專利名稱：外循環針輪轉子選粉機的制作方法
技術領域：
本發明屬于化工粉體工程機械技術領域，涉及粉體分散、分級、回收系統。
背景技術：
旋風式選粉機含有撒料器、葉輪分選轉子、分離細料的旋風器。
撤料盤旋轉時，一般不能絕對均勻地環盤周分布原粉，物料被成塊地甩出去的機會多，對細料分選率有影響。
由于葉片形成的渦流影響，實踐中選粉機并不能充分地控制分選細度，常產生跑粗。
在選粉系統中采用旋風器收料有兩個缺點。
首先，旋風器的對細料最高分離效率只能達到90％，回收0.015mm以下細粉的能力很差。導致物料回流量提高，選粉效率降低到85％以下。在循環風機前設置的卸壓管還排出大量產品，構成嚴重的環境污染。其次，旋風器阻力在800～900Pa左右。使循環風機的風壓需求達到2000～3000Pa的水平。
發明內容
本發明的目的是提出一種高收料率、低系統能耗、高選粉效率的外循環針輪轉子選粉機。
技術方案本發明技術方案是一種外循環針輪轉子選粉機，用于建材、化工、輕工、顏料工業的粉體分散、分選與收料。它包括撒料器、分選轉子、分選驅動1、分選腔5、滴流裝置6、粗粉斗8、粗粉排出管道、粗粉收集口10、細粉斗9、細粉收集口11、喂料口23、進料斗2、進風口7、細粉排料口22、和至少一個細粉收料裝置。分選驅動1連接撒料器和分選轉子。撒料器在下，分選轉子在上，軸呈懸臂式支撐轉子。喂料要么是自分選驅動1軸承箱外錐形或其它不規則形進料斗2經轉子輪轂上的通道、或銜接兩輪轂的管道到達撤料器；要么是直接用料槽自側壁傾斜插入到達撒料器。分選腔5為園筒形或其它組合形，與轉子有一定同軸度。滴流裝置6為倒錐筒以一定間距經固定構件疊垛而成，與轉子有一定同軸度。切向進風，進風位置與滴流裝置6段相當。粗粉斗8上接進風構件，斗內有與轉子以一定同軸度懸起，錐口向下敞開固定的助旋錐筒12。自各細粉排料口22依次連接細粉收料裝置。細粉收料裝置收集的細料可以匯入同一個細粉斗9，也可以分別就近匯合，再二次匯合收集。
該選粉機的特征在于(1)撒料器、分選轉子中至少一個構件的結構型式為針輪。針輪由U字形針苗呈輻射狀均勻密集排列掛在一園定位環上，掛好針苗的定位環加上隔環，呈單層或相互分多層迭置，經鍵條、壓板、彈性擋圈或其它限位構件組合在輪轂上而成。針苗截面為圓形。分散針輪4輪轂直徑小于分選針輪3。
(2)所說的細粉收料裝置是一種高速針輪轉子離心機，含有分離針輪18、分離驅動20、殼體14、納料構件17、出氣構件19、布料導料器15、排氣口21。分離驅動20連接一組分離針輪18。軸呈懸臂式吊掛轉子。殼體14居中，為園柱形、錐形、其它組合形狀其中之一。納料構件17呈偏心正交納料型式。
布料導料器15為錐形筒、錐形筒的組合、錐形筒與圓形筒的組合其中之一，與針輪同軸安置，與殼體14之間有一定間隙，通過掛角14或其它構件固定在相鄰部件上。布料導料器15上部相應進風的段開孔。可以與納料構件17上蓋之間留一定間隙。
落料斗13上接一盤，盤上具有分別與上部腔體連通的孔或槽。
其余各部件的連接方式視氣流的流向和殼體14軸向的相對關系有所不同，高速針輪轉子離心機分為上排風折返流式針輪轉子離心機與下排風軸流式針輪轉子離心機兩種。
對于折返流式針輪轉子離心機，出氣構件19位于納料構件17的上部，分離驅動20與出氣構件相貫，排氣口21呈切向或正交方式。在落料斗13之上中心區域可以與轉子以一定同軸度安置助旋錐臺16，頂口開、合均可。
對于軸流式針輪轉子離心機，出氣構件19與落料構件相貫，排氣口21呈彎頭引出，出氣構件19之上可以與轉子以一定同軸度安置氣動力分離器24。氣動力分離器24為錐形，錐角朝向出口或朝向落料方向敞開，錐壁上有孔或槽，可局部或全部覆蓋有濾網。
本選粉機中三種轉子的相對比較特征為分選針輪3的直徑最大、針苗最粗，轉速小于600r/min。分離針輪18直徑較小、針苗較細，針苗的轉速大于1000r/min。分散針輪4的直徑較小，針苗可粗可細。
