砂石粉分离设备及采用该分离设备进行砂石粉分离的方法与流程

本发明涉及机制砂生产领域，具体说是砂石粉分离设备及采用该分离设备进行砂石粉分离的方法。

背景技术：

干法制砂具有级配好、生产成本低、不受水源和环境的限制、更加利于环保的优点，目前利用矿石生产机制砂大多采用干法制砂，在机制砂生产过程中，需要对矿石进行破碎、石粉分离、筛分、超粒径再破碎等一系列的操作。在矿石破碎成砂的过程中，会产生大约10～20％的石粉，石粉与碎石、砂混合在一起，一方面，混合料在运输过程中易产生扬尘，造成环境的污染，另一方面，如果石粉进入振动筛进行筛分，会导致处理量和筛分效率降低。因此，发明一种分离效果好、效率高、能耗低、自动化程度高的机制砂石粉分离装置来解决上述问题很有必要。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种砂石粉分离效率高、效果好、对不同石粉含量的混合料能精确调节运行参数使成品砂中石粉含量稳定可控、适应性强，其除粉方式为静态除粉，打散过程不需要运动部件对混合料进行强制打散，无需消耗能量、能耗低、自动化程度高的砂石粉分离设备。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种砂石粉分离设备，包括壳体，壳体内设有依次连通的进风区、打散区、除粉区、导流区、出风区，进风区顶部设有进料口，底部设有出料口，进风区进风位置设为进风口、出风区出风位置设为出风口，所述打散区内设有梯级打散装置和用于调节所述梯级打散装置角度的打散调节装置，所述除粉区内设有风叶装置和用于调节风叶装置角度的风叶调节装置，所述导流区内设有数个导流板，所述进料口的砂石粉混合料经梯级打散装置进行打散，打散后的砂石从出料口流出，打散后的石粉在进风口处风的携带下依次经风叶装置和导流板，最后从出风口流出；还包括用于控制所述分离设备的控制系统，所述控制系统包括控制器、设于出料口的出料口粉尘浓度传感器、设于出风口的出风口粉尘浓度传感器、设于所述梯级打散装置上的打散单元角度传感器、设于所述风叶装置上的风叶角度传感器；所述出料口粉尘浓度传感器、出风口粉尘浓度传感器分别将检测到的出料口粉尘浓度信号、出风口粉尘浓度信号传输给控制器，所述控制器根据该信号通过控制打散调节装置和风叶调节装置从而实现对梯级打散装置和风叶装置的角度调节；同时，打散单元角度传感器、风叶角度传感器将角度信号实时反馈给控制器，形成闭环控制。

作为优选，所述控制器包括输入模块、控制模块、存储输出模块、显示模块、报警模块、复位保护模块，

所述输入模块用于输入预设系统时间、梯级打散装置和风叶装置每次旋转的单位角度、梯级打散装置和风叶装置旋转角度的范围、出料口粉尘浓度传感器和出风口粉尘浓度传感器监测的持续时间及间隔时间、出料口粉尘浓度控制阀值、出风口粉尘浓度控制阀值，

所述控制模块用于控制梯级打散装置和风叶装置的旋转动作，

存储输出模块用于存储各监测时刻点的粉尘浓度、梯级打散装置和风叶装置的旋转角度，

显示模块用于显示系统时间、出料口粉尘浓度、出风口粉尘浓度、梯级打散装置和风叶装置每次旋转的角度、梯级打散装置和风叶装置的实时角度，

报警模块用于出现异常时发出警报，

复位保护模块用于实现复位保护功能。

作为优选，所述梯级打散装置包括数个打散单元，每一所述打散单元包括一支撑板和通过弹簧装置与所述支撑板连接的接料板，还包括设于所述支撑板两端并通过打散安装孔安装在壳体且可与该壳体做相对转动的打散旋转轴，支撑板一端的打散旋转轴与打散单元角度传感器相连，所述支撑板另一端的打散旋转轴通过打散控制杆连接至打散调节装置。

作为优选，所述弹簧装置包括设于接料板下部的导向杆，支撑板设有与所述导向杆相对应的导向孔，还包括一套设于所述导向杆上的弹簧，所述导向杆穿过所述导向孔，通过支撑板底端的锁紧套锁紧所述导向杆，所述弹簧底端抵紧在支撑板顶端，所述接料板底端抵紧在所述弹簧顶端。

作为优选，所述打散调节装置包括打散联动控制杆和打散执行机构，所述打散联动控制杆与每一打散单元的所述打散控制杆相铰接，打散执行机构一端与打散联动控制杆相铰接，另一端与所述壳体相铰接。

