经由出口150重新引入到气动输送管道中。这种使用分离的空气在过筛装置134之后继续输送物料的创新过程具有许多益处。这种益处之一在于，仅需要一个推进空气源来输送物料通过整个***。用于将物料引入到旋风给送设备100中的空气与用于将物料输送出设备100的空气是同一空气。这消除了对设备内的用来输送空气的附加能量源的任何需要，由此使过程更节能。
图5示出了根据本发明的另一旋风给送设备200的一部分。旋风给送设备200包括旋风分离器226，旋风分离器226包括上部部段228和下部部段232。还示出了通向旋风分离器226的上部部段的入口225。
特别相关地，图5示出了过筛装置234。过筛装置234总体上是大致水平定位的大致中空筒形构件。过筛装置234包括居中且大致水平安装的轴227，轴227在使用期间进行旋转，使得物料经由离心力而被迫到达过筛装置234的外表面270、272。尽管未示出，但是轴227上可以定位有外部构件和/或突出构件比如桨叶，外部和/或突出构件有助于物料被搅拌和/或旋转。还示出了斜槽262。过筛的物料通过出口250离开。
图6示出了根据本发明的另一旋风给送设备300。图6中所示的旋风设备300与图5中所示的旋风设备200非常类似。
旋风设备300包括旋风分离器326，旋风分离器326包括上部部段328和下部部段332。还示出了通向旋风分离器326的上部部段328的入口325。特别相关地，图5示出了过筛装置334。
过筛装置334总体上为大致水平定位的大致中空筒形构件。可选地包括外部和/或突出构件比如桨叶的轴327在使用期间进行旋转，使得物料经由离心力被迫到达过筛装置334的外表面370、372。还示出了斜槽362。过筛的物料通过出口350离开。
旋风给送设备300还包括用于在物料进入旋风分离器326之前对物料进行过滤的粗筛网380。粗筛网380可以具有约10mm至30mm或者约15mm的筛网范围尺寸。还示出了确保空气旁通的细筛网382。细筛网382可以具有约0.5mm至5mm或者约2mm的筛网范围尺寸。
具有气旋的空气旁通提供的是，气动输送的产品具有被过筛的可能性，这是因为空气速度和/或体积由于一系列因素而波动，这一系列因素比如为以下因素中的任一者或组合：由货车司机设定的气动输送设置；空气供给；产品的量和车辆上的罐式筒仓；可以在不同的设备中使用的各种管道；以及***中任何地方的压降。
图5和图6中所示的旋风设备200、300可以在图1至图4中所示的实施方式中使用。
图7是根据本发明的另一旋风给送设备400的部分截面图的表示。旋风给送设备400以部分截面图示出，该部分截面图图示了气动输送的物料行进通过设备400。现在将对此进行论述。
如图7中所示，粉末给送物料401被给送到料斗402中。粉末给送物料401可以从如图1中所示的运输筒仓14给送。然而，应当注意的是，粉末给送物料401可以从任何位置或储存***给送。
粉末给送物料401因此经由料斗402而重力给送到旋风分离器404中。旋风分离器404将与图2至图5中所示的旋风分离器类似。如图7中所示，旋风分离器404大致竖向定位。旋风分离器404包括上部部段和下部部段，物料401从料斗402通过上部部段给送进入。在旋风分离器404内部形成空气和颗粒物料的涡流，其中可以发生物料401的分离。这将在下面更详细地论述。
如图7中所示，物料离开旋风分离器404沿着大致水平的路径进入到总体上指示为415的过筛装置中。物料可以经由任何合适的装置、比如螺杆轴而给送到过筛装置415中。
过筛装置415具有外壳410，外壳410可以包括呈门的形式的开口，该开口可以允许对过筛装置415进行检查和维护。
图7还示出，存在大致居中安装的轴412，该大致居中安装的轴412大致水平地延伸穿过过筛装置415。尽管未示出，但是该大致居中安装的轴412可以包括外部和/或突出构件比如桨叶，外部和/突出构件可以有助于物料在过筛装置内的搅拌和/或旋转。
图7还示出，过筛装置415包括大致水平安装的大致筒形筛414，在该大致筒形筛414内，粉末给送物料401以下述速度进行旋转和循环：约100rpm至1000rpm；约200rpm至750rpm或者约500rpm。该速度对于不同尺寸的机器和所涉及的旋转直径而言有所变化。