有益效果1、外循環針輪轉子選粉機在分散功能方面的改善撒料盤是平面克服摩擦甩出去的。針輪針苗對物料多層次沖擊打散，針苗間隙可以同時透風初步分選，有立體分散的效果，針輪撒料不結塊。針輪作為撒料器分散方式比螺旋槳形撒料盤都優越。
2、外循環針輪轉子選粉機在分級功能方面的改良針苗可以擺動，柔性優越。針輪慣性矩比葉輪小，所以針輪啟動負荷小。在同分級性能參數下，針輪轉子選粉機的配置負荷可以比葉片選粉機降低五分之一以上。
傳統選粉機葉片是主要靠厚度提高與粗顆粒碰撞的幾率的。葉片碰撞粗顆粒以后，顆粒得到水平速度的比率接近1。葉片數量、葉輪轉速對分級的影響不敏感。針輪轉子選粉機針輪的分級原理則不同于葉輪轉子，與籠式轉子也有顯著差異。
針苗呈輻射狀。旋轉形成的角速度是完全統一的。在環周任何部位，針苗碰撞粗顆粒的幾率是完全相同的。針苗碰撞粗顆粒以后，顆粒得到斜向向下的速度的比率最大。針苗環周分布緊密，針苗間距小。適當地旋轉，一層針苗就是一個動態過濾網，可以截留粗顆粒。
在理論上，顆粒透過的幾率與針苗直徑、環周針苗分布密度、角速度、針苗層數、顆粒大小、顆粒正交透過針輪的速度與有數學解析關系。總透過幾率與針苗層數為冪次關系。這就是說允許透過的顆粒大小可以精確控制。
進一步地講，在同一透過速度、同一目標分級粒徑的條件下，可以提高針苗環周分布密度，顯著減小針苗層數，或減小轉速，來提高轉子穩定性以至減小電機負荷。在同一目標分級粒徑、同樣負荷下，可以增加針苗層數，提高透過速度，或者縮小轉子直徑，提高轉速，來縮小選粉機腔體直徑。
此外，針苗旋轉形成的離心場均勻性強，渦流少而小，顆粒經受的離心分級作用很有規律。只要殼體14園度和同軸度有一定的保證，就可以徹底消除跑粗的可能性。
所以，針輪可使分級的厚度更加扁平化，粉體產品質量提高，也為真正實現人工操作控制顆粒的分級提供了很大的選擇余地。
3、外循環針輪轉子選粉機在分離功能方面的改善(1)針輪動平衡容易自然實現而且等級高鉸支約束的針苗在環向能均勻排列布置，在軸向還易于集合、均勻串接，旋轉起來后，針苗靠離心力自我尋找平衡位置，故針輪整體的動平衡自然滿足程度比較高。針輪的加工工藝簡單化，只需組裝即可，不需要靜平衡、動平衡試驗環節，同時，維修也便利化。
(2)高速離心分離直徑400mm左右的針輪當轉速達到3000r/min時，高速轉動形成的強制離心場可以完全分離2～4微米以上的顆粒。
(3)離心力分量強化卸料布料導料器15含錐形段，離心力沿內壁產生分離，可以加速已完成顆粒離開渦旋區。
(4)氣動力分離器24防止短路或跑料錐形氣動力分離器24在出氣口附近協調邊界影響，顆粒離心力與氣流透過的方向鈍角相交，顆粒富集程度高的區域有濾網輔助，避免大尺寸渦流生成。
(5)分離效率高旋風器的最高分離效率只能達到92％，回收2～15微米以下細粉的能力很差。導致物料在系統內循環分離，同時，在風機后的減壓管若開放，則排出大量產品，構成嚴重污染。
針輪轉子離心機單獨用來收料時的效率可以達到98％以上。細粉的回收顯著加強，物料在系統內循環率分離率降低。
4、外循環針輪轉子選粉機的其它有益效果(1)阻力小、能耗顯著降低旋風器阻力在900Pa左右。旋風式選粉機的基本阻力在1500～2000Pa。
單獨用針輪轉子離心機代替旋風器來收料時阻力在100～600Pa左右。本發明選粉機內不再有撒料盤這樣的阻力構件，幾乎除輪轂以外的區域都可以通過挾粉氣流，分散針輪4的阻力降低。總體上，一套具有良好細粉收集能力的針輪轉子選粉機其基本阻力可以控制在600～1500Pa的水平。雖然針輪轉子選粉機增加了新負荷，循環風機的電機負荷卻降低一半左右，二者相抵，總能耗依然降低。
(2)選粉效率選粉機的選粉效率一般在45～60％的水平，最好的選粉機能達到85％。
針輪轉子選粉機因分散、分級、分離的原理、性能顯著改善，選粉效率會顯著提高，達到90％以上。
(3)選粉速度有更大的提高空間針苗層數適當增加，腔內選粉速度可由現今通用的3m/s的水平提高到6m/s的水平。相應地氣流挾粉能力可望達到1kg/m3以上。
(4)運行穩定針輪的啟動和回轉動平衡性能比葉輪、籠式轉子有顯著的提高。運行過程中針苗的磨損從表及里逐步而且均勻發展。磨損不影響針輪動平衡。針輪高速回轉造成的機械噪聲也顯著減小。在啟動過程中針苗要從自然散落的位置環周放射布開，等于經受抖動作用，所以針苗上可粘附物料有限。針苗可以更換，故選粉機的使用壽命延長。
四
圖1所示是一種外循環上排風折返流分離器針輪轉子選粉機的結構。
圖2所示是一種外循環下排風軸流分離器針輪轉子選粉機的結構。
圖中各編號對應的構件為1-分選驅動，2-進料斗，3-分選針輪，4-分散針輪，5-分選腔，6-滴流裝置，7-進風口，8-粗粉斗，9-細粉斗，10-粗粉收集口，11-細粉收集口，12-助旋錐筒，13-落料斗，14-殼體，15-布料布料導料器，16-助旋錐臺，17-納料構件，18-分離針輪，19-出氣構件，20-分離驅動，21-排氣口，22-細粉排料口，23-喂料口，24-氣動力分離器。
五具體實施例方式
實施例一參見圖1，本實施例是一種外循環上排風折返流分離器針輪轉子選粉機。它包括分散針輪4、分選針輪3、分選驅動1、分選腔5、滴流裝置6、粗粉斗8、粗粉排出管道、粗粉收集口10、細粉斗9、細粉收集口11、喂料口23、進料斗2、進風口7、細粉排料口22、和細粉收料裝置。有支架輔助分選腔5蓋板剛度。喂料自分選驅動1軸承箱外錐形或其它不規則形進料斗2經轉子輪轂上的通道、銜接兩輪轂的管道到達分散針輪4。分散針輪4在下，分選針輪3在上，二者皆連接于同一傳動軸上。分選腔5上為園筒形下為倒錐形，與轉子大致同軸。滴流裝置6為倒錐筒以一定間距經固定構件疊垛而成，大致與轉子同軸。切向進風，進風位置與滴流裝置6段相當。粗粉斗8上接進風構件，斗內大致與轉子同軸懸起錐口向下敞開固定的助旋錐筒12。自多個細粉排料口22依次連接六個細粉收料裝置。細粉落料口收集的細料匯入同一個細粉斗9。
與細粉排料口22連接的六個細粉排料口為一種上排風折返流針輪轉子離心機。該離心機含有一套分離驅動20、一組分離針輪18、一套布料導料器15、和一個助旋錐臺16。切向方式納料，向上折返流式出氣。分離驅動20、出氣構件19位于上部，兩者相貫。排氣口21呈切向方式。
布料導料器15為錐形筒，上部進風段開孔。布料導料器15與針輪同軸安置，與殼體14之間有一定間隙，通過掛角固定在外殼上。落料斗13上連一具有分別與上部腔體連通的槽的法蘭盤。助旋錐臺16與針輪同軸安置固定在法蘭盤上。助旋錐臺16為錐形，錐角朝向出口敞開，錐壁上有孔，底部覆蓋有濾網。
實施例二參見圖2，本實施例是一種外循環下排風軸流分離器針輪轉子選粉機。其與實施例一不同的是細粉收集裝置為下排風軸流式針輪轉子離心機。
該離心機含有一套分離驅動20、一組針輪、一套布料導料器15、和一個氣動力分離器24。切向方式進風。分離驅動20位于離心機上部，出氣構件19位于下部，兩者與落料構件相貫。布料導料器15為上圓形筒下錐形筒的組合，圓筒段開孔。布料導料器15與針輪同軸安置，與外殼體14之間有一定間隙，通過掛角固定在殼體14上。落料斗13上為一具有分別與上部腔體連通的槽的盤。氣動力分離器24與針輪同軸安置固定在落料斗13法蘭盤上。氣動力分離器24為錐形，置于下部錐角朝向出口敞開，錐壁上有孔或槽，局部或全部覆蓋有濾網。排氣口21呈彎頭引出。
權利要求
