CN114728312B - 具有叶轮表面元件的筛分轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于筛分装置(1)的筛分轮(2)，所述筛分装置(1)用于对磨碎的粉碎产品、特别是颗粒状散装材料进行筛分，所述筛分轮(2)具有筛分轮叶片(5)和叶轮表面元件(8)，所述筛分轮叶片(5)布置在所述筛分轮(2)的径向外部区域中，所述叶轮表面元件(8)在所述筛分轮(2)的径向内部区域中与所述筛分轮叶片(5)径向间隔开地布置。本发明还涉及一种对磨碎的粉碎产品进行筛分的方法以及叶轮表面元件(8)用于对磨碎的粉碎产品进行筛分的用途。

Description

具有叶轮表面元件的筛分轮

技术领域

本发明涉及一种用于筛分装置的筛分轮，该筛分装置用于对磨碎的粉碎产品、特别是颗粒状散装材料进行筛分，其中该筛分轮包括布置在筛分轮的径向外部区域中的筛分轮叶片。

WO 2017/067913 A1公开了一种具有转子笼的筛分装置，该转子笼能围绕基本上竖直定向的旋转轴线旋转并且其表面区域由转子叶片形成。多个引导元件跟随转子叶片并且在径向方向上(特别地具有的切向分量)向内朝向转子轴线延伸并进入转子笼中。这里，引导元件在一些实施例中延伸到转子笼的旋转轴线，但是不延伸到尺寸过小的材料的排放开口附近的径向内部区域中。EP 0 645 196 A1公开了一种具有转子、涡流调节板和导流叶片的气动湍流筛分器。EP 0 983 802 A2公开了一种具有支撑筛分轮毂的盘和环形盖盘的筛分轮。

本发明的目的是在筛分轮中提供有利的叶轮表面元件的布置，特别是考虑到分离效率和能量效率。

本发明提供了一种用于筛分装置的筛分轮，筛分装置用于对磨碎的粉碎产品、特别是颗粒状散装材料进行筛分，筛分轮包括筛分轮叶片和叶轮表面元件，筛分轮叶片布置在筛分轮的径向外部区域中，叶轮表面元件在筛分轮的径向内部区域中与筛分轮叶片径向间隔开地布置。在筛分操作期间，其中携带有不同颗粒尺寸的磨碎的粉碎产品的气流从径向外侧到径向内侧流到旋转的筛分轮中，并穿过筛分轮叶片，然后在筛分轮的轴向方向上被抽出。叶轮表面元件被设计成破坏否则会在筛分轮中产生的潜在涡流，从而减少筛分气流中的压力损失。特别地，由于提供了不同数量的叶轮表面元件和筛分轮叶片，所以叶轮表面元件相对于筛分轮叶片的布置并不总是一致的。这可能导致筛分空气流在筛分轮的圆周方向上通过筛分器叶轮片的不同流动阻力。通过叶轮表面元件在筛分轮的径向方向上与筛分轮叶片的径向间隔，可以在筛分轮叶片中实现基本上旋转对称的流动轮廓。特别地，通过叶轮表面元件与筛分轮叶片的径向间隔，在叶轮表面元件与筛分轮元件之间可以存在间隙，这确保叶轮表面元件对通过筛分轮叶片的流动轮廓的影响保持较低。因此，在筛分轮叶片径向外侧的筛分空间中，尽管有叶轮表面元件，但仍可在筛分轮内产生基本上旋转对称的流动轮廓，由此实现良好的分离，并由此实现特别高的分离效果。高分离效果确保了磨碎的粉碎产品基本上在筛分空间中被分离成一定的颗粒尺寸，并因此可以被供应给另一个研磨过程。

颗粒状散装材料特别地为磨碎的岩石材料(例如石灰石、石膏、煤或粘土岩)、矿物散装材料(例如水泥或水泥材料)、或回收的散装材料(例如回收的塑料混凝土板材、高炉矿渣、烟道气石膏或烟道灰)。