筒形筛414包括具有一系列小孔口的网状结构。网状结构中的孔口的横截面直径可以为以下各项中的任一项：约50mm；约100mm；约200mm；约300mm；约380mm；约400mm；约500mm；约600mm；约700mm；约800mm；约900mm；约1000mm；或者约2000mm。替代性地，孔口的横截面直径可以为以下各项中的任一项：约100mm至1000mm；约200mm至750mm；约300mm至500mm；或者约300mm至400mm。
网状结构允许细颗粒物料422穿过筒形筛414并且如所示出的作为细粉末排出物422通过位于过筛装置415下方的出口430离开。
细粉末排出物422颗粒的横截面尺寸从以下各项中的任一项中选择：约50微米至约50mm；约100微米至10mm；或者约200微米至10mm。
细粉末排出物422是有价值的产品物料。已经发现，与现有技术***相比，本发明允许捕获更大比例的细粉末排出物料422。这是因为由于存在旋风分离器404，所以更少的“团块”物料进入到过筛装置415中。在给送到过筛装置415中之前，旋风分离器404在其出口处保持几乎恒定的物料团流量。由过筛装置415接收的恒定的质量流量防止过筛装置416发生阻塞并且防止过筛装置416变得低效。
较大的颗粒物料(例如，废弃物料)保留在筒形筛414内并且通过出口440作为尺寸过大的粉末排出物420离开。尺寸过大的粉末排出物420颗粒的尺寸比筒形筛414中的孔口或孔洞更大。
图7还示出，旋风给送设备400包括释放组件416，该释放组件416在某些实施方式中可以是快速释放篮组件。还存在用于为位于过筛装置415中的轴412提供旋转的马达408。
此外，示出了检查门418，该检查门418可以被铰接并且快速释放，以允许容易且快速地进入。还示出了对作为细粉末排出物422离开的细粉末物料进行收集的斜槽440。
图8是根据本发明的总体上指示为500的另一旋风给送设备。旋风给送设备500与先前在图1至图7中所描述的设备类似。
旋风给送设备500包括大致竖向定位的旋风分离器526。旋风分离器526包括大致筒形的上部部段528以及以漏斗的方式使物料向下汇集到过筛装置534中的下部部段532。
如图8中所示，颗粒物料经由入口512进入到旋风分离器526的上部部段528中。尽管未示出，但是可以存在将颗粒物料给送到旋风分离器526中的多于一个、两个、三个的入口或多个入口。
优选实施方式在图8中示出，其中，入口512将颗粒物料沿大致切向的方向传递到在形状上大致呈筒形的旋风分离器526中。切向方向与延伸穿过旋风分离器526的中心的中央轴线相切。已经发现颗粒物料的切向方向是优选的，但是可以对物料使用其他输入方向。
物料可以以处于下述范围的速度'V'给送到旋风分离器526中：约5m/s至100m/s；约20m/s至约60m/s，或者约8m/s至50m/s。替代性地，物料可以以处于下述范围的速度'V'给送到旋风分离器526中：约5m/s；约10m/s；约20m/s；约30m/s；约40m/s；约50m/s；约60m/s；约60m/s；约70m/s；约80m/s；约90m/s或者约100m/s。
如图8中所示，由于旋风分离器526内空气的旋转而使得颗粒物料528然后以旋风式涡流旋转。气动输送的空气和给送到入口512中的颗粒物料使得空气和颗粒物料在旋风分离器526内发生旋风式涡流旋转。在颗粒物料的旋风式运动期间，颗粒物料以类似涡流的方式被迫到达旋风分离器526的外表面。
颗粒物料然后穿过旋风分离器526的出口536并且进入到大致水平定位的通道538中。物料然后经由例如螺杆轴而给送通过通道538并且被气动输送到过筛装置534中。螺杆轴可以由马达驱动。
如图8中的横截面图所示，过筛装置534包括大致纵向取向的筒形中空筛540。例如，筒形筛540可以呈滚筒的形式。筒形筛540包括具有带有横截面直径的一系列小孔口的网状结构。替代性地，筒形筛540可以包括并且内衬有穿设有孔的一系列筛网。
