具有旁路的分离器 |
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| 申请号 | CN201580006530.X | 申请日 | 2015-01-30 | 公开(公告)号 | CN105939792B | 公开(公告)日 | 2019-05-31 |
| 申请人 | 蒂森克虏伯工业解决方案股份公司; 蒂森克虏伯股份公司; | 发明人 | 马蒂亚斯·劳斯; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种具有壳体(3)的分离器，该壳体形成分离腔(4)，在分离腔中设置一个或多个通 风 板(9)而且在分离腔中由分离气体流经待分离物，从而使精细颗粒(11)与粗颗粒(12)分开，其中，分离气体入口和待分离物入口通入分离腔(4)中以及精细颗粒出口(8)和粗颗粒出口(7)离开分离腔(4)，其特征在于，至少一个集成在壳体(3)中的旁路通道(18)用于围绕分离腔(4)，其中，旁路通道(18)在分离气体入口中起始并且通入分离腔(4)的下游。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种具有壳体(3；36)的分离器，所述壳体形成第一分离腔(4；38)，在所述第一分离腔中设置一个或多个通风板(9；42)而且在所述第一分离腔中由分离气体流经待分离物(10)，从而使所述待分离物分离成为精细颗粒(11)和粗颗粒(12)，其中，分离气体入口(5)和待分离物入口(6)通入所述第一分离腔(4；38)中以及精细颗粒出口(8)和粗颗粒出口(7)离开第一分离腔(4；38)，其中，设置有至少一个集成在所述壳体(3；36)中的旁路通道(18； |
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| 说明书全文 | 具有旁路的分离器技术领域[0001] 本发明涉及一种具有壳体的分离器，该壳体形成分离腔，在分离腔中设置一个或多个通风板而且在分离腔中由分离气体流经待分离物，从而使精细颗粒与粗颗粒分开，其中，分离气体入口和待分离物入口通入分离腔中以及精细颗粒出口和粗颗粒出口离开分离腔。 背景技术[0002] 这类也称为静态工作的分离器用于将散料分离成为两个具有不同颗粒大小分布的部分。这些部分的区分在此在分离腔中进行，其中，由待分离物入口朝粗颗粒出口方向落入的待分离物在横向方向上由分离气体流通经过。在此，较小的颗粒由分离气流携带并且运送到精细颗粒出口，而较大的颗粒通过粗颗粒出口而排出。 [0003] 静态的分离器的通风板是或多或少横向于待分离物的移动方向而取向，其中，多重地设置有通风板的阶梯式布置(DE 43 37 215 A1)。根据一个优选的实施方式，基本上形成为平面的通风板设置有多个通风缝隙。该通风板在此可以由多个能够单独更换的开槽板组成。落入分离腔中的待分离物遇到一个或多个通风板并且在此处由分离气体流通经过。通过使待分离物撞上一个或多个通风板，一方面可以提高待分离物在分离腔中的停留时间。而另一方面，待分离物撞上通风板促使反复出现的待分离物聚集，即，所谓的聚集块(Schülpe)分解。这两方面都促使静态的分离器的更好的分离作用。 [0004] 静态的分离器与动态的分离器多重组合，其中，静态的分离器在此通常作为粗分离器而设置在作为精细分离器的动态的分离器的上游。动态的分离器基于待分离物的两个在颗粒大小分布方面不同的部分借助于旋转驱动的分离筐(Sichtkorb)的分离。 [0005] 例如在DE 43 37 215 A1中已知在用于水泥熔渣的循环研磨设备中作为粗分离器的静态的分离器和作为精细分离器的动态的分离器的结合。