作为优选，所述风叶装置包括数个风叶单元，每一所述风叶单元包括叶片和设于叶片两端并通过风叶安装孔安装在壳体且可与该壳体做相对转动的的风叶旋转轴，叶片一端的风叶旋转轴与风叶角度传感器相连，所述叶片另一端的风叶旋转轴通过风叶控制杆连接至风叶调节装置。

作为优选，所述风叶调节装置包括风叶联动控制杆和风叶执行机构，所述风叶联动控制杆与每一风叶单元的所述风叶控制杆相铰接，风叶执行机构一端与风叶联动控制杆相铰接，另一端与所述壳体相铰接。

作为优选，所述梯级打散装置和风叶装置每次旋转的单位角度为1°～8°，优选5°；所述进风口为多个，且设为狭缝进风口。

本发明还提供一种采用所述分离装置进行砂石粉分离的方法，包括以下步骤：

步骤1、初始化：启动控制器，系统默认选择前次保持的设置，如需改变可利用输入模块对系统进行设置，可设置系统时间、梯级打散装置和风叶装置每次旋转的单位角度、梯级打散装置和风叶装置旋转角度的范围、出料口粉尘浓度传感器和出风口粉尘浓度传感器监测的持续时间及间隔时间；

步骤2、根据系统设置持续时间及间隔时间，出料口粉尘浓度传感器、出风口粉尘浓度传感器分别检测出料口粉尘浓度、出风口粉尘浓度，并输出信号，控制器接收出料口粉尘浓度传感器、出风口粉尘浓度传感器的信号，根据控制规则输出控制信号，通过控制打散调节装置和风叶调节装置从而实现对梯级打散装置和风叶装置的角度调节，其控制规则具体为：

a:当出料口粉尘浓度传感器检测到出料口粉尘浓度低于出料口粉尘浓度控制阀值、出风口粉尘浓度传感器检测到出风口粉尘浓度高于出料口粉尘浓度控制阀值时，此时表明所述分离装置处于正常工作状态，无需对系统控制参数进行调节，打散调节装置和风叶调节装置保持不动；

b:当出料口粉尘浓度传感器检测到出料口粉尘浓度低于出料口粉尘浓度控制阀值、出风口粉尘浓度传感器检测到出风口粉尘浓度低于出料口粉尘浓度控制阀值时，表明石粉除粉率正常、砂石粉混合料中总的石粉量过低，砂石粉分离装置处理能力未充分发挥，此时控制器发出控制信号给打散调节装置，使打散调节装置顺时针旋转一单位角度，增大梯级打散装置向下的倾斜度，加大物料的运动速度，降低反弹次数和运动时间，提高处理量，风叶调节装置保持不动；

c:当出料口粉尘浓度传感器检测到出料口粉尘浓度高于出料口粉尘浓度控制阀值、出风口粉尘浓度传感器检测到出风口粉尘浓度高于出料口粉尘浓度控制阀值时，表明石粉除粉率不足、砂石粉混合料中总的石粉量过高，砂石粉分离装置处理能力不足，此时控制器发出控制信号给打散调节装置，使打散调节装置逆时针旋转一单位角度，减小梯级打散装置向下的倾斜度，降低物料的运动速度，增加反弹次数和运动时间，降低处理量，风叶调节装置保持不动；

d:当出料口粉尘浓度传感器检测到出料口粉尘浓度高于出料口粉尘浓度控制阀值、出风口粉尘浓度传感器检测到出风口粉尘浓度低于出料口粉尘浓度控制阀值时，表明石粉除粉率不足、石粉未及时吸走，此时控制器发出控制信号给风叶调节装置，使风叶调节装置逆时针旋转一单位角度，使风叶装置逆时针旋转，降低过流面积，提高除粉区风速，提高除粉能力，梯级打散装置保持不动。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明设置的梯级打散装置，采用了弹簧装置，可实现料流下落过中的多次回弹和碰撞，使石粉从砂石混合料中充分分离；

2、所述发明采用狭缝进风且只布置在各打散单元之间的间隙位置，使进风面积减小，风量集中，在风量一定的前提下，可提高打散区的风速，从而提高风吹散和带走石粉的能力；

3、所述发明设置的控制系统根据出料口粉尘浓度和出风口粉尘浓度对梯级打散装置和风叶装置的角度进行调节，调节物料回弹次数和通过时间、除粉风速，使料速、风速等参数达到最佳匹配，砂石粉分离效率高、效果好、对不同石粉含量的混合料能精确调节运行参数使成品砂中石粉含量稳定可控、适应性强；

