本发明涉及一种轻物质分离装置，特别涉及一种有效分离建筑垃圾粉尘的分离装置，更特别涉及建筑垃圾废弃物中的轻物质分离装置。
背景技术：
建筑垃圾主要指建设、施工单位或个人对各类构筑物、建筑物等进行建设、修缮、拆除及进行房屋装饰过程中产生的泥土、废渣、砂浆等各类废弃物。不同类型的建筑结构产生的建筑垃圾的基本组成一致，主要成分包括泥土、散落的砂浆、废渣，沥青混凝土碎块、打桩截断剩下的钢筋混凝土桩头，水泥混凝土、剔凿产生的砖石，各种废金属、木材、各类建材产品的包装材料，墙体保温板，装修过程产生的废料和其它废弃物。
在各类构筑物、建筑物拆迁形成的建筑垃圾中，不仅含有砖渣、水泥混凝土等较重的垃圾，还含有木片、衣服、塑料等较轻的垃圾，成分较为复杂。目前，建筑垃圾多是通过反击移动站破碎，再经筛分站进行分选，得到再生利用的骨料，这些骨料可以用于与制作空心砖或者直接用来道路铺筑。
在建筑垃圾破碎过程中，骨料里面夹杂有破碎的织物、木块、塑料等轻物质，如果混杂在骨料中的轻物质会极大的影响骨料的质量。目前，多是在原料破碎后，在筛分站的上料过程中，人工进行拣选。然而，这种人工拣选的方式，劳动强度大，拣选效率低，耗时耗力，劳动成本较高。现有技术中也有采用特别制作的风选箱进行轻、重物质分选分离的，但这种风选箱的整体结构通常较为复杂，体积也较大，且通常必须放置在地面上，对使用场所要求较高。
CN204412616U公开了一种建筑垃圾轻物质分拣分选装置，包括物料输送机，物料输送机包括输送架和输送带，物料输送机具有在输送带输送到位时供物料下落的落料端，其特征在于：所述的输送架的与所述落料端相对应的端部固设有安装架，安装架上设有用于收集物料中的轻物质的收集斗和用于将从所述落料端下落的物料中的轻物质吹入收集斗中的风机，收集斗上设有进料口，风机上设有与所述收集斗的进料口相对应的出风口，风机的出风口和收集斗的进料口之间设有位于所述物料输送机的落料端下方以供从所述落料端下落的物料通过的落料间隙。
CN204710713U公开了一种建筑垃圾轻物质分离系统，包括进料管，所述进料管底部有一出料口，所述进料管后下端连接吹风装置，所述进料管前端连接出风管，所述出风管终端与分离仓连接，所述分离舱下部设有两个出料口，其特征在于所述分离舱内部设置有可旋转的圆柱形筛。
CN103567218A公开了一种配有喷淋功能的双弧筛分式轻物质分离器，该分离器包括有盒基体，盒基体上方配有盒罩体；盒基体中间内腔纵向平行布置有二根搅拌轴；盒基体内壁配有双弧底筛板，盒罩体内壁配有双弧顶筛板，且双弧顶筛板与双弧底筛板上下配对；双弧底筛板中间及右侧部位上制有滤料孔；盒罩体右端顶部配有进料口，盒罩体顶部位于进料口的左侧配有能与外部水源连接的清洗水接入件；双轴多刀片模式，具有较好的破碎和剪切效果，利于提高厨余垃圾中有机物的回收利用率，具备有机物提取和较大块重物质去除的双重功能。
CN103586257A公开了一种建筑垃圾处理系统，包括：破碎设备；筛分设备，设置在破碎设备上方，并具有向下设置的物料滑道；物料提升设备，将破碎设备的出料提升到筛分设备。
CN104759413A公开了一种建筑垃圾筛分设备，包括分选室、抛洒装置、风力装置，其特征在于：还包括设置于风选室内的中重物分选装置，所述分选室内具有第一分离区和第二分离区；所述抛洒装置向第一分离区输送物料；所述风力装置利用风力将第一分离区内抛洒出的物料扬起；所述中重物分选装置包括双层分选筒、负压机构、风机和筒体驱动机构，所述双层分选筒具有内层滚筒和外层滚筒，该内层滚筒上开有风口、且内层滚筒固定设置，该外层滚筒为筛网筒体、且外层滚筒与内层滚筒同轴设置并可绕轴向旋转，该风机藉由负压机构与内层滚筒连接在第一分离区内形成将中重物质吸附于外层滚筒上的负压，该筒体驱动机构与外层滚筒连接带动外层滚筒转动。
