專利名稱：一種氣固混合物料的分離方法與固體物料收集裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及氣固混合物料的分離領域，特別涉及一種氣固混合物料的分離方法與固體物料收集裝置。
背景技術：
目前，兩種方法被廣泛用于干燥生產中的固體物料收集，分別是沉降法，即利用氣流在沉降室內速度驟減，靠被干燥的物料自身重力沉降的方式進行物料的收集，利用沉降法收集物料的裝置稱為沉降室，該裝置的缺點是體積巨大，對粉末性物料的收集效果不好；另外一種典型的固體物料收集方法是旋風分離法，即通過在裝置內形成外部自由渦和內部強制渦，靠離心力的作用進行物料的收集，利用旋風分離法進行固體物料收集的裝置是旋風分離器，旋風分離器的體積較小，而且能夠分離出細小的粉末性物料，但是旋風分離器的壓力損失很大，特別是需要分離的物料中存在細小的粉末性物料時，壓力損失更大。因此，研究一種占用空間小，分離效果好，壓力損失少的氣固混合物料分離方法和裝備對固體干燥物料的收集具有重要意義。

發明內容
本發明的目的在于提供一種適用于大規模的連續生產，且對物料具有普遍的適應性的氣固混合物料的分離方法。本發明的另一目的在于提供一種體積較小、壓力損失小、分離效果高的氣固混合物料的固體物料收集裝置。為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案:—種氣固混合物料的固體物料收集裝置，該固體物料收集裝置包括分離筒體10、氣固料入口 30、氣體出口 50和關風器出口 40 ;其中:所述分離筒體10上部為由蓋板14、筒體15和側板13圍成的半圓柱形筒體，分離筒體10的下部為逐漸收縮的變徑筒體12，所述半圓柱形筒體和所述變徑筒體12內部相通；所述氣固料入口 30布置在側板13上；所述氣體出口 50布置在筒體15上；所述關風器出口40布置在變徑筒體12的下方。所述氣固料入口 30與氣體出口 50平行布置。所述氣體出口 50包括出口筒體52，所述出口筒體52伸進筒體15的長度為筒體15 半徑的 1/3-2/3。所述筒體15的高度為使氣固料入口 30和氣體出口 50的中心距大于其半徑之和。所述變徑筒體12的高度為使變徑筒體12側壁與水平面的最小夾角高于物料的休止角。所述氣固料入口 30的中心在側板13中心線上，為中心布置；或者所述氣固料入口30中心不在側板13中心線上，為偏置布置。一種使用如上述權利要求所述的固體物料收集裝置的氣固混合物料的分離方法，所述方法包括如下步驟:(1)具有一定流速的氣固兩相混合物料從氣固料入口 30進入分離筒體10 ；(2)在半圓柱形的筒體15內，混合物料流形成旋風，質量較大的固體物料將在離心力和重力的作用下沿筒體15內表面下降至關風器出口 40位置并隨著關風器44的轉動被排出，進而實現分離；(3)質量較小的固體物料隨氣流完成旋風，氣流在與側板13撞擊后速度將會降低，且會向氣體出口 50方向運動；速度較小的氣流不足以帶動固體物料繼續運動，固體物料在撞擊側板13后沿側板13落下，最終通過關風器44被分離出來；(4)其余細小的粉末物料將隨著氣流從氣體出口 50排出，進入下一級除塵系統。本發明的有益效果在于:本發明的氣固混合物料的固體物料收集裝置，結構簡單、體積小、壓降損失小、分離效率高。與傳統的沉降室相比體積更小；與傳統的旋風分離設備相比壓降損失更小。本發明的氣固混合物料的分離方法處理量大，相比旋風分離器。降低了壓力損失，在分離小尺寸固體物料時，分離效果比沉降室好，能夠通過簡單的調整實現分離效果和壓降的最優化目標。


圖1為本發明的氣固混合物料的固體物料收集裝置的正視圖；圖2為本發明的氣固混合物料的固體物料收集裝置的左視圖；圖3為本發明的氣固混合物料的固體物料收集裝置的俯視圖；圖4為本發明的氣固混合物料的固體物料收集裝置的軸測視圖；圖5為本發明的氣固混合物料的固體物料收集裝置中心入口的筒體內氣流運動示意圖；圖6為本發明的氣固混合物料的固體物料收集裝置偏置入口的筒體內氣流運動示意圖。附圖標記10分離筒體43支撐座11第一法蘭44關風器12變徑筒體45第二法蘭13側板50氣體出口14蓋板51第二法蘭15筒體52出口筒體30氣固料入口R 氣固料入口的半徑40關風器出口 r 氣體出口的半徑41電機a 氣固料入口與氣體出口的垂直中心距42減速機