4、所述发明的除粉方式为静态除粉，打散过程不需要运动部件对混合料进行强制打散，无需消耗能量，具有节能降噪的优点。

附图说明

图1是本发明的壳体的分区轴测示意图；

图2是本发明壳体打开一部分的结构示意图；

图3是本发明一种优选方式的结构轴测示意图；

图4是本发明一种优选方式的内部剖视示意图；

图5是本发明一种优选方式的内部剖视局部放大示意图；

图6是本发明壳体的结构轴侧示意图；

图7是本发明的打散单元结构示意图；

图8是本发明的打散调节装置示意图；

图9是本发明的风叶单元结构示意图；

图10是本发明的风叶调节装置示意图；

图11是本发明的控制系统示意图。

具体实施方式

下面将结合图1-图11详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

一种砂石粉分离设备，所述分离设备包括壳体1，壳体内设有依次连通的进风区a、打散区b、除粉区c、导流区d、出风区e，进风区顶部设有进料口7，底部设有出料口8，进风区进风位置设为进风口9、出风区出风位置设为出风口10，所述打散区内设有梯级打散装置2和用于调节所述梯级打散装置角度的打散调节装置3，所述除粉区内设有风叶装置4和用于调节风叶装置角度的风叶调节装置5，所述导流区内设有数个导流板11，所述进料口7的砂石粉混合料经梯级打散装置2进行打散，打散后的砂石从出料口8流出，打散后的石粉在进风口处风的携带下依次经风叶装置4和导流板11，最后从出风口10流出；还包括用于控制所述分离设备的控制系统6，所述控制系统包括控制器6a、设于出料口区域的出料口粉尘浓度传感器6b、设于出风口区域的出风口粉尘浓度传感器6c、设于所述梯级打散装置上的打散单元角度传感器6d、设于所述风叶装置上的风叶角度传感器6e；出料口粉尘浓度传感器(6b)用来测量出料口区域的粉尘浓度，出风口粉尘浓度传感器(6c)用来测量出风口区域的粉尘浓度，所述出料口粉尘浓度传感器、出风口粉尘浓度传感器分别将检测到的出料口粉尘浓度信号、出风口粉尘浓度信号传输给控制器，所述控制器根据该信号通过控制打散调节装置和风叶调节装置从而实现对梯级打散装置和风叶装置的角度调节；同时，打散单元角度传感器、风叶角度传感器将角度信号实时反馈给控制器，形成闭环控制。所述壳体1进风区外部采用密目式网，既防止人体意外进入设备内部，又不影响进风，所述进风口为多个，内部采用狭缝进风，只在各打散单元之间的间隙位置开设狭缝作为进风口，以提高风速，提高粉尘吹散效果，出风口10采用渐缩形式，有效提高风速，提高携带石粉的能力。

所述控制器6a包括输入模块、控制模块、存储输出模块、显示模块、报警模块、复位保护模块，所述输入模块用于输入预设系统时间、梯级打散装置2和风叶装置4每次旋转的单位角度、梯级打散装置2和风叶装置4旋转角度的范围、出料口粉尘浓度传感器和出风口粉尘浓度传感器监测的持续时间及间隔时间、出料口粉尘浓度控制阀值、出风口粉尘浓度控制阀值，所述控制模块用于控制梯级打散装置和风叶装置的旋转动作，存储输出模块用于存储各监测时刻点的粉尘浓度、梯级打散装置和风叶装置的旋转角度，显示模块用于显示系统时间、出料口粉尘浓度、出风口粉尘浓度、梯级打散装置和风叶装置每次旋转的角度、梯级打散装置和风叶装置的实时角度，报警模块用于出现异常时发出警报，复位保护模块用于实现复位保护功能。

所述梯级打散装置包括数个打散单元，从进料口到出料口沿梯级布置，用于打散砂石粉混合料，使石粉和砂石分离。打散调节装置3与梯级打散装置2相连，用来调节各打散单元的角度，从而调节料流的回弹次数和通过时间，每一所述打散单元包括一支撑板2b和通过弹簧装置与所述支撑板连接的接料板2a，还包括设于所述支撑板两端并通过打散安装孔安装在壳体且可与该壳体做相对转动的打散旋转轴2e，支撑板一端的打散旋转轴2e与打散单元角度传感器6d相连，所述支撑板另一端的打散旋转轴通过打散控制杆2f连接至打散调节装置3，在打散控制杆的推动下，接料板2a可以旋转从而改变接料板2a角度，改变料流回弹方向，调节料流在打散区的通过时间。所述接料板2a由接料底板、接料进侧板、接料出侧板组成，接料底板采用耐磨材料，所述接料板采用不等高u形槽形式，靠近进风口侧的接料进侧板高，其作用在于形成狭缝，增大进风速度，有利于带走粉尘，出料口侧的接料出侧板低，其作用是保持有一层石料铺在接料底板板上，减少冲击和磨损，保护接料板2a。