特别地，筛分轮可以用于散装材料磨机，特别是用于岩石磨机，有利地用于碗磨破碎机。其中，研磨特别地是通过绕研磨板的中心轴线相对于研磨辊旋转研磨板而引起的，使得研磨辊绕辊的旋转轴线在研磨板的研磨路径上滚下，从而研磨颗粒状散装材料并减小其粒度。然而，其他散装材料磨机也可以与筛分轮结合使用，特别是最初产生的粒度分布与最终产品的期望粒度分布不一致的散装材料磨机。然后，具有根据本发明的筛分轮的筛分装置被用于分离粉碎产品中具有太大颗粒尺寸的颗粒，并将它们再次供应给研磨过程。有利的是，在由筛分轮的轴向方向和圆周方向所跨越的区域中，叶轮表面元件相对于筛分轮的轴向方向的倾斜角度沿着叶轮表面元件的整个轴向延伸是恒定的。因此，由筛分轮的旋转产生的径向涡流可以被更有效地分解。特别地，叶轮表面元件在筛分轮的轴向上线性地延伸。此外，叶轮表面元件特别地在由筛分轮的轴向方向和径向方向跨越的区域中延伸。

为了增强筛分空间中和筛分轮内沿轴向方向所需的均匀流动条件，筛分轮叶片的径向内端与叶轮表面元件的径向外端之间的径向距离沿着筛分轮的整个轴向延伸恒定是特别有利的。

在一个优选实施例中，筛分轮叶片的径向内端与叶轮表面元件的径向外端之间的径向距离至少为筛分轮的直径的3％，优选至少为5％。特别地，径向距离是筛分轮的直径的至多30％，优选至多20％。这些尺寸比代表了潜在涡流的减少与筛分轮间隙中基本上旋转对称的流动轮廓之间的有利折衷。

在一个实施例中，叶轮表面元件在筛分轮的径向方向上线性地延伸。

在一个优选实施例中，叶轮表面元件被设计成相对于筛分轮的径向方向至少部分地弯曲和/或倾斜。这里，特别地，叶轮表面元件的径向外边缘相对于所提供的筛分轮的旋转方向向后落后，这意味着特别地与圆周方向上的旋转方向相反。叶轮表面元件的弯曲和/或倾斜设计允许优化流动行为，以减小在筛分轮的排放开口方向上的流动阻力。特别地，由此可以进一步减少潜在的涡流。

在一个实施例中，筛分轮叶片被设计成相对于筛分轮的径向方向至少部分地弯曲和/或倾斜，叶轮表面元件至少在其径向外边缘处相对于径向方向的倾斜度大于筛分轮叶片至少在其径向内边缘处相对于径向方向的倾斜度。因此，可以在筛分轮叶片之间产生有利的流动轮廓。

在一个实施例中，叶轮表面元件的径向外边缘被设计成相对于筛分轮的轴向方向至少部分地弯曲和/或倾斜。由此，可以在轴向方向上在排放开口的方向上支持或减少流动，以在筛分空间和筛分轮内提供期望的流动条件。

叶轮表面元件特别地由刚性平坦材料(例如钢板)形成。然而，叶轮表面元件也可以具有沿其延伸方向变化的厚度，例如以优化那里的流动条件。

特别地，叶轮表面元件可以在其径向内端至少部分地布置在筛分轮中的中心轴处。特别地，筛分轮可以通过中心轴安装。中心轴可以是实心轴或空心轴。中心轴的设置和叶轮表面元件与其的直接连接特别地注意了在筛分轮的中心不会出现涡流。

在一个实施例中，叶轮表面元件可以被引导到筛分轮的径向中心。由此，叶轮表面元件的尺寸可以最大化。

作为可替换方案，可以提供居中布置的轴与叶轮表面元件之间的距离。这可以允许在筛分轮的径向内部区域中由叶轮表面元件分开的区域之间的流动。

有利地，叶轮表面元件在圆周方向上均匀地分布在筛分轮中。由此，可以在筛分轮中实现均匀的流动条件，从而又增强了筛分空间中的均匀流动条件。

特别地，提供了至少4个叶轮表面元件。在一些实施例中，也可以提供多于6、8、10、12、14或16个叶轮表面元件。筛分轮的直径越大，越多的叶轮表面元件在这里就越有意义。

