CN1781616A - 外循环针轮转子选粉机 - Google Patents

Abstract

本发明外循环针轮转子选粉机属于化工粉体机械领域，涉及旋风式选粉机。现今转子选粉机的撒料器分散性能不够好，分选转子常有跑粗发生，细料回收效率不高，***阻力偏大。本发明含有分散针轮4、分选针轮3，细料收料装置含有分离针轮18、导料器15、助旋锥台16。针轮转子选粉机利用低速针轮分散喂料、分选细粉，利用高速针轮回收细粉。针轮由U字形针苗呈辐射状均匀密集排列迭置组成。针苗分布密而均匀，针轮动平衡性能高，使喂料立体化分散、细粉扁平化分选，细粉可高效回收，选粉效率提高，***总能耗减小。本发明用于建材、化工、轻工、颜料工业的粉体分散、分级和收料。

Description

外循环针轮转子选粉机

一、技术领域

本发明属于化工粉体工程机械技术领域，涉及粉体分散、分级、回收***。

二、背景技术

旋风式选粉机含有撒料器、叶轮分选转子、分离细料的旋风器。

撤料盘旋转时，一般不能绝对均匀地环盘周分布原粉，物料被成块地甩出去的机会多，对细料分选率有影响。

由于叶片形成的涡流影响，实践中选粉机并不能充分地控制分选细度，常产生跑粗。

在选粉***中采用旋风器收料有两个缺点。

首先，旋风器的对细料最高分离效率只能达到90％，回收0.015mm以下细粉的能力很差。导致物料回流量提高，选粉效率降低到85％以下。在循环风机前设置的卸压管还排出大量产品，构成严重的环境污染。其次，旋风器阻力在800～900Pa左右。使循环风机的风压需求达到2000～3000Pa的水平。

三、发明内容

本发明的目的是提出一种高收料率、低***能耗、高选粉效率的外循环针轮转子选粉机。

技术方案：

本发明技术方案是一种外循环针轮转子选粉机，用于建材、化工、轻工、颜料工业的粉体分散、分选与收料。它包括撒料器、分选转子、分选驱动1、分选腔5、滴流装置6、粗粉斗8、粗粉排出管道、粗粉收集口10、细粉斗9、细粉收集口11、喂料口23、进料斗2、进风口7、细粉排料口22、和至少一个细粉收料装置。分选驱动1连接撒料器和分选转子。撒料器在下，分选转子在上，轴呈悬臂式支撑转子。喂料要么是自分选驱动1轴承箱外锥形或其它不规则形进料斗2经转子轮毂上的通道、或衔接两轮毂的管道到达撤料器；要么是直接用料槽自侧壁倾斜***到达撒料器。分选腔5为园筒形或其它组合形，与转子有一定同轴度。滴流装置6为倒锥筒以一定间距经固定构件叠垛而成，与转子有一定同轴度。切向进风，进风位置与滴流装置6段相当。粗粉斗8上接进风构件，斗内有与转子以一定同轴度悬起，锥口向下敞开固定的助旋锥筒12。自各细粉排料口22依次连接细粉收料装置。细粉收料装置收集的细料可以汇入同一个细粉斗9，也可以分别就近汇合，再二次汇合收集。

该选粉机的特征在于：

(1)撒料器、分选转子中至少一个构件的结构型式为针轮。针轮由U字形针苗呈辐射状均匀密集排列挂在一园定位环上，挂好针苗的定位环加上隔环，呈单层或相互分多层迭置，经键条、压板、弹性挡圈或其它限位构件组合在轮毂上而成。针苗截面为圆形。分散针轮4轮毂直径小于分选针轮3。

(2)所说的细粉收料装置是一种高速针轮转子离心机，含有分离针轮18、分离驱动20、壳体14、纳料构件17、出气构件19、布料导料器15、排气口21。分离驱动20连接一组分离针轮18。轴呈悬臂式吊挂转子。壳体14居中，为园柱形、锥形、其它组合形状其中之一。纳料构件17呈偏心正交纳料型式。

布料导料器15为锥形筒、锥形筒的组合、锥形筒与圆形筒的组合其中之一，与针轮同轴安置，与壳体14之间有一定间隙，通过挂角14或其它构件固定在相邻部件上。布料导料器15上部相应进风的段开孔。可以与纳料构件17上盖之间留一定间隙。