所述弹簧装置包括设于接料板2a下部的导向杆，支撑板设有与所述导向杆相对应的导向孔，还包括一套设于所述导向杆上的弹簧2c，所述导向杆穿过所述导向孔，通过支撑板2b底端的锁紧套2d锁紧所述导向杆，所述弹簧底端抵紧在支撑板顶端，所述接料板底端抵紧在所述弹簧顶端，所述接料板可在弹簧的作用下沿导向杆与支撑板做相对滑动。当砂石粉混合料从进料口进来后先落入第一个打散单元，在下落过程中石粉与砂石有部分进行分离，砂石粉混合料落入打散单元时弹簧2c受冲击压缩，当弹簧压缩到一定程度后回弹使砂石粉混合料反弹，与下落的砂石粉混合料碰撞，进一步使石粉与砂石分离，砂石粉混合料经多个打散单元多次碰撞后，可以大大提高石粉与砂石分离效果，砂石从出料口出去进入后续处理流程，石粉则由风机产生的风能带走。

所述打散调节装置3包括打散联动控制杆3a和打散执行机构3b，所述打散联动控制杆3a与每一打散单元的所述打散控制杆2f相铰接，打散执行机构3b一端与打散联动控制杆3a相铰接，另一端与所述壳体1相铰接。打散执行机构具有自锁功能，所述打散调节装置3中的打散执行机构3b可以是电动推杆、电液推杆、液压油缸等直线执行机构，优选电动推杆。

所述风叶装置4包括数个风叶单元，风叶调节装置5与风叶装置相连，用来调节各风叶单元的角度，从而调节除粉区的风速，每一所述风叶单元包括叶片4a和设于叶片两端并通过风叶安装孔安装在壳体1且可与该壳体做相对转动的的风叶旋转轴4b，叶片一端的风叶旋转轴与风叶角度传感器6e相连，所述叶片另一端的风叶旋转轴通过风叶控制杆4c连接至风叶调节装置5。在风叶控制杆4c的推动下，风叶装置可以旋转从而改变风的过流面积，调节风速。

所述风叶调节装置5包括风叶联动控制杆5a和风叶执行机构5b，所述风叶联动控制杆5a与每一风叶单元的所述风叶控制杆4c相铰接，风叶执行机构5b一端与风叶联动控制杆5a相铰接，另一端与所述壳体1相铰接。同理，所述风叶调节装置中的风叶执行机构5b可以是电动推杆、电液推杆、液压油缸等直线执行机构，优选电动推杆。

所述梯级打散装置2和风叶装置每次旋转的单位角度为1°～8°，优选5°；所述进风口为多个，且设为狭缝进风口9a。

所述梯级打散装置2旋转角度的范围为-10°～30°，优选-5°～20°。

所述风叶装置旋转角度的范围优选0°～90°。

所述粉尘浓度传感器监测的时间优选20s，间隔时间优选40s。

所述出料口粉尘浓度控制阀值为30g/m³～80g/m³，优选50g/m³。

所述出风口粉尘浓度控制阀值为200g/m³～400g/m³，优选300g/m³。

本发明能实现料流多次回弹和碰撞，石粉分离充分，狭缝进风能够提高风带走石粉的能力，自动控制系统根据出料口粉尘浓度和出风口粉尘浓度对梯级打散装置和风叶的角度进行调节，调节物料回弹次数和通过时间、除粉风速，使料速、风速等参数达到最佳匹配，砂石粉分离效率高、效果好、对不同石粉含量的混合料能精确调节运行参数使成品砂中石粉含量稳定可控、适应性强，其除粉方式为静态除粉，打散过程不需要运动部件对混合料进行强制打散，无需消耗能量，具有节能降噪的优点。

本发明还提供一种采用所述分离装置进行砂石粉分离的方法，具体包括以下步骤：

步骤1、初始化：启动控制器6a，系统默认选择前次保持的设置，如需改变可利用输入模块对系统进行设置，可设置系统时间、梯级打散装置2和风叶装置4每次旋转的单位角度、梯级打散装置和风叶装置旋转角度的范围、出料口粉尘浓度传感器6b和出风口粉尘浓度传感器6c监测的持续时间及间隔时间；