在一个实施例中，叶轮表面元件至少部分地在筛分轮的内部的整个高度上延伸。因此，特别是在轴向排放开口的区域，可以防止涡流的出现。

有利的是，筛分轮叶片的径向内端与叶轮表面元件的径向外端之间的距离是可调节的。这特别地可以通过筛分轮叶片和/或叶轮表面元件的径向可移动性来实现。特别地，筛分轮叶片和/或叶轮表面元件可以可移动地设置在位于筛分轮轴向端部处的支撑板的槽中。特别地，可以提供通过螺纹连接的附接。在一些实施例中，也可以在圆周方向上调节筛分轮叶片和/或叶轮表面元件。

特别地，叶轮表面元件只可以延伸到筛分轮的邻近排放开口的区域。

本发明还提供了一种用于对磨碎的粉碎产品进行筛分、特别是用于对颗粒状散装材料进行筛分的筛分装置，筛分装置包括根据本发明的筛分轮和叶轮环，筛分轮可旋转地布置在叶轮环中，其中筛分空间在叶轮环与筛分轮之间形成。在筛分空间中，粗粒材料从筛分空气中的分离主要通过所述材料在重力的影响下从筛分气流中向下落下来实现。

本发明还提供了一种用于研磨颗粒状散装材料形式的进料的系统，系统包括散装材料磨机，特别是碗磨破碎机，和如上所述的筛分装置。这里，筛分装置特别地布置在散装材料磨机的上方，其中颗粒状散装材料通过筛分空气从散装材料磨机输送到筛分装置。

有利的是，排放管线在筛分轮上方居中地布置。有利地，筛分轮在其径向内部区域包括排放开口，使得筛分轮的内部与排放管线连接，并且筛分空气可以相应地将尺寸过小的材料从筛分轮输送到排放管线中。在可替换实施例中，排放管线也可以布置在筛分轮下方。

本发明提供了一种用于对磨碎的粉碎产品、特别是颗粒状散装材料进行筛分的方法，其中磨碎的粉碎产品被供应到环绕旋转的筛分轮的筛分空间中，并且提供气流，该气流径向向内流入旋转的筛分轮中，然后通过筛分轮中的排放开口在轴向方向上排放，其中气流在筛分轮的邻近排放开口的区域中沿着叶轮表面元件在轴向方向上携带粉碎产品的一部分。这特别地意味着叶轮轮表面设置在筛分轮的邻近排放开口的区域中，从而在筛分轮内不会出现涡流，涡流会损害筛分空气中的尺寸过小的材料排放筛分轮。

在该方法中，叶轮表面元件的径向外端与筛分轮的筛分轮叶片的径向内端之间的径向距离可以响应于筛分轮的速度和/或直径而被任选地调节。这可以通过由控制器控制的致动器在径向和/或圆周方向上自动调节叶轮表面元件和/或筛分轮叶片来实现。这特别地可以在运行期间并且响应于运行状态，特别是速度和/或输出来完成。作为可替换方案，也可以在操作暂停期间手动地进行调节。

在优选实施例中，筛分轮叶片之间的气流被实施为旋转对称的。特别地，在等距离并排布置的筛分轮叶片之间的所有空间中，存在相同的流动条件。这允许在筛分空间中均匀地分离尺寸过大的材料。

此外，本发明还提供了一种用于对磨碎的粉碎产品、特别是颗粒状散装材料进行筛分的方法，其中磨碎的粉碎产品被供应到环绕旋转的筛分轮的筛分空间，并且提供气流，该气流径向向内流动通过径向外部的筛分轮叶片进入旋转的筛分轮中，然后在轴向方向上沿着径向内部的叶轮表面元件流动，其中在彼此等距布置的筛分轮叶片之间的所有空间中，存在相同的流动条件。这特别地是通过叶轮表面元件与筛分轮叶片的径向间距来实现的。特别地，所有的筛分轮叶片可以相对于彼此以相等的距离布置。

