CN103781560B - 粒状物料分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动态气体分离器，用于将由不同尺寸的颗粒组成的物料分离为颗粒尺寸的粒级，所述分离器包括旋转壳体（1）和用于回收细颗粒的室（2），该室与旋转壳体以对准的方式同轴地布置，其中：所述分离器包括与用于回收细粒的室同轴地定位的风扇轮（3）；并且所述风扇轮位于用于来自用于回收细颗粒的室的净化后气体的出口管道（4）的端部处，以在使用过程中吸入气体并且将该气体运送至围绕旋转笼架的气体分布室（5）。

Description

粒状物料分离器

技术领域

本发明涉及一种用于分离粒状物料并且特别地用于利用动态气体分离器来对粉末或类似物料进行分类的工业站。

背景技术

通过动态气体分离器可实现将物料分离成具有不同尺寸的颗粒粒级（particlefraction）。所涉及的物料为具有高达1000μm的颗粒尺寸的粉末，诸如其中的水泥、石灰石或石灰、矿石和煤。

动态分离器已经经历多个主要的演变，以允许将它们分成三个主要的类。第一种（通常已知为“涡轮（turbo）”、“海德（heyd）”或“旋风（whirlwind）”）由第二种所谓的“维达格（Weday）”型改进。这些分离器可选择地具有代替选择叶片的笼架（cage）。

文献EP2266715A1（Hosokawa）公开了一种分离器，其中物料并非在笼架或选择叶片的上方而是在其下方供应和分配。此外，风扇并非位于净化气体管道的出口处，而是相反地，该风扇接收携带物料的气体。

已经改进的最新一代的分离器就分离效率而言是最紧凑的和具有最高性能的。这种类型的分离器的操作原理特别地在文献US4,551,241和EP0023320A1中描述。

文献DE19743491（施密特，Schmidt）公开了分离器的三种类型，其重点在分离器的笼架上。该文献公开了所谓的第一代分离器（Kompaktsichter）、所谓的第二代分离器（Zyklonumluftsichter）和所谓的第三代分离器（Querstromsichter）。在这些分离器中，风扇和旋风器在分离器的外部。并未追求安装的紧密性。

文献US4,551,241公开了一种设置有侧旋风器的颗粒分离器，其中将细颗粒与气体朝向旋风器运送以待回收。未经旋风处理的细颗粒被运送回分离器的旋转笼架。整个安装是相对庞大的且具有相当复杂的设计。

文献WO2005/075115描述了一种用于对粒状物料进行分类的装置，特别地具有用于在旋转笼架的轴的延伸部中对细粒级进行旋风处理的室。同轴地安装至旋转笼架的回收室为分离器本体的一部分。因而这种类型的气体分离器不需要外部旋风器或过滤器以将细物料与分离气体分离。该回收室受益于由笼架产生的用于旋风处理的气体旋涡（airvortex）。风扇在分离器的出口处吸入气体并且朝向分离器的进气蜗壳（volute）放出气体，然而风扇位于装置的外部，从而产生显著的体积。此外，气体必须通过设计成用于预定气体流量的蜗壳来分配。该装置因此在气体流量发生变化时不允许最佳的操作。

现有技术的所有类型的分离器根据如图1至图6中示出的相同原理来操作。分离器的芯由围绕竖直轴线旋转的鼠笼（squirrel cage）形成。该笼架由间隔开的条和杆形成且由叶片（vane）围绕，从而可在进入笼架之前对来自分离器的气体分布室的气体进行引导。待分离的物料到达由笼架的外部和偏转器（deflector）界定的选择区域。随着气体进入笼架的颗粒的最大尺寸由笼架的转速和供应给分离器的气体的量来决定。较大的颗粒保留在笼架的外部并且在粗粒级的回收室的底部被回收。细颗粒随着气体进入笼架。携带细颗粒的气体然后定向为朝向气体/物料分离装置以收集物料。这些装置可为处于分离器外部的旋风器或过滤器，或者则可为如在WO2005/075115中描述的位于整体形成于分离器中的细颗粒回收室中的邻近该笼架且与笼架同轴的旋风器或过滤器。被旋风处理或过滤后的的气体然后朝向风扇被吸入并且整体或部分地返回至分离器的气体分布室。通常，气体分布室包括居中地位于分离器的笼架上的螺旋形蜗壳。然而，难以使气体在笼架的周围以360o均匀地分布。实际上，气体分布依蜗壳的形状以及气体速度和流量而变化。进一步地，在蜗壳中可出现物料的沉积，因此其阻碍气体的均匀分布和良好的操作效率。