网状结构中的孔口具有的横截面直径为以下各项中的任一项：约50mm；约100mm；约200mm；约300mm；约380mm；约400mm；约500mm；约600mm；约700mm；约800mm；约900mm；约1000mm；或者约2000mm。替代性地，孔口具有的横截面直径为以下各项中的任一项：约100mm至1000mm；约200mm至750mm；约300mm至500mm；或者约300mm至400mm。
示出了螺旋输送器537，该螺旋输送器537将物料从旋风分离器526的出口536沿着过筛装置534传输并且传输到过筛装置534中。然而，可以使用任何合适类型的装置来辅助物料传输到过筛装置534中。
还示出了轴535，轴535包括用于辅助物料的搅拌和/旋转的一系列外部和/突出构件(例如，桨叶)539。轴535因此由马达M来旋转和驱动，因此外部和/或突出构件(例如，桨叶)539迫使物料向外到达筒形筛540。这允许物料在离心力下发生分离并且分离成较小的颗粒物料和较大的颗粒物料。
还示出了斜槽562。过筛的物料通过出口544离开。
网状结构允许细颗粒物料542穿过筒形筛534并且如所示出的作为细粉末排出物544通过出口546从旋风给送设备500的底部离开。细粉末排出物544颗粒的尺寸比网状结构中的孔口的尺寸更小。
较大尺寸的颗粒物料保留在筒形筛540内并且作为尺寸过大的粉末排出物通过出口550离开。尺寸过大的粉末排出物颗粒的尺寸比筒形筛540中的网状结构中的孔口的尺寸更大。尺寸过大的粉末排出物颗粒的流量可以取决于过筛过程的效率，即越高的过筛效率＝尺寸过大颗粒的越低的流量。
图8还示出，存在导管(或通路)570，该导管(或通路)570连接旋风分离器526的上部部段528和来自旋风给送设备500的底部的出口546。因此存在的是，空气从位于旋风分离器526的上表面的开口572沿着导管(或通路)570流动至位于过筛装置534下方的出口546。已经发现，这在对物料和空气的输送中是在气动方面有效的。沿着导管(或通路)570额外输送的气动空气因此可以被收集并且辅助细粉末排出物544的传递。本发明的特定优点在于，在整个***中存在对气动输送空气的高效使用。
然后可以对从位于旋风给送设备500的底部处的出口546离开的物料进行收集并且继续进行输送。
图9是图8中所示的旋风分离器526的放大横截面图。颗粒物料580示出为对着旋风分离器526的上部部段528的侧壁抛射，并且然后以漏斗的方式一直向下汇集到旋风分离器526的下部部段532中。气动给送的空气和物料经由入口512以足够在旋风分离器526内引起涡流的速率切向地给送到旋风分离器526中以允许开始发生物料的分离。
图9清楚地示出，由空气形成的旋风(即，涡流)抵靠旋风分离器526的侧壁建立了旋转的物料580团。抵靠旋风分离器526的侧壁而形成的物料因此形成例如管状形状。
旋风分离器526中的旋转的物料580团的特定优点在于，旋转的颗粒物料580团具有下述能力：通过调整被迫抵靠旋风分离器526的内表面的颗粒物料580的厚度尺寸'T'和密度来吸收物料给送中的突然增加。在图9中示出了尺寸'T'，尺寸'T'表示以旋风形式循环的颗粒物料的管状形状的厚度。
给送到旋风分离器526中的空气和颗粒物料的速度'V'必须足够高以使得颗粒物料快速旋转并且形成例如大致管状形状。给送到旋风分离器526中的空气和颗粒物料的所需速度'V'根据不同的物料而变化，但是通常在下述范围内：5m/s至100m/s；或者8m/s至50m/s。如参照图8所描述的，在空气已经生成旋风之后，空气向上通过旋风分离器526的中心经由出口572离开。
