FXS900组合式选粉机转子及壳体设计开题报告.doc

毕业设计开题论证报告专业过程装备与控制工程学生姓名于亮亮班级B装备032班学号0310140146指导教师咸斌完成日期2007年4月15日1课题名称：FXS900组合式选粉机转子及壳体设计一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述课题来源：市场需要，新品开发。选粉机作为水泥工业闭路粉磨系统中的一个重要配套设备，虽然本身并无粉碎物料的作用，但其性能的好坏直接影响到系统的运行状态，即影响到系统的粉磨效率、产量及能耗，因此，对高效选粉技术及设备的研究具有重要意义。固体颗粒需在流体中按其粒径大小进行分级，颗粒在空气中作重力沉降和离心沉降进行分散、分级的设备，称为空气选粉机。美国首先采用空气选粉机与磨机组成的闭路粉磨系统粉磨细度细的物料。它一出现就在提高效率、节能降耗、细度调节、改善粒度的均匀性，强化水泥质量等方面显示出强大的生命力。闭路粉磨的广泛应用促进了选粉机的发展。空气选粉机发明至今共经历了三代:第一代为离心式选粉机，第二代是旋风式选粉机，第三代是以日本小野田公司生产的0-SEPA选粉机为代表的涡流选粉机1。自1885年英国人Mumford和Moody发明选粉机以来，至今已经历了几次重大的变革，虽然最初的离心式选粉机仍在大量使用，也有人对其局部进行了改进，但还是无法消除其存在的三个根本性缺点：(1)循环气流中粉尘多，致使选粉区内物料的实际浓度大扩大了干扰沉降的影响；(2)选粉区内存在着较大的风速梯度，使分离粒径不均，粗颗粒会被其遭遇到的高速风带出；(3)存在边壁效应问题，使细小颗粒随粗颗粒碰撞而降落。60年代原西德的WEDAG公司开发了旋风式选粉机，采用外部循环风机供风来取代离心式选粉机的内部供风，用小旋风筒取代离心式选粉机的大直径外筒来收集细粉，提高了收尘效率，从而使得循环气流中含尘浓度大为降低，即基本克服了离心式选粉机的第一项根本性缺点，但无法消除第2、3项缺点，故其分离效率仍偏低。直至1979年日本的小野田公司开发了O-SEPA选粉机。才消除了离心式选粉机存在的第2、3项缺点，形成了较理想的高效分选设备。O-SEPA选粉机保留了旋风式选粉机外部供风循环气流高效净化，利用了平面螺旋气流选粉的原理，以笼式转子取代小风叶，使气流在横截面上与切向成一定角度稳定均匀地穿越整个选粉区，这样就消除了离心式选粉机存在的第2、3项缺点2。选粉机的技术关键是：“分散”、“分级”和“收集”。选粉机性能的好坏与“分散”、“分级”和“收集”过程密切相关，三者有机的结合及性能的优化是高效选粉机设计的关键。1本课题所设计的FXS900组合式选粉机，它吸收了O-SEPA式选粉机先进的2悬浮分散技术、平面涡流技术，同时又吸收了旋风式选粉机利用几个旋风筒收集成品的技术。3需要说明的是，FXS900组合式选粉机采用导流口可调式双出风口旋风分离器技术取代传统单出风口分离器对现行组合式选粉机进行改进，降阻节能，提高选粉机选粉收集效率，从而改观产品细度，提高粉磨产品的产量和质量。这是FXS900组合式选粉机在“收集”上的一大创新（这将在选粉机总体及双出风口分离器设计部分作详细讨论）。实践证明：这大大提高了收集效率。离心式和旋风式选粉机都是采用小风叶实现“分散”、“分级”的，易于制造和安装，操作维护简便，能简单地通过调整内部结构达到调整产品比表面积的目的，但由于小风叶旋转不够稳定，造成选粉室各处气体流动不平稳且相互干扰，使得选粉机磨损比较严重，物料颗粒相互撞击胶粘，结成大颗粒，影响选粉效率。而且小风叶的分级精度也不精确，靠风叶控制细度的不足之处在于(1)当风量大时不合格的粉随气流上升速度大于相邻叶片旋转速度就易跑粗。风量小时合格细粉也会被叶片多次碰撞而落入到粗粉中被收集，使效率下降。（2）叶片在重力分级区的旋转，破坏了旋转上升气流的流向，严重干扰了气流上升和颗粒沉降两相流相对运动的规则运动。并占据了有效分级空间，气流阻力也较大。（3）叶片旋转时，叶片背面负压形成的气流涡流易使细粉反复吸附在分级区域，大大延长了细粉在分级区的停留时间。40-SEPA选粉机采用了笼型转子技术，较离心，旋风前两代选粉机在“分散”、“分级”理论上有了很大突破。笼形转子可以在高速旋转时产生比较稳定的旋转气流，分离力场从平面圆环变成圆柱体，径向变化范围较小，分离力场均匀，分级临界粒径范围较窄，因而颗粒的受力大小、方向均衡一致，为选粉提供了良好的条件，混料窜料较少。同时，分级圈的选粉空间更理想、效果更好。5转子由撒料盘及水平垂直板、上下轴套联结板组成。选粉机的转子部分在选粉机的“分散”、“分级”上，起着决定性作用。关键技术有(1)“悬浮分散技术”需选粉的物料首先要求有良好的分散性，特别是对于由于静电吸附作用和水份超标而易造成结团的物料，只有良好的分散，才能更好的分级。在物料进入主选粉室前，进行缓冲均布物料，并对物料进行分散，对成团的物料和粗细颗粒进行初步的分离分级，使其进入主选粉室有一个更为充分的分散分离，给后续的选粉创造良好条件。（2）“平面涡流分级技术”选粉气流通过水平切向进入选粉室内，形成一个旋转涡流气流，与旋转的转笼形成一上下稳定的内外压差，气流稳定均匀，物料颗粒在此基础上有一个很稳定的强力选粉离心力场，从而能达到精确的分级。3通过调整笼式转子的转速来改变颗粒所受到的离心力，从而3调整分离粒径的。产品细度调整方便且调整范围广。FXS900组合式选粉机转子部分采用O-SEPA式选粉机先进的笼型转子技术，大大提高了分级效率。参考文献：1李坤山，莫易敏.基于绿色理念的高效转子选粉机设计J.中国水泥，2005，(10)：5759.2刘铁忠.TLS系列组合式选粉机的开发J.水泥技术，1999,(1)：19-20.3刘平成.K型内循环选粉机在圈流粉磨中的应用J.中国水泥，2005，(6)：60-624于学成，方莹.新一代旋风式选粉机-高效转子式选粉机J.江苏建材，1995，(2)：25-27.5倪文龙，王文杰，梅义荣.应用双出风口旋风分离器改造旋风选粉机J.水泥，2003，(2)：41-42.二、本课题拟解决的问题（1）使物料在分级室内收到较强的旋流及径向剪切力的作用，物料分散性好且分级强度高，分级效率高；（2）选粉细度的调节要方便，可靠；（3）由于气流量大，含尘浓度高，使选粉机内部磨损量大，应在设计中解决转子易磨部件和壳体的磨损问题。三、解决方案及预期效果(1)所设计的FXS900组合式选粉机是利用不同粒径的颗粒在空气介质中受力情况的不同而对粉体颗粒群进行分级的选粉设备，因此，在确定模型结构之前，首先对分散于气体介质中的固体颗粒进行受力分析。在空气介质中的粉体颗粒，除了受到所熟知的气体阻力、颗粒重力G及浮力F外，还受到压力梯度力、虚假质量力等力的作用，根据受力分析及物料分选过程的分析，结合各类空气选粉机的结构与性能特点，来设计选粉机转子结构。采用离心力场作为分级力场，结构上采用笼式转子。笼形转子可以在高速旋转时产生比较稳定的旋转气流，分离力场从平面圆环变成圆柱体，径向变化范围较小，分离力场均匀，分级临界粒径范围较窄，因而颗粒的受力大小、方向均衡一致，为选粉提供了良好的条件，混料窜料较少。同时，分级圈的选粉空间更理想、效果更好。FXS900