在此，静态的分离器设置在辊压机的下游并且由辊压机加载有相对较粗的并且具有许多聚集块的待分离物。在静态的分离机中分出的粗颗粒被送回到辊压机，而精细颗粒借助分离气流输送给管磨机，精细颗粒在管磨机中被进一步粉碎。待分离物随后由管磨机输送到动态的分离器，其中将待分离物分为中等精细颗粒和极精细颗粒。极精细颗粒随后作为最终物在分选机中从分离气体中沉积，而中等精细颗粒被输送回管磨机中。在根据DE 43 37 215 A1的循环研磨设备中，静态的分离器和动态的分离器在空间上和功能上均通过管磨机的中间连接而分隔。因此，静态的分离机基本上用于避免将过大的颗粒或聚集块输送到管磨机。 [0006] DE 10 201 1 055 762 A1中已知一种用于分离待分离物的设备，其中，静态的分离器和动态的分离器直接依次连接地集成在共同的壳体中并因此由相同的分离气流流通经过。在此，静态的分离器的前置基本上用于避免使动态的分离器的旋转驱动的且相对较敏感的分离筐加载有过大的颗粒或聚集块。 [0007] 在DE 10 201 1 055 762 A1中还公开了，除了用于静态的分离器的主分离气体入口之外还可以设置额外的开口，这些开口可以借助阀门或滑阀实施为能够关闭的，由此实现了输送到静态的分离器的分离气体的调节。 [0008] 最后，DE 24 56 970 C3中还已知一种动态的分离器，在其壳体中集成了一个围绕分离腔的旁路通道，经入口输入的灰尘空气混合物的一部分为了避免分离而可以通过该旁路通道引入分离腔。由此实现了对于在离开动态的分离器的最终物的颗粒大小产生有针对性的影响。 发明内容[0009] 由现有技术出发，本发明的目的在于说明一种可能性，即，以尽可能简单的方式能够变化地设定静态的分离器的分离作用。 [0010] 该目的通过一种根据本发明所述的静态的分离器得以实现。其有利的实施方式为本发明的内容并且由以下本发明的说明中得出。 [0011] 本发明基于这样的构思，即，通过静态的分离器引导的分离气体的体积流量表述一种能够简单影响的调节变量，其变化具有对分离器的分离作用的重要作用。特别是可以通过分离气体的体积流量的变化实现由静态的分离器排出的材料一方面作为精细颗粒以及另一方面作为粗颗粒的颗粒大小分布的调整。这特别是可以根据设置在静态的分离器下游的联动装置(例如研磨装置或者动态的分离器)而实现。也可以通过体积流量的调整实现(在必要时已加热的)分离气体的干燥效果的改变。 [0012] 在此，原则上可以通过相应地控制产生分离气流的鼓风机将分离气体的体积流量调整到预设的分离效果。但是缺点在于，由此也会改变用于设置在静态的分离器下游的联动装置、特别是动态的分离器的分离气体的体积流量。 [0013] 为了避免该潜在的缺点，按照本发明设置为，输送到静态的分离器的分离气体(优选为空气)的体积流量由此以能够调整的方式实施，即，通过设置至少一个旁路通道，通过该旁路通道使分离气流的一部分在分离腔引导经过。 [0014] 相应地，按照本发明的静态的分离器，其具有至少一个壳体，分离腔位于该壳体中，分离腔中设置一个或多个通风板而且在分离腔中由分离气体流经待分离物，从而使待分离物分为精细颗粒和粗颗粒，其中，(至少一个)分离气体入口和(至少一个)待分离物入口通入分离腔中以及(至少一个)精细颗粒出口和(至少一个)粗颗粒出口离开分离腔，按照本发明的特征在于，至少一个集成在壳体中的旁路通道用于围绕分离腔，其中，旁路通道在分离气体入口中起始并且通入分离腔的下游。 [0015] 分离腔特别是理解为其中进行材料分离(即，特定颗粒大小的材料的分离)的分离器的区域。较大的颗粒大小的材料通过粗颗粒出口离开该分离腔，其中较细的颗粒大小的材料进入精细颗粒出口。该精细颗粒出口设置在分离腔的下游并且形成为在其中不发生材料分离。 [0016] 旁路通道在分离腔的下游通入该分离器，其中，旁路通道例如通入精细颗粒出口或者通入设置在第一分离器下游的第二、特别是动态分离器的气体入口。 [0017] 在此，集成在壳体中的旁路通道理解为，至少一个(优选所有的)限定旁路通道的、优选在旁路通道的整个长度上延伸的壁面是壳体的一部分并因此除了限定旁路通道的功能之外还在结构方面(作为支承壁)或功能方面(例如用于介质的引导)用于分离器的其他的部分。 [0018] 相比于外部延伸的旁路通道(例如以旁路管道的形式形成)，通过在分离器的壳体中集成至少一个旁路通道可以产生一个或多个优点。特别是可以实现更小的空间需求、维护和检查开口的更好的可接近性、分离器更简单的打包和运输和/或更少的安装费用。在集成在壳体中的旁路通道的情况下也可以省去在外部延伸的旁路通道的情况下用于均衡不同的热膨胀所必需的膨胀接头。 [0019] 在按照本发明的分离器的一个优选设计中可以设置为，静态的粗分离器和设置在其下游的精细分离器集成在一个壳体中。相应地可以设置为，在精细颗粒出口上连接具有第二分离腔的、特别是动态的第二分离器，其中，形成第二分离器的、围绕第二分离腔的壳体形成了中等精细颗粒出口和极精细颗粒出口。在此特别是可以设置为，精细分离器是动态的精细分离器，其包含设置在第二分离腔中的、能够旋转驱动的分离转子，例如以常规的分离筐的形式。这种包括静态的粗分离器和设置在其后的精细分离器的分离器优选可以与(至少一个)用于两个(部分)分离器的、用于产生分离气流的鼓风机结合使用。 [0020] 通过静态的粗分离器引导的分离气体的体积流量由于旁路通道造成的可影响性特别是在这种与精细分离器结合的情况下具有优点，因为以这种方式可以尽可能地不依赖于通过精细分离器的体积流量以能够调节的方式实施通过静态的粗分离器的体积流量。特别是可以设置为，经分离气体入口输入分离器的分离气体的总体积流量根据精细分离器的体积流量需求而设计并且通过总体积流量的或多或少较大的一部分在粗分离器的(第一)分离腔引导经过而与粗分离器通常较小的体积流量需求相适应。 [0021] 为了以尽可能变化的方式保持经过静态粗分离器引导的分离气体体积流量的可调性，优选可以设置一个调节部件，借助该调节部件能够(手动地或自动地)使旁路通道的自由的流通横截面变化。该调节部件例如可以作为借助伺服驱动而能够调整的调节阀门或调节滑阀。 [0022] 进一步优选地可设置为，旁路通道形成多个(空间上隔离的)流体通道。由此可以实现通过旁路通道引导的分离气体的气流的均匀分布并且由此也实现了向精细颗粒出口中的分离气体的主气流中均匀地导入。 [0023] 在这种旁路通道的设计中，为了使经过单个流体通道引导的分离气体的部分气流均匀化而设置为，为多个并且特别是为所有流体通道分别设有一个控制部件。在此也能够设置能够分开调整的控制部件。 [0024] 在按照本发明的分离器的另一个优选设计中可以设置为，流体通道相对于旁路通道向精细颗粒出口的通入处以一定间距终止。由此使通过流体通道引导的部分气流在进入精细颗粒出口之前以及在与分离气体的主气流混合之前再次汇合。这样可以对于使通过旁路通道引导的分离气体的部分气流尽可能均匀地引入主气流中起到有利的作用。 [0025] 当通过旁路通道引导的分离气流通过在旁路通道入口区域中的汇入口而引入精细颗粒出口中时，其中该汇入口与精细颗粒出口的横截面尺寸相比较小，通过流体通道引导的分离气体的部分气流的汇合是特别有利的。在此，可以特别有利地设置为，旁路通道分散地通入精细颗粒出口中，由此借助由旁路通道进入精细颗粒出口的分离气流可以产生分离气体的再次混合的整体气流的涡旋，再次混合的整体气流对设置在静态的粗分离器下游的动态的精细分离器的分离效果产生特别积极的作用。在此优选设置为，分离气流的涡旋的旋转方向对应于动态的精细分离器的分离转子的旋转方向。 [0026] 在此“分散地”应理解为，由旁路通道进入细颗粒出口的分离气流的(中间的)流体方向(以及特别是汇入口的中心纵轴)在旁路通道的入口区域中并不与精细颗粒出口的横截面的中心纵轴交叉。特别是可以设置为，由旁路通道进入细颗粒出口的分离气流距离中心纵轴尽可能远地并因此尽可能靠近限定精细颗粒出口的壳体壁地引入。 [0027] 如果按照本发明的分离器具有至少两个优选设置在第一分离腔的相对侧上的旁路通道，为了使由两个旁路通道进入细颗粒出口的分离气流的涡旋作用提高可以设置为，这两个旁路通道不仅仅分别分散地并且相对于精细颗粒出口的中心纵轴彼此相对地通入精细颗粒出口中。 [0028] 在按照本发明的分离器的另一个优选设计中，可以设置至少一个设置在精细颗粒出口中的、横向于一个或多个通风板取向的中间壁。中间壁一方面可以用于壳体的加固。而另一方面，由于弗劳德数的提高，可以通过至少一个将用于分离气体的主气流的、由精细颗粒出口形成的流体腔划分为多个部分流体腔的中间壁实现主气流的承受能力的提高。这在按照本发明的分离器的设计中是特别重要的，其中，将通过分离气体入口引入的分离气体的总体积流量的一部分按照需求地借助一个或多个旁路通道在(第一)分离腔引导经过。 [0029] 为了使中间壁尽可能不会阻碍通过至少一个旁路通道引导的分离气流的引入，优选可以设置为，旁路通道在中间壁的下游通入精细颗粒出口中。 [0030] 为了尽可能地避免分离气体的体积流量的一部分从主气流中的分支对一个或多个通风板的流通产生负面影响，可以更优选地设置为，旁路通道在一个或多个通风板之前以(尽可能大的)一定间距而离开分离气体入口。这可以以结构简单的方式由此得以实现，即，隔离壁使一个旁路通道延长到分离气体入口中。附图说明 [0031] 随后借助一个在附图中示出的实施例进一步说明本发明。在附图中： [0032] 图1以侧视图示意性示出了一个分离器，其结合了静态的粗分离器和动态的精细分离器； [0033] 图2以前视图示意性示出了分离器的静态的粗分离器； [0034] 图3示出了通过沿图2中的切线平面Ⅲ-Ⅲ的粗分离器的截面图； [0035] 图4示出了通过沿图2中的切线平面Ⅳ-Ⅳ的粗分离器的截面图； [0036] 图5以立体图示出了静态的粗分离器形成分离腔和精细颗粒出口的部分； [0037] 图6以立体图示出了集成了调节部件的、静态的粗分离器的部分，该调节部件用于调节通过旁路通道引导的、分离气体的部分气流； [0038] 图7示出了图6所示的静态粗分离器的部分的侧视图； [0039] 图8示出了图6所示的静态粗分离器的部分的横截面； [0040] 图9示意性地示出了在精细颗粒出口中的分离气流的涡旋的形成； [0041] 图10以前视图示意性地示出了根据另一种实施例的分离器，其结合了一个静态的粗分离器和一个动态的精细分离器； [0042] 图11以前视图示意性地示出了根据另一种实施例的分离器，其结合了一个静态的粗分离器和一个动态的精细分离器。 具体实施方式[0043] 图1中示出的分离器包括静态的粗分离器1以及直接设置在其下游的、动态的精细分离器2。这两个分离器集成在(多件式的)壳体3中并且代表一个功能单元。 [0044] 静态的粗分离器1的(部分)壳体3形成(第一)分离腔4，分离气体入口5、待分离物入口6、粗颗粒出口7以及精细颗粒出口8。在第一分离腔4中设置有相对于垂直线倾斜取向的通风板9，其具有多个通风缝隙(参照附图3)。该通风板形成了使待分离物入口6与粗颗粒出口7连接的引导平面。经待分离物入口6引入分离腔4的待分离物10，由于重力作用沿着该引导平面引导至粗颗粒出口7并同时由流过通风板9的通风缝隙的分离气体流通经过。分离气体在此将待分离物10的足够小并足够轻的颗粒，即精细颗粒11，带走。精细颗粒11与分离气流一起运送到精细颗粒出口8并由此处运送到设置在下游的、动态的精细分离器2。