渦流空氣分級(jí)機(jī)傾斜式導(dǎo)流裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于渦流空氣分級(jí)機(jī)進(jìn)行干式物料分選時(shí)的導(dǎo)流裝置，屬于粉體 制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在干式氣力分級(jí)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中，如何高精度、高效率的得到細(xì)微顆粒在全 球能源日趨緊張的今天顯得尤為重要。對(duì)原料粉碎之后得到的顆粒進(jìn)行分級(jí)，用以獲得窄 粒級(jí)的細(xì)微粉體，是功能材料制備的必要環(huán)節(jié)之一。
[0003] 利用渦流空氣分級(jí)機(jī)進(jìn)行物料分級(jí)，獲得滿足粒級(jí)要求的細(xì)微顆粒是目前干法粉 體制備的主要手段。渦流空氣分級(jí)機(jī)環(huán)形導(dǎo)流裝置導(dǎo)風(fēng)葉片內(nèi)緣與轉(zhuǎn)籠外緣之間的環(huán)形區(qū) 是分級(jí)過(guò)程中主要的粗細(xì)顆粒分離區(qū)域。氣流從二個(gè)平行對(duì)稱的進(jìn)風(fēng)口切向進(jìn)入分級(jí)機(jī)的 蝸殼中，并沿螺旋形蝸殼經(jīng)導(dǎo)流裝置進(jìn)入環(huán)形區(qū)，流經(jīng)轉(zhuǎn)籠，由轉(zhuǎn)籠中心上部出風(fēng)口流出。 理論上來(lái)說(shuō)，氣流在環(huán)形區(qū)呈平面渦流分布，但由于離心風(fēng)機(jī)的抽吸作用，使得氣流產(chǎn)生向 上的軸向速度，它的存在一方面會(huì)造成速度方向的改變，影響流場(chǎng)的穩(wěn)定性；另一方面，由 于向上的軸向速度，顆粒將難以沉降，使得環(huán)形區(qū)內(nèi)料幕極窄，顆粒濃度增大，顆粒碰撞和 團(tuán)聚的幾率增大，不利于物料的分散和分級(jí)，分級(jí)精度降低。因此，向上的軸向速度對(duì)分級(jí) 是不利的。
[0004] 要想減小分級(jí)區(qū)氣流向上的軸向速度，以獲得穩(wěn)定流場(chǎng)的同時(shí)適當(dāng)增加顆粒的沉 降速度，提高渦流空氣分級(jí)機(jī)的分級(jí)性能，最有效的方法是對(duì)渦流空氣分級(jí)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu) 化。導(dǎo)流裝置上的導(dǎo)風(fēng)葉片對(duì)氣流進(jìn)入分級(jí)環(huán)形區(qū)具有極其重要的導(dǎo)向作用，其結(jié)構(gòu)特性 直接影響環(huán)形區(qū)流場(chǎng)的分布，因此，導(dǎo)風(fēng)葉片的形狀及安裝角度是決定渦流空氣分級(jí)機(jī)分 級(jí)性能的重要因素之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提出一種渦流空氣分級(jí)機(jī)軸向傾斜式導(dǎo)流裝置，它通過(guò)改變導(dǎo)流裝置上導(dǎo) 風(fēng)葉片的安裝角度，降低環(huán)形分級(jí)區(qū)內(nèi)氣流向上的軸向速度，以改善流場(chǎng)穩(wěn)定性，提高分級(jí) 精度。
[0006] 一種渦流空氣分級(jí)機(jī)的導(dǎo)流裝置，其特征在于：導(dǎo)風(fēng)葉片（4)的形狀采用直片型， 安裝時(shí)葉片周向均勻分布，固定于上固定架（7)與下固定架（8)之間；導(dǎo)風(fēng)葉片底面中心線 (11)與導(dǎo)風(fēng)葉片底面中心線（11)所在位置圓周（9)的切線（10)呈10°?20°夾角，然后 以葉片底面中心線（11)為旋轉(zhuǎn)軸，將葉片從豎直的起始位置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)2°?5°角，使得 氣流在流經(jīng)導(dǎo)風(fēng)葉片（4)時(shí)受到一個(gè)向下的力。
[0007] 如圖2所示的導(dǎo)流裝置，導(dǎo)風(fēng)葉片（4)在安裝時(shí)，采用圖3所示的安裝方法。首先 將葉片周向均勻分布，固定于導(dǎo)流裝置上固定架（7)與下固定架（8)間，并使葉片底面中心 線（11)與其所在位置圓周（9)的切線（10)呈10°?20° (α)夾角，見(jiàn)圖3(a);然后以 葉片底面中心線（11)為旋轉(zhuǎn)軸，將葉片沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)2°?5° (Θ)，見(jiàn)圖3(b)，即得 到軸向傾斜式導(dǎo)流裝置模型。
[0008] 離心風(fēng)機(jī)的抽吸作用對(duì)氣流產(chǎn)生一個(gè)向上的升力Fy導(dǎo)風(fēng)葉片軸向傾斜后對(duì)氣流 施加一個(gè)垂直于葉片方向的力F p(如圖4所示），此時(shí)，氣流軸向受力總和F可用公式（1) 表示
[0009] F = Fl - Fp · sin Θ (1)
[0010] 其中，Θ為導(dǎo)風(fēng)葉片的軸向傾斜角度。
[0011] 當(dāng)F為正值時(shí)，說(shuō)明分級(jí)區(qū)存在向上的軸向加速度；相反，當(dāng)F為負(fù)值時(shí)，則存在向 下的軸向加速度。只有F等于或接近0時(shí)，氣流才能平穩(wěn)的做二維運(yùn)動(dòng)。因此，解決此問(wèn)題 的關(guān)鍵是確定Θ值的大小。經(jīng)模擬仿真結(jié)果得出，最佳傾斜角度范圍為2°?5°，并且已 經(jīng)通過(guò)物料實(shí)驗(yàn)得以驗(yàn)證。
[0012] 本發(fā)明適用于各種粉體的干法分級(jí)。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為渦流空氣分級(jí)機(jī)結(jié)構(gòu)模型示意圖