本发明提供了叶轮表面元件在磨碎的粉碎产品、特别是颗粒散装材料的筛分中的用途，其中叶轮表面元件布置在筛分轮的径向内部区域中，使得叶轮表面元件暴露于在被引导通过筛分轮的气流的圆周方向上的空气流中，并且由此用于从空气流中回收能量以用于筛分轮的旋转。这意味着叶轮表面元件和特别地筛分轮叶片的布置或倾斜使得叶轮表面元件的后侧在筛分轮的旋转方向上的压力高于叶轮表面元件的前侧在旋转方向上的压力。

下面将参照附图中所示的示例性实施例进一步说明本发明。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的筛分装置的侧向剖面图；

图2示出了根据图1的筛分轮的水平剖面图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的筛分轮的剖面图；

图4示出了根据本发明的另一个实施例的筛分轮的剖面图；

图5示出了根据本发明的另一个实施例的筛分轮的剖面图；

图6示出了根据本发明的又一个实施例的筛分装置的侧向剖面图。

在图1中，示出了根据本发明的实施例的筛分装置1。筛分装置1允许在筛分气流中将尺寸过大的材料与尺寸过小的材料分离，将尺寸过大的材料再次供应给研磨过程，并且将尺寸过小的材料带走用于进一步处理。为此，提供了筛分轮2，其可以通过马达3绕竖直轴线旋转。筛分轮2布置在叶轮环4内。这里，筛分轮的筛分轮叶片5的外环与叶轮环4径向地间隔开，使得在筛分轮叶片5与叶轮环4之间形成筛分空间6。磨碎的粉碎产品、特别是颗粒状散装材料，被来自径向外侧的气流携带通过叶轮环4，然后进入筛分空间6。通过筛分轮叶片5与筛分轮2一起旋转，在筛分空间中产生流动条件，流动条件导致粗比例的磨碎的粉碎产品下落，并且只有具有至少一定细度的粉碎产品被径向向内运输到筛分轮2中。分级器空气通过分级器叶轮片5流入到筛分轮的内部中，然后通过排放开口7进入随后的处理装置。随后的处理装置可能仅在于将尺寸过小的材料堆积、进一步运输和/或包装。

在叶轮表面元件8与筛分轮叶片5之间，提供了径向距离100。因此，叶轮表面元件8对通过筛分轮叶片5的筛分空气流的影响可以减小，从而在筛分空间6中呈现更均匀的流动轮廓。然而，叶轮表面元件防止在筛分轮2内部出现不期望的潜在涡流，并且考虑到筛分空气的流动，通过降低马达3所需的驱动动力，可以有利地有助于能量回收。

特别地，叶轮表面元件8附接到或者至少连接到筛分轮的轴9。尺寸过小的材料的排放管线10设置在排放口7的上方，具有期望粒度的尺寸过小的材料通过该管线在气流中被带走。排放管线10特别地布置在筛分轮上方。

漏斗11可以布置在筛分轮2下方，并收集从筛分空间6落下的尺寸过大的材料，并将其供应给研磨过程。特别地，研磨板可以在漏斗11下方居中地布置，以便研磨料居中地供应到旋转的研磨板，然后在再次被筛分气流捕获并供应到筛分装置1之前再次被研磨辊粉碎。因此，研磨料或粉碎产品被引导通过筛分装置1，直到达到期望的粉碎阶段，使得相应的尺寸过小的材料可以通过筛分空间6进入筛分轮的内部，然后经由排放管线10排放。

如图1所示，叶轮表面元件8直接延伸到筛分轮2的排放开口7。因此，筛分轮2中的分级器气流通过叶轮表面元件8被引导至其排放开口7。这防止了在筛分轮2中产生不期望的涡流，并改善了从筛分气流中对能量的回收。叶轮表面元件8在筛分轮2的整个高度上延伸。

在图2中，示出了图1中绘制的根据本发明的筛分轮2的实施例的水平剖面图A-A。这个筛分轮2包括中心轴9，其中叶轮表面元件8从该中心轴9在轴向方向上延伸。筛分轮叶片5布置在距叶轮表面元件8的径向外端8的径向距离100处。这里，筛分轮叶片5相对于径向方向分别在相反方向上成对地略微倾斜。此外，提供了比叶轮表面元件8更多数量的筛分轮元件5。

