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选粉机的设计3李坤山1,2,莫易敏11武汉理工大学,湖北武汉430000;2济南大学机械学院,山东济南250022摘要在传统旋风式选粉机的基础上,结合各种新型选粉机结构特点,运用新的分散、分级理论,设计1种新的SZGX型选粉机,详细介绍了其结构特点。关键词球面撒料盘;旋风选粉机;设计中图分类号TH122文献标识码B文章编号10074414200502011402目前国内大部分厂家使用的是离心式选粉机和旋风式选粉机及其改进型,这些设备由于结构的上的不尽合理,使得其选粉效率相对较低,新设计的SZGX25M选粉机与原普通型25旋风式选粉机相比,其生产能力提高10左右,选粉效率提高5~10。生产能力及选粉效率可与O2SEPA选粉机相媲美,价格却比O2SEPA选粉机低的多,非常适合国内大中小型企业使用。1SZGX25选粉机的结构及工作原理SZGX25选粉机的的结构如图1所示,调速电动机主轴的运动带动皮带轮,经皮带带动选粉机主轴一起旋转,采用皮带减速可起到减振及保护的作用,主轴的旋转带动分级圈和撒料盘一起运动,下部风轮是无动力的,成品细度的调整是靠改变电动机的转速或外置风机的风量大小实现的。其工作过程为从磨机出来的物料经下料斗,进入磨尾提升机,顺着下料管落到撒料盘上,撒料盘高速旋转将物料撒向旋转上升的气流中,在离心力的作用下,一部分物料被均匀地撒向壳壁,沿壳壁沉降下来,而大部分被扬起的细粉随气流进入分级区。由于分级圈的高速旋转,颗粒得到均衡稳定的分级,进入分级圈的细粉和空气一起进入旋风筒经过翻板阀落入细粉下料斗作为成品收集起来,而未进入分级圈的颗粒,沿着内壳壁下落,经过滴馏装置时,产生二次扬起,细粉同上升气流一起进入分级圈,而大颗粒沿着滴镏装置下落到风轮的上圆盘上,风轮是无动力的,风轮的上圆盘起到第2个撒料盘的作用,旋转的风轮将物料再次抛向气流中,较细的物料顺着气流进入分级圈,大颗粒则沿壳壁落入粗粉下料斗作为回粉收集下来,然后回到磨机进行二次粉磨。图1SZGX25选粉机结构示意图SZGX25选粉机的内部选粉空气是闭路循环的。干净的空气进入风机后,由于风机的旋转进入选粉机的中壳体入口,顺着壳体内的导风板旋转进入风轮,通过分级圈进入旋风筒,由于旋风筒的分离作用,使颗粒同空气分离,最后干净的空气由集气管收集重新回到风机入口,闭路循环对环境保护起到了一定作用。充分体现了新产品的绿色设计理念。2主要结构优化设计121分级机构笼形转子离心式选粉机和旋风式选粉机都是采用小风叶分级,由于小风叶的旋转不够稳定使得选粉机磨损比较严重,小风叶的分级精度也不精确。而笼形转子可以在高速旋转时产生比较稳定的旋转气流,使颗粒的受力大小、方向均衡一致,为选粉提供了良好的条件。同时,分级圈的选粉空间更理想、效果更好,结构如图2所示,主要变化为①将原有小风叶拆除,改造成笼形转子,替代原有小风叶起分级作用。笼形转子由一定数量的分级叶片及上下盘组成,固定在原小风叶座上。由于笼形转子的高速旋转,产生强大的旋流及切向剪切作用,使物料分散性好且分级强度高。②在分级圈上盘外侧均匀设置少量的小风叶,小风叶随分级圈高速运转,形成正压,使气流从分级圈通过,防止短路。③改造前小风叶形成的分级区近似为一水平面,而优化后SZGX型选粉机的分级区为一锥形面,计算知在相同选粉室直径时其分级区增大了5060,这样非常有利于粗细颗粒的分离、选粉浓度的提高,很大程度上提高了单位选粉面积的产量。图2笼形转子结构图1小叶片2上圆盘3拉杆4钢板5下圆盘22分散结构球面撒料盘普通选粉机的撒料盘为平板式,平板式撒料盘只能使物411VOL18NO22005204机械研究与应用MECHANICALRESEARCHAPPLICATION第18卷第2期2005年4月3收稿日期20041106作者简介李坤山1965男,博士,教师,主要从事破碎、粉磨、选粉、除尘设备及耐磨材料的研究与开发,工程承揽,企业管理及技术培训。19942009CHINAACADEMICJOURNALELECTRONICPUBLISHINGHOUSEALLRIGHTSRESERVEDHTTP//WWWCNKINET料水平撒出,而且撒出的物料不均匀,使得上升的气流无法穿透料层,选粉效率很低,在平板式撒料盘的基础上作了一些改进的撒料盘,如将平板的边缘焊上1个凸台边或将平板改为阶梯式或波浪式,这些都较平板式效果要好,但提高幅度不大1。图3所示的螺旋式撒料盘使物料同时受到离心力和向上推力2个力的作用,使得物料撒得较均匀,容易被上升气流吹开,选粉效果有一定程度提高。再此基础上,我们新设计了图4所示球面撒料盘,物料分撒更均匀、更薄、更容易被气流分散携带,本次设计采用了这种撒料盘。图3螺旋撒料盘结构示意图图4球面撒料盘23辅助分散、分级机构风轮离心式选粉机和旋风式选粉机只是利用内部的导向板来形成旋转上升的循环气流,这种气流不够稳定,影响了选粉效率的提高4,我们在壳体内部加上风轮,使得上述缺点得到弥补,风轮的作用主要有3个一是上圆盘的旋转起到第2个撒料盘的作用;二是叶片的旋转对物料起到了再次分级的作用;三是形成稳定的循环气流。24高效分离机构螺旋分离器作高速旋转运动的含尘气体进入旋风筒,由于受离心力的作用而使粒子从气流中分离出来,普通型选粉机使用的旋风收尘器外壳是由外圆筒和锥筒组成,外圆筒顶部封闭,其中有1排风管,气体进口管位于筒侧并与外圆筒相切,锥底没有灰仓和锁风闸门,操作时,含尘气体切向进入筒体,沿器内壁旋转,在同一平面上旋转360后,被继续进入的气流挤压而旋转向上和向下流动,向上的气流到顶盖返回,向下的气流在旋转过程中尘粒在离心力的作用下甩向器壁,并在重力和向下气流带动下落入灰仓,已净化的向下气流于圆锥底部被迫转向收尘器中心,形成旋转向上的气流,最后排出排气管。由于内部循环气流不够稳定,收尘的效果不是很理想,我们在现有旋风收尘器的基础上设计了一种螺旋分离器,螺旋通道不仅起到了导向板的作用,同时收尘空间增大、停留时间加长,使得粉尘与壳壁碰撞的机会增多,收尘效果明显提高。由于螺旋分离器高度较矮,利于在单机锥底加上双翻板阀,上下翻板阀轮流作用,密封效果较好,避免了各筒间的串流,收集效果明显提高。25采用调速电机2调速电动机带动主轴以不同的转速旋转,从而可方便调整产品的细度。3SZGX25选粉机的使用情况及特点31生产能力提高与配备相同规格老式旋风选粉机的磨机相比,装有SZGX25选粉机的磨机在生产高标号水泥时,产量提高5~10;生产普通水泥时产量提高8~12。32能耗低由于SZGX25选粉机生产能力提高,整个粉磨系统单位电耗明显地降低,生产实践证明生产普通水泥的单位电耗降低5~8,在产品细度要求更高时,降低幅度还要大些。33改善水泥质量水泥颗粒级配分析,3~30ΜM的颗粒明显增多,强度提高2MPA以上。34操作容易水泥细度容易控制,只要改变电机转速或笼骨的结构,就能生产各种比表面积要求的水泥3,还可以生产高细度水泥5000CM2/G或更大。35设备投资省SZGX25选粉机的性能可与日本的Q2SEPA选粉机相媲美,但Q2SEPA选粉机的价格太高,同时还需配备1个大型的收尘器,而ZGX25选粉机的价格和旋风式选粉机相当。参考文献1李坤山Φ40M离心式选粉机存在的问题及对策J水泥,2002417192方莹旋风式选粉机的改造机理及应用J水泥工程,2002323253陈绍龙,刘怀平从选粉浓度解读高效转子选粉机技术J水泥,2004116184曾庆宽30M旋风式选粉机的改造J新世纪水泥导报,200161316DESIGNOFHIGHEFFECTROTORCLASSIFIERLIKUNSHAN,MOYIMING1INSTITUTEOFMECHANICALENGINEERINGOFTSINANUNIVERSITY250022;2UNIVERSITYOFCSIENCEANDENGINEERINGWUHANABSTRACTTHISTEXTMAKESUSEOFTHETRADITIONDESIGNOFWHIRWINDCLASSIFIER,COMBINETHECHARACTERISTICOFVARIOUSKINDSOFCLASSIFIERADOPTNEWTECHNIQUESFORDISPELANDCLASSIFYONEOFNEWSZGXCLASSIFIER,IT′SDETAILEDCHARACTERISTICWASINTRODUCEDTOKEYWORDSWHIRWINDCLASSIFIER;SPHERICALSURFACEDUSTER;DESIGN511第18卷第2期2005年4月机械研究与应用MECHANICALRESEARCHAPPLICATIONVOL18NO2200520419942009CHINAACADEMICJOURNALELECTRONICPUBLISHINGHOUSEALLRIGHTSRESERVEDHTTP//WWWCNKINET
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