本发明中所描述的设备具有许多技术优点和益处。本发明中所描述的离心过筛器使用细孔口筛网来使物料分离成尺寸过大的粉末排出物(例如，废物产品)和细粉末排出物(例如，期望的产品)。“大”孔口筛网可以容许固有地发生在气动输送***中的瞬时质量流量和气流中的变化。市场趋势是使用“更细的”孔口来分离废弃物料和产品。孔口越细，筛网对通过气动输送给送而进入的空气和空气变化的耐受性越差。本发明人已经发现，在这种情况下更有利的是使用旋风分离器(即，旋风离心机)通过抑制旋风本体中的波动以及通过使用旋风将空气从物料中分离而使质量流动平缓。已经发现，这两方面(即，旋风分离器和离心过筛器)的组合提供了质量流动波动减少的更稳定的***。分离的物料和空气的流然后被传送至旋风过筛器的细孔口筛网。这允许离心过筛器比物料在离心过筛器中所具有的较短的停留时间情况下通过更大量的物料。这使得即使在离心过筛器中使用更细孔口的筛网也能分离出更少的废弃物料(即，尺寸过大的粉末排出物)和更多的产品(即，细粉末排出物)。这是优于现有技术***的显著优点。
本发明人因此已经发现，在技术上有利的是，利用通常用于在大气压力下分离空气和物料的旋风，并且在正压力(即，高于大气压力)下使用旋风来储存物料以便减弱对于气动输送而言固有的质量流动的恒定变化。还发现的是，通过在正压力下使用旋风提供的另一优点在于，正压空气可以重复用于将“产品”从离心过筛器气动地输送至下游过程。这在图8中使用导管570示出。这提供了下述附加的益处：避免了对在另外的情况下所需的第二气动输送动力源的需要。在仅需要一个气动输送动力源的情况下存在明显的环境效益和商业益处。
示例
作为具体的示例，现在对以下两种情况进行比较：使用现有技术的振动过筛器来分离物料比如小麦粉；使用根据本发明的使用图8和图9中示出的旋风分离器和离心过筛器的组合的设备来分离物料比如小麦粉。
已经发现，使用旋风分离器和离心过筛器的组合允许在离心过筛器中使用更小的网格宽度，实现更大的生产量，显著减少被输送的颗粒物料的解结块，并且能够实现更精细的过筛。
使用具有50/70μm的网孔尺寸的现有技术的振动过筛器与根据本发明的使用旋风分离器526和具有50/70μm的网孔尺寸的旋风过筛装置534的组合的设备500相比较。
使用具有振动过筛器的现有技术***能够实现以下效果。
小麦粉生产能力：
D50＝50/70微米
MW 2mm≈30T/hr至35T/hr。
MW 5mm≈40T/hr至45T/hr。
相比之下，使用本发明的旋风分离器和旋风过筛器的组合能够实现以下效果：
小麦粉生产能力：
D50＝50/70微米
MW 2mm≈5T/hr至6T/hr。
MW 5mm≈15T/hr至20T/hr。
使用本发明因此可以实现用于气动输送颗粒物料的更高的每小时吨数(即，T/hr)。
尽管上面已经描述了本发明的特定实施方式，但是将理解的是，与所描述的实施方式的偏离仍然可以落入本发明的范围内。例如，可以使用任何合适类型的旋风分离器和旋风过筛器。此外，可以使用任何合适类型的管道***来连接设备的不同部分。本发明的设备还可以用于输送任何合适类型的颗粒的、粒状的和/或粉状的散状物料。

Claims (28)

1.一种用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，所述设备(500)包括：
容器(526)，所述容器(526)用于接收和分离气体(例如，空气)和散状物料；
至少一个物料入口(512)，所述至少一个物料入口(512)位于所述容器(526)上，所述至少一个物料入口(512)用于将气体(例如，空气)和散状物料输入到所述容器(526)中并且形成旋风，所述旋风使所述容器(526)内的所述气体(例如，空气)和所述散状物料分离；以及
过筛装置(534)，所述过筛装置(534)用于接收来自所述容器(526)的所述散状物料，其中，散状物料借助于离心力被分离成至少两种或更多种不同的粉末排出物。
2.根据权利要求1所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述容器(526)是旋风分离器，并且所述过筛装置(534)是能够使气动输送的物料分离成来自第一过筛器出口的尺寸过大粉末排出物(例如，废弃物料)和来自第二过筛器出口的细粉末排出物(544)(例如，有价值的产品物料)的离心过筛装置。
3.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述容器(526)呈大致筒形形状，所述容器(526)具有锥形形状的下部部段(532)，所述下部部段(532)用于以漏斗的方式将物料汇集至所述过筛装置(534)。
