专利名称：一种气固混合物料的分离方法与固体物料收集装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及气固混合物料的分离领域，特别涉及一种气固混合物料的分离方法与固体物料收集装置。
背景技术：
目前，两种方法被广泛用于干燥生产中的固体物料收集，分别是沉降法，即利用气流在沉降室内速度骤减，靠被干燥的物料自身重力沉降的方式进行物料的收集，利用沉降法收集物料的装置称为沉降室，该装置的缺点是体积巨大，对粉末性物料的收集效果不好；另外一种典型的固体物料收集方法是旋风分离法，即通过在装置内形成外部自由涡和内部强制涡，靠离心力的作用进行物料的收集，利用旋风分离法进行固体物料收集的装置是旋风分离器，旋风分离器的体积较小，而且能够分离出细小的粉末性物料，但是旋风分离器的压力损失很大，特别是需要分离的物料中存在细小的粉末性物料时，压力损失更大。因此，研究一种占用空间小，分离效果好，压力损失少的气固混合物料分离方法和装备对固体干燥物料的收集具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于大规模的连续生产，且对物料具有普遍的适应性的气固混合物料的分离方法。本发明的另一目的在于提供一种体积较小、压力损失小、分离效果高的气固混合物料的固体物料收集装置。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:—种气固混合物料的固体物料收集装置，该固体物料收集装置包括分离筒体10、气固料入口 30、气体出口 50和关风器出口 40 ;其中:所述分离筒体10上部为由盖板14、筒体15和侧板13围成的半圆柱形筒体，分离筒体10的下部为逐渐收缩的变径筒体12，所述半圆柱形筒体和所述变径筒体12内部相通；所述气固料入口 30布置在侧板13上；所述气体出口 50布置在筒体15上；所述关风器出口40布置在变径筒体12的下方。所述气固料入口 30与气体出口 50平行布置。所述气体出口 50包括出口筒体52，所述出口筒体52伸进筒体15的长度为筒体15 半径的 1/3-2/3。所述筒体15的高度为使气固料入口 30和气体出口 50的中心距大于其半径之和。所述变径筒体12的高度为使变径筒体12侧壁与水平面的最小夹角高于物料的休止角。所述气固料入口 30的中心在侧板13中心线上，为中心布置；或者所述气固料入口30中心不在侧板13中心线上，为偏置布置。一种使用如上述权利要求所述的固体物料收集装置的气固混合物料的分离方法，所述方法包括如下步骤:(1)具有一定流速的气固两相混合物料从气固料入口 30进入分离筒体10 ；(2)在半圆柱形的筒体15内，混合物料流形成旋风，质量较大的固体物料将在离心力和重力的作用下沿筒体15内表面下降至关风器出口 40位置并随着关风器44的转动被排出，进而实现分离；(3)质量较小的固体物料随气流完成旋风，气流在与侧板13撞击后速度将会降低，且会向气体出口 50方向运动；速度较小的气流不足以带动固体物料继续运动，固体物料在撞击侧板13后沿侧板13落下，最终通过关风器44被分离出来；(4)其余细小的粉末物料将随着气流从气体出口 50排出，进入下一级除尘系统。本发明的有益效果在于:本发明的气固混合物料的固体物料收集装置，结构简单、体积小、压降损失小、分离效率高。与传统的沉降室相比体积更小；与传统的旋风分离设备相比压降损失更小。本发明的气固混合物料的分离方法处理量大，相比旋风分离器。降低了压力损失，在分离小尺寸固体物料时，分离效果比沉降室好，能够通过简单的调整实现分离效果和压降的最优化目标。
图1为本发明的气固混合物料的固体物料收集装置的正视图；图2为本发明的气固混合物料的固体物料收集装置的左视图；图3为本发明的气固混合物料的固体物料收集装置的俯视图；图4为本发明的气固混合物料的固体物料收集装置的轴测视图；图5为本发明的气固混合物料的固体物料收集装置中心入口的筒体内气流运动示意图；图6为本发明的气固混合物料的固体物料收集装置偏置入口的筒体内气流运动示意图。附图标记10分离筒体43支撑座11第一法兰44关风器12变径筒体45第二法兰13侧板50气体出口14盖板51第二法兰15筒体52出口筒体30气固料入口R 气固料入口的半径40关风器出口 r 气体出口的半径41电机a 气固料入口与气体出口的垂直中心距42减速机