发明目的

本发明旨在公开一种具有旋转笼架的动态气体分离器，其可避免外部风扇的使用。风扇整体形成于分离器的本体中，这使得可改善在笼架的周界和高度上的气体分布，并且因此从而产生防止颗粒在死角区域分层的均质的气流。

根据本发明的分离器还旨在减小装置的整体体积，并且使得可在紧密空间中安装高性能的分离器，这在先前是不可能实现的。

发明内容

本发明公开一种动态气体分离器，用于将由不同尺寸的颗粒构成的物料分离为颗粒尺寸的粒级，所述分离器包括旋转笼架和同轴地布置在旋转笼架的延伸部中的细颗粒回收室，其中：

-所述分离器包括与细颗粒回收室同轴地定位的风扇轮；

-所述风扇轮定位在来自细颗粒回收室的净化气体出口管道的端部处，从而在使用时吸入气体并且将其朝向围绕旋转笼架的气体分布室运送。

根据特定的实施例，本发明包括以下特征的至少一个或合适的组合：

-围绕旋转笼架的气体分布室具有旋转的形状；

-风扇轮由壳体（enclosure）围绕，使得可对气体进行引导；

-围绕风扇轮的所述壳体与分离器同轴地定位；

-风扇轮位于旋转笼架的上方或下方；

-围绕风扇轮的所述壳体通过套管（ferrule）连接至围绕旋转笼架的气体分布室。

附图说明

图1示出了根据现有技术的分离器的示意图，该分离器具有使用旋风器和外部风扇操作的旋转笼架分离器。

图2示出了根据现有技术的完整装置，其操作在图1中示出。

图3示出了图2的装置的平面图。在这种类型的装置中，旋风器和风扇位于分离器的外部。

图4示出了在文献WO2005/075115中公开的分离器的示意图，该分离器结合有旋转笼架，其中细颗粒的旋风处理装置与笼架同轴地布置。

图5示出了根据现有技术的WO2005/075115的具有其外部元件的完整装置。

图6示出了图5的装置的平面图。在这种类型的装置中，旋风器已经整体形成于分离器中并且仅有风扇仍然位于分离器的外部。

图7和图8示出了根据本发明的第一和第二实施例的分离器的操作原理的截面图。在此，旋风器和风扇已经整体形成于分离器中。

图9示出了具有气体再循环管道的处于直接环境中的本发明的第一实施例。该分离器是非常紧凑的。

图10以立体的方式示出了本发明的第一实施例。

具体实施方式

图7至图10示出了在根据本发明的装置中对颗粒进行分离的原理。

根据本发明的分离器包括与旋转笼架1的延伸部邻近且同轴地布置的细颗粒回收室2，所述回收室2在其一个端部处设置有用于净化后气体的同轴的出口管道4，所述管道包括位于其端部处的风扇轮3。所述风扇轮3与旋转笼架1和细颗粒回收室2同轴地布置。

风扇轮3由电机驱动，电机的速度将适于分离器中的压力损失。

在风扇6的再循环壳体与分离器的入口处的气体分布室5之间可安装有多个管道7（见图9），从而可使得来自风扇的气体朝向分离器的围绕旋转笼架1的气体分布室5再循环。这些管道7将在分离器轴线的周围的360o上均匀地分布。

由于气体再循环管道7在气体分布室5的周界上的均匀分布，再循环气体在分离器的笼架1的周围均匀地分布。因此，分离器的截止尺寸（cutoff size）（颗粒尺寸的分离点）在分离器笼架的整个周缘上是恒定的。