4.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述容器(526)在使用期间大致竖向定位并且具有竖向延伸穿过所述容器(526)的大致纵向轴线，从而允许分离的所述散状物料被重力给送至所述过筛装置(534)。
5.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述容器(526)包括用于将空气和散状物料输入到所述容器(526)中的两个或多个物料容器入口。
6.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，至少一个、两个或多个物料容器入口在所述容器(526)上定位成与所述容器(526)的所述纵向轴线大致相切，从而有利于在所述容器(526)内形成空气和散状物料的旋风(即，涡流)。
7.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述容器(526)包括至少一个或更多个空气和/或物料出口，所述至少一个或更多个空气和/或物料出口将分离的空气和物料给送至所述过筛装置(534)。
8.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，在使用中，从至少一个容器入口(512)至位于所述过筛装置(534)上的气动输送出口保持正压力梯度(即，高于大气压)。
9.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述容器(526)包括与所述容器(526)的所述纵向轴线大致对准的至少一个或更多个气体和/或物料出口。
10.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述过筛装置(534)包括用于例如经由来自所述容器(526)的物料出口接收来自所述容器(526)的空气和/或物料的物料入口。
11.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述过筛装置(534)呈筒形室的形式，所述筒形室大致水平定位。
12.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述过筛装置(534)内衬有一系列穿孔，所述一系列穿孔比如呈穿孔板的形式。
13.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述过筛装置(534)包括穿孔滚筒。
14.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述过筛装置(534)包括大致水平安装的大致筒形筛(例如，滚筒)，粉状给送物料在所述大致筒形筛内以约100rpm至1,000rpm、约200rpm至750rpm或约500rpm的速度旋转和循环。
15.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述过筛装置(534)呈包括具有一系列小孔口的网状结构的筒形筛的形式，所述小孔口的横截面直径为100mm至1,000mm，并且
其中，较大的颗粒物料(例如，废弃物料)被保留在所述筒形筛内并且作为尺寸过大的粉末排出物通过出口离开，而细颗粒物料作为细粉末排出物(例如，有价值的产品物料)穿过所述筒形筛并且作为细粉末排出物通过出口离开。
16.根据权利要求12至15中的任一项所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述过筛装置(534)包括轴，所述轴具有位于所述轴上的外部和/或突出构件(例如，桨叶)，所述轴在旋转时用于搅拌和/或旋转所述过筛装置内的所述物料，因此，在离心力的作用下，搅拌和/或旋转的所述物料被迫抵靠所述穿孔板或呈穿孔滚筒或网状结构的形式的大致筒形筛，这允许使所述散状物料分离成更大的和更小的颗粒物料。
