CN118681674A - 一种循环磨 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种循环磨，属于循环流化床技术领域，由离心风机和循环管组成，离心风机包括机壳和叶轮两大部件；机壳由设有离心风机进口的前盖，涡壳和靠输入轴一侧的后盖组成，涡壳由外侧直线段、曲线段和内侧直线段构成；其特征在于，所述涡壳上设置有粗料出口，所述前盖上叶轮进口沿叶轮轴向投影线的内部区域设有循环管接口，粗料出口、循环管的进口、循环管的出口、循环管接口依次相接构成循环通道。本发明利用循环通道将在离心力作用下汇集在涡壳内壁的粗料送回磨机进口实现磨机内高效分级的同时，也消除了循环磨内高压的成因，降低了循环磨内的压力，从而降低叶轮旋转阻力实现了降低磨机能耗的目的。

Description

一种循环磨

技术领域

本发明涉及一种循环磨，属于循环流化床技术领域、干燥粉磨技术领域和节能环保技术领域。

背景技术

离心风机是一种气体加压输送设备，为了明确本案中离心风机的相关术语，对离心风机结构简单介绍如下，参见图1和图2，通常由机壳和叶轮两大部件组成，叶轮一般由靠离心风机进风口7一侧的前盘9、叶片8、靠输入轴13一侧的后盘12和轴套14组成，叶轮的进风口6是前盘9中部的圆孔，后盘12与轴套14固接，轴套14安装在输入轴13上；机壳由设有离心风机进风口7的前盖10，涡壳15和靠输入轴一侧的后盖11组成，涡壳15一般由涡壳的外侧直线段一4、曲线段一5和涡壳的内侧直线段一2构成，曲线段一5和涡壳的内侧直线段一2的交汇处称为涡舌一1，离心风机的出口3由前盖10、涡壳的外侧直线段一4、后盖11和涡壳的内侧直线段一2围成，机壳内部叶轮外缘在前盖和后盖上沿叶轮轴向投影线的外侧区域称为扩压室，涡壳的外侧直线段一4和涡壳的内侧直线段一2内表面间的最小距离称为离心风机的出口宽度，前盖10和后盖11内表面间的距离称为离心内机的出口高度。

粉体工程中广泛运用分级技术，物料经分级后得到两种细度不同的物料，为叙述方便，本案将分级后得到的两种粒径不同的物料分别称为粗料和细料，用筛子进行分级时，筛上物是粗料，筛下物是细料，旋风分级装置排灰口排出的是粗料，排风气流带走的是细料。

循环磨又称为芸洁磨或循环流化床，是一种利用离心风机及其生产的高速气流使物料形成流化态并在循环通道内高速循环流动过程中实现干燥或/和粉磨的技术装备，在循环磨中，大颗粒物料主要被叶轮撞击粉碎，超细粉体主要依靠物料在高速流动过程中与叶片和涡壳表面的摩擦作用粉碎，粉碎作用使物料被不断分散呈流化状态高速循环流动，质能交换面积呈几何级数增大，气固边界层变薄，物料和气流中的水（质）和热量（能）交换速度提高到了极致，循环磨的干燥速度很快。循环磨项目以鲜活农产品的干燥制粉加工为研究对象，探究影响干燥粉磨效率的因素，由于存在挂壁问题，影响因素更容易暴露，进而可针对性的加以解决，期望借此形成高效的干燥粉磨解决方案。鲜活农产品干燥制粉的三大核心技术问题是可靠性，经济性和分级问题，鲜活农产品被叶轮撞击粉碎后会成为浆料，粘附在机内不再循环流动称为挂壁，挂壁一旦稳定生长，循环通道终将被堵塞致使设备瘫痪，干燥粉磨的目的也就不能实现，挂壁基本等同于可靠性问题，在本发明之前，循环磨采用两种技术手段结合解决可靠性问题，一是高速流化态物料对挂壁物料的冲击使挂壁不能稳定生成，二是附属装置返回的干粉即返料与机内物料混合降低物料含水率改善挂壁性能，前者是基础，后者是强化手段，在后者的加持下，即使加入的是液体，增大返料量一定能够解决挂壁问题。经济性主要是能耗问题，分级即将合格物料从循环通道内分离排出。