本发明的一个特定实施例包括使用单个外套圈19来替换多个管道7，该外套圈由大体呈柱形或锥形设计的旋转表面组成，其直径包括在风扇6的壳体的直径与围绕笼架的气体分布室5的外部直径之间。在这种情况下，优选地在风扇6的壳体与套圈19之间的过渡区域中安装偏转器8，使得可将风扇轮3的出口处的气体的切向速度转换为竖直速度。类似地，将偏转器9安装在套圈19与气体分布室5之间的接合处是有用的，从而将所需的方向赋予气体分布室5中的气体。因此，还可影响在气体分布室的高度和笼架的高度上的气体的分布。因而，这使得可在笼架的整个高度上获得恒定的截止尺寸，这通过使用传统的蜗壳是难以获得的。

图8示出了本发明的另一个可能的实施例。风扇轮3以与分离器同轴的方式布置在净化气体出口道管4的端部处，如在本发明的第一实施例中的一样，但是这次风扇轮3定位在分离器的笼架1的上方。细颗粒回收室2位于旋转笼架1的下方。然而，净化气体出口道管4进入细颗粒回收室的上部且穿过旋转笼架1。有利地，所述管道4配备有防涡流偏转器13，以降低气体在显现于位于管道的端部处的风扇轮3中之前的转速。

在本发明的其中风扇轮3位于笼架1的上方的实施例中，通过套圈19的再循环将是优选的。所述套圈将具有居中地位于分离器的轴线上的旋转表面的形式，并且将使风扇6的壳体连接至气体分布室5。在这种相同的情况下，如果风扇6的壳体和气体分布室5彼此靠近地定位，则套管19的尺寸可小得多。

图例

1.旋转笼架

2.细颗粒回收室

3.风扇轮

4.净化气体出口管道

5.气体分布室（在现有技术中为蜗壳的形式而在根据本发明的分离器中为旋转的形式）

6.风扇壳体

7.气体再循环管道

8.风扇出口偏转器

9.气体分布室中的入口偏转器

10.通过重力分离的物料的粗粒级

11.物料的细粒级

12.待处理的物料

13.防涡流偏转器

14.围绕笼架的气体分布偏转器

15.携带细颗粒的气体

16.气体再循环管道

17.用于物料的粗粒级的回收室

18.旋风处理后的气体

19.套管

Claims (6)

1.一种动态气体分离器，用于将由不同尺寸的颗粒构成的物料分离为颗粒尺寸粒级，所述分离器包括旋转笼架(1)和细颗粒回收室(2)，待处理的所述物料(12)在所述旋转笼架之上供应，所述细颗粒回收室同轴地布置在所述旋转笼架(1)的延伸部中，其特征在于：

-所述细颗粒回收室(2)在其端部中的一端处设置有用于净化气体的同轴出口管道(4)；

-所述分离器包括与所述旋转笼架(1)和所述细颗粒回收室(2)同轴地定位的风扇轮(3)；

-所述风扇轮(3)位于来自所述细颗粒回收室(2)的所述同轴出口管道(4)的端部处，以便在使用时抽吸所述净化气体并将所述净化气体朝向围绕所述旋转笼架(1)的气体分布室(5)运送。

2.根据权利要求1所述的分离器，其特征在于，围绕所述旋转笼架(1)的所述气体分离室(5)具有回转的形状。

3.根据权利要求1或2所述的分离器，其特征在于，所述风扇轮(3)由壳体(6)围绕，使得能对气体进行引导。

4.根据权利要求1或2所述的分离器，其特征在于，所述风扇轮(3)位于所述旋转笼架(1)的上方。

5.根据权利要求1或2所述的分离器，其特征在于，所述风扇轮(3)位于所述旋转笼架(1)的下方。

6.根据权利要求3所述的分离器，其特征在于，围绕所述风扇轮(3)的所述壳体(6)通过套管(19)连接至围绕所述旋转笼架的所述气体分布室(5)。