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。
如图1所示，为本发明的一种气固混合物料的固体物料收集装置的正视图，图2和图3分别为其左视图和俯视图，图4为其轴测视图。该气固混合物料的固体物料收集装置包括分离筒体10、气固料入口 30、气体出口 50、关风器出口 40。其中，所述分离筒体10上部为由盖板14、筒体15和侧板13围成的半圆柱形筒体，分离筒体10的下部为逐渐收缩的变径筒体12，所述半圆柱形筒体和所述变径筒体12内部相通。所述气固料入口 30布置在侧板13上；所述气体出口 50布置在筒体15上；所述关风器出口 40布置在变径筒体12的下方。气体出口 50由第三法兰51和出口筒体52组成，所述出口筒体52与筒体15焊接；变径筒体12下方通过第一法兰11、第二法兰45用螺栓与关风器44连接，减速机42的输出轴端通过联轴器与关风器44连接，关风器44和减速机42之间设置有支承座43，减速机42的远离输出轴的一端设置有关风器出口 40,外部配置有电机41。其中，所述出口筒体52布置在筒体15上，并在筒体15的高度方向尽量远离气固料入口 30 ;出口筒体52伸进筒体15的长度为筒体15半径的1/3-2/3，深入长度越大，分离出的固体物料颗粒尺寸相对越小，即分离效果变好，但压力损失随之增大。所述气固料入口 30布置在侧板13上并与气体出口 50存在一定距离，如图1，R为气固料入口 30的半径，r为气体出口 50的半径，a为气固料入口 30与气体出口 50在垂直方向上的中心距，要求a ^ R+r,以避免从气固料入口 30进入分离筒体10的气固混合物料流未经过旋转直接从气体出口 50排出，导致分离效率的降低。气固料入口 30中心可偏置布置，即图1中气固料入口 30中心与气体出口 50中心不在同一条母线上，偏置距离的增加将导致分离设备的压降增加、分离效率提高。所述筒体15具有足够的高度，使气固料入口 30和气体出口 50的中心距大于其半径之和，以保证从气固料入口 30进入分离筒体10的混合物料流不会从气体出口 50直接排出。变径筒体12具有足够的高度，使变径筒体12侧壁与水平面的最小夹角高于物料的休止角，保证物料沿筒内壁 进入关风器出口 40进而顺利排出。所述气固料入口 30与气体出口 50平行布置。工作过程考虑到物料的复杂性，将气固两相混合物料中的固体物料分为以下几种:质量较大的固体物料、质量较小的固体物料和粉末物料。使用本发明的气固混合物料的固体物料收集装置的分离方法在于:1.具有一定流速的气固两相混合物料从气固料入口 30进入分离筒体10。2.在半圆形的筒体15内，混合物料流形成旋风，质量较大的固体物料将在离心力和重力的作用下沿筒体内表面下降至关风器出口 40位置并随着关风器44的转动被排出，进而实现分离。3.质量较小的固体物料随气流完成旋风并在与侧板13碰撞，气流在与侧板13撞击后速度将会降低，且会向气体出口 50方向运动；由于气体出口 50深入筒体15内一段长度，导致气流将会向背离侧板13方向运动，且此时的截面积是最大的，因此此时气流的速度最小，方向是背离侧板13向上；速度较小的气流不足以支撑固体物料悬浮在其中，因此固体物料在撞击侧板13后将会沿侧板13落下，最终通过关风器44被分离出来。具体表现为:气流在撞击侧板13后速度将降低，不足以带动固体物料继续运动，固体物料会在撞击侧板13后下沉，最终形成侧板13附近的高浓度固体物料区。4.其余细小的粉末物料将随着气流从气体出口 50排出，进入下一级除尘系统。其原理在于:根据流体性质，筒体内气流在近壁处的速度远低于在筒体中心的速度。因此可以近似认为接触到器壁的固体物料由于速度降低将被分离出来。所述气固混合物料进入分离筒体的形式分为中心进入和偏置进入两种，如图5所示为中心入口的筒体内气流运动示意图，所述气固料入口 30中心布置在侧板13中心线上，为中心布置；图6为偏置入口的筒体内气流运动示意图，所述气固料入口 30中心不在侧板13中心线上，为偏置布置。所述气固混合物料在分离筒体内的运动根据气固料入口 30布置的形式不同呈现出不同的效果。