CN107694135B和WO2020057617公开的发明主题是循环磨，CN107694135B依靠离心力和分级气流施与微粒的拽力协同实现分级，拽力大于离心力时，微粒被分级气流经分级叶片间的空间带出，拽力小于离心力时，微粒进入循环管到达磨机进口进行循环干燥粉磨。在转速和叶轮直径确定的条件下，离心力取决于微粒直径和含水率，拽力则取决于分级气流速度，分级气流的速度又取决于循环磨进出口的压差，该压差的大小和方向取决于中盖上的出口直径与前盖上的进口直径之差，该差值越大，压差越大，当差值为正时，气流由主机进口流向出口，当差值为负时，气流由主机出口流向进口。CN107694135B存在的问题，一是分级气流弱化了流化态物料对分级叶片对应区域涡壳内表面的冲击，使该区域变成近似死角，挂壁很容易在此区域稳定生成，此缺陷因分级问题解决方案所致，二是单台循环磨的循环管是弯管，弯管内更容易生成挂壁，需要两台循环磨和与离心风机串联使用以使循环管成为直管，增加了设备成本。

发明专利WO2020057617对其进行了改进，公开了六种循环磨，六种循环磨的共同特征是依靠离心风机进出口的压差和进料管内的旋风分级效应协同实现分级，在第一、二、三、六种循环磨中，循环管成为了直管，循环管内的挂壁得到改善，也消除了CN107694135B近似死角的区域，但WO2020057617的分级问题解决方案使机内压力增大，对叶轮的旋转形成阻碍，增大了磨机的能耗，这是因为，作为循环磨出口的进料管的进风速度一般超过50米/秒，旋风分级的阻力变得很大，副磨机在主磨机出口的高压基础上再次加压；类似的问题在CN107694135B中也存在，离心力对分级气流的阻碍也增大了磨机内的压力。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术所述问题，发明一种能耗更低的循环磨。

实现本发明目的所采取的技术措施是这样的，一种循环磨，由离心风机和循环管组成，离心风机的涡壳上设置有粗料出口，离心风机的前盖或/和后盖上叶轮进口对应的区域设置有循环管接口，粗料出口、循环管的进口、循环管的出口、循环管接口依次相接构成循环通道。

本发明的原理是，扩压室内的流化态物料因高速旋转，粒径足够大或/和含水率足够高的物料在离心力的作用下汇聚到涡壳内壁，这个过程是一种分级作用，循环通道将分级出来的粗料重新送回磨机内实现循环作业。

为了实现更好的分级效果，机壳内还设置有分级区，分级区是离心风机涡壳的曲线段从涡舌处向前延伸形成的第二曲线段的外侧区域，粗料出口设置在涡壳曲线段和外侧直线段的交汇处附近效果会更好。

循环管接口设在后盖上的时候，叶轮后盘中部需要有圆孔，来自循环管接口的流化态物料才能进入到叶轮内部，此外，叶片需要向叶轮中心延伸到轴套与轴套固接，叶轮各组件才能成为一个整体，叶片向叶轮中心延伸到轴套与轴套固接构成动能回收叶片；有的时候，粗料出口设在前盖或后盖边部更方便。

上述技术方案实质上在构建了不同分级技术方案的基础上，消除了背景技术所述循环磨内高压的成因，降低了叶轮旋转的阻力而降低了能耗。

为了扩大进风区域的空间并方便循环管的连接，所述前盖还包括进风椎管，进风椎管的大头与离心风机的进口相接，进风椎管的小头是循环磨的进风口，所述循环管接口高在进风椎管上。

本发明公开的循环磨，利用循环通道将在离心力作用下汇集在涡壳内壁的粗料送回磨机进口实现磨机内高效分级的同时，也消除了背景技术所述循环磨内高压的成因，降低了循环磨内的压力，从而降低叶轮旋转阻力实现了降低磨机能耗的目的。

