专利名称:叶轮除尘风选机的制作方法
本发明属于粉煤灰综合利用工业、电力、农业、粮食、细陶瓷、化学、冶金、建筑材料、耐火材料等工业风选细颗粒物料的设备，并可风选细颗粒物料为三级以上;此外本发明还可做除尘风机用，它适合于又除尘排气、排烟的系统中，或适用于既分离细颗粒物料，又排风、排烟或排送工业气体、化学气体的系统中。
在本发明以前，风选细颗粒物料的双层叶轮离心式风选机一般由电动机、联轴器、轴承、细径给料管、给料叶轮、串流式双层叶轮、径向调节挡板、轴向调节挡板、内锥斗和外锥斗等所组成。其细料产品出力在风选叶轮直径为2米时为9170千克/时，缺点是双层风选叶轮的下叶片磨损较快，例如在风选叶轮直径为1200毫米，转速为1450转/分风选粉煤灰时，连续运行小时数最多为半年，转速低时，连续运行小时数虽有增长，但也得及时更换叶轮。中国专利申请号为85202318的叶轮风选机，虽然采取了防磨措施，但是下叶轮的下叶片仍然直接承受着细颗粒物料的冲刷，磨损较快，影响设备使用寿命。
在本发明以前，现有干式除尘装置有旋风筒、C型旋风除尘器以及烟泵除尘器等，详见中国建筑工业出版社1984年7月出版的同济大学编的《锅炉及锅炉房设备》第十一章及黑龙江科学技术出版社1984年11月出版的《工业气体净化与除尘器过滤器》第108页至113页，其中除烟泵除尘器外，在除尘系统中，均是分别单独设置除尘器与引风机，它们占地面积较大，一般是锅炉房占地面积的50%，且不能直接风选出细颗粒物料或尘粒为2至5级。
本发明的目的首先是克服公知的叶轮风选机叶片磨损快，不能长周期运行的弊病，获得一种能长周期运行的，并能风选出多级细颗粒物料的设备，所以提出带有固定导向叶片的双层串流式的叶轮除尘风选机，又因它可做除尘风机用，故本发明简称叶轮除尘风选机，详见图1至图9。
本发明的另一目的是将公知的除尘器、引风机两种设备改进组合为一种新型，并进一步克服烟泵除尘器叶片磨损，清除小于10微米的尘埃质点效率较低以及其进口的允许含尘量一般不大于200克/米3等缺点，获得一种结构紧凑，占地面积少，效率高，并能将被除尘下来的粉煤灰或被清除下来的细颗粒物料，分级为两级以上。
本发明的任务是以如下方式完成的首先将双层的叶轮风选机的下叶轮下叶片摘除，将下叶轮的下盘作为风选盘，在风选上叶轮和风选盘之间装上固定导向叶片，它固定在圆筒体上，由于它不随机旋转，所以可在其上堆焊、浇铸、喷镀各种耐磨材料，与此同时，还可采用加厚法，延长使用期限，从而保证了长周期运行，增长了寿命。其次，由于提出一种具有入料孔的沉降室，可使立式布置的叶轮除尘风选机也可卧式布置，从而解决了立式叶轮除尘风选机立轴细长比过大，不宜制造大型叶轮除尘风选机这一弊病。再次，在以上改进基础上，将给料叶轮取消，以含物料气体入口取代，并在上叶轮的圆环室处增开了出口，从而使本机具有输送含物料气体功能。最后，增设了扬料板、阻料板、中料和中细料沉降室，从而又可使本机风选出五级细颗粒物料。
以下将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