然而，在包括上述专利文献的现有技术中，不仅分离的轻物质中粉尘物质含量较高，使轻物质的再利用价值受到严重限制，而且在风机的强风情况下，导致操作环境粉尘飞扬、污染严重、环境恶劣。本领域需要一种除尘效果好的固体废弃物轻物质分离装置，该装置能够有效地将轻物质中夹带的建筑垃圾粉尘分离出。
技术实现要素：
为克服现有技术中存在的上述技术问题，本发明人经过深入研究和大量试验，提供了以下技术方案。
在本发明的一方面，提供了一种有效分离建筑垃圾粉尘的分离装置，该装置包括物料输送机，物料输送机包括输送架和输送带，物料输送机具有在输送带输送到位时供物料下落的落料端，所述输送架的与所述落料端相对应的端部固设有安装架，安装架上设有用于收集物料中的轻物质的收集斗和用于将从所述落料端下落的物料中的轻物质吹入收集斗中的风机，收集斗上设有进料口，风机上设有与所述收集斗的进料口相对应的出风口，风机的出风口和收集斗的进料口之间设有位于所述物料输送机的落料端下方以供从所述落料端下落的物料通过的落料间隙；在所述落料端和进料口上边缘之间的外侧，设施有一个或多个喷雾加湿装置，对下落过程中的物料进行加湿；所述进料口的端面呈斜向下的倾斜斜面，该斜面与收集斗的轴向夹角θ为45°-60°；所述风机可操作性地安装在安装架上；所述的收集斗包括两端开口的输送管道，所述输送管道的朝向风机的一端设有所述的进料口、背离风机的一端可拆连接有储料网兜；所述输送管道中沿轴向设置有螺旋搅龙，所述螺旋搅龙具有圆柱段和锥形段，该锥形段靠近收集斗的进料口。
本发明人发现，如果单独依靠风机的送风力量，随着与风机距离的增加，送风力量减弱较快，使固体废弃物（特别是建筑垃圾废弃物）中的轻物质所通常包括的塑料袋、泡沫、木屑、塑料片、布条等不能够有效进入储料网兜，因此本发明人在输送管道中沿轴向设置有螺旋搅龙，其可以将所述轻物质输送到储料网兜。令人惊奇地发现，由于螺旋搅龙的搅拌作用，使得建筑垃圾粉尘物质例如混凝土粉末与上述轻物质可易于分离，避免所述粉末物质粘附在轻物质上，从而有利于所述粉末物质从储料网兜的网眼漏出，实现与所述轻物质的分离，分析其原因，是二者密度存在明显差异。特别是在喷雾加湿的情况下，所述螺旋搅龙的使用就显得特别有意义，因为当粉尘物质在加湿时，其粘附作用显著增强。
所述螺旋搅龙具有圆柱段和锥形段，该锥形段靠近收集斗的进料口。螺旋搅龙长度为L，锥形段的长度为L’，半锥度为α。锥形段长度L’为螺旋搅龙长度L的1/5-1/10，在该范围内时，能够良好地兼顾输送功能和搅动功能。半锥度为α为15-20°。如果半锥度α小于15°，则该螺旋搅龙容易挡住轻物质的吹入，如果半锥度α大于20°，则增大了螺旋搅龙的应力强度值，并且离心作用过强，容易使轻物质如布条等缠结在搅龙上。在现有技术中，一般使用的搅龙则不具有锥形段，本发明针对建筑垃圾轻物质的特定，设计了上述锥形段，起到了特别良好的分离效果。
所述螺旋搅龙的端部优选不与输送管道的进料口齐平，而是缩入输送管道中；最优选地，缩进深度为输送管道长度的1/5-1/3。在该缩进深度时，可以在输送轻物质的同时，不影响轻物质的吹入。