附图说明

图1是现有离心风机的结构示意图；

图2是现有离心风机的剖面图；

图3是实施例1中循环磨的后面结构示意图；

图4是实施例1中隐藏了离心风机前盖的循环磨的结构示意图；

图5是实施例2中带有进风椎管的循环磨的结构示意图；

图6是实施例3有两个出口的循环磨的结构示意图。

图中标记：1-涡舌一，2-涡壳的内侧直线段一，3-离心风机的出口，4-涡壳的外侧直线段一，5-曲线段一，6-叶轮的进风口，7-离心风机进风口，8-叶片，9-前盘，10-前盖，11-后盖，12-后盘，13-输入轴，14-轴套，15-涡壳；

20-粗料出口，21-循环管一，22-涡壳的外侧直线段二，23-涡壳的内侧直线段二，24-曲线段二，25-循环管接口一，27-涡舌二，28-涡壳的第二曲线段，29-循环管接口二；

30-进风椎管一，31-第二段涡壳的内侧直线段，32-第一段涡壳的外侧直线段，33-第一段涡壳上的粗料出口，34-循环管二，35-第二曲线段一，36-进风椎管二，37-曲线段三，38-内侧直线段，39-外侧直线段；

40-循环管三，41-第二段涡壳上的粗料出口，43-第二曲线段二，44-曲线段四。

具体实施方式

实施例1、一种循环磨，参见图3和图4，图3展示的是循环磨后面，图4展示的是隐藏了离心风机前盖的循环磨的前面。循环磨由离心风机和循环管一21组成，离心风机包括机壳和叶轮两大部件，叶轮由靠进风口一侧的前盘、叶片、靠输入轴一侧的后盘和轴套组成，叶轮的进风口是前盘中部的圆孔，后盘与轴套固接，轴套安装在输入轴上；机壳由设有离心风机进口的前盖、涡壳和靠输入轴一侧的后盖组成。

涡壳由涡壳的外侧直线段二22、曲线段二24和涡壳的内侧直线段二23构成，曲线段二24和涡壳的内侧直线段二23的交汇处称为涡舌二27，离心风机设置了一个出口，离心风机的出口由前盖、涡壳的外侧直线段二22、后盖和涡壳的内侧直线段二23围成，机壳内部叶轮外缘在前盖和后盖上沿叶轮轴向投影线的外侧区域称为扩压室；涡壳的外侧直线段二22和涡壳的内侧直线段二23内表面间的最小距离称为离心风机的出口宽度，前盖和后盖内表面间的距离称为离心风机的出口高度；涡壳上设置有粗料出口20，叶轮进口在后盖上的轴向投影区有循环管接口一25，粗料出口20、循环管一21的进口、循环管一21的出口、循环管接口一25依次相接构成循环通道。

粗料出口20也可根据需要设在前盖或后盖的边部；本实施例中由于循环管接口一25设在后盖上，为了使来自循环管的物料能够进入叶轮，叶轮后盘设有与前盘上叶轮进口相同的圆孔，叶片向叶轮中心延伸到轴套与轴套固接构成动能回收叶片。

离心风机的扩压室内还设有分级区，分级区是离心风机涡壳的曲线段二24从涡舌二27处向前延伸形成的涡壳的第二曲线段28的外侧区域；粗料出口20设置在涡壳的曲线段二24与涡壳的外侧直线段二22的交汇处。

本实施例的分级区一方面强化了离心风机扩压室内的分级效果，另一方面，由于扩压室内离心风机出口处压力最小，设有第二曲线段的离心风机，很大一大部分气流直接从涡舌前面的叶轮出口出来到达离心风机出口成为短路气流，短路气流作为通风用途的离心风机并没有不利影响，但作为循环磨主要组成部分的离心风机，短路气流的存在减少了非短路气流的数量而降低了非短路气流的速度，非短路气流中的物料容易沉降而挂壁，涡壳的第二曲线段大幅降低了短路气流的比例而改善了挂壁问题。