在图3中，筛分轮2的另一个实施例以水平剖面图示出。这里，叶轮表面元件8装配有波纹轮廓。这里，叶轮表面元件8逆着预期的旋转方向弯曲。这意味着每个叶轮表面元件在其延伸范围内相对于径向方向具有不同的角度。此外，筛分轮叶片5相对于径向方向倾斜。这里，叶轮表面元件8的径向外端的角度200大于筛分轮叶片5相对于径向方向的角度300。这允许在筛分空间6中，即在筛分轮叶片5的径向外侧有有利的流动轮廓。

在叶轮表面元件8之间仍然会出现涡流，如图3中举例所示。然而，这些涡流被局部限制，因此与根据现有技术的筛分轮中的涡流相比，导致明显更低的压力损失。

在图4中，提供了数量增加的叶轮表面元件8，以进一步减少筛分轮2内部涡流的形成。此外，图4以示例的方式示出了如何可以将叶轮表面元件引导至筛分轮的径向中心。如果在该区域中没有设置轴9，但是该轴例如仅在筛分轮2的轴向外侧用法兰安装，这是特别可能的。

在图5中，示出了筛分轮2，其中居中布置的轴9与叶轮表面元件8之间提供了径向距离。然而，布置在径向中心区域中的叶轮表面元件允许有效地减少涡流，然而，在这里，叶轮表面元件8至少在邻近排放开口7的区域中被引导到中心轴9是有利的。

图2至图5中的叶轮表面元件8每一者都在筛分轮2的轴向方向上线性地延伸。

在图6中，最后示出了这样的实施例，其中叶轮表面元件的径向外边缘相对于轴向方向倾斜。特别地，叶轮表面元件8的表面朝向排放开口增大，使得在存在增加的空气流的那些区域中，有效地抑制空气涡流是可能的。如上所示，叶轮表面元件8不仅可以用于抑制涡流，还可以由气流驱动，从而至少减少了通过马达3输入的用于驱动筛分轮的动力输入。此外，通过叶轮表面元件8与筛分轮叶片5的间隔，可以减小叶轮表面元件对筛分空间6的反作用。特别地，可以防止响应于筛分空间6中的叶轮表面元件8，在圆周方向上出现不均匀的空气流。

Claims (25)

1.用于筛分装置(1)的筛分轮(2)，所述筛分装置对磨碎的粉碎产品进行筛分，所述筛分轮(2)包括：

筛分轮叶片(5)，所述筛分轮叶片(5)布置在所述筛分轮(2)的径向外部区域中，

其特征在于

叶轮表面元件(8)，所述叶轮表面元件(8)在所述筛分轮(2)的径向内部区域中与所述筛分轮叶片(5)径向间隔开地布置，其中在由所述筛分轮(2)的轴向方向和圆周方向所跨越的区域中，所述叶轮表面元件(8)相对于所述筛分轮(2)的轴向方向的倾斜角度是恒定的，

其中所述筛分轮(2)包括中心轴(9)，其中所述叶轮表面元件(8)连接到所述中心轴(9)。

2.根据权利要求1所述的筛分轮，其中所述叶轮表面元件(8)在所述筛分轮(2)的轴向方向上线性地延伸。

3.根据权利要求1所述的筛分轮，其中所述筛分轮叶片(5)的径向内端与所述叶轮表面元件(8)的径向外端之间的径向距离沿着所述筛分轮(2)的整个轴向延伸方向是恒定的。

4.根据权利要求3所述的筛分轮，其中所述筛分轮叶片(5)的径向内端与所述叶轮表面元件(8)的径向外端之间的径向距离为所述筛分轮(2)的直径在3％至30％的范围内。

5.根据权利要求1所述的筛分轮，其中所述叶轮表面元件(8)被设计成相对于所述筛分轮(2)的径向方向至少部分地弯曲和/或倾斜。

6.根据权利要求5所述的筛分轮，其中所述筛分轮叶片(5)被设计成相对于所述筛分轮(2)的径向方向至少部分地弯曲和/或倾斜，并且其中所述叶轮表面元件(8)至少在其径向外边缘处相对于径向方向的倾斜度大于所述筛分轮叶片(5)至少在其径向内边缘处相对于径向方向的倾斜度。

7.根据权利要求1所述的筛分轮，其中所述叶轮表面元件(8)的径向外边缘被设计成相对于所述筛分轮(2)的轴向方向至少部分地弯曲和/或倾斜。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的筛分轮，其中所述叶轮表面元件(8)在其径向内端至少部分地布置在所述筛分轮(2)中的中心轴(9)处。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的筛分轮，其中叶轮表面元件(8)被引导至所述筛分轮(2)的径向中心。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的筛分轮，其中所述叶轮表面元件(8)在圆周方向上均匀地分布在所述筛分轮中。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的筛分轮，其中所述叶轮表面元件(8)至少部分地在所述筛分轮(2)内部的整个高度上延伸。

12.根据权利要求1至7中任一项所述的筛分轮，其中所述筛分轮叶片(5)的径向内端与所述叶轮表面元件(8)的径向外端之间的距离是可调节的。

13.根据权利要求1至7中任一项所述的筛分轮，其中所述叶轮表面元件(8)仅延伸至所述筛分轮(2)的邻近排放开口(7)的区域。

14.根据权利要求1至7中任一项所述的筛分轮，其中提供至少六个叶轮表面元件(8)。

15.用于对磨碎的粉碎产品进行筛分筛分装置，所述筛分装置包括：

根据前述权利要求中任一项所述的筛分轮(2)，

叶轮环(4)，所述筛分轮(2)可旋转地布置在所述叶轮环(4)内，其中筛分空间(6)实施在所述叶轮环(4)与所述筛分轮(2)之间。

16.根据权利要求15所述的筛分装置，其中排放管线(10)在所述筛分轮(2)上方居中地布置。

17.用于对磨碎的粉碎产品进行筛分的方法，所述方法包括以下步骤

-将所述磨碎的粉碎产品供应到环绕旋转的筛分轮(2)的筛分空间(6)中，以及

-提供气流，所述气流径向向内流入所述旋转的筛分轮(2)中，然后通过所述筛分轮(2)中的排放开口(7)在轴向方向上排放，其中所述气流在所述筛分轮(2)的邻近所述排放开口(7)的区域中沿着叶轮表面元件(8)在轴向方向上携带所述粉碎产品的一部分，

其中在由所述筛分轮(2)的轴向方向和圆周方向所跨越的区域中，所述叶轮表面元件(8)相对于所述筛分轮(2)的轴向方向的倾斜角度是恒定的，

其中所述筛分轮(2)包括中心轴(9)，其中所述叶轮表面元件(8)连接到所述中心轴(9)。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述筛分轮(2)包括筛分轮叶片(5)，所述筛分轮叶片(5)布置在所述筛分轮(2)的径向外部区域中，并且所述叶轮表面元件(8)布置在所述筛分轮(2)的径向内部区域中，与所述筛分轮叶片(5)径向地间隔开。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述筛分轮叶片(5)的径向内端与所述叶轮表面元件(8)的径向外端之间的径向距离沿着所述筛分轮(2)的整个轴向延伸方向是恒定的。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述叶轮表面元件(8)在所述筛分轮(2)的轴向方向上线性地延伸。

21.根据权利要求19至20中任一项所述的方法，其中所述叶轮表面元件(8)仅延伸至所述筛分轮(2)的邻近所述排放开口(7)的区域。

22.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其中所述叶轮表面元件(8)被引导至所述筛分轮(2)的径向中心。

23.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其中提供至少六个叶轮表面元件(8)。

24.根据权利要求18或19所述的方法，其中所述叶轮表面元件(8)的径向外端与所述筛分轮(2)的筛分轮叶片(5)的径向内端之间的径向距离响应于所述筛分轮(2)的速度和/或直径进行调节。

25.根据权利要求18或19所述的方法，其中所述筛分轮叶片(5)之间的气流被实施为旋转对称的。