离心力分离器

本发明是关于一个离心力分离器，它用于从空气中分离碎谷粒，谷壳，灰尘和其他杂质，该分离器具有一个预先分离箱，一个沿切线装配的未净化气体入口，一个在其内同心装配的圆筒形的固定导流通道以及一个与导流通道以及一个与导流通道相连接的纯净气体出口。

几十年来，离心力分离器成功地用在面粉加工厂和饲料加工厂范围内。可以看出传统的旋风分离器的最大优点在于它设计简单并且空气阻力较低。旋风分离器通常是垂直安装或者是以一种稀有方式呈一微小角度安装。将被分离物收进下区并且通过一个产品闸将被分离物排出。空气在上区沿切线进入旋风分离器，经过在最上区的若干次中心涡流运动后，空气通过所谓的贯穿管排出;该贯穿管以插入方式安装在旋风分离器内。

一个旋风分离器的主要缺点是分离灰尘的效率较低。在实际工作中，在旋风分离器内会产生很多更迭的第二涡流体，由于空气压力不稳定以及空气中的灰尘含量不同，所以影响了分离程度的大大提高。另外实际上还发现旋风分离器有另一个缺点，即排出的空气含有少量的灰尘，当使用在面粉和饲料加工厂的情况下，这种情况会大大超出法律上所允许的标准。在工厂中，从旋风分离器中排出的空气在释放到大气中之前必须通过过滤器再一次净化。

迄今为止，人们已提出了很多建议以改进旋风分离器，但在实际 使用中除个别几种旋风分离器外其余都未能达到竞争标准。其中一个例外在DAS第1，078，859中给予描述。在该申请案中，运用了一种具有一个水平轴的离心力分离器，该技术解决方案包括一个双离心力分离器，即一个主分离器和一个辅助分离器。主分离器设计成螺旋状并且近似为环状，未净化气体入口沿切线形成。外部空气层实际上是在与螺旋箱相对的“一端”被剥离的，然后被引导入一个小得多的辅助分离器，在辅助分离器内（同传统的旋风分离器一样）洁净的空气和灰尘在分离器内的两端被分离。这样分离系统的优点是压力损失很小，其缺点在于达不到分离标准。

最近，我们观察到了一种设计单独净化器的趋向，例如，在一个需要大量空气的面粉加工厂，作为空气循环机，关于这种机器在例如英国专利说明书第1，536，905号中给与说明。由于两个原因，空气循环机需要较干净的空气。如果在空气的循环中夹杂了大量的灰尘。这样便会存在不断发生物品细菌污染的危险，在处理用于人类消费的原材料的情况下尤其如此。如果污物和灰尘掺入循环空气，整个机器便会在短时间内被灰尘阻塞。在这种情况下不是机器经常出现故障，就是要对机器进行更多的清理。

循环空气的质量要求不会象法律规定的排放到大气的工业排出气质量要求那样高，但是经验证明，这种要求远非已知的离心力旋风分离器的效能所能达到。

本发明的目的是要发展一种离心力分离器，这种分离器可以大大提高现有的旋风分离器的灰尘分离标准，并且在压力损耗和技术作用设计方面更有利，该分离器适用于分离碎谷粒，谷壳和灰尘以及谷物中的其他杂质，并且特别适用于同其他谷物净化和加工机器结合起来 以便用于所谓空气循环系统。

本发明的技术解决方案的特征在于：离心力分离器包括一个外部的离心力预先分离箱“X”用以循环空气，以及一个通过导流通道的内部的，具有防护性的，起主要作用的无漩空气排出装置“Y”;这样，长期无法解决的问题便以一种出人意料的方式得到了解决，特别是由于创造出两个流动技术完善的可控制箱，这样便获得了很高的空气杂质分离率。

本发明也提供了一系列由此而产生的有利设计。

预先分离箱提供了一种特别有利的，主要呈圆形的形状，该分离箱直接位于漏斗形收尘器的上方，该收尘器在其端部被预先分离箱的一块弯曲导流隔板所隔开，这样，收尘器的空气循环开口保留在预先分离箱的两个外侧。

对新的技术解决方案的第一次试验是直接结合一个具有预先经挑选的含尘导流管通进行的，并且在第一次试验安排中便显示了出人意料的好结果，尤其是关于相应问题中的那些最难点。