实施例2、带进风椎管的循环磨，参见图5，本实施例机壳的前盖还包括进风椎管一30，进风椎管一30的大头与离心风机的进口相接，进风椎管的小头是循环磨的进风口，进风椎管一30上设有循环管接口二29，粗料出口、循环管的进口、循环管的出口、循环管接口二29依次相接构成循环通道。

实施例3、有两个出口的循环磨，参见图6，本实施例的循环磨采用卧式布置，图6展示的是隐藏了离心风机前盖的循环磨，离心风机有两个出口和两条循环管，离心风机的涡壳由两段组成，第一段是第一段涡壳的外侧直线段32、曲线段三37、内侧直线段38和第二曲线段二43，第二段是外侧直线段39、曲线段四44、第二段涡壳的内侧直线段31和第二曲线段一35，离心风机的一个出口由前盖、第一段涡壳的外侧直线段32、后盖和第二段涡壳的内侧直线段31围成，离心风机的另一个出口由前盖、外侧直线段39、后盖和内侧直线段38围成，前盖还包括进风椎管二36，进风椎管二36上设有两个循环管接口，一条循环通道由第一段涡壳上的粗料出口33、循环管二34的进口，循环管二34的出口，进风椎管二36上的一个循环管接口依次相连构成，另一条循环通道由第二段涡壳上的粗料出口41、循环管三40的进口，循环管三40的出口，进风椎管二36上的另一个循环管接口依次相连构成。

Claims (10)

1.一种循环磨，由离心风机和循环管组成，离心风机包括机壳和叶轮两大部件，叶轮由靠进风口一侧的前盘、叶片、靠输入轴一侧的后盘和轴套组成，叶轮的进风口是前盘中部的圆孔，后盘与轴套固接，轴套安装在输入轴上；机壳由设有离心风机进口的前盖，涡壳和靠输入轴一侧的后盖组成，涡壳由外侧直线段、曲线段和内侧直线段构成，曲线段和内侧直线段的交汇处称为涡舌，离心风机的出口由前盖、涡壳的外侧直线段、后盖和涡壳的内侧直线段围成，机壳内部叶轮外缘在前盖和后盖上沿叶轮轴向投影线的外侧区域称为扩压室；其特征在于，所述涡壳上设置有粗料出口，所述前盖上叶轮进口沿叶轮轴向投影线的内部区域设有循环管接口，粗料出口、循环管的进口、循环管的出口、循环管接口依次相接构成循环通道。

2.根据权利要求1所述的一种循环磨，其特征在于，所述循环管接口设置在后盖上叶轮进口沿叶轮轴向投影线的内部区域。

3.根据权利要求1所述的一种循环磨，其特征在于，所述循环管接口设置在前盖和后盖上叶轮进口沿叶轮轴向投影线的内部区域。

4.根据权利要求1所述的一种循环磨，其特征在于，所述粗料出口设置在前盖边部。

5.根据权利要求1所述的一种循环磨，其特征在于，所述粗料出口设置在后盖边部。

6.根据权利要求1所述的一种循环磨，其特征在于，所述叶轮后盘中部设有圆孔。

7.根据权利要求1所述的一种循环磨，其特征在于，所述叶片的进口端向叶轮中心延伸到轴套，与轴套固接构成动能回收叶片。

8.根据权利要求1所述的一种循环磨，其特征在于，所述前盖还包括进风椎管，所述前盖上的循环管接口设在进风椎管上，进风椎管的大头与离心风机的进口相接，进风椎管的小头是循环磨的进风口。

9.根据权利要求1所述的一种循环磨，其特征在于，所述扩压室内还设有分级区，分级区是离心风机涡壳的曲线段从涡舌处向前延伸形成的涡壳的第二曲线段的外侧区域。

10.根据权利要求9所述的一种循环磨，其特征在于，所述粗料出口设置在涡壳曲线段与外侧直线段的交汇处。