图1是大中型叶轮除尘风选机全剖面示意图，其中1为三角皮带轮或联轴器，2为向心轴承或滑动轴承，3为主轴，4为推力轴承或滑动轴承，5为上或右密封盒，6为给料盘或给料叶轮，7为多孔分隔板，8为细径给料管，9为吹风下叶轮，10为给料上叶轮，11为给料叶轮外壳，12为旋流调节挡板的传动装置，13为上导料斗，14为旋流调节挡板，15为升降挡板的导向套，16为法兰盖，17为升降挡板的升降轴，18为上叶片，19为中盘，20为小叶片，21为升降挡板，22为法兰，23为第二圆筒体，24为外圆筒体，25为分流板，26为下导料斗，27为半月形外锥斗，28为半月形内锥斗，29为下或左密封盒，30为双级粗料锁气器，31为双级细料锁气器，32为入口圆室，33为下或左轴承，34为轴承支持架或基础，35为细料导管，36为外置式除尘装置的引入管或引入管中心线，37为粗料导管，38为外置式除尘装置的引出管或入口圆室的引入管，39为风选叶轮，40为固定导向叶片，41为外置式除尘装置，42为上盘或前盘，43为风选盘，44为中料导管，45为双级中料锁气器，46为最细料导管，47为双级最细料锁气器，48为第三圆筒体。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是中小型叶轮除尘风选机全剖面示意图，其中49为内分离器，50为百叶窗或复旋风子，51为外锥斗，52为中锥斗，53为内锥斗。
图4是卧式布置的叶轮除尘风选机全剖面示意图，其中54为含物料气体或烟尘入口，还以“入”字表示，55为净化气体出口，56为沉降室，57为阻料板。
图5是图4的B-B、C-C剖视图和A向示图，其中58为加强筋，59为入料口，“出”字表示净化后气体出口，60为蜗牛壳。
图6为图4的D-D剖面图，其中“去”字表示含物料气体流向外置式除尘装置41，“回”字表示由外置式除尘装置41来。
图7为立式布置的叶轮除尘风选机全剖面示意图，其中“去”、“回”、“入”字表示同图4和图6。
图8是图7的E-E剖视图。
图9是具有扬料板61的叶轮除尘风选机全剖面示意图，其中62为中料或中细料沉降室，63为半月形中细料斗。
本发明是利用气流把粒度或是比重及形状不同的物料颗粒、尘埃，从叶轮除尘风选机中按照其粒度的大小分成粗、中、中细、细、最细五级。该机产生的自循环风和细颗粒物料在风选叶轮39、风选盘43内，按给定的结构在机内呈8字循环运动或呈开口的8字运动。
申请对象在风选物料时，大颗粒物料仍然降落在半月形外锥斗27和外锥斗51里;中或中细颗粒物料混合物由于受风选叶轮39所产生的负压吸引，从上导料斗13过来分别向各固定导向叶片40中流去，高速旋转气流在此急转弯，颗粒物料受离心力的作用，沿其内壁流动，并被分离下来，大部分浓缩物料紧贴着第二圆筒体23内壁落下来，降落在中料导管44里，它们也可以穿越在第二圆筒体23上的入料口59到沉降室56里，见图9;细颗粒物料在转弯流向外置式除尘装置的引入管36时，落入半月形内锥斗28;最细颗粒物料在外置式除尘装置41中得到最后分离或过滤，净化后气体经过外置式除尘装置的引出管38回流到风选盘43下的入口圆室32。
申请对象在清除气体中的颗粒物料或清除烟尘时，粗、中颗粒物料被固定导向叶片40分离下来后，直接降落在沉降室56里和图7的半月形外锥斗27里;中细或细料降落在图7的半月形内锥斗28里;细料或尘埃仍然在外置式除尘装置41中得到分离或过滤。净化后气体由净化气体出口55排出。
本发明共有以下所述的十六个要点第一.本发明提出必须在风选叶轮39的下面设置风选盘43，且在风选盘43的上面没有叶片，物料混合物受风选叶轮39所产生的压力气流作用，经过上导料斗13从风选盘43的上面甩出，颗粒物料因受其离心力的作用沿第二圆筒体23内壁落下，或穿越入料口59到沉降室56里降落。本发明为了进一步增强从上导料斗13出来的颗粒物料混合物的分离效果，决定必须在中盘19和风选盘43之间设置有不随机旋转的固定导向叶片40，它可固定在第二圆筒体23上，这样物料混合物顺着固定导向叶片40流动时，颗粒物料受离心力的作用紧贴着其内壁被分离下来，流向第二圆筒体23的里圈或外圈或沉降室56内，见图1、图4、图7、图9。