落料斗13上接一盘，盘上具有分别与上部腔体连通的孔或槽。

其余各部件的连接方式视气流的流向和壳体14轴向的相对关系有所不同，高速针轮转子离心机分为上排风折返流式针轮转子离心机与下排风轴流式针轮转子离心机两种。

对于折返流式针轮转子离心机，出气构件19位于纳料构件17的上部，分离驱动20与出气构件相贯，排气口21呈切向或正交方式。在落料斗13之上中心区域可以与转子以一定同轴度安置助旋锥台16，顶口开、合均可。

对于轴流式针轮转子离心机，出气构件19与落料构件相贯，排气口21呈弯头引出，出气构件19之上可以与转子以一定同轴度安置气动力分离器24。气动力分离器24为锥形，锥角朝向出口或朝向落料方向敞开，锥壁上有孔或槽，可局部或全部覆盖有滤网。

本选粉机中三种转子的相对比较特征为：分选针轮3的直径最大、针苗最粗，转速小于600r/min。分离针轮18直径较小、针苗较细，针苗的转速大于1000r/min。分散针轮4的直径较小，针苗可粗可细。

有益效果：

1、外循环针轮转子选粉机在分散功能方面的改善

撒料盘是平面克服摩擦甩出去的。针轮针苗对物料多层次冲击打散，针苗间隙可以同时透风初步分选，有立体分散的效果，针轮撒料不结块。针轮作为撒料器分散方式比螺旋桨形撒料盘都优越。

2、外循环针轮转子选粉机在分级功能方面的改良

针苗可以摆动，柔性优越。针轮惯性矩比叶轮小，所以针轮启动负荷小。在同分级性能参数下，针轮转子选粉机的配置负荷可以比叶片选粉机降低五分之一以上。

传统选粉机叶片是主要靠厚度提高与粗颗粒碰撞的几率的。叶片碰撞粗颗粒以后，颗粒得到水平速度的比率接近1。叶片数量、叶轮转速对分级的影响不敏感。针轮转子选粉机针轮的分级原理则不同于叶轮转子，与笼式转子也有显著差异。

针苗呈辐射状。旋转形成的角速度是完全统一的。在环周任何部位，针苗碰撞粗颗粒的几率是完全相同的。针苗碰撞粗颗粒以后，颗粒得到斜向向下的速度的比率最大。针苗环周分布紧密，针苗间距小。适当地旋转，一层针苗就是一个动态过滤网，可以截留粗颗粒。

在理论上，颗粒透过的几率与针苗直径、环周针苗分布密度、角速度、针苗层数、颗粒大小、颗粒正交透过针轮的速度与有数学解析关系。总透过几率与针苗层数为幂次关系。这就是说允许透过的颗粒大小可以精确控制。

进一步地讲，在同一透过速度、同一目标分级粒径的条件下，可以提高针苗环周分布密度，显著减小针苗层数，或减小转速，来提高转子稳定性以至减小电机负荷。在同一目标分级粒径、同样负荷下，可以增加针苗层数，提高透过速度，或者缩小转子直径，提高转速，来缩小选粉机腔体直径。

此外，针苗旋转形成的离心场均匀性强，涡流少而小，颗粒经受的离心分级作用很有规律。只要壳体14园度和同轴度有一定的保证，就可以彻底消除跑粗的可能性。

所以，针轮可使分级的厚度更加扁平化，粉体产品质量提高，也为真正实现人工操作控制颗粒的分级提供了很大的选择余地。

3、外循环针轮转子选粉机在分离功能方面的改善

(1)针轮动平衡容易自然实现而且等级高

铰支约束的针苗在环向能均匀排列布置，在轴向还易于集合、均匀串接，旋转起来后，针苗靠离心力自我寻找平衡位置，故针轮整体的动平衡自然满足程度比较高。针轮的加工工艺简单化，只需组装即可，不需要静平衡、动平衡试验环节，同时，维修也便利化。