17.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，通过旋转所述过筛装置(534)中的所述物料使所述散状物料的至少一部分穿过所述过筛装置(534)中的穿孔和/或孔口；并且
其中，穿过所述过筛装置(534)的穿孔的物料作为细粉末排出物经由第一物料出口离开所述过筛装置(534)并且是有价值的产品物料，而不能穿过所述过筛装置(534)中的穿孔的较大尺寸的颗粒物料作为尺寸过大的粉末排出物经由第二物料出口离开所述过筛装置(534)并且是废弃物料。
18.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，导管(570)将所述旋风分离器(526)和位于所述过筛装置(534)下方的出口(546)连接，所述导管(570)允许空气流从所述旋风分离器(526)沿着所述导管(570)行进至所述出口(546)，所述导管(570)辅助细粉末排出物(544)的收集和传递。
19.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述设备还包括料斗(402)，所述料斗(402)用以将散状物料从运输筒仓或任何其他储存***给送到所述设备中。
20.根据任一前述权利要求所述的用于气动输送和分离散状物料的设备(500)，其中，所述过筛装置(534)包括驱动器，所述驱动器用以使位于所述过筛装置(534)中的所述筒形筛旋转。
21.一种输送和分离散状物料的方法，所述方法包括：
提供容器(526)，所述容器(526)用于接收和分离气体(例如，空气)和散状物料，
提供位于所述容器(526)上的至少一个物料入口(512)，所述至少一个物料入口(512)用于将空气和散状物料输入到所述容器(526)中并且形成旋风，所述旋风使所述容器(526)内的气体(例如，空气)和散状物料分离；以及
提供过筛装置(534)，所述过筛装置(534)用于接收来自所述容器(524)的散状物料，其中，所述过筛装置(534)借助于离心力使所述散状物料分离成至少两种或更多种不同的粉末排出物。
22.根据权利要求21所述的输送和分离散状物料的方法，其中，用于输送和分离所述散状物料的设备(500)根据权利要求1至21中的任一项所限定。
23.根据权利要求21和22中的任一项所述的输送和分离散状物料的方法，其中，在使用中，从所述至少一个容器入口(512)至位于所述过筛装置(534)上的一个或多个气动输送出口保持正压力梯度(即，高于大气压)。
24.根据权利要求21至23中的任一项所述的输送和分离散状物料的方法，其中，在使用中，所述物料以使得所述容器(526)内的所述物料采取旋风式管状构型的速度给送到所述至少一个容器入口(512)中。
25.根据权利要求24所述的输送和分离散状物料的方法，其中，所述物料在保持所述物料的旋风式管状构型的同时从至少一个容器物料出口通行至所述过筛装置(534)，这有利于所述空气和所述散状物料的分离。
26.根据权利要求21至25中的任一项所述的输送和分离散状物料的方法，其中，将所述物料以处于约5m/s至100m/s或者约8m/s至50m/s的范围内的速度'V'大致切向地给送到所述容器(例如，旋风分离器)中。
27.根据权利要求21至26中的任一项所述的输送和分离散状物料的方法，其中，由于空气在所述容器(526)内的旋转而导致散状物料以旋风式涡流旋转，并且在所述颗粒物料的旋风式运动期间，所述颗粒物料以类似涡流的方式被迫到达所述容器(526)的外表面。
28.根据权利要求21至27中的任一项所述的输送和分离散状物料的方法，其中，在使用期间，颗粒物料对着所述容器(526)的上部部段的侧壁被抛射，并且然后以漏斗的方式一直向下汇集到所述容器(526)的下部部段(532)中，其中，由空气形成的旋风(即，涡流)因此抵靠所述容器(526)的所述侧壁建立旋转的物料团，所述旋转的物料团具有下述能力：通过调节被迫抵靠所述容器(526)的内表面的所述颗粒物料的厚度尺寸'T'和密度来吸收物料给送中的突然增加和/或减少。
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