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。
如圖1所示，為本發明的一種氣固混合物料的固體物料收集裝置的正視圖，圖2和圖3分別為其左視圖和俯視圖，圖4為其軸測視圖。該氣固混合物料的固體物料收集裝置包括分離筒體10、氣固料入口 30、氣體出口 50、關風器出口 40。其中，所述分離筒體10上部為由蓋板14、筒體15和側板13圍成的半圓柱形筒體，分離筒體10的下部為逐漸收縮的變徑筒體12，所述半圓柱形筒體和所述變徑筒體12內部相通。所述氣固料入口 30布置在側板13上；所述氣體出口 50布置在筒體15上；所述關風器出口 40布置在變徑筒體12的下方。氣體出口 50由第三法蘭51和出口筒體52組成，所述出口筒體52與筒體15焊接；變徑筒體12下方通過第一法蘭11、第二法蘭45用螺栓與關風器44連接，減速機42的輸出軸端通過聯軸器與關風器44連接，關風器44和減速機42之間設置有支承座43，減速機42的遠離輸出軸的一端設置有關風器出口 40,外部配置有電機41。其中，所述出口筒體52布置在筒體15上，并在筒體15的高度方向盡量遠離氣固料入口 30 ;出口筒體52伸進筒體15的長度為筒體15半徑的1/3-2/3，深入長度越大，分離出的固體物料顆粒尺寸相對越小，即分離效果變好，但壓力損失隨之增大。所述氣固料入口 30布置在側板13上并與氣體出口 50存在一定距離，如圖1，R為氣固料入口 30的半徑，r為氣體出口 50的半徑，a為氣固料入口 30與氣體出口 50在垂直方向上的中心距，要求a ^ R+r,以避免從氣固料入口 30進入分離筒體10的氣固混合物料流未經過旋轉直接從氣體出口 50排出，導致分離效率的降低。氣固料入口 30中心可偏置布置，即圖1中氣固料入口 30中心與氣體出口 50中心不在同一條母線上，偏置距離的增加將導致分離設備的壓降增加、分離效率提高。所述筒體15具有足夠的高度，使氣固料入口 30和氣體出口 50的中心距大于其半徑之和，以保證從氣固料入口 30進入分離筒體10的混合物料流不會從氣體出口 50直接排出。變徑筒體12具有足夠的高度，使變徑筒體12側壁與水平面的最小夾角高于物料的休止角，保證物料沿筒內壁 進入關風器出口 40進而順利排出。所述氣固料入口 30與氣體出口 50平行布置。工作過程考慮到物料的復雜性，將氣固兩相混合物料中的固體物料分為以下幾種:質量較大的固體物料、質量較小的固體物料和粉末物料。使用本發明的氣固混合物料的固體物料收集裝置的分離方法在于:1.具有一定流速的氣固兩相混合物料從氣固料入口 30進入分離筒體10。2.在半圓形的筒體15內，混合物料流形成旋風，質量較大的固體物料將在離心力和重力的作用下沿筒體內表面下降至關風器出口 40位置并隨著關風器44的轉動被排出，進而實現分離。3.質量較小的固體物料隨氣流完成旋風并在與側板13碰撞，氣流在與側板13撞擊后速度將會降低，且會向氣體出口 50方向運動；由于氣體出口 50深入筒體15內一段長度，導致氣流將會向背離側板13方向運動，且此時的截面積是最大的，因此此時氣流的速度最小，方向是背離側板13向上；速度較小的氣流不足以支撐固體物料懸浮在其中，因此固體物料在撞擊側板13后將會沿側板13落下，最終通過關風器44被分離出來。具體表現為:氣流在撞擊側板13后速度將降低，不足以帶動固體物料繼續運動，固體物料會在撞擊側板13后下沉，最終形成側板13附近的高濃度固體物料區。4.其余細小的粉末物料將隨著氣流從氣體出口 50排出，進入下一級除塵系統。其原理在于:根據流體性質，筒體內氣流在近壁處的速度遠低于在筒體中心的速度。因此可以近似認為接觸到器壁的固體物料由于速度降低將被分離出來。所述氣固混合物料進入分離筒體的形式分為中心進入和偏置進入兩種，如圖5所示為中心入口的筒體內氣流運動示意圖，所述氣固料入口 30中心布置在側板13中心線上，為中心布置；圖6為偏置入口的筒體內氣流運動示意圖，所述氣固料入口 30中心不在側板13中心線上，為偏置布置。所述氣固混合物料在分離筒體內的運動根據氣固料入口 30布置的形式不同呈現出不同的效果。