当气固混合物料进入分离筒体的形式是中心进入方式时，气固混合物料中大部分轻质物料和部分气体将直接从气体出口被排出，质量稍大的物料将会与其余气体在半圆形的分离筒体内形成方向相反的两个螺旋向上的1/4个旋风(如图5所示)，气流在与侧板撞击后迅速上升，大质量物料受到自身重力及惯性力和摩擦力的作用将与气流分开并沿侧板落下。当气固混合物料进入分离筒体的形式是偏置进入时(如图6所示)，气固混合物料将在分离筒体内形成半个螺旋向上的旋风，此时固体物料由于受到离心力的作用会向着筒体边缘运动，与筒体内壁接触到的固体物料会沿筒体内壁下沉；当掺杂质量稍小的固体物料的气流与侧板撞击后，气流沿侧板向上运动，固体物料受到自身重力及惯性力和摩擦力的作用下与气流分开并沿侧板落下。分离后的固体物料通过关风器44从分离筒体10下部排出，气流从分离筒体10与入口平行的方向排出。
权利要求
1.一种气固混合物料的固体物料收集装置，其特征在于:该固体物料收集装置包括分离筒体(10)、气固料入口 (30)、气体出口 (50)和关风器出口 (40);其中: 所述分离筒体(10)上部为由盖板(14)、筒体(15)和侧板(13)围成的半圆柱形筒体，分离筒体(10)的下部为逐渐收缩的变径筒体(12)，所述半圆柱形筒体和所述变径筒体(12)内部相通；所述气固料入口(30)布置在侧板(13)上；所述气体出口(50)布置在筒体(15)上；所述关风器出口(40)布置在变径筒体(12)的下方。
2.如权利要求1所述的气固混合物料的固体物料收集装置，其特征在于:所述气固料入口(30)与气体出口(50)平行布置。
3.如权利要求1或2所述的气固混合物料的固体物料收集装置，其特征在于:所述气体出口(50)包括出口筒体(52)，所述出口筒体(52)伸进筒体(15)的长度为筒体(15)半径的 I/3-2/3。
4.如权利要求1或2所述的气固混合物料的固体物料收集装置，其特征在于:所述筒体(15)的高度为使气固料入口(30)和气体出口(50)的中心距大于其半径之和。
5.如权利要求1或2所述的气固混合物料的固体物料收集装置，其特征在于:所述变径筒体(12)的高度为使变径筒体(12)侧壁与水平面的最小夹角高于物料的休止角。
6.如权利要求1或2所述的气固混合物料的固体物料收集装置，其特征在于:所述气固料入口(30)的中心在侧板(13)中心线上，为中心布置；或者所述气固料入口(30)中心不在侧板(13)中心线上，为偏置布置。
7.一种使用如上述权利要求所述的固体物料收集装置的气固混合物料的分离方法，其特征在于: 所述方法包括如下步骤:(1)具有一定流速的气固两相混合物料从气固料入口(30)进入分离筒体(10)； (2)在半圆柱形的筒体(15)内，混合物料流形成旋风，质量较大的固体物料将在离心力和重力的作用下沿筒体(15)内表面下降至关风器出口(40)位置并随着关风器(44)的转动被排出，进而实现分离； (3)质量较小的固体物料随气流完成旋风，气流在与侧板(13)撞击后速度将会降低，且会向气体出口(50)方向运动；速度较小的气流不足以带动固体物料继续运动，固体物料在撞击侧板(13)后沿侧板(13)落下，最终通过关风器(44)被分离出来；(4)其余细小的粉末物料将随着气流从气体出口(50)排出，进入下一级除尘系统。
全文摘要
本发明涉及气固混合物料的分离领域，特别涉及一种气固混合物料的分离方法与固体物料收集装置。本发明的目的在于提供一种适用于大规模的连续生产，且对物料具有普遍的适应性的气固混合物料的分离方法和一种体积较小、压力损失小、分离效率高的气固混合物料的固体物料收集装置。该固体物料收集装置包括分离筒体(10)、气固料入口(30)、气体出口(50)和关风器出口(40)。本发明的气固混合物料的分离方法处理量大，降低了压力损失，在分离小尺寸固体物料时，分离效果比沉降室好。本发明的气固混合物料的固体物料收集装置，结构简单、体积小、压降损失小、分离效率高。
文档编号B01D45/16GK103203134SQ201210007878
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者王光辉, 付作立, 王德成, 高扬, 袁洪方, 马晓刚, 蔡桑妮, 孙婕 申请人:中国农业大学