步骤2、根据系统设置持续时间及间隔时间，出料口粉尘浓度传感器6b、出风口粉尘浓度传感器6c分别检测出料口粉尘浓度、出风口粉尘浓度，并输出信号，控制器6a接收出料口粉尘浓度传感器6b、出风口粉尘浓度传感器6c的信号，根据控制规则输出控制信号，通过控制打散调节装置3和风叶调节装置5从而实现对梯级打散装置2和风叶装置的角度调节，其控制规则具体为：

a:当出料口粉尘浓度传感器6b检测到出料口粉尘浓度低于出料口粉尘浓度控制阀值、出风口粉尘浓度传感器6c检测到出风口粉尘浓度高于出料口粉尘浓度控制阀值时，此时表明所述分离装置处于正常工作状态，无需对系统控制参数进行调节，打散调节装置3和风叶调节装置5保持不动；

b:当出料口粉尘浓度传感器6b检测到出料口粉尘浓度低于出料口粉尘浓度控制阀值、出风口粉尘浓度传感器6c检测到出风口粉尘浓度低于出料口粉尘浓度控制阀值时，表明石粉除粉率正常、砂石粉混合料中总的石粉量过低，砂石粉分离装置处理能力未充分发挥，此时控制器6a发出控制信号给打散调节装置3，使打散调节装置3顺时针旋转一单位角度，增大梯级打散装置2向下的倾斜度，加大物料的运动速度，降低反弹次数和运动时间，提高处理量，风叶调节装置5保持不动；

c:当出料口粉尘浓度传感器6b检测到出料口粉尘浓度高于出料口粉尘浓度控制阀值、出风口粉尘浓度传感器6c检测到出风口粉尘浓度高于出料口粉尘浓度控制阀值时，表明石粉除粉率不足、砂石粉混合料中总的石粉量过高，砂石粉分离装置处理能力不足，此时控制器6a发出控制信号给打散调节装置3，使打散调节装置3逆时针旋转一单位角度，减小梯级打散装置2向下的倾斜度，降低物料的运动速度，增加反弹次数和运动时间，降低处理量，风叶调节装置5保持不动；

d:当出料口粉尘浓度传感器6b检测到出料口粉尘浓度高于出料口粉尘浓度控制阀值、出风口粉尘浓度传感器6c检测到出风口粉尘浓度低于出料口粉尘浓度控制阀值时，表明石粉除粉率不足、石粉未及时吸走，此时控制器6a发出控制信号给风叶调节装置5，使风叶调节装置5逆时针旋转一单位角度，使风叶装置4逆时针旋转，降低过流面积，提高除粉区风速，提高除粉能力，梯级打散装置2保持不动。

在实施过程中，首先启动控制器6a，系统默认选择前次保持的设置，如需改变可利用输入模块对系统进行设置，可设置系统时间、梯级打散装置2和风叶装置每次旋转的单位角度、梯级打散装置和风叶装置旋转角度的范围、出料口粉尘浓度传感器、出风口粉尘浓度传感器监测的持续时间及间隔时间。

系统设置完成后，控制系统启动控制功能，根据系统设置好的监测时间及两次监测间隔时间，出料口粉尘浓度传感器6b、出风口粉尘浓度传感器6c检测出料口粉尘浓度、出风口粉尘浓度，达到设定的监测时间后，对这一时间段测得的数据进行处理，得到粉尘浓度后输出相应信号给控制器6a，控制器6a接收出料口粉尘浓度传感器6b、出风口粉尘浓度传感器6c的信号，根据控制规则输出控制信号，通过控制打散调节装置3和风叶调节装置5实现对梯级打散装置2和风叶装置的角度调节，调节料流回弹次数和通过时间、除粉区的风速，从而使系统达到最佳匹配，对不同石粉含量的混合料能精确调节运行参数使成品砂中石粉含量稳定可控、适应性强，实现砂石粉高效分离。

在所述梯级打散装置工作过程中，当砂石粉混合料从进料口进来后先落入第一个打散单元，在下落过程中石粉与砂石有部分进行分离，砂石粉混合料落入打散单元时弹簧2c受冲击压缩，当弹簧压缩到一定程度后回弹使砂石粉混合料反弹，与下落的砂石粉混合料碰撞，进一步使石粉与砂石料分离，砂石粉混合料经多个打散单元多次碰撞后，可以大大提高石粉与砂石分离效果，砂石从出料口出去进入后续处理流程，石粉则由风机产生的风能带走。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。