當氣固混合物料進入分離筒體的形式是中心進入方式時，氣固混合物料中大部分輕質物料和部分氣體將直接從氣體出口被排出，質量稍大的物料將會與其余氣體在半圓形的分離筒體內形成方向相反的兩個螺旋向上的1/4個旋風(如圖5所示)，氣流在與側板撞擊后迅速上升，大質量物料受到自身重力及慣性力和摩擦力的作用將與氣流分開并沿側板落下。當氣固混合物料進入分離筒體的形式是偏置進入時(如圖6所示)，氣固混合物料將在分離筒體內形成半個螺旋向上的旋風，此時固體物料由于受到離心力的作用會向著筒體邊緣運動，與筒體內壁接觸到的固體物料會沿筒體內壁下沉；當摻雜質量稍小的固體物料的氣流與側板撞擊后，氣流沿側板向上運動，固體物料受到自身重力及慣性力和摩擦力的作用下與氣流分開并沿側板落下。分離后的固體物料通過關風器44從分離筒體10下部排出，氣流從分離筒體10與入口平行的方向排出。
權利要求
1.一種氣固混合物料的固體物料收集裝置，其特征在于:該固體物料收集裝置包括分離筒體(10)、氣固料入口 (30)、氣體出口 (50)和關風器出口 (40);其中: 所述分離筒體(10)上部為由蓋板(14)、筒體(15)和側板(13)圍成的半圓柱形筒體，分離筒體(10)的下部為逐漸收縮的變徑筒體(12)，所述半圓柱形筒體和所述變徑筒體(12)內部相通；所述氣固料入口(30)布置在側板(13)上；所述氣體出口(50)布置在筒體(15)上；所述關風器出口(40)布置在變徑筒體(12)的下方。
2.如權利要求1所述的氣固混合物料的固體物料收集裝置，其特征在于:所述氣固料入口(30)與氣體出口(50)平行布置。
3.如權利要求1或2所述的氣固混合物料的固體物料收集裝置，其特征在于:所述氣體出口(50)包括出口筒體(52)，所述出口筒體(52)伸進筒體(15)的長度為筒體(15)半徑的 I/3-2/3。
4.如權利要求1或2所述的氣固混合物料的固體物料收集裝置，其特征在于:所述筒體(15)的高度為使氣固料入口(30)和氣體出口(50)的中心距大于其半徑之和。
5.如權利要求1或2所述的氣固混合物料的固體物料收集裝置，其特征在于:所述變徑筒體(12)的高度為使變徑筒體(12)側壁與水平面的最小夾角高于物料的休止角。
6.如權利要求1或2所述的氣固混合物料的固體物料收集裝置，其特征在于:所述氣固料入口(30)的中心在側板(13)中心線上，為中心布置；或者所述氣固料入口(30)中心不在側板(13)中心線上，為偏置布置。
7.一種使用如上述權利要求所述的固體物料收集裝置的氣固混合物料的分離方法，其特征在于: 所述方法包括如下步驟:(1)具有一定流速的氣固兩相混合物料從氣固料入口(30)進入分離筒體(10)； (2)在半圓柱形的筒體(15)內，混合物料流形成旋風，質量較大的固體物料將在離心力和重力的作用下沿筒體(15)內表面下降至關風器出口(40)位置并隨著關風器(44)的轉動被排出，進而實現分離； (3)質量較小的固體物料隨氣流完成旋風，氣流在與側板(13)撞擊后速度將會降低，且會向氣體出口(50)方向運動；速度較小的氣流不足以帶動固體物料繼續運動，固體物料在撞擊側板(13)后沿側板(13)落下，最終通過關風器(44)被分離出來；(4)其余細小的粉末物料將隨著氣流從氣體出口(50)排出，進入下一級除塵系統。
全文摘要
本發明涉及氣固混合物料的分離領域，特別涉及一種氣固混合物料的分離方法與固體物料收集裝置。本發明的目的在于提供一種適用于大規模的連續生產，且對物料具有普遍的適應性的氣固混合物料的分離方法和一種體積較小、壓力損失小、分離效率高的氣固混合物料的固體物料收集裝置。該固體物料收集裝置包括分離筒體(10)、氣固料入口(30)、氣體出口(50)和關風器出口(40)。本發明的氣固混合物料的分離方法處理量大，降低了壓力損失，在分離小尺寸固體物料時，分離效果比沉降室好。本發明的氣固混合物料的固體物料收集裝置，結構簡單、體積小、壓降損失小、分離效率高。
文檔編號B01D45/16GK103203134SQ201210007878
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者王光輝, 付作立, 王德成, 高揚, 袁洪方, 馬曉剛, 蔡桑妮, 孫婕 申請人:中國農業大學