同时，在分离过程中不可避免的还有一部分粒度或比重较大的颗粒物料落在风选盘43的上面，继续受到离心力的作用甩向四周。固定导向叶片40在与轴线垂直的直径方向上的形状，可为直叶形、弧形、抛物线形或其它形状的曲线，并在圆周方向上均布，而其内或外表面可是平的、锯齿形的，其断面局部处，如风选盘43出口处的固定导向叶片40的形状，还可是L形的，见图9中的G-G局部剖视图。此外，由于固定导向叶片40不是旋转体，不必找动平衡，为了提高抗磨性能，也可用加厚、予埋耐磨板、新型耐磨材料、堆焊或喷镀耐磨材料等方法，提高其耐磨性能，延长使用周期。固定导向叶片40和风选盘43也可用结构胶粘剂胶结耐磨衬板等方法防磨。为增加强度，它可设有加强筋58。
第二.本发明认为，在采用立式结构时，给设计制造大型机组带来很多困难，诸如上轴承与下轴承之间的距离越来越大，轴的细长比随之过大，必须加大轴的直径，而大内径的轴承又受到了转速的限制，致使不易实施大容量的叶轮风选机。本发明用固定导向叶片40取代了公知装置中的下叶片，它不管在水平位置、倾斜位置、垂直位置，均能基于离心力的原理分离物料，故图4和图7所示的结构，主轴可以在水平位置或垂直位置工作。图4示出一种卧式布置的叶轮除尘风选机，为了收集被固定导向叶片40分离下来的物料，设置有沉降室56，该室必须有一定空间，保证粗、中料的降落，必要时可以扩大其下部容积，以积蓄大量颗粒物料、粉尘，再用机械方法从粗料导管37导出，或者将它们接到需要进一步分级的工艺流程中去。此外，主轴3水平布置，不受细长比限制，轴承、密封均易实施，从而可以制造比立式叶轮除尘风选机容量大的叶轮除尘风选机。
第三、本发明以含物料气体入口54取代细经给料管8和给料叶轮6，并在风选叶轮39所用的外壳上增开有净化气体出口55，还将其圆形外壳改为螺旋线形蜗牛壳60，从而使风选叶轮39，具有输送工艺流程中的气体功能，至此，含物料气体可从含物料气体入口54进入，在机内呈
形运动后，净化气体从净化气体出口55排出。被风选、除尘、分离下来的物料仍从各自的导料管排出，见图4、图7。
第四、本发明认为在风选细颗粒物料的品种变化较多时，升降挡板21和旋流调节挡板14能起到调整效果，但是在风选固定品种的物料时，或在计算好风选叶轮39出口横截面和旋流调节挡板14处通流截面的情况下，可取消升降挡板21或同时取消旋流调节挡板14和多孔分隔板7;鉴于从上盘42甩过来的颗粒物料或从给料上叶轮10对吹过来的颗粒物料中，有粗细料掺杂的问题，为提高风选叶轮39出口空间处的风选效果，所以本发明在该处设置有扬料板61，它可为圆锥形或数个平板、弧形板，且均沿圆周均布，见图9及图9中的F-F局部剖视图。这一点对分离固定品种的颗粒物料尤为重要。此外，图9中的给料叶轮6不带吹风下叶轮9，且给料上叶轮10布置成正对着旋流调节挡板14，这对分离比重或颗粒度的大小相差比较大的物料尤为重要。
第五、本发明认为在为了提高中料产量时，可以在风选盘43的下面安设小叶片20，由它产生的自循环风吹向从风选盘43和固定导向叶片40出口处落下来的中或中细颗粒物料，使这一部分颗粒物料得到进一步风选，帮助粒径较大的中或中细颗粒物料沿第二圆筒体23内壁落入到中锥斗52、中料导管44、中细料沉降室62里。细料仍然降落在内锥斗53或半月形内锥斗28里，见图1、图3、图9。不过在不必过细分级的情况下，可不设小叶片20，见图7。