本发明人经过深入研究发现，在现有技术中（例如在CN204412616U中），在风机送风的吹动下，粉尘弥散严重，并且有相当量的粉尘进入到轻物质中。固体废弃物（特别是建筑垃圾废弃物）中的轻物质通常包括塑料袋、泡沫、木屑、塑料片、布条等，这些物质中的一些可以作为废品加以利用，具有一定的价值，如果其中含有粉尘例如废混凝土、废砖石的粉状物，则难以作为废品进行再利用。另外，风机的吹送容易导致粉尘弥散，致使操作环境恶劣。在现有技术中，例如煤的分选中，常采用喷水加湿来抑制煤粉尘的飞扬。然而，在例如煤的分选或输送中，由于操作对象单一例如均为单一的煤，所以喷水加湿通常在传送带上进行，另外对喷水的位置和喷水的方式要求不高。本发明人发现，在建筑垃圾固体废弃物的轻物质分离中，如果在输送带上进行喷水加湿处理，则粉尘会附着在轻物质例如塑料袋、泡沫、木屑上，这一方面会导致轻物质加重，从而导致无法分离出，另外，即使一部分轻物质得到分离，其上附着的粉尘也会限制轻物质的再利用。本发明人发现，在物料输送机的落料端和所述落料间隙之间设定的落料高度处进行适度加湿，可以有效解决该问题。通过在该位置进行加湿，粉尘物质会大部分附着在更易附着的固体废弃物重物质大颗粒上，并且部分粉尘也可以在加湿条件下可以附聚形成重物质，从而顺利地与轻物质分离。这样的加湿方式在固体废弃物轻物质分离中鲜见报导。
本发明人发现，喷雾加湿的水量优选在一定范围内。本发明人认真研究发现，对于建筑垃圾废弃物中轻物质的分离，喷水量优选为：在单位时间内，(喷出的水的重量)/(落下的落料的重量)=0.01-0.05，优选0.03。当喷水量在该范围时，可以使分离过程中的除尘效果最佳。
另外，为了达到最佳的喷雾效果，对喷雾的雾滴大小有一定要求。特别优选地，雾滴直径为0.03～0.08mm，优选0.05mm。研究发现，当雾滴为所述直径时，其对落料中粉尘的雾化润湿效果最好，使其能够附着在重物质大颗粒上或者附聚成大颗粒，同时还避免了轻物质被过度润湿。
所述喷雾装置的数量可以为1-10个，优选3-8个。
优选地，所述喷雾所用的水中优选加入1.0-5.0重量%的吡咯烷酮，以增加雾滴的粘附性。
优选地，每个雾化加湿装置的喷头前方有至少一个静电发生装置（未示出）和至少一个静电除尘装置（未示出），所述静电发生装置例如为高压静电环，所述静电发生装置与喷头之间的距离可以为15-20mm，电压可以为20-50kV。所述静电除尘装置设置在静电发生装置的相对侧，即，静电发生装置与静电除尘装置被落料间隔开，静电发生装置设置在喷头和落料之间。该静电发生装置的使用可以实现极细微的灰尘例如粒径小于0.1μm的粉尘的去除。
本发明人经过进一步深入研究发现，在风机送出的风的吹动下，下落的物料呈抛物线方式下落。在现有技术中（例如在CN204412616U中），进料口的端面与收集斗的轴向垂直，使得风向与端面垂直，这样会导致重物质例如混凝土粉末也被吹入到收集斗中，从而导致分选效果差。本发明人发现，通过所述进料口的端面呈斜向下的倾斜斜面（即，不设置成常规的齐平形式，而是斜向左下方倾斜），并且该斜面与收集斗的轴向夹角θ限定为特定的45°-60°，优选为约50°，恰好可以实现端面与抛物线的吻合，即使在较大风速情况下，也可以避免了重物质被误吹入到收集斗中。这种设置方式在尚未见报导，现有技术也未给出相应的技术启示或教导。
本发明人经过进一步研究发现，现有技术中风机通常是固定在安装架上（例如CN204412616U中采用的是固设方式，即不可移动），使得其出风口与收集斗的距离也通常固定不变。然而，对于不同建筑垃圾种类，重物质与轻物质的类型和比例不同，这样的风机安装方式难以满足多种类型的建筑垃圾的分选需要。在本发明中，通过使所述风机可操作性地安装在安装架上，优选可以沿着安装架的轴向移动，使得可以根据不同建筑垃圾分选的需要，自由调节其与收集斗之间的距离。而在现有技术中，往往是通过更换风机来实现多种类型的建筑垃圾的分选需要，这种方式耗费了大量人力、物力、财力，并且还往往需要中断运行进程来更换风机。相比而言，本发明完全无需更换风机。
在本发明中，所述风机在安装架上的移动可以通过电脑来控制，例如当物料输送机输送的垃圾量比较大时，可以使风机与收集斗的距离变小，当物料输送机输送的垃圾量比较小时，可以使风机与收集斗的距离变大，与物料输送机形成联动。
优选地，所述收集斗呈筒状，其横截面为圆形、椭圆形、方形或矩形。
优选地，所述收集斗的轴向与所述安装架的轴向平行。
在一个优选实施方式中，所述物料输送机沿着输送带的送料方向倾斜向上延伸，所述安装架沿所述输送带的送料方向倾斜向上延伸，所述风机沿所述输送带的送料方向位于所述收集斗的斜上方。
在一个优选实施方式中，所述风机具有安装部，安装部与所述安装架可滑动连接以使得风机固设在所述安装架上，安装部位于所述风机的出风口的斜上方以使得风机的出风口和安装架之间留有设定的安装间隙。该设定的安装间隙可以根据垃圾类型进行调节。
在本发明中，所述收集斗的下部优选设有多个细孔52。所述细孔52允许误吹入的重物质从中漏出。本发明人发现，在建筑垃圾粉碎时，重物质和轻物质的颗粒尺寸往往是不同的，例如粉碎的混凝土往往呈较细的粉末状，而轻物质例如织物片或木屑往往具有较大的颗粒尺寸。本发明人经过研究，认真分析了建筑垃圾粉碎料中轻物质和重物质的特点与差异，选择收集斗下部所设的多个细孔的直径优选为5.0mm-10.0mm，优选6.0mm，发现这样的孔径具有最佳的轻重物质筛分效果。就本发明而言，由于搅龙的旋转搅拌抖动作用，抖落的密度较大的建筑垃圾粉尘容易从所述侧向设置的细孔漏出，进一步增加了粉尘物质的分离效果。
优选地，所述收集斗可以震动，从而进一步增强筛分效果。
所述的物料输送机的落料端和所述落料间隙之间优选具有设定的落料高度。
所述收集斗的进料口可以为扩口结构。
优选地，所述的收集斗包括两端开口的输送管道，所述输送管道的朝向风机的一端设有所述的进料口、背离风机的一端可拆连接有储料网兜。
在一个特别优选的实施方案中，所述储料网兜由多个纺粘非织造材料层叠置而成。
更优选地，所述多个纺粘非织造材料层中包括一个由抗磨蚀材料制成的层。所述纺粘材料优选为聚苯硫醚和PTFE以1:2-2:1重量比掺混的材料。该材料与单独的聚苯硫醚相比具有强度的完整保持性和内在的耐化学性，可以在本发明的恶劣环境中保持良好的过滤性能，并达到理想的使用寿命。因为建筑垃圾分选环境的恶劣性，本发明储料网兜的这种性能就显得尤为重要。
所述聚苯硫醚和PTFE的掺混物优选用纳米SiO2、纳米碳粉进行填充。当用2-5重量%的纳米SiO2进行填充时，复合材料的拉伸强度、拉伸弹性模量和拉伸断裂强度可平均提高5-20%。所述纳米SiO2优选为钛酸酯（例如钛酸丁酯）处理的纳米SiO2，这样可进一步提高纺粘材料层和储料网兜的力学性能。
在本发明中，通过安装架将风机和收集斗固设在输送架的与物料输送机的落料端相对应的端部，并在风机的出风口和收集斗的进料口之间留有落料间隙，落料间隙位于物料输送机的落料段的下方，使用时，输送带输送的物料从物料输送机的落料端落下，物料在经过落料间隙时，风机的出风口吹出的风将物料中混杂的轻物质吹入收集斗中，完成对轻物质的收集，较重的物质则通过落料间隙进入正常的物料收集工序中，从而完成轻、中物质的风选分离。
本发明所提供的分离装置与现有技术的分离装置相比，分离精度更高、对不同类型建筑垃圾的适应性更强，同时分选效率也更高。
所述储料网兜可拆地安装，在储料网兜收集满后，可以将其拆除，可以直接更换新的储料网兜或者是在将旧的储料网兜清理后再重新利用。本发明的储料网兜强度高、耐环境性强，因此更换周期比较长，既节约了费用，又避免了运行过程的中断。
所述喷雾加湿装置的使用，使轻物质分离精度高，并且避免了粉尘飞扬。
在本发明中，螺旋搅龙优选由高锰钢制成，该高锰钢中的碳含量为1.35重量%，硅含量为0.91重量%，锰含量为12. 0%，铬含量为0.5重量%，且不含钼。这样的高锰钢韧性好，具有非常高的冷硬化强度，从而具有非常好的耐磨性，特别适合本发明，这是由于建筑垃圾粉尘物质的磨蚀性很强；此外，由于含有铬，使得该合金耐冲蚀性得到增强。
附图说明
图1是根据本发明的固体废弃物中的轻物质分离装置的一个实施例的结构示意图。
图2是根据本发明的螺旋搅龙的结构示意图，其中L为螺旋搅龙长度，α为半锥度。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种建筑垃圾固体废弃物中的轻物质分离装置的实施例，所述建筑垃圾来自首都新机场建设的建筑垃圾拆项目，该实施例中的风选分离装置包括物料输送机，物料输送机包括输送架2和输送带1，物料输送机具有在输送带1输送到位时供物料下落的落料端11，此处的物料输送机沿着输送带的送料方向倾斜向上延伸，落料端11位于输送架的上端部位置处，输送架2的与所述落料端11相对应的上端部处固设有安装架3，安装架3上设有用于收集物料中的轻物质的收集斗5和用于将从所述落料端11下落的物料中的轻物质吹入收集斗中的风机4，收集斗5上设有进料口51，风机4上设有与所述收集斗5的进料口51相对应的出风口41，风机4的出风口41和收集斗5的进料口51之间留有位于所述物料输送机的落料端11下方供从所述落料端下落的物料通过的落料间隙7，安装架3沿所述输送带1的送料方向倾斜向上延伸，所述收集斗5和风机4沿所述输送带1的送料方向倾斜向上布置，所述风机4位于所述收集斗5的斜上方，所述进料口的端面呈斜向下的倾斜斜面，该斜面与收集斗的轴向夹角θ为45°。风机4具有安装部42，安装部42与所述安装架3固连以使得风机4固设在所述安装架3上，安装部42位于所述风机4的出风口41的斜上方以使得风机4的出风口41和安装架3之间留有设定的安装间隙。收集斗5包括两端开口的输送管道，所述输送管道的朝向风机4的一端设有所述的进料口51、背离风机4的一端可拆连接有储料网兜6，收集斗5的进料口为便于进料的扩口结构。物料从物料输送机的物料下落时，为保证风选分离的效果，可在物料输送机的落料端11和所述落料间隙7之间留有设定的落料高度8，以使得物料在进入落料间隙前充分散开，在所述落料端和进料口上边缘之间的外侧，设施有一个喷雾加湿装置9，对下落过程中的物料进行加湿，(喷出的水的重量)/(落下的落料的重量)=0.015，雾滴直径为约0.05mm。本实施例中所提供的固体废弃物中的轻物质分离装置在使用时，物料由物料输送机输送，物料在落料端11脱离输送带1下落，物料经过落料高度8后充分散开，并进入落料间隙7中，由风机4的出风口11吹出的风将物料中的轻物质送入收集斗5的进料口51中，最终进入储料网兜6中，而较重的物质则继续下落，进入常用的骨料收集和输送工序中，实现对轻物质的风选分离；所述输送管道中沿轴向设置有螺旋搅龙，所述螺旋搅龙具有圆柱段和锥形段，该锥形段靠近收集斗的进料口，锥形段的长度为螺旋搅龙长度的1/5，半锥度为α为16°，所述螺旋搅龙的端部缩入输送管道中，缩进深度为输送管道长度的1/3。安装架沿输送带的送料方向倾斜向上延伸。
通过检查收集斗中重物质的含量来评价分离效果。在该实施例中，收集的轻物质中建筑物混凝土等粉尘含量为2.2重量%。
对比例1
对比例1与实施例的区别仅在于未设置螺旋搅龙。
通过检查收集斗中重物质的含量来评价分离效果。在该对比例中，收集的轻物质中建筑物混凝土等粉尘含量为5.1重量%。
由上述实施例和对比例的结果清楚地可以看出，根据本发明的建筑垃圾轻物质分离装置具有明显更好的分选效果。这样的效果是事先所未曾预料到的。
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