待分离物10的没有被带走的部分(粗颗粒12)通过粗颗粒出口7而排出。 [0045] 精细颗粒11经过精细颗粒出口8被运送到动态的精细分离器2。通过设置在(第二)分离腔13中、旋转驱动的分离转子14与涡轮叶片15的共同作用实施精细分离，其中，精细颗粒11中较大的颗粒(中等精细颗粒)通过中等精细颗粒出口16从第二分离腔13中排出，而特别是待形成的最终颗粒的较小的颗粒(极精细颗粒)通过分离气流通过极精细颗粒出口17流出。 [0046] 静态的粗分离器1设置有两个旁路通道18，这两个旁路通道集成在粗分离器1的(部分)壳体3中并且设置用于将通过分离气体入口5进入分离器中的分离气体的整体气流的部分气流在第一分离腔4处以能够控制的方式输送，由此使该部分气流不会参与在第一分离腔4中结束的粗分离。这两个旁路通道18设置在具有矩形横截面的第一分离腔4和精细颗粒出口8的两个彼此相对的侧面上。在此，壳体3的外壁既包围旁路通道18也包围了分离腔4和精细颗粒出口8，而通过两个隔离壁19实现了旁路通道18和分离腔4之间以及旁路通道18和精细颗粒出口8之间的空间隔离。 [0047] 隔离壁19在此以第一分离腔4的上游延长的方式实施(参照图4)并在此突出到分离气体入口5中。由此实现了通过旁路通道18引导的、分离气体的部分气流与通过第一分离腔4引导的主气流以相对较大的间距在(上游)通风板9之前隔离。由此可以尽可能地避免部分气流的分支对借助主气流的通风板9的流通产生负面的影响。 [0048] 已分支的部分气流在旁路通道18中在多个平行延伸的、借助分段壁20在空间上分隔的流体通道21中引导。在此，每个流体通道21在入口侧分别配有一个调节部件，该调节部件为能够围绕轴旋转约90°的调节阀门22的形式。通过该调节阀门22，经旁路通道18引导的分离气体的部分气流的体积流量能够在基本为零的最小值和最大值之间调节，其中，在调节阀门22完全关闭的情况下为最小值而在调节阀门22完全打开的情况下为最大值。图6和8示出了处于完全关闭位置中的调节阀门22，而图4中示出了调节阀门22的部分打开的位置。 [0049] 调节阀门22的调整分别借助针对各个旁路通道的伺服驱动23而完成，伺服驱动直接作用于各个调节阀门22的轴，而调节阀门22的旋转通过推拉杆24和杠杆25传递到各个旁路通路18的其他调节阀门22上。 [0050] 使旁路通道18与第一分离腔4并且与精细颗粒出口8的相应的部分隔离的隔离壁19在与分段壁20相同的高度上结束，该分段壁使旁路通道18分段成流体通道21。壳体还由此向上游分别形成了作为旁路通道18的一部分的出口腔26(参照图5)。在这些出口腔26中，在旁路通道18的单个流体通道21中引导的部分气流再次汇合并且随后通过各个汇入口27而进入精细颗粒出口8，其中，汇入口仅延伸经过精细颗粒出口8的相应侧面的一部分。在此设置为，两个旁路通道18的两个汇入口27分别分散地设置并且另外相对于精细颗粒出口8的中心纵轴28彼此相对地设置(参照图9；在附图5中未示出用于出口腔26与精细颗粒出口8的部分空间上的隔离的相应的板30)。因此，由旁路通道18进入精细颗粒出口8中的部分气流引起再次汇合的分离气体的全部气流围绕精细颗粒出口8的中心纵轴28的涡旋。该涡旋的旋转方向在此对应于动态的精细分离器2的分离转子14的旋转方向。 [0051] 图5中还可以看出，精细颗粒出口8由多个(此处为三个)中间壁29划分为部分腔，其中，中间壁29横向于并且特别是垂直于通气板9取向。中间壁29一方面用于壳体3的加固而另一方面借助弗劳德数的提高用于提高分离气流的主气流的承受能力，该主气流由于经旁路通道18引导的部分气流的、必要时进行的分支而减少。中间壁29朝上游在大约与隔离壁19和分段壁20相同的高度上终止并因此向上游在旁路通道18的汇入口27上终止。由此，这些中间壁防止了由旁路通道18流出的部分气流混入分离气体的主气流中以及防止在此进行的、围绕精细颗粒出口8的中间纵轴28的涡旋形成尽可能地小。 [0052] 图10示出了根据另一种实施例的分离器。该分离器具有静态的粗分离器32以及设置在其下游的、动态的精细分离器34。静态的粗分离器32以正视图示出并且基本上对应于在图2中示出的、具有通风板42的静态的粗分离器1。与图2中示出的静态的粗分离器1的不同之处在于，图10中示出的静态的粗分离器32具有壳体36，其例如可以形成为管状的或者具有矩形的横截面并且使用作为通风板42和精细颗粒出口之间的连接件。围绕分离腔38和在壳体36内部设置有两个旁路通道40，进入静态的分离腔32的整体气流的部分气流以能够控制的方式在通风板42和第一分离腔38处经过这两个旁路通道引导。图10示出的分离器的实施例中，壳体36以弧形延伸到连接在静态的分离器32上的动态的分离器34，从而使流通经过静态的分离器32的气流绕180°转弯并流入动态的分离器34。分离腔38与旁路通道40之间或者静态的分离器34的精细颗粒出口与旁路通道40之间的空间上的隔离通过隔离壁46实现。隔离壁46沿着静态的分离器32的壳体36延伸。其中不再进行材料筛分的静态的分离器的区域连接在静态的分离器的分离腔38上。旁路通道40的隔离壁46在图10中延伸经过分离腔38的长度以及壳体36的长度，其中进行粗颗粒的沉积。在连接到分离腔38的精细颗粒出口中，隔离壁46终止而且旁路气流以及筛分后的精细颗粒气流汇合并进入动态的分离器34中。 [0053] 与以上借助图1至9描述的分离器的不同之处在于，离开静态的分离器的精细颗粒以基本上水平的方式在分离转子44的高度上送入动态的分离器34中。 [0054] 图11示出了根据另一种实施例的分离器。图11中示出的分离器基本上对应于图10中示出的分离器，但区别在于，图11的隔离壁经过精细颗粒出口一直延伸到动态的分离器34的入口。在图11示出的实施例中，旁路气流和筛分后的精细颗粒气流在分离腔38的下游和精细颗粒出口的下游汇合。隔离壁在精细颗粒出口的下游端部上进入动态的分离器。同样能够考虑的是，隔离壁延伸到动态的分离器34的气体入口中的一段距离。 [0055] 附图标记列表 [0056] 1 静态的粗分离器 [0057] 2 动态的精细分离器 [0058] 3 壳体 [0059] 4 第一分离腔 [0060] 5 分离气体入口 [0061] 6 待分离物入口 [0062] 7 粗颗粒出口 [0063] 8 精细颗粒出口 [0064] 9 通风板 [0065] 10 待分离物 [0066] 11 精细颗粒 [0067] 12 粗颗粒 [0068] 13 第二分离腔 [0069] 14 分离转子 [0070] 15 涡轮叶片 [0071] 16 中等精细颗粒出口 [0072] 17 极精细颗粒出口 [0073] 18 旁路通道 [0074] 19 隔离壁 [0075] 20 分段壁 [0076] 21 流体通道 [0077] 22 调节阀门 [0078] 23 伺服驱动 [0079] 24 推拉杆 [0080] 25 杠杆 [0081] 26 出口腔 [0082] 27 汇入口 [0083] 28 精细颗粒出口的中心纵轴 [0084] 29 中间壁 [0085] 30 板 [0086] 32 动态的精细分离器 [0087] 36 壳体 [0088] 38 第一分离腔 [0089] 40 旁路通道 [0090] 42 通风板 [0091] 44 分离转子 [0092] 46 隔离壁 |
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