1.一種外循環針輪轉子選粉機，用于建材、化工、輕工、顏料工業的粉體分散、分選與收料。它包括撒料器、分選轉子、分選驅動[1]、分選腔[5]、滴流裝置[6]、粗粉斗[8]、粗粉排出管道、粗粉收集口[10]、細粉斗[9]、細粉收集口[11]、喂料口[23]、進料斗[2]、進風口[7]、細粉排料口[22]、和至少一個細粉收料裝置。分選驅動[1]連接撒料器和分選轉子。撒料器在下，分選轉子在上，軸呈懸臂式支撐轉子。喂料要么是自分選驅動[1]軸承箱外錐形或其它不規則形進料斗[2]經轉子輪轂上的通道、或銜接兩輪轂的管道到達撒料器；要么是直接用料槽自側壁傾斜插入到達撒料器。分選腔[5]為園筒形或其它組合形，與轉子有一定同軸度。滴流裝置[6]為倒錐筒以一定間距經固定構件疊垛而成，與轉子有一定同軸度。切向進風，進風位置與滴流裝置[6]段相當。粗粉斗[8]上接進風構件，斗內有與轉子以一定同軸度懸起錐口向下敞開固定的助旋錐筒[12]。自各細粉排料口[22]依次連接細粉收料裝置。細粉收料裝置收集的細料可以匯入同一個細粉斗[9]，也可以分別就近匯合，再二次匯合收集。該選粉機的特征在于(1)撒料器、分選轉子中至少一個構件的結構型式為針輪。針輪由U字形針苗呈輻射狀均勻密集排列掛在一園定位環上，掛好針苗的定位環加上隔環，呈單層或相互分多層迭置，經鍵條、壓板、彈性擋圈或其它限位構件組合在輪轂上而成。針苗截面為圓形。分散針輪[4]輪轂直徑小于分選針輪[3]。(2)所說的細粉收料裝置是一種高速針輪轉子離心機，含有分離針輪[18]、分離驅動[20]、殼體[14]、納料構件[17]、出氣構件[19]、布料導料器[15]、排氣口[21]。分離驅動[20]連接一組分離針輪[18]。軸呈懸臂式吊掛轉子。殼體[14]居中，為園柱形、錐形、其它組合形狀其中之一。納料構件[17]呈偏心正交納料型式。布料導料器[15]為錐形筒、錐形筒的組合、錐形筒與圓形筒的組合其中之一，與針輪同軸安置，與殼體[14]之間有一定間隙，通過掛角[14]或其它構件固定在相鄰部件上。布料導料器[15]上部相應進風的段開孔。可以與納料構件[17]上蓋之間留一定間隙。落料斗[13]上接一盤，盤上具有分別與上部腔體連通的孔或槽。其余各部件的連接方式視氣流的流向和殼體[14]軸向的相對關系不同，分為上排風折返流式針輪轉子離心機與下排風軸流式針輪轉子離心機兩種。對于折返流式針輪轉子離心機，出氣構件[19]位于納料構件[17]的上部，分離驅動[20]與出氣構件相貫，排氣口[21]呈切向或正交方式。在落料斗[13]之上中心區域可以與轉子以一定同軸度安置助旋錐臺[16]，頂口開、合均可。對于軸流式針輪轉子離心機，出氣構件[19]與落料構件相貫，排氣口[21]呈彎頭引出，出氣構件[19]之上可以與轉子以一定同軸度安置氣動力分離器[24]。氣動力分離器[24]為錐形，錐角朝向出口或朝向落料方向敞開，錐壁上有孔或槽，可局部或全部覆蓋有濾網。三種轉子中，分選針輪[3]的直徑最大、針苗最粗，轉速小于600r/min。分離針輪[18]直徑較小、針苗較細，針苗的轉速大于1000r/min。分散針輪[4]的直徑較小，針苗可粗可細。
全文摘要
本發明外循環針輪轉子選粉機屬于化工粉體機械領域，涉及旋風式選粉機。現今轉子選粉機的撒料器分散性能不夠好，分選轉子常有跑粗發生，細料回收效率不高，系統阻力偏大。本發明含有分散針輪4、分選針輪3，細料收料裝置含有分離針輪18、導料器15、助旋錐臺16。針輪轉子選粉機利用低速針輪分散喂料、分選細粉，利用高速針輪回收細粉。針輪由U字形針苗呈輻射狀均勻密集排列迭置組成。針苗分布密而均勻，針輪動平衡性能高，使喂料立體化分散、細粉扁平化分選，細粉可高效回收，選粉效率提高，系統總能耗減小。本發明用于建材、化工、輕工、顏料工業的粉體分散、分級和收料。
文檔編號B07B11/00GK1781616SQ20051008927
公開日2006年6月7日 申請日期2003年11月25日 優先權日2003年11月25日
發明者高根樹 申請人:高根樹