第六.本发明决定在固定导向叶片40内表面的根部所对准的第二圆筒体23上开设入料口59，见图5，以便收集被它们分离下来又紧贴内表面而来的粗颗粒物料到沉降室56里。同理，为收集中料到中锥斗52和中料导管44里，图1和图3中的第二圆筒体23上也可开入料口59，再组成沉降室56，这已在图9中明显示出。此外，为了防止从入料口59过来的颗粒物料受惯性力作用，影响在沉降室56内的降落效果，可在紧贴入料口59的出口处均布上阻料板57，其断面形状可为平形、角形或弧形的，见图4、图5。在第二圆筒体23的下方还应开有平衡两侧压力的平衡孔。
第七.本发明在机内增设有第三圆筒体48、内锥斗53和图9中的沉降室56，可以收回中料;在机内增设有中细料沉降室62，可收回中细料，见图9，图中可共风选出五级。在中小型叶轮除尘风选机上，于其内必须装有内分离器49，见图3，该器上必须装有百叶窗或复旋风子50，可收回最细料，要设计好第三圆筒体48入口环形截面处风速和百叶窗或复旋风子50的入口风速，保证5微米以上的微粒子被分离下来。对于大中型叶轮除尘风选机可设置外置式除尘装置41来收集最细料，如果要将大于5微米至15微米粒子收集下来，外置式除尘装置41可采用旋风分离器;如果要将小于5微米以下的微粒子和亚微米粒子捕集下来，外置式除尘装置41就要采用空气过滤器或电力除尘器等。
第八.图4、图7所示的结构，还可分离气体中的液滴。在分离气体中的最细颗粒物料或液滴时，外置式除尘装置41，可采用湿式除尘器、湿式过滤器或湿式电力过滤器。因为它们的除尘效率高，可清除0.1微米以下的尘埃质点，不足之处是易在管道和机内有关部件处积灰，必须在入口圆室32等处的低点开设疏水孔、清灰孔，必要时可加装烘干设备。本组合结构可风选出干颗粒物料或尘埃，并在两级以上。
第九.实施图4、图7所示的发明还可以在沉降室56内壁面上和第二圆筒体23外壁面或内壁面上设置液膜或水膜装置，如水平式溢流槽。也可在它们的内部设置喷淋、喷雾装置，不过其上要设置带过滤装置的排潮汽装置(图中没有画出)，变干式除尘、收集物料为湿式除尘、收集物料、液料或尘埃。这样会便利于排送物料或排放液渣、浆液、污液。当然也可不设置它们。
第十.在本发明以前，上导料斗13是焊接在风选叶轮39上，磨损后不易更换。本发明的上导料斗13可采用可更换式的，也可在它与上盘或前盘42和中盘19相接处，施用与它们材质相匹配的胶粘剂，如材质为钢、玻璃钢时可选用中国产的SA102型胶粘剂等，介质温度高时选用耐高温粘合剂，从而防止了接缝处漏风，这样的结构延长了承受磨损较重的上导斗13的寿命。为增加它们的强度，必要时可使上盘或前盘42上的上导料孔13的孔位和中盘19下导料孔26的孔位错开布置。本发明还认为上导料斗13和固定导向叶片40等易磨损零件，可采用高硬度的高铬白口铁和具有高韧性的低碳钢复合浇铸在一起而制成的双金属抗磨板来制作，并且耐磨层选用3C15Cr3Mo高铬白口铸铁，寿命可提高2.5倍。
第十一.在本发明以前，公知装置的运行情况表明，由于颗粒物料具有不同的粘着性，在它们稍微潮湿或工作环境的温度降低、湿度增大时，或机内气流湿度增大时，均易使颗粒物料、尘埃附着在装置表面上，或结成块，所以本发明在外置式除尘装置41中设置有加热器，也可设置在引出管38的里面或外面，并加以保温，加热器可采用热风或蒸汽管式加热器，例如在引出管38的外面再套上加热器。也可采用板式或锥形加热器，还可采用SHQ石英玻璃远红外辐射电加热器等，当然也可不设置加热器。设置有加热器时，应在外置式除尘装置41上设有带过滤装置的排潮管，这样可以将机内循环气流加热、升温，降低湿度，从而可使潮湿物料离散为单体，有利于风选。在风选易燃易爆的颗粒物料时，还应在外置式除尘装置41上设置防爆门。例如在风选煤粉时，除设防爆门外，还应控制外置式除尘装置41内的温度不超过70℃。对于中小型叶轮除尘风选机，可在图3所示的装置里面或外壳壁面上设置加热器。上述加热器、防爆门、排潮管图中均未示出。在物料潮湿度大时，就应在给料前，在干燥加热器中处理好。