(2)高速离心分离

直径400mm左右的针轮当转速达到3000r/min时，高速转动形成的强制离心场可以完全分离2～4微米以上的颗粒。

(3)离心力分量强化卸料

布料导料器15含锥形段，离心力沿内壁产生分离，可以加速已完成颗粒离开涡旋区。

(4)气动力分离器24防止短路或跑料

锥形气动力分离器24在出气口附近协调边界影响，颗粒离心力与气流透过的方向钝角相交，颗粒富集程度高的区域有滤网辅助，避免大尺寸涡流生成。

(5)分离效率高

旋风器的最高分离效率只能达到92％，回收2～15微米以下细粉的能力很差。导致物料在***内循环分离，同时，在风机后的减压管若开放，则排出大量产品，构成严重污染。

针轮转子离心机单独用来收料时的效率可以达到98％以上。细粉的回收显著加强，物料在***内循环率分离率降低。

4、外循环针轮转子选粉机的其它有益效果

(1)阻力小、能耗显著降低

旋风器阻力在900Pa左右。旋风式选粉机的基本阻力在1500～2000Pa。

单独用针轮转子离心机代替旋风器来收料时阻力在100～600Pa左右。本发明选粉机内不再有撒料盘这样的阻力构件，几乎除轮毂以外的区域都可以通过挟粉气流，分散针轮4的阻力降低。总体上，一套具有良好细粉收集能力的针轮转子选粉机其基本阻力可以控制在600～1500Pa的水平。虽然针轮转子选粉机增加了新负荷，循环风机的电机负荷却降低一半左右，二者相抵，总能耗依然降低。

(2)选粉效率

选粉机的选粉效率一般在45～60％的水平，最好的选粉机能达到85％。

针轮转子选粉机因分散、分级、分离的原理、性能显著改善，选粉效率会显著提高，达到90％以上。

(3)选粉速度有更大的提高空间

针苗层数适当增加，腔内选粉速度可由现今通用的3m/s的水平提高到6m/s的水平。相应地气流挟粉能力可望达到1kg/m³以上。

(4)运行稳定

针轮的启动和回转动平衡性能比叶轮、笼式转子有显著的提高。运行过程中针苗的磨损从表及里逐步而且均匀发展。磨损不影响针轮动平衡。针轮高速回转造成的机械噪声也显著减小。在启动过程中针苗要从自然散落的位置环周放射布开，等于经受抖动作用，所以针苗上可粘附物料有限。针苗可以更换，故选粉机的使用寿命延长。

四、附图说明

图1所示是一种外循环上排风折返流分离器针轮转子选粉机的结构。

图2所示是一种外循环下排风轴流分离器针轮转子选粉机的结构。

图中各编号对应的构件为：

1-分选驱动，2-进料斗，3-分选针轮，4-分散针轮，5-分选腔，6-滴流装置，7-进风口，8-粗粉斗，9-细粉斗，10-粗粉收集口，11-细粉收集口，12-助旋锥筒，13-落料斗，14-壳体，15-布料布料导料器，16-助旋锥台，17-纳料构件，18-分离针轮，19-出气构件，20-分离驱动，21-排气口，22-细粉排料口，23-喂料口，24-气动力分离器。

五、具体实施方式

实施例一：

参见图1，本实施例是一种外循环上排风折返流分离器针轮转子选粉机。它包括分散针轮4、分选针轮3、分选驱动1、分选腔5、滴流装置6、粗粉斗8、粗粉排出管道、粗粉收集口10、细粉斗9、细粉收集口11、喂料口23、进料斗2、进风口7、细粉排料口22、和细粉收料装置。有支架辅助分选腔5盖板刚度。喂料自分选驱动1轴承箱外锥形或其它不规则形进料斗2经转子轮毂上的通道、衔接两轮毂的管道到达分散针轮4。分散针轮4在下，分选针轮3在上，二者皆连接于同一传动轴上。分选腔5上为园筒形下为倒锥形，与转子大致同轴。滴流装置6为倒锥筒以一定间距经固定构件叠垛而成，大致与转子同轴。切向进风，进风位置与滴流装置6段相当。粗粉斗8上接进风构件，斗内大致与转子同轴悬起锥口向下敞开固定的助旋锥筒12。自多个细粉排料口22依次连接六个细粉收料装置。细粉落料口收集的细料汇入同一个细粉斗9。

与细粉排料口22连接的六个细粉排料口为一种上排风折返流针轮转子离心机。该离心机含有一套分离驱动20、一组分离针轮18、一套布料导料器15、和一个助旋锥台16。切向方式纳料，向上折返流式出气。分离驱动20、出气构件19位于上部，两者相贯。排气口21呈切向方式。

布料导料器15为锥形筒，上部进风段开孔。布料导料器15与针轮同轴安置，与壳体14之间有一定间隙，通过挂角固定在外壳上。落料斗13上连一具有分别与上部腔体连通的槽的法兰盘。助旋锥台16与针轮同轴安置固定在法兰盘上。助旋锥台16为锥形，锥角朝向出口敞开，锥壁上有孔，底部覆盖有滤网。

实施例二：

参见图2，本实施例是一种外循环下排风轴流分离器针轮转子选粉机。其与实施例一不同的是细粉收集装置为下排风轴流式针轮转子离心机。

该离心机含有一套分离驱动20、一组针轮、一套布料导料器15、和一个气动力分离器24。切向方式进风。分离驱动20位于离心机上部，出气构件19位于下部，两者与落料构件相贯。布料导料器15为上圆形筒下锥形筒的组合，圆筒段开孔。布料导料器15与针轮同轴安置，与外壳体14之间有一定间隙，通过挂角固定在壳体14上。落料斗13上为一具有分别与上部腔体连通的槽的盘。气动力分离器24与针轮同轴安置固定在落料斗13法兰盘上。气动力分离器24为锥形，置于下部锥角朝向出口敞开，锥壁上有孔或槽，局部或全部覆盖有滤网。排气口21呈弯头引出。

Claims (1)

1、一种外循环针轮转子选粉机，用于建材、化工、轻工、颜料工业的粉体分散、分选与收料。它包括撒料器、分选转子、分选驱动[1]、分选腔[5]、滴流装置[6]、粗粉斗[8]、粗粉排出管道、粗粉收集口[10]、细粉斗[9]、细粉收集口[11]、喂料口[23]、进料斗[2]、进风口[7]、细粉排料口[22]、和至少一个细粉收料装置。分选驱动[1]连接撒料器和分选转子。撒料器在下，分选转子在上，轴呈悬臂式支撑转子。喂料要么是自分选驱动[1]轴承箱外锥形或其它不规则形进料斗[2]经转子轮毂上的通道、或衔接两轮毂的管道到达撒料器；要么是直接用料槽自侧壁倾斜***到达撒料器。分选腔[5]为园筒形或其它组合形，与转子有一定同轴度。滴流装置[6]为倒锥筒以一定间距经固定构件叠垛而成，与转子有一定同轴度。切向进风，进风位置与滴流装置[6]段相当。粗粉斗[8]上接进风构件，斗内有与转子以一定同轴度悬起锥口向下敞开固定的助旋锥筒[12]。自各细粉排料口[22]依次连接细粉收料装置。细粉收料装置收集的细料可以汇入同一个细粉斗[9]，也可以分别就近汇合，再二次汇合收集。

该选粉机的特征在于：

(1)撒料器、分选转子中至少一个构件的结构型式为针轮。针轮由U字形针苗呈辐射状均匀密集排列挂在一园定位环上，挂好针苗的定位环加上隔环，呈单层或相互分多层迭置，经键条、压板、弹性挡圈或其它限位构件组合在轮毂上而成。针苗截面为圆形。分散针轮[4]轮毂直径小于分选针轮[3]。

(2)所说的细粉收料装置是一种高速针轮转子离心机，含有分离针轮[18]、分离驱动[20]、壳体[14]、纳料构件[17]、出气构件[19]、布料导料器[15]、排气口[21]。分离驱动[20]连接一组分离针轮[18]。轴呈悬臂式吊挂转子。壳体[14]居中，为园柱形、锥形、其它组合形状其中之一。纳料构件[17]呈偏心正交纳料型式。

布料导料器[15]为锥形筒、锥形筒的组合、锥形筒与圆形筒的组合其中之一，与针轮同轴安置，与壳体[14]之间有一定间隙，通过挂角[14]或其它构件固定在相邻部件上。布料导料器[15]上部相应进风的段开孔。可以与纳料构件[17]上盖之间留一定间隙。

落料斗[13]上接一盘，盘上具有分别与上部腔体连通的孔或槽。

其余各部件的连接方式视气流的流向和壳体[14]轴向的相对关系不同，分为上排风折返流式针轮转子离心机与下排风轴流式针轮转子离心机两种。

对于折返流式针轮转子离心机，出气构件[19]位于纳料构件[17]的上部，分离驱动[20]与出气构件相贯，排气口[21]呈切向或正交方式。在落料斗[13]之上中心区域可以与转子以一定同轴度安置助旋锥台[16]，顶口开、合均可。

对于轴流式针轮转子离心机，出气构件[19]与落料构件相贯，排气口[21]呈弯头引出，出气构件[19]之上可以与转子以一定同轴度安置气动力分离器[24]。气动力分离器[24]为锥形，锥角朝向出口或朝向落料方向敞开，锥壁上有孔或槽，可局部或全部覆盖有滤网。

三种转子中，分选针轮[3]的直径最大、针苗最粗，转速小于600r/min。分离针轮[18]直径较小、针苗较细，针苗的转速大于1000r/min。分散针轮[4]的直径较小，针苗可粗可细。

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