[0014] 圖中：1_進(jìn)風(fēng)口；2_蝸殼；3_出風(fēng)口；4_導(dǎo)風(fēng)葉片；5_環(huán)形區(qū)；6_轉(zhuǎn)籠
[0015] 圖2為本發(fā)明中導(dǎo)流裝置示意圖
[0016] 圖中：4-導(dǎo)風(fēng)葉片；7-上固定架；8-下固定架
[0017] 圖3為本發(fā)明中導(dǎo)風(fēng)葉片安裝角度示意圖
[0018] 圖中：9-導(dǎo)風(fēng)葉片所在位置圓周；10-9在導(dǎo)風(fēng)葉片底面中心點(diǎn)處（0點(diǎn)）切線； 11-導(dǎo)風(fēng)葉片底面中心線；α -10與11的夾角；Θ -導(dǎo)風(fēng)葉片的軸向傾斜角度
[0019] 圖4為本發(fā)明中氣體流經(jīng)導(dǎo)流裝置時(shí)受力分析示意圖 [0020] 圖中：4-導(dǎo)風(fēng)葉片；7-上固定架；8-下固定架
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明通過(guò)將導(dǎo)流裝置上下固定架間的導(dǎo)風(fēng)葉片軸向傾斜合理角度后安裝，改變 氣流在環(huán)形區(qū)的流動(dòng)軌跡，可有效減小渦流空氣分級(jí)機(jī)內(nèi)部氣流向上的軸向速度，改善流 場(chǎng)穩(wěn)定性，提高分級(jí)區(qū)的空間利用率，減小顆粒碰撞的幾率，提高分級(jí)精度，降低分級(jí)粒徑。 導(dǎo)風(fēng)葉片安裝時(shí)，葉片軸向傾斜角度不宜過(guò)大，否則會(huì)產(chǎn)生較大的向下軸向速度，加速顆粒 沉降，不利于顆粒在分級(jí)區(qū)內(nèi)完全粗細(xì)分離。葉片軸向傾斜角度Θ為2°?5°。
[0022] 本發(fā)明中，其他分級(jí)條件不變，固定α角為15°，改變渦流空氣分級(jí)機(jī)中導(dǎo)風(fēng)葉 片的軸向安裝傾角進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。葉片軸向傾斜角度Θ為2°?5°，分級(jí)粒徑最大可降 低19. 77%，分級(jí)精度最大可上升17. 39%。提高轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速是減小分級(jí)粒徑獲得細(xì)微顆粒常 用的方法。由于渦流空氣分級(jí)機(jī)的轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍是一定的，因此通過(guò)提高轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速減 小分級(jí)粒徑的能力也是有限的。本發(fā)明可使分級(jí)機(jī)在轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速量程范圍內(nèi)獲得更細(xì)粉體， 具有更強(qiáng)的分級(jí)能力，同時(shí)可降低能耗。此外，由于導(dǎo)流裝置的優(yōu)化，改善了流場(chǎng)穩(wěn)定性，分 級(jí)精度提高，達(dá)到較為理想的分級(jí)效果。
[0023] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例：待分級(jí)物料為碳酸鈣，其粒度組成為：
[0024] 表1碳酸鈣原料的粒度分布
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種渦流空氣分級(jí)機(jī)的導(dǎo)流裝置，其特征在于：導(dǎo)風(fēng)葉片（4)的形狀采用直片型，安 裝時(shí)葉片周向均勻分布，固定于上固定架（7)與下固定架（8)之間；導(dǎo)風(fēng)葉片底面中心線 (11)與導(dǎo)風(fēng)葉片底面中心線（11)所在位置圓周（9)的切線（10)呈10°?20°夾角，然后 以葉片底面中心線（11)為旋轉(zhuǎn)軸，將葉片從豎直的起始位置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)2°?5°角，使得 氣流在流經(jīng)導(dǎo)風(fēng)葉片（4)時(shí)受到一個(gè)向下的力。
【專利摘要】一種渦流空氣分級(jí)機(jī)傾斜式導(dǎo)流裝置，屬于粉體制備領(lǐng)域。本發(fā)明通過(guò)改變渦流空氣分級(jí)機(jī)導(dǎo)風(fēng)葉片的安裝傾角，改變流場(chǎng)分布。具體實(shí)施方法是:將直葉片周向均勻固定于上下固定架，導(dǎo)風(fēng)葉片底面中心線與所在位置圓周切線呈10°～20°夾角；以葉片底面中心線為旋轉(zhuǎn)軸，將葉片逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)2°～5°角，使得氣流在流經(jīng)導(dǎo)風(fēng)葉片時(shí)受到一個(gè)向下的力，改變了氣流在環(huán)形區(qū)的流動(dòng)軌跡，減小了氣流向上的軸向速度，減少顆粒碰撞及團(tuán)聚幾率，達(dá)到提高分級(jí)精度，降低分級(jí)粒徑的目的，使渦流空氣分級(jí)機(jī)轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速量程范圍內(nèi)可得到更細(xì)粉體而具有更強(qiáng)的分級(jí)能力。
【IPC分類】B07B11-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104607393
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410767678
【發(fā)明人】于源, 劉蓉蓉, 劉家祥
【申請(qǐng)人】北京化工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月14日