第十二.在申请对象发明出以前，给料叶轮6多为给料盘，出力较小，且给料盘下面没有叶片。从布置位置上看，给料盘的位置也不尽合理。本申请对象的要点是要根据细颗粒物料比重的不同，形状、大小的不一，混合比例的不同，把具有双层叶轮9、10的给料叶轮6布置成如图1、图3所示的位置，也就是给料叶轮6的给料上叶轮10正对着给料轮外壳11。当物料从给料上叶轮10抛出后，撞击到给料轮外壳11上，在降落下来的时候，马上受到吹风下叶轮9风力的作用，瞬间改变一下物料颗粒的折射方向，使物料混合物在给料轮外壳11的圆周方向上，形成均布的降落屏幕，增强风选效果，避免撞击到给料轮外壳11上的颗粒折向上导料斗13，致使有一部分比重大的或直径大的颗粒没有落到风选叶轮39的上盘上，而随气流混入上导料斗13，降低了提选能力。
第十三.在申请对象发明出以前，导料斗称回风口，其形状不一。本申请对象认为导料斗13、26的截面必须是扇形的，并且为了消除内应力，具有扇形截面的上导料斗13、下导料斗26的四角必须是圆弧形的。此外，导料斗13、26必须靠近主轴，才能提高提选能力。
第十四.在本发明以前，叶轮除尘风选机一般都采用外锥斗51、中锥斗52来收集粗料和细料。而本申请对象为制造大中型叶轮除尘风选机，便于安装下轴承33，将收集第一、二级粗料、细料的装置改为半月形外锥斗27和半月形内锥斗28，如图1、图7所示。
第十五.在申请对象发明以前，上导料斗13出口没有安置分流板25，从上导料斗13出口出来的颗粒物料混合物直接地集中地冲向风选盘43、固定导向叶片40，既容易加快局部磨损，又容易产生振动。本申请对象在上导料斗13的出口处设置有固定的分流板25，就可以依次分层分量引导气流，使进入固定导向叶片40流道内的混合物流体沿径向均匀分布。必要时在下导料斗26的出口处也设置固定的分流板25。
第十六.本发明所独占的固定导向叶片40和风选盘43，也可单独组成除尘器，可以如下方式完成以图7为例，首先摘除净化气体出口55、螺旋线形蜗牛壳60、下导料斗26和风选叶轮39，并以含物料气体入口54取代，再取消入口圆室的引入管38，而将原外置式除尘装置的引入管36接到公知的引风机上去，此布置仍能除尘和风选细颗粒物料，并分级为两级以上。
本发明因用固定导向叶片40和风选盘43取代了公知装置中磨损剧烈的下叶轮叶片，在相同条件下，不仅计算产率能够达到38%到68.75%，合格产品细度80微米方孔筛筛余量能够在8%以下，而且由于它不随机旋转，在采取加厚、喷镀或堆焊耐磨材料、用结构胶粘剂胶结耐磨板等方法后，可延长运行周期;在固定导向叶片40和上导料斗13等易磨损零件，不用Mn13等金属制造，而用3C15Cr3Mo高铬白口铸铁和具有高韧性的低碳钢复合浇铸在一起而制造的双金属抗磨板来制造时，寿命可提高2.5倍;同时，也避免了旋转叶轮因磨损不均而产生的机振，也方便了制造;此外，在采用固定导向叶片40、风选盘43、阻料板57、扬料板61、中料或中细料沉降室62后，可使本机风选出五级细颗粒物料，且能保证风选质量。本机亦可分离大颗粒物料。