更可取的是沿切线安装的未净化气体入口为主分离箱提供了一个沿气流方向的弯管接头。这样，便为在预先在分离箱内的离心力发挥作用作了充分准备，从而利用预先分离箱的这一入口装置，便避免了起扰动作用的“额外施加”涡流体。在这方面，切向的未净化气体入口必须覆盖预先分离箱的整个长度，这一点已经被证明是特别重要的。我们发现在很多情况下，如果是切线的一侧入口，则分离灰尘的效果非常不理想。在特殊的情况下，例如在分离灰尘混合物的时候，这种缺点有点像背景技术出现的情况。

现在已找到了最佳技术解决方案：将一个未净化气体入口安置在 预先分离箱的上区，当未净化气体入口内的气流从底部送到顶部进入预先分离箱时，未净化气体入口使预先分离箱内的气流沿顺时方向运动。

如果偏流通道具有一个上部的可透气部分，那么便可获得一个无扰动的气流，并且可获得特别有效的空气和杂质的分离。在预先分离箱的壁封区运转半圈后，空气由于充满所有外来物质突然明显变浓，由于这一情况，利用转向装置，这个外部的部分气流可以将所有的外来颗粒送入漏斗形收尘器。在收尘器中作用了两种主要的力。由于重力的作用，外部颗粒落下。离心力在这里再次起作用，这是由于流入收尘器内的所有空气，可以在收尘器的另一侧流返回到收尘器内，进入预先分离通道。在该过程中个别的灰尘和谷壳颗粒会夹带在空气中，这是不能避免的。然而，这些颗粒将在一个第二通道中随机地落在底部。

在弯曲导流隔板的内面上，内部的部分气流进入到介于上述导流隔板和导流管道之间的空间。少量的灰尘颗粒和碎谷粒将夹带在内部部分气流里，根据统计学的规律这一点是不可避免的。关于用作净化含有外来物质的内部部分气流，各种进一步的有益的设计特性被证明是成功的。

这样，导流管道只是在下区具有可透气开口，并且最好是安排在环形的弯曲导流隔板的区域内。导流管道有一个实质上与其相配合的导流叶片，它横放在气流的流向的方向上，这样，在导流叶片之间的可透气通道为气流而形成了一个大于90°的导流角。由此，最好以这样一种方式来设计可透气通道：排出的空气将进入无涡流导流管道内。

收尘器外部的空气出口形成了一空气返回通道，该通道为未净化气体入口区而设置。导流通道和环形弯曲导流隔板之间的空间最好设计成一种螺旋圆锥体，这样，导流通道和环形弯曲导流隔板之间的空间部分地伸入空气返回通道。导流通道在上区封闭，其覆盖角大于180°，这样做的目的在于获得一种横向的无漩空气流动。人们还提出一些其他的建议：将圆形的弯曲导流隔板从轴线水平面上开始，并引导该隔板从90°覆盖到180°。可以在洁净气体排出端适当地安装一台吸风机，并且在收尘器的下区可以安排一个灰尘排放闸。

正如上面已提到的那样，结合一台谷物吸气通道，这种新的离心力分离器所达到的结果是极为成功的。如果产生了这种问题。所有的整谷粒和重谷粒应通过吸气通道与所有外来杂质分离，即：谷壳颗粒，污物、灰尘还有破碎和干瘪的谷粒。这里所产生的问题是如何彻底地，经济地从空气中分离出较大数量的外来物质。很多年来，人们认为在这些问题的处理上是不理想的。当这些问题上，新发明显示了特殊的优越性。垂直式吸气通道的上端最好具有这样的设计特征，将原气体入口作为预先分离箱的一部分。通过一个空气循环通道，将洁净气体出口同吸气通道的下部出口相连接，这样，吸气通道可以用作循环空气的运行。当吸气通道的后壁可以以一种众所周知的方式，以及在其角度位置和其水平方向（双重的）上可调整的情况下便达到了最佳结果，以便对所需要的谷粒碎块在通道中进行有目的的分离，以及之后利用离心力分离器对剩余的谷粒碎块，谷皮和灰尘颗粒进行分离。

现在参照两个设计实例对本发明进行描述，其进一步的细节如下：

图1是关于一种新的离心力分离器的简略断面图。

图2是一张关于图1中沿Ⅱ-Ⅱ线的断面图。

图3说明了吸气通道和离心力分离器的一种结合。

图4说明了图3沿Ⅳ-Ⅳ线的断面。

图5说明了关于空气和灰尘处理的另一个设计。

现在参照附图1和2。从图1中可以看出，离心力分离器的主要基本设计包括一个沿切线安装的未净化气体入口1，一个预先分离箱2和一个漏斗形的收尘器3。在预先分离箱2内（该分离箱主要呈圆形），安装了一个最好为永久性固定的导流通道4，它位于洁净气体出口5的轴向一端的里面。预先分离箱2在其底部由一个环形的弯曲导流隔板6限定，由于该导流隔板的作用，在分离箱的两侧保留了两个空气循环开口7和8。导流壁6（在图1的右侧）大致从导流通道4的中心线9的高度开始，向下环绕，其覆盖区域超过90°，这样便绕到图中的左侧。

导流壁6是用一种简单钢板制造的，这样，在分离箱2和收尘器方向的两侧存在两个相同的弯曲半径。在同样的意义上，导流板6的下界可以（例如）设计成沿虚线10布置，以便在收尘器内构成一个更剧烈的气流导流。收尘器3装配了一个锥形漏斗11，以及一个转动闸门12以把堵塞的灰尘排出通风机。

在未净化气体入口1的前面安装一个直通通道13，以便使未净化气体入口区的气流作用达到尽可能的平稳的程度，这种作法已证明是有利的，未净化气体入口1在预先分离箱2之前在一个将近90°的扇面区靠一个板壁14分隔。

导流通道4的上部是可透气的，并且设计成圆筒形外壳15。

导流通道4只是在其下部安装了若干个导流叶片16，由于这些叶片的作用，在两个导流叶片16之间形成了一个通气孔17。导流 叶片16的外段形成了一个顺气流流动方向的大于90°的角度。这种办法迫使空气沿主流动方向运动。由于惯性的作用，细小的灰尘颗粒也不能沿更迭方向运动，在空气循环口7和8的区域内，这些细小颗粒被拉入一个分离通道18，并且会返回到未净化气体入口1的区域。在进入第二即重复通道时，这些颗粒将会被带入收尘器3并且被分离。

可透气孔17的向内方向是径向，这样，所产生的无漩流动是向内的，从而避免了在预先分离箱2中产生任何气流流动中的单向状态源。

在图1中用点划线表示了一个外部离心力分离箱“X”。在该分离箱内产生了一种强烈的空气循环，这样，灰尘颗粒有机会再一次在“D”区内被分离。被分离箱X所包围的内封箱被称为无旋空气排出口“Y”，在该内封箱内发生了一种可完全控制和保护的洁净空气与剩余灰尘之间的分离。

另一种设计实例在图3和4中给予了说明，其中，新式的离心力分离器同一台垂直式吸气通道合理地一同工作。

这种新式技术解决方案首次使得可以进行一种真正的有选择性的优质谷物与剩余物之间的分离;这些剩余物包括谷物中所含有的劣质谷粒，如破碎的谷粒和干瘪的谷粒，以及在谷物中所含有的其他不需要的污物和借助空气掺入谷物的外来物质。

对于那些大于谷粒的粗粒杂质的分离是由分选机完成的，并且石块是由一台石料分离机排出的。这两步工作最好应预先完成。

新的分离构思实际上是以联合的新式工作步骤中的四个为条件的。

A区本身是一种已知的预先分离区，未被分离的谷粒原料通过该 区进行输送并且通过一个空气喷射器被顺利地吸入。所有的重谷粒都落入了底部，中等的碎块和不需要的轻杂质被空气气流带入吸气通道的B区。在B区中等的碎块被分为两份，一份是依然很重的优质谷粒，另一份是比较轻的谷粒，后者连同其余杂质随空气气流被带入C区的预先分离箱2内。

在吸气通道内也将发生分类，其方式本身是已知的，这样，在吸气通道内气流的分布应适应于特殊的分离工作并以此为目标。根据每个颗粒的下落速度，这些颗粒被气流抛到通道内的不同的高度，然后再一次落到底部。该程序如果需要可以进行数次，直到颗粒或达到顶部或彻底落在底部。

A区和B区无阻碍地连接在一起，这是因为气流在此必须扩大其作用力。这是将谷物送到空气中，对掺有外来杂质的谷物进行净化并且用空气传递将要分离的碎块。C区和D区的作用根本上讲是不同的。

新的核心构思特别在于这样的事实：所有的外来杂质应尽可能地在预先分离箱2中分离，特别为此目的，杂质应集中在一个外部边缘区。只是这个集中的边缘区通过空气被带入空气循环口7，进入D区即进入收尘器3，这样便使得所有的外来杂质被排出。由于C区和D区的联合作用，所产生了一个全新的优点：对于单个的散杂谷粒来说，由于控制颗粒的气流从收尘器3进入了预先分离箱2，这样谷粒第二次或第三次或重复地通过预先分离箱2和收尘器3。直到其在收尘器3中被最后分离。预先分离箱2具有很高的效力，以致只有那些极小的灰尘部分才会被洁净气体带入导流通道4。而这时这些极小的灰尘部分不对主要起空气循环系统的整个设备起干扰作用。

这样的一种系统如图3和图4所示。在这种情况下，原谷物通过 一个喂料机（这里为一台投料机20）送入一个吸气通道21。通过一个喂料管20谷物进入一个小的预喂箱23。一个偏心驱动装置24将一个与其对应的，呈弹性支撑的喂料盘25来回摆动，这样便使得一个均匀的并且在全部长度上具有均匀厚度的谷物层送入了吸气通道21。通过一个循环通道26，将空气送过谷物层然后进入吸气通道21。一个双重可调壁28位于吸气通道21，由于该壁的作用，吸气通道21是可调的。并且在气流流动的方向上流动截面和其形状也是可调的。吸气通道21可以在下面以及上面具有各种不同的固定截面。可以有一个V形的，沿气流流动方向不断扩大的截面，或者在特殊情况下也可以有一个不断缩小的截面。在图示的循环系统的情况下，将一个径向吸风机30直接安装在一个洁净气体出口29的区域内，这样便确保了必要的空气循环。所有的空气都通过循环空气通道26返回。已净化的谷物通过排出漏斗32导引以进行进一步的运送，由此，同样在这种情况下，提供了翻板闸33以避免任何起干扰作用的辅助空气和不需要的空气涡流。被分离的杂质通过转动闸12导引以进行相应的，按规定的进一步运送。空气量的大小可通过调节吸风机每分钟的转数来获得。很明显，关于图3和图4中的技术解决方案也可以同样地部分用作循环系统。所有的装置可以通过一个相应的吸气连接装置34（它具有一个可调空气闸门35）在轻微的反压力作用下调准。

根据相应的设计替代，将导流通道4具有转动作用也应是可能的。在这样一种技术解决方案中，最好是将导流通道4的上部分（该部分设计成不透气外壳15）设计成不可移动的。

在那些不必担心返回谷粒的区域里，外壳15可以设计成具有空 气入口。现在已经证明，外壳15至少应在未净化气体入口1进入预先分离箱2处以及在导流壁6的起始端处的点上是封闭的。

与例如根据图1的技术解决方案相比较，图5至少在两个有趣的特征上与前者不同。

一个垂直的通道40和其工作与图1中的吸气通道相同，但是紧接它的后面有一个辅助箱41，这样，来自预先分离箱2的空气和来自一条相应的循环通道26（见图4）的空气便分别形成了通道40内的空气部分和辅助箱41中的空气部分，这两部分可以进行循环。最佳空气量的确定可以通过一个调节闸门42来完成。这样，以这种方式便能够产生一个最佳空气量匹配，空气量是指在通道40和预先分离箱2中的空气速度。调节工作是通过一个调节闸门42来完成的，该闸门设计成节流阀的形式，借助于两个箭头43和44对该闸门给予了说明。

另外，在预先分离箱2中的空气流动可以通过另一个闸门45来完成，其方式是，大部分空气偏离预先分离箱“X”，即：这些空气流入内部无漩空气排出装置。以这种方式，通过圆环形气体出口5的空气量并不受影响，而是在分离箱18和空气循环口7内的空气速度受到影响;空气所携带的相应灰尘被更多地带到内部或外部。可以有目的地对工作箱“X”和“Y”采用这种方式并且对其影响，如果遇到十分困难的分离问题（例如在分离玉米碎块的时候），这种作法是可能的。