在本发明以前，风选工艺流程中设置有风机、风选机或风选塔、收尘装置或分离器等设备，工业除尘系统中设置有引风机、除尘器等设备，占地面积较大，而本发明用叶轮除尘风选机取代了引风机或送风机、除尘器、风选机，使输送气体、除尘、风选细颗粒物料同时完成，占地面积减少30%;由于本发明采用的是离心分离式和风选细颗粒物料的方法，所以在被处理的物料或尘埃粒径为3-100微米时，按其粒径计算所得的主机最佳除尘效率为82-92%，如计外置式除尘装置41的除尘效率，则整机除尘效率可达92-99%;同时，本机进口含尘气体的含尘量完全可以不受200克/米3的限制。
权利要求
1.一种用于风选细颗粒物料或兼能净化气体与除尘之用的叶轮除尘风选机，具有联轴器[1]、给料叶轮[6]、风选叶轮[39]、旋流调节挡板[14]等部件，其特征在于它独占固定导向叶片[40]和风选盘[43]，或具此特征时，还占有含物料气体入口[54]和净化气体出口[55]，或具此两项特征时，以卧式主轴[3]取代立式主轴[3]。
2.按权利要求
1规定的叶轮除尘风选机，其特征是在固定导向叶片〔40〕的下面占有风选盘〔43〕，且其下面有小叶片〔20〕。
3.按权利要求
1规定的叶轮除尘风选机，其特征是在固定导向叶片〔40〕的外面有沉降室〔56〕，而在其根部的下方有中细料沉降室〔62〕。
4.按权利要求
3规定的叶轮除尘风选机，其特征是沉降室〔56〕上开有入料口〔59〕，沉降室〔56〕里有阻料板〔57〕。
5.按权利要求
1规定的叶轮除尘风选机，其特征是在风选盘〔43〕下方增有内锥斗〔53〕和第三圆筒体〔48〕。
6.按权利要求
1规定的叶轮除尘风选机，其特征是在风选盘〔43〕下方有内分离器〔49〕，且其上有百叶窗或复旋风子〔50〕。
7.按权利要求
1规定的叶轮除尘风选机，其特征是上导料斗〔13〕是可拆卸式的。
8.按权利要求
1规定的叶轮除尘风选机，其特征是在第二圆筒体〔23〕、沉降室〔56〕、中细料沉降室〔62〕的周壁或里面，有水膜装置或喷淋装置。
9.按权利要求
1规定的叶轮除尘风选机，其特征是在风选叶轮〔39〕的出口空间圆室里以扬料板〔61〕取代升降挡板〔21〕或旋流调节挡板〔14〕和多孔分隔板〔7〕。
10.按权利要求
1规定的叶轮除尘风选机，其特征是给料上叶轮〔10〕正对着旋流调节挡板〔14〕或正对着给料轮外壳〔11〕。
11.按权利要求
1所规定的叶轮除尘风选机，其特征在于最末级风选除尘设备、部件由外置式除尘装置〔41〕和入口圆室〔32〕组成，且外置式除尘装置〔41〕里和引出管〔38〕上有加热器。
12.按权利要求
1规定的叶轮除尘风选机，其特征在于给料叶轮〔6〕具有给料上叶轮〔10〕和吹风下叶轮〔9〕，其上均有叶片。
13.按权利要求
1规定的叶轮除尘风选机，其特征是在风选叶轮〔39〕和风选盘〔43〕上有带圆角的扇形截面的上导料斗〔13〕和下导料斗〔26〕，并且在上导料斗〔13〕的出口设置有分流板〔25〕。
14.按权利要求
1规定的叶轮除尘风选机，其特征是在外圆筒体〔24〕和第二圆筒体〔23〕的下面占有半月形外锥斗〔27〕和半月形内锥斗〔28〕。
专利摘要
叶轮除尘风选机。本发明公开了三种新的结构，它属于粉煤灰综合利用、粮食加工、化学、耐火材料等工业风选细颗粒物料的设备，并兼能输送气体和除尘。其特点是它独占固定导向叶片，在立卧均可的主轴上有风选盘，从而从根本上解决了叶轮磨损；并配以沉降室、小叶片、扬料板、阻料板等，提高了风选效果；还可装喷湿装置，便于排放污物；在固定导向叶片等处可施加各种防磨措施。故本机寿命长，分级多，除尘效率高达99％。
文档编号B07B7/00GK86102345SQ86102345
公开日1987年4月22日 申请日期1986年4月2日
发明者高信光 申请人:高信光导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan