新型組合式選粉機(jī)總體及分級(jí)部分設(shè)計(jì)【含10張CAD圖紙+PDF圖】
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鹽城工學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2004
摘 要
新型組合式選粉機(jī)從功能上兼具粗粉分離器和選粉機(jī)性能，變系統(tǒng)氣、料兩路走為一路走，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化系統(tǒng)的目的。本設(shè)計(jì)在機(jī)體的分級(jí)結(jié)構(gòu)中將渦流分級(jí)、慣性分級(jí)、離心分級(jí)原理學(xué)科學(xué)地組合在一起，物料在選粉機(jī)內(nèi)不同部位經(jīng)過(guò)了幾次不同方式的反復(fù)分選、清洗、分離徹底，且從結(jié)構(gòu)上消除了風(fēng)速梯度，保證了分選區(qū)氣流場(chǎng)穩(wěn)定，因而可以達(dá)到較高的選粉效率。其自帶一組低阻高效旋風(fēng)收塵器，可將80％的合格成品收集下來(lái)，大大減輕了下一級(jí)收塵器的處理壓力和工作負(fù)荷，使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率更高，投資更省。而且采用下部進(jìn)風(fēng)的型式，使系統(tǒng)阻力更小，工藝布置更緊湊。
關(guān)鍵詞：新型組合式選粉機(jī)、粗粉分離器、分級(jí)
Abstract
New Combined Separator has Thick Powder Separator simultaneously with Separator performance, changing systematic gas and material from two road into one, and have realized easier systematic purpose. It is designed in organism grade the structural eddy current of lieutenant general grade, inertia grade, centrifugation grade principle subject study land make up together. Stock in Separator different positions have passed the relapse of some of different waives grading, wash, split thorough. It has eliminated the gradient of wind speed just from structure, have guaranteed the grading district site of air current stability and may reach higher choose powder efficiency. Taking a group of low resistance efficient whirlwind receive dust ware. It will qualified finished product of 80% collect , also alleviate next a level receipt dust greatly the handling of ware pressure and working load, make systematic operation rate higher and make fewer investment. Meanwhile, it will enter the type of wind with bottom; so it will make systematic resistance less, technical arrangement more compacter.
Keywords: New Combined Separator Thick Powder Separator Grade
目 錄
0 前言……………………………………………………………………………… 1
1 方案論證………………………………………………………………………… 2
1.1 選粉機(jī)分類…………………………………………………………………… 2
1.2 各類選粉機(jī)的特點(diǎn)…………………………………………………………… 2
1.3 總體結(jié)構(gòu)方案確定…………………………………………………………… 5
1.4 總體設(shè)計(jì)參數(shù)………………………………………………………………… 8
1.5 方案社會(huì)價(jià)值………………………………………………………………… 10
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………………… 14
2.1 總體設(shè)計(jì)……………………………………………………………………… 14
2.2 分級(jí)部份結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 16
3 結(jié)論……………………………………………………………………………… 21
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 22
設(shè)計(jì)工作小結(jié)…………………………………………………………………… 23
附件清單………………………………………………………………………… 24
0 前言
在物料粉磨系統(tǒng)中，節(jié)能增產(chǎn)一直是人們努力的目標(biāo)，而不斷地提高粗細(xì)粉的分離效率和簡(jiǎn)化工藝流程，避免出現(xiàn)過(guò)粉磨而造成能源浪費(fèi)，是提高選粉效率的有效途徑。
自1885年英國(guó)人Mumford和Moody發(fā)明選粉機(jī)以來(lái)，至今已經(jīng)歷經(jīng)了幾次重大的變革，雖然最初的離心式選粉機(jī)經(jīng)過(guò)多次的改進(jìn)而仍在大量使用，但還是無(wú)法消除其存在的三個(gè)根本性缺點(diǎn)：
A. 循環(huán)氣流中粉塵多，使選粉區(qū)內(nèi)物料的實(shí)際濃度大，降低了系統(tǒng)的沉降率；
B. 選粉區(qū)內(nèi)存在較大的風(fēng)速梯度，使分離粒經(jīng)不均，粗顆粒會(huì)被高速風(fēng)帶出；
C. 存在邊壁效應(yīng)問(wèn)題，使細(xì)小顆粒隨粗顆粒在此區(qū)域碰撞而同時(shí)降落。
60年代原西德的WEDAG公司開發(fā)了旋風(fēng)式選粉機(jī)，采用外部循環(huán)風(fēng)機(jī)供風(fēng)來(lái)取代離心式選粉機(jī)的內(nèi)部供風(fēng)，用小旋風(fēng)筒取代離心式選粉機(jī)的大直徑外筒來(lái)收集細(xì)粉，提高了收塵效率，從而使得循環(huán)氣流中含塵濃度大為降低，基本克服了離心式選粉機(jī)的第一項(xiàng)缺點(diǎn)，但無(wú)法消除第二、三項(xiàng)缺點(diǎn)，故其分離效率仍偏低。
直至1979年日本的小野田公司開發(fā)了O-SEPA選粉機(jī)，才消除了離心式選粉機(jī)存在的第二、三項(xiàng)缺點(diǎn)，成為了較理想的高效分選設(shè)備。O-SEPA選粉機(jī)既保留了旋風(fēng)式選粉機(jī)外部供風(fēng)循環(huán)氣流高效凈化，又利用了平面螺旋氣流選粉的原理，以籠式轉(zhuǎn)子取代小風(fēng)葉，使氣流在橫截面上與切向成一定角度穩(wěn)定均勻地穿越整個(gè)選粉區(qū)，這樣就消除了離心式選粉機(jī)存在的第二、三項(xiàng)缺點(diǎn)，但由于O-SEPA選粉機(jī)的細(xì)粉收集須通過(guò)氣箱脈沖袋收塵，以至系統(tǒng)價(jià)格較高。
本課題所設(shè)計(jì)的新型組合式選粉機(jī)是由籠式高效選粉機(jī)和粗粉分離器以及旋風(fēng)收塵器組成，集選粉、烘干、含塵廢氣處理及收集于一體，使得工藝流程大為簡(jiǎn)化。將逐步取代至今仍大量使用的離心式、旋風(fēng)式選粉機(jī)。
本課題設(shè)計(jì)思路為：首先確定總體結(jié)構(gòu)的組成、框架及各部分的功能與工作目標(biāo)，并根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，初步計(jì)算各工藝參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后設(shè)計(jì)機(jī)體分級(jí)部分的結(jié)構(gòu)及主要零件結(jié)構(gòu)，檢查其加工工藝性和裝配工藝性并保證與其它部分的接口合理，最后根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，確定設(shè)計(jì)參數(shù)。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要解決的問(wèn)題是如何將三種選粉機(jī)有機(jī)地結(jié)合在一起，如何真正的達(dá)到提高選粉效率的目的。
1 方案論證
1.1 選粉機(jī)的分類
選粉機(jī)是隨干法圈流粉磨技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展起來(lái)的。建筑技術(shù)的發(fā)展對(duì)水泥品種和質(zhì)量提出了更高的要求。
近50年來(lái)新建的水泥廠,絕大多數(shù)都采用圈流粉磨系統(tǒng)。加設(shè)普通選粉機(jī)的圈流粉磨系統(tǒng),產(chǎn)量能提高10%～15%,單位電耗下降約10%。尤其是系統(tǒng)大型化以后,帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。
圈流粉磨的廣泛應(yīng)用,促進(jìn)了選粉機(jī)的發(fā)展。從選粉機(jī)的性能方面看,可將其分為三代產(chǎn)品。
第一代——普通撒料式空氣選粉機(jī)
這種選粉機(jī)是以給柯(Gayco)型和斯特蒂文特(Sturtevant)型為代表。它們均為空氣在機(jī)內(nèi)循環(huán),利用物料顆粒的離心力和重力不同進(jìn)行分級(jí),所以把它們稱為內(nèi)部循環(huán)式的離心式選粉機(jī)。
第二代——旋風(fēng)式選粉機(jī)
60年代初,西德維達(dá)格(Wedag)公司為解決第一代空氣在內(nèi)部循環(huán)的空氣選粉機(jī)存在的問(wèn)題,首先發(fā)明了帶多個(gè)小旋風(fēng)筒的空氣動(dòng)態(tài)選粉機(jī),其典型代表就是普通的旋風(fēng)式選粉機(jī)。這種選粉機(jī)的特點(diǎn)是空氣在機(jī)內(nèi)外循環(huán),因?yàn)樗怯删S達(dá)格公司發(fā)明的,所以把第二代選粉機(jī)稱為維達(dá)格選粉機(jī)。
第三代——高效選粉機(jī)
1979年日本小野田公司開發(fā)了O－SEPA選粉機(jī)，不僅保留了旋風(fēng)選粉機(jī)外循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，而且采用籠型轉(zhuǎn)子平面螺旋氣流選粉原理，從而大幅度提高了選粉效率。以它為代表的籠式選粉機(jī)稱為高效選粉機(jī)，也被稱為第三代選粉機(jī)。它比第一代選粉機(jī)的選粉能力提高100%,比第二代提高20%～50%。O-SEPA高效選粉機(jī)的出現(xiàn),引起了世界著名的幾家水泥機(jī)械制造公司的極大關(guān)注。由于O－SEPA型選粉機(jī)優(yōu)點(diǎn)突出，一些著名的水泥設(shè)備制造公司紛紛參照其工作原理，竟相開發(fā)了各自的第三代選粉機(jī)，如丹麥（F.L.Smidth）公司開發(fā)的Sepax型高效選粉機(jī)；洪保（KHD）公司開發(fā)的SKH型和ZUB型型高效選粉機(jī)等等。這些選粉機(jī)的工作原理與O－SEPA型選粉機(jī)相同，但結(jié)構(gòu)上各有特點(diǎn)。
目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)的水泥生產(chǎn)廠家所用的選粉分級(jí)系統(tǒng)為離心式選粉機(jī)、旋風(fēng)式選粉機(jī)，而新建的水泥生廠線則大多配用第三代高效選粉機(jī)。
1.2 各類選粉機(jī)的特點(diǎn)
1.2.1 通過(guò)式選粉機(jī)
通過(guò)式選粉機(jī)或稱粗粉分離器，它存在著兩個(gè)分離區(qū)：一是內(nèi)外殼體之間的粗選粉區(qū)，顆粒主要是在重力作用下沉降，另一是在內(nèi)殼中的細(xì)選粉區(qū)，顆粒是在慣性離心力作用下沉降作進(jìn)一步分級(jí)，分離最小粒徑隨設(shè)備直徑和風(fēng)速的增大而增大，隨葉片角度的增大而變小。實(shí)際上，選粉機(jī)的氣流運(yùn)動(dòng)和分級(jí)過(guò)程都比較復(fù)雜，以上只是定性分析。
通過(guò)式選粉機(jī)調(diào)整細(xì)粉細(xì)度的方法有：改變氣流速度，氣流速度愈低，細(xì)粉的細(xì)度就愈高；改變?nèi)~片的導(dǎo)向角度，葉片與經(jīng)向夾角愈小，細(xì)粉細(xì)度下降，此外，有些尚可適當(dāng)升降反射棱錐體的位置，以控制產(chǎn)品粒度級(jí)配。
通過(guò)式選粉機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，不易損壞。不過(guò)使用這種選粉機(jī)，必須另設(shè)通風(fēng)機(jī)來(lái)產(chǎn)生氣流，以將粉料帶入選粉機(jī)；另外還需設(shè)置收塵設(shè)備回收細(xì)粉，使系統(tǒng)復(fù)雜。
1.2.2 離心式選粉機(jī)
離心式選粉機(jī)在水泥企業(yè)中被廣泛采用。依靠大風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的循環(huán)氣流，經(jīng)過(guò)內(nèi)殼中部切向安置的回風(fēng)葉之間的間隙，進(jìn)入內(nèi)殼后，形成旋轉(zhuǎn)上升的氣流，然后又從內(nèi)外殼之間的環(huán)形空間下降，再返回內(nèi)殼。因此在選粉機(jī)的內(nèi)部形成一股循環(huán)的氣流，小風(fēng)葉用來(lái)幫助氣流的循環(huán)，并且還行成一道旋轉(zhuǎn)的柵欄，使較粗的顆粒沉下，以提高細(xì)粉的細(xì)度。由于空氣在選粉機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生循環(huán)，因而也被稱為內(nèi)部循環(huán)選粉機(jī)。
氣流的大風(fēng)葉由于同高濃度的粉塵相接觸，磨損較大，磨損后產(chǎn)生震動(dòng)，給廠房建筑帶來(lái)不良影響，而且大風(fēng)葉轉(zhuǎn)速較底，風(fēng)葉間隙較大，故空氣效率較差。同時(shí)，細(xì)粉在內(nèi)外殼之間的細(xì)粉沉降區(qū)中依靠重力很難完全沉降，循環(huán)氣流返回選粉區(qū)時(shí)總會(huì)帶有部分細(xì)粉，影響選粉效果，降低選粉效率，撒料時(shí)顆粒分散較差; 機(jī)內(nèi)物料顆粒濃度高,相當(dāng)一部分顆粒互相干擾,形成弱膠結(jié)體,短路混入粗?；胤壑?分離困難;選粉過(guò)程中的各種力,在機(jī)內(nèi)很不穩(wěn)定,隨處可變,使分選過(guò)程中的臨界尺寸在機(jī)內(nèi)位置不同而有較大變異；選粉機(jī)規(guī)格越大越嚴(yán)重,影響選粉效果;
離心式選粉機(jī)雖然相比于通過(guò)式選粉機(jī)有著優(yōu)勢(shì)，但總體而言，這種內(nèi)部循環(huán)式的空氣選粉機(jī)其選粉效率偏低,單位電耗偏高,選粉精度不夠理想。
1.2.3 旋風(fēng)式選粉機(jī)
根據(jù)離心式選粉機(jī)結(jié)構(gòu)上的不足，對(duì)離心式選粉機(jī)作了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一種外部循環(huán)的旋風(fēng)式選粉機(jī)。
離心式選粉機(jī)的分級(jí)和分離是在同一機(jī)體內(nèi)不同區(qū)域完成的，流體速度場(chǎng)和拋物方式都不能設(shè)計(jì)的很合理，同時(shí)由于循環(huán)氣流中大量細(xì)粉干擾降低了選粉效率。
旋風(fēng)式選粉機(jī)的拋料分級(jí)過(guò)程主要是在選粉室上進(jìn)行，分級(jí)原理與離心式選粉機(jī)相同，但與離心式選粉機(jī)比較，它具有選粉室單位面積的選粉能力較大，處理量一般比離心式選粉機(jī)高2～2.5倍，大型磨機(jī)若用2～3臺(tái)離心式選粉機(jī)，采用一臺(tái)旋風(fēng)式選粉機(jī)即可；相同循環(huán)負(fù)荷率下選粉效率高，選粉一般比離心式選粉機(jī)提高8%左右，因而可使磨機(jī)生產(chǎn)能力提高10%左右，單位電耗節(jié)省21%左右；產(chǎn)品細(xì)度易于調(diào)節(jié)，而且調(diào)節(jié)范圍廣。使用調(diào)節(jié)閥控制產(chǎn)品細(xì)度，無(wú)須停機(jī)，可以根據(jù)生產(chǎn)情況及時(shí)調(diào)整。用體外風(fēng)機(jī)代替大風(fēng)葉，有傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)體磨損小，振動(dòng)小，對(duì)基礎(chǔ)要求交低 ；機(jī)體四周安裝6～8個(gè)旋風(fēng)筒,提高了捕集細(xì)粉的效率；旋風(fēng)筒也可分開安裝,遠(yuǎn)離機(jī)體,所以布置靈活; 調(diào)整循環(huán)風(fēng)機(jī)的風(fēng)葉或進(jìn)、出口閥和改變小風(fēng)葉及撒料盤的轉(zhuǎn)速就能大幅度地改變產(chǎn)品的細(xì)度,因此細(xì)度調(diào)節(jié)方便靈活,而且范圍較大。
由于這種選粉機(jī)比第一代選粉機(jī)優(yōu)越,所以,從60年代開始便得到迅速發(fā)展。但其也存在著缺點(diǎn)：由于采用外部鼓風(fēng)，密封要求較高，出料口要求設(shè)置鎖風(fēng)設(shè)備，而且風(fēng)機(jī)磨損快。
旋風(fēng)式選粉機(jī)與傳統(tǒng)的選粉機(jī)相比,選粉效率和精度已有很大提高,有利于增產(chǎn)和節(jié)能。但是,由于它在物料分散與分離方面同傳統(tǒng)選粉機(jī)基本相同,所以主要缺陷并未得到根本性消除。其主要問(wèn)題是:
A. 轉(zhuǎn)子直徑大,風(fēng)葉窄而長(zhǎng),形成很大的橫向斷面的分離區(qū)。這樣,相同質(zhì)量的顆粒在不同位置上就會(huì)受到不同的抽吸力及離心力作用,導(dǎo)致合力的大小及方向各異?？墒且?yàn)閿嗝娲?風(fēng)速低,抽吸力的大小及方向隨時(shí)變化,顆粒有可能下降沉落,進(jìn)行二次分選,浪費(fèi)能量。
B. 分離區(qū)的形狀復(fù)雜,各個(gè)斷面上的風(fēng)速與流向不一,還存在死角和器壁效應(yīng),因此在分離氣流的豎向大循環(huán)中不可避免地還存在一些小循環(huán)或渦流。這不僅給分離區(qū)帶來(lái)干擾,而且使物料顆粒受力復(fù)雜化,從而降低了分離效率和精度。
C. 物料從一個(gè)或兩個(gè)進(jìn)料口喂入,落到撒料盤上靠離心力拋出,不可能在整個(gè)斷面上均布。通過(guò)小風(fēng)葉來(lái)改變這種狀況,效果往往不夠理想，尤其在大型選粉機(jī)中表現(xiàn)的更為突出。良好的分散度是實(shí)現(xiàn)高效率分離的前提條件,也是使整個(gè)分離區(qū)的空間得到充分利用的關(guān)鍵。分散度不高是整個(gè)第一、二代選粉機(jī)的一大缺點(diǎn)。
1.2.4 O－SEPA選粉機(jī)
為了解決前兩代選粉機(jī)分散度不高的缺點(diǎn), O－SEPA選粉機(jī)隨之出現(xiàn)。O－SEPA選粉機(jī)，將加人其中的物料自上而下地由選粉機(jī)轉(zhuǎn)子上垂直布置的渦流調(diào)節(jié)葉片與導(dǎo)向葉片組成的較高的分級(jí)區(qū)，停留時(shí)間較長(zhǎng)，分級(jí)粒徑由大到小連續(xù)分級(jí)，為物料提供了多次分級(jí)機(jī)會(huì)。在分級(jí)區(qū)內(nèi)，不存在機(jī)壁效應(yīng)和死角引起的局部渦流，在同一半徑的任何高度上內(nèi)外壓差始終一致，氣流速度相等，從而保證了顆粒所受各力的平衡關(guān)系穩(wěn)定不變。緩沖板的撞擊及水平渦流的沖刷，使物料充分分散并均勻地分布于分級(jí)區(qū)內(nèi)。
O－SEPA選粉機(jī)不僅保留了旋風(fēng)選粉機(jī)外循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，而且采用籠型轉(zhuǎn)子平面螺旋氣流選粉原理，從而大幅度提高了選粉效率。以它為代表的籠式選粉機(jī)稱為高效選粉機(jī)。
O－SEPA選粉機(jī)原理先進(jìn)、分級(jí)機(jī)理明確，與傳統(tǒng)的離心式、旋風(fēng)式選粉機(jī)相比主要有如下優(yōu)勢(shì)：
A. 提高產(chǎn)量
使用O－SEPA水平渦流選粉機(jī)可提高粉磨系統(tǒng)產(chǎn)量30％～50％。
B. 降低能耗
使用O－SEPA水平渦流選粉機(jī)可使單位能耗降低5％～20％或更多。
C. 提高質(zhì)量，降低成本
由于O－SEPA水平渦流選粉機(jī)分級(jí)精確，成品中不含粗顆粒，而最有利于水泥質(zhì)量提高的粒徑范圍為3～30μm的顆粒含量增加，因此有助于提高水泥強(qiáng)度等級(jí)，或在保持水泥強(qiáng)度等級(jí)不變的情況下增加礦渣摻量減少熟料用量而降低成本。
D. 操作簡(jiǎn)單，細(xì)度調(diào)節(jié)方便
O－SEPA選粉機(jī)的主電機(jī)和潤(rùn)滑油站可遠(yuǎn)程控制，操作很方便。僅需調(diào)節(jié)O－SEPA選粉機(jī)主電機(jī)轉(zhuǎn)速的就可以在較大范圍內(nèi)改變產(chǎn)品的細(xì)度，產(chǎn)品的顆粒分布調(diào)整和風(fēng)量、機(jī)內(nèi)溫度調(diào)整都很方便和簡(jiǎn)單。
E. 磨損小，維護(hù)簡(jiǎn)單
O－SEPA選粉機(jī)的易磨損部分如撒料盤、緩沖板、導(dǎo)風(fēng)葉片和轉(zhuǎn)子葉片等均采用耐磨材料制造或進(jìn)行抗磨工藝處理，其磨損率很小，因而其維護(hù)成本極低。
F. 處理粉料量大
比尺寸相近的離心式、旋風(fēng)式選粉機(jī)產(chǎn)量大得多，因而更適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要，且其分級(jí)性能十分穩(wěn)定。
G. 選粉效率高
回磨粗粉料中的細(xì)粉殘留量極少，即其特勞姆曲線很陡。
1.3 總體結(jié)構(gòu)方案確定
畢業(yè)設(shè)計(jì)開始階段初步定了兩套方案
A. 旋風(fēng)式選粉機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)；
B. 設(shè)計(jì)O－SEPA選粉機(jī)。
通過(guò)對(duì)各類選粉機(jī)結(jié)構(gòu)、性能的優(yōu)缺點(diǎn)分析，的出了這樣一個(gè)結(jié)論，如果對(duì)旋風(fēng)式選粉機(jī)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，依然難以解決分散度不高這一大缺點(diǎn)。而且旋風(fēng)式選粉機(jī)正在一步步的被淘汰，如果將其作為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，意義不大，所以首先否定了這一方案。
一般選粉機(jī)都有分散、分級(jí)、收集的功能而O－SEPA型選粉機(jī)本身只包含分散、分級(jí)，收集功能需要由氣箱脈沖代式除塵器完成， 而氣箱脈沖代式除塵器價(jià)格昂貴，極不利于將O－SEPA型選粉機(jī)推廣于中小型水泥企業(yè)。我們希望畢業(yè)設(shè)計(jì)的平臺(tái)能面向的更廣闊些，而在實(shí)習(xí)期間了解到一種組合式選粉機(jī)將取代目前的各類選粉機(jī)。所以根據(jù)廠家的需求和選粉機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，綜合考慮將畢業(yè)設(shè)計(jì)研究方向向組合式選粉機(jī)發(fā)面調(diào)整。
將O－SEPA型選粉機(jī)精確分級(jí)的原理結(jié)合旋風(fēng)式選粉機(jī)的旋風(fēng)筒的收集功能以及通過(guò)式選粉機(jī)的粗粉分離功能而組成的新型組合式選粉機(jī),能處理較大量的含塵氣體，系統(tǒng)中料路、氣路合一，使整個(gè)系統(tǒng)更簡(jiǎn)單（見圖1-1）, 特別是在烘干粉磨系統(tǒng)和風(fēng)掃磨系統(tǒng)中,可省去為處理大量含塵氣體而建立的粗粉分離器系統(tǒng)，其優(yōu)越性能更加顯著。選粉機(jī)自帶低阻高效旋風(fēng)收塵器，可將70%～80%的合格成品收集下來(lái)，減輕了下一級(jí)收塵器的處理壓力和工作負(fù)荷，使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率更高，投資更省，并且，產(chǎn)品細(xì)度調(diào)節(jié)范圍廣，控制簡(jiǎn)單，改變細(xì)度不停機(jī)。
圖1-1生料磨系統(tǒng)工藝流程圖
新型組合式選粉機(jī)主體分為上下兩部分，上部為籠式高效選粉機(jī)，是分級(jí)核心；下部相當(dāng)于粗粉分離器，用于初步處理含塵氣體。主體外圍均布多個(gè)旋風(fēng)收塵器，用于收集成品細(xì)粉。
待分選的物料通過(guò)選粉機(jī)頂部的進(jìn)料裝置喂到轉(zhuǎn)子頂部的撒料盤上，并被均勻地向四周拋撒出去，落入轉(zhuǎn)子葉片與導(dǎo)向葉片之間的環(huán)狀分選區(qū)內(nèi)。由磨內(nèi)來(lái)的含塵氣體從底部進(jìn)氣口進(jìn)入，首先與反射棱錐體撞擊并被強(qiáng)制改變方向，同時(shí)氣流上升速度迅速降低，這時(shí)較粗的物料失去動(dòng)能落入回料口；其余較細(xì)顆粒隨氣流繼續(xù)上升進(jìn)入分選區(qū)。在導(dǎo)向葉片的作用下，氣流形成穩(wěn)定均勻的渦流場(chǎng)，選粉區(qū)內(nèi)的物料便同時(shí)受到流向轉(zhuǎn)子中心的氣流驅(qū)動(dòng)力和隨轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的向外的離心力的共同作用，不同粒徑的顆粒根據(jù)這兩個(gè)力的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系而得到分離。合格物料隨氣流進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)，經(jīng)由出風(fēng)口進(jìn)入旋風(fēng)筒。旋風(fēng)筒收集成品物料，排出低濃度的廢氣進(jìn)入系統(tǒng)收塵器；不合格的粗物料則落入內(nèi)錐，經(jīng)內(nèi)錐與反射棱錐體之間的環(huán)形出口撒出，被上升氣流再次清洗后，由回料口卸出。
設(shè)備將渦流分級(jí)、慣性分級(jí)、離心分級(jí)原理學(xué)科學(xué)地組合在一起，與其它選粉系統(tǒng)相比，新型組合式選粉機(jī)主要有如下優(yōu)點(diǎn)：
A. 能處理較大量的含塵氣體系統(tǒng)中料路、氣路合一，使整個(gè)系統(tǒng)更簡(jiǎn)單，特別是在烘干粉磨系統(tǒng)和風(fēng)掃磨系統(tǒng)中，可省去為處理大量含塵氣體而建立的粗粉分離器系統(tǒng)，其優(yōu)越性能加顯著。
B. 自帶旋風(fēng)收塵器
新型組合式選粉機(jī)自帶一組低阻高效旋風(fēng)收塵器，可將80％的合格成品收集下來(lái)，因而大大減輕了下一級(jí)收塵器的處理壓力和工作負(fù)荷，使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率更高，投資更省。
C. 系統(tǒng)的阻力更小，工藝布置更流暢
新型組合式選粉機(jī)采用了從下部進(jìn)風(fēng)（含塵氣體）的型式，系統(tǒng)的阻力更小，工藝布置更流暢。
D. 選粉效率高
新型組合式選粉機(jī)能大幅度提高磨機(jī)產(chǎn)量，提高開流磨產(chǎn)量60-100％，閉路磨產(chǎn)量（與離心式選粉機(jī)比）提高30-40%。
E. 降低粉磨系統(tǒng)電耗可節(jié)電5-20%。
F. 能改善顆粒分布，提高水泥質(zhì)量。
G. 產(chǎn)品細(xì)度調(diào)節(jié)范圍廣，控制簡(jiǎn)單，改變細(xì)度不停機(jī)。
H. 設(shè)備體積小，重量輕，布置靈活，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)保養(yǎng)方便。
F. 系統(tǒng)采用全負(fù)壓操作，杜絕粉塵污染，保養(yǎng)方便。
綜上所述：新型組合式選粉機(jī)性能優(yōu)越、結(jié)構(gòu)合理，是選粉機(jī)發(fā)展的大趨勢(shì)。所以確定了新型組合式選粉機(jī)整體設(shè)計(jì)及分級(jí)部份設(shè)計(jì)為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。
另外在具體技術(shù)方面還主要采用了下訴幾種亮點(diǎn)：
A. 參照國(guó)外先進(jìn)的渦流分選理論（其基本原理可參見ZKG CHINA “TSV高效動(dòng)態(tài)選粉機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀”一文）在轉(zhuǎn)子內(nèi)增設(shè)了渦流調(diào)整裝置，以引導(dǎo)轉(zhuǎn)子葉片內(nèi)空氣的旋轉(zhuǎn)流轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄏ蛄?。（如圖1-2）
圖 1-2鼠籠
其優(yōu)點(diǎn)主要有：
a. 可以避免渦流產(chǎn)生的壓降；
b. 可以將氣流旋轉(zhuǎn)的能量傳給轉(zhuǎn)子，從而降低驅(qū)動(dòng)裝置的電耗和渦流所產(chǎn)生的能耗；
c. 可使選粉機(jī)出風(fēng)口的氣流切向速度降低，從而減少含細(xì)粉的出口氣體和渦流所產(chǎn)生的能耗和對(duì)出風(fēng)管壁的磨損。
B. 配置原裝進(jìn)口的德國(guó)FLENDER公司生產(chǎn)的帶“TACTONATE”專利密封技術(shù)的硬齒面減速機(jī)。此種減速機(jī)一體化的潤(rùn)滑油箱設(shè)計(jì)不需要外配潤(rùn)滑油站，簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，而且決無(wú)漏油之慮，使設(shè)備使用的可靠性更高，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。
C. 采用可調(diào)導(dǎo)風(fēng)葉片，使進(jìn)入選粉區(qū)域的空氣速度可以調(diào)節(jié)，配合調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速以滿足水泥細(xì)度和產(chǎn)量的要求。
1.4 總體參數(shù)設(shè)計(jì)
綜合廠家提供的表1-1、1-2、3-3可初步獲得本課題以下主要參數(shù)。
A. 最大喂料量：780t/h；
B. 選粉風(fēng)量：3000m3/min；
C. 生料產(chǎn)量：180～200t/h；
D. 電機(jī)功率：100~300kw。
表 1-1 KXZ系列高效組合選粉機(jī)性能參數(shù)
選粉機(jī)
規(guī) 格
KXZ500
KXZ800
KXZ1000
KXZ1500
KXZ2000
KXZ2500
KXZ3000
產(chǎn)量(t/h)
生 料
27-51
41-78
54-88
78-135
108-165
130-185
180-220
最大喂料量(t/h)
生 料
135
205
270
390
540
600
700
選粉風(fēng)量(m3/h)
500
800
1000
1500
2000
2500
3000
設(shè)備阻力(kpa)
減速機(jī)
型 號(hào)
B2SV-2
B2SV-2
B2SV-3
B2SV-4
B2SV-4
B2SV-4
B2SV-5
速 比
5
5
5.6
6.3
6.3
6.3
7.1
電機(jī)
型 號(hào)
Y180L-4
Y200L-4
Y225M-4
Y280S-4
Y280M-4
Y280M-4
Y315S-4
功 率(kw)
22
30
45
75
90
90
110
稀油站
型 號(hào)
XYZ-6G
XYZ-6G
XYZ-10G
XYZ-10G
XYZ-10G
XYZ-10G
XYZ-10G
流 量(l/min)
6
6
10
10
10
10
10
表1-2 TLS系列高效組合選粉機(jī)性能參數(shù)
TLS2000
TLS2500
TLS2800
TLS3100
TLS3500
喂料量（t/h）
280～3400
4300～500
550～650
700～780
900～1000
選粉風(fēng)量（萬(wàn)m3/h）
81～95
120～140
155～180
195～220
255～285
產(chǎn)量（t/h）
80～100
120～140
160～180
200～220
240～260
*操作風(fēng)溫度按90攝氏度
選
粉
機(jī)
規(guī)格
ZH500
ZH800
ZH1000
ZH1500
ZH2000
ZH2500
ZH3000
產(chǎn)量（t/h）
水泥
19~36
29~55
38~62
55~95
85~110
100~130
120~170
生料
27~51
41~78
54~88
78~135
108~165
130~185
180~220
最大喂料量（t/h）
水泥
95
145
190
275
375
450
550
生料
135
205
270
390
540
600
700
選粉風(fēng)量（萬(wàn)m3/h）
3~4
4.5~5.5
6~7.5
9~11
12~15
15~18
18~24
設(shè)備阻力(kPa)
2.2~2.8
2.2~2.8
2.2~2.8
2.2~2.8
2.2~2.8
2.2~2.8
2.2~2.8
減速機(jī)
型號(hào)
B2SV-2
B2SV-2
B2SV-3
B2SV-4
B2SV-5
B2SV-5
B2SV-6
速比
5
5
5.6
6.3
6.3
6.3
7.1
電機(jī)
型號(hào)
Y180L-4
Y200L-4
Y225M-4
Y280S-4
Y280M-4
Y280M-4
Y315S-4
功率(kw)
22
30
45
75
90
90
110
稀油站
型號(hào)
XYZ-6G
XYZ-6G
XYZ-10G
XYZ-10G
XYZ-10G
XYZ-10G
XYZ-10G
流量(l/min)
6
6
10
10
10
10
10
表 1-3 ZH系列高效組合選粉機(jī)性能參數(shù)
1.5 方案社會(huì)價(jià)值
作為閉路粉磨系統(tǒng)的一個(gè)重要的配套設(shè)備——選粉機(jī)，雖然本身并無(wú)粉碎物料的作用，但其性能好壞直接影響到系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，即影響到系統(tǒng)的粉磨效率、產(chǎn)量及能耗。因此，新型組合式選粉機(jī)技術(shù)的研究具有重要意義，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
A. 閉路粉磨系統(tǒng)增產(chǎn)降耗的要求。
新型組合式選粉機(jī)配套的粉磨系統(tǒng)，具有更高的粉磨效率、產(chǎn)量及較低的能耗。配有傳統(tǒng)選粉機(jī)和閉路粉磨系統(tǒng)，在生產(chǎn)一般細(xì)度的水泥時(shí)，單位能耗并不比開路系統(tǒng)低，生產(chǎn)高細(xì)度水泥時(shí)，盡管與開路相比，電耗降低、產(chǎn)量提高，但與生產(chǎn)一般細(xì)度水泥時(shí)相比，產(chǎn)量有較大幅度的降低。而如果采用高效選粉機(jī)，雖然也有類似現(xiàn)象，但其降低幅度明顯減小。
B. 水泥質(zhì)量要求的提高，也對(duì)選粉機(jī)提出了更高的要求。一方面是使用廠家對(duì)水泥質(zhì)量的要求提高，有向高細(xì)度、高標(biāo)號(hào)水泥發(fā)展的趨勢(shì)，而對(duì)高細(xì)度水泥的生產(chǎn)，開路粉磨或帶傳統(tǒng)選粉機(jī)的閉路粉磨系統(tǒng)又很難勝任。另一方面是人們對(duì)水泥質(zhì)量認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深入，使得在評(píng)價(jià)水泥質(zhì)量方面的一些觀點(diǎn)發(fā)生了變化。當(dāng)初，作為水泥質(zhì)量主要指標(biāo)之一的水泥細(xì)度是用篩余控制的，用篩余控制只能反映成品中粗顆粒的多少，不能反映全部顆粒的粗細(xì)情況；而后發(fā)展到比表面積控制，水泥越細(xì)，比表面積越大?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，即使是比表面積相同的水泥產(chǎn)品，因采用的粉磨流程、選粉方式不同，其強(qiáng)度也有差別。閉路粉磨或配高效選粉機(jī)粉磨生產(chǎn)的產(chǎn)品與開路粉磨或配普通選粉機(jī)粉磨產(chǎn)品相比，同樣的比表面積，強(qiáng)度高；強(qiáng)度相同，則比表面積可以低一些，其原因在于顆粒級(jí)配的不同。研究表明，水泥顆粒組成中不同粗細(xì)的顆粒對(duì)水泥水化性能的作用是不同的。大于0.06mm顆粒對(duì)水泥強(qiáng)度作用甚微，只起填料作用；小于0.003mm的顆粒的水化過(guò)程在硬化初期就已完成，只對(duì)水泥早期強(qiáng)度有利；0.003-0.03mm是水泥的主要活性部分、承擔(dān)強(qiáng)度增長(zhǎng)的主要粒徑。對(duì)此，一些水泥品種曾對(duì)0.003-0.03mm顆粒的含量提出了具體要求：普通硅酸鹽水泥：40％-50％；高強(qiáng)快硬水泥：50％-60％；超高強(qiáng)快硬水泥：>70％。
由此可見，水泥質(zhì)量與水泥成品中0.003-0.03mm顆粒的含量有很大關(guān)系。而在水泥粉磨作用中，要得到某一粒徑范圍含量較多，分布相對(duì)較窄的水泥產(chǎn)品，只有通過(guò)新型組合式選粉機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)、控制，否則難以實(shí)現(xiàn)。
C. 新型組合式選粉機(jī)技術(shù)的研究成果，既可拓展到非金屬礦、化工、食品等行業(yè)的分選技術(shù)中，也對(duì)超細(xì)粉分級(jí)技術(shù)的研究具有一定的參考價(jià)值，而超細(xì)粉的分級(jí)又是機(jī)械制備超細(xì)粉領(lǐng)域中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。
加人新型組合式選粉機(jī)的物料自上而下地由選粉機(jī)轉(zhuǎn)子上垂直布置的渦流調(diào)節(jié)葉片與導(dǎo)向葉片組成的較高的分級(jí)區(qū)，停留時(shí)間較長(zhǎng)，分級(jí)粒徑由大到小連續(xù)分級(jí)，為物料提供了多次分級(jí)機(jī)會(huì)。在分級(jí)區(qū)內(nèi)，不存在邊壁效應(yīng)和死角引起的局部渦流，在同一半徑的任何高度上內(nèi)外壓差始終一致，氣流速度相等，從而保證了顆粒所受各力的平衡關(guān)系穩(wěn)定不變。緩沖板的撞擊及水平渦流的沖刷，使物料充分分散并均勻地分布于分級(jí)區(qū)內(nèi)。這使得分級(jí)機(jī)具有如下性能特點(diǎn)：
a. 選粉效率高，可達(dá)80%以上；
b. 精度高，即特勞姆(Tromp)曲線比較陡；
c. 細(xì)度調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單、靈敏、準(zhǔn)確；
d. 分級(jí)容積效率高。
離心式選粉機(jī)的選粉效率一般在40％-60％，分級(jí)精度小于0.3；旋風(fēng)式選粉機(jī)的選粉率一般在60％左右，分級(jí)精度為0.3-0.45；新型組合式選粉機(jī)可達(dá)80％以上，分級(jí)精度可達(dá)0.5左右。
另外以O(shè)-SEPA為代表的第三代高效選粉機(jī)性能的優(yōu)越性是顯而易見的，但由于選粉機(jī)主體不帶細(xì)粉收集裝置，需配備與其處理風(fēng)量相匹配的大規(guī)格的袋式收塵器或電除塵器用以收集成品，這無(wú)疑較大幅度地增加了系統(tǒng)投資，也使工藝布置復(fù)雜，操作控制困難，在一定程度上限制了高效選粉機(jī)的推廣應(yīng)用。
新型組合式選粉機(jī)以其在性能上達(dá)到目前高效選粉機(jī)的效果；在系統(tǒng)的布置、投資及工藝的復(fù)雜性等方面又優(yōu)于O-SEPA高效選粉機(jī)，這無(wú)疑對(duì)水泥生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展、粉磨系統(tǒng)的節(jié)能增產(chǎn)是很有意義的。
在相同產(chǎn)量的情況下，與高效渦流式選粉機(jī)相比其效率相當(dāng)，但可降低系統(tǒng)投資20％-30％；與旋風(fēng)式及高效離心式選粉機(jī)相比，不但可減少設(shè)備規(guī)格，并可提高效率20％-40％。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[1]
2.1 總體設(shè)計(jì)
2.1.1 確定總體結(jié)構(gòu)的組成
新型組合式選粉機(jī)可看作籠式高效選粉機(jī)和粗粉分離器以及旋風(fēng)收塵器的緊湊組合。主體分為上下兩部分，上部是籠式高效選粉機(jī)，為分級(jí)核心；下部相當(dāng)于粗粉分離器，用于初步處理含塵氣體；主體外圍均布多個(gè)旋風(fēng)收塵器，用于收集成品細(xì)粉。
（如圖2-1所示）
圖2-1 新型組合式選粉機(jī)
可將其構(gòu)造進(jìn)一步細(xì)劃為：
A. 分級(jí)核心鼠籠；
B. 安裝在選粉室外部的可調(diào)導(dǎo)風(fēng)葉及固定它們的殼體部分；
C. 粗粉分離器；
D. 下料管道；
E. 收集細(xì)粉的管道、旋風(fēng)筒；
F. 主軸和驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)裝置。
2.1.2 各部分的功能
鼠籠和安裝在選粉室外部的可調(diào)導(dǎo)風(fēng)葉及固定它們的殼體部分以及粗粉分離器組成的分級(jí)體，其功能為選粉分級(jí)。
具體是通過(guò)如下過(guò)程實(shí)現(xiàn)的：
進(jìn)入選粉機(jī)的物料由兩部分組成，大部分物料由喂料口喂入，經(jīng)由分料溜子將物料分成4路，分別由4點(diǎn)喂到鼠籠頂部的撒料盤上，隨著鼠籠的轉(zhuǎn)動(dòng)，撒料盤將落在其上的物料向四周拋撒出去，碰到擋料圈后落入分選區(qū)內(nèi)，在分選氣流和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的共同作用下，對(duì)物料進(jìn)行分選。合格的物料隨氣流進(jìn)入鼠籠內(nèi)，不合格的物料由選粉機(jī)內(nèi)錐收集，通過(guò)內(nèi)錐與反射棱錐體之間的環(huán)形出口進(jìn)入內(nèi)、外錐之間，通過(guò)上升氣流的再次清洗，粗粉（不合格物料）由回料口卸出。另一部分物料由氣流夾帶，由進(jìn)氣口進(jìn)入選粉機(jī)，首先撞擊反擊錐并被強(qiáng)制改變方向，同時(shí)氣流速度迅速降低，這時(shí)較大粒徑物料失去動(dòng)能落入粗粉中；其余部分繼續(xù)上升經(jīng)導(dǎo)向葉片進(jìn)入分選區(qū)再次分選。
管道、旋風(fēng)筒的功能是用來(lái)收集合格細(xì)粉的，合格的物料隨氣流進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)，經(jīng)由出風(fēng)口進(jìn)入旋風(fēng)筒，由旋風(fēng)筒將成品物料收集，經(jīng)出口排出；廢氣由旋風(fēng)筒頂部出口進(jìn)入系統(tǒng)收塵器內(nèi)。
主軸和驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)裝置的功能是用來(lái)固定和帶動(dòng)鼠籠旋轉(zhuǎn)。
2.1.3 工作目標(biāo)
希望通過(guò)的三大部分合理設(shè)計(jì)，最終能達(dá)到提高系統(tǒng)產(chǎn)量，降低系統(tǒng)能耗，保證成品的顆粒級(jí)配合理，易于調(diào)控產(chǎn)品細(xì)度。(其中管道、旋風(fēng)筒部分以及主軸和驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)裝置極其支架部分由課題組的另兩位成員具體設(shè)計(jì)，我負(fù)責(zé)對(duì)總體的大概設(shè)計(jì)以及對(duì)分級(jí)部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)。)
2.1.4 參數(shù)
選粉機(jī)的作用是將粉磨過(guò)程中合格產(chǎn)品及時(shí)分離出來(lái)，以提高磨機(jī)產(chǎn)量，降低能耗。實(shí)際上，選粉機(jī)是不可能將粉磨物料中的合格產(chǎn)品全部分離出的，在回磨粗粉中總會(huì)混有部分未分離的合格產(chǎn)品。
在機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，都有一些核心的隱形參數(shù)，一般不出現(xiàn)在圖紙和產(chǎn)品樣本上，是不太容易直接了解的。如選粉濃度和上升風(fēng)速等就屬核心參數(shù)。
選粉濃度是指選粉機(jī)內(nèi)單位通風(fēng)量中的成品量。它與選粉機(jī)的喂料濃度不一樣，但存在一定的關(guān)系。喂料濃度指的是單位通風(fēng)量中喂入選粉機(jī)的物料量，兩者可用下式換算：
Cw=(1＋K)Cx （2-1）
K=（Cw-Cx）/Cx （2-2）
式中：Cw——選粉機(jī)喂料濃度，kg/m3；
Cx——選粉機(jī)選粉濃度，kg/m3；
K——粉磨系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率，％。
Cx是選粉機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)中的允許值，定得過(guò)高或過(guò)低都不利于其能力水平的發(fā)揮。Cx與選粉機(jī)的原理結(jié)構(gòu)、分級(jí)性能、物料性質(zhì)、顆粒組成以及粉磨系統(tǒng)工藝參數(shù)等有關(guān)。 高效選粉機(jī)，對(duì)于生料，顆粒分散性好，粒徑較粗，Cw可達(dá)到3.0kg/m3，Cx可達(dá)到1.2kg/m3。
由式（2-2）得
K=（Cw-Cx）/Cx
=（3.0-1.2）/1.2
=150％
粉磨系統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率是指選粉機(jī)的粗粉量與細(xì)粉量（即成品量）之比，選粉率的高低與選粉機(jī)的分級(jí)效率和循環(huán)負(fù)荷率的大小相關(guān)，對(duì)于同一臺(tái)選粉機(jī)來(lái)說(shuō)，選粉機(jī)隨著循環(huán)負(fù)荷率的增加而減低。而150%的統(tǒng)循環(huán)負(fù)荷率，不但是較小而且是較理想的值，所以為本選粉機(jī)能有較高選粉效率提供了可靠的平臺(tái)。
選粉濃度對(duì)選粉機(jī)生產(chǎn)能力的影響體現(xiàn)
Cx = CwE(100－A)/(100－C) (2-3)
式中：E——選粉效率(以小數(shù)表示)；
A——喂料細(xì)度，％；
C——產(chǎn)品細(xì)度，％。
取喂料細(xì)度為55%，產(chǎn)品細(xì)度為6%,則根據(jù)(2-3)得
E=Cx（100-C）/ [（100-A）/Cw］
=1.2×（100-6）/[（100-55）/3.0］
= 83.6%
隨著Cx的提高，E逐步下降，R0.08也越來(lái)越小。這是由于選粉室內(nèi)固體顆粒的濃度增加后，物料分散情況逐步惡化，顆粒之間的相互碰撞、粘聚現(xiàn)象加劇，細(xì)顆粒結(jié)團(tuán)或混入粗顆粒之中的幾率越來(lái)越大，使氣流分級(jí)過(guò)程難以順利完成，致使粗粉回料量增加，K變大，因而E降低、R0.08變小。
選粉機(jī)的生產(chǎn)能力分為喂料能力(處理能力)和成品能力(臺(tái)時(shí)產(chǎn)量)。選粉機(jī)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)需要喂料濃度的提高，但喂料濃度的提高并不一定能得到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn),因?yàn)槌^(guò)一定的喂料濃度會(huì)使物料的分散和分級(jí)過(guò)程干擾影響增大，顆粒之間碰撞、凝聚增多，選粉效率降低。與之不同的是，選粉濃度高的選粉機(jī)必然會(huì)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。因?yàn)?，選粉濃度是選粉機(jī)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件影響后，根據(jù)多次使用的實(shí)際產(chǎn)量計(jì)算而得來(lái)的，設(shè)備制造廠家標(biāo)定的選粉濃度，也應(yīng)該是模型試驗(yàn)或工業(yè)性試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。用下式可簡(jiǎn)單地進(jìn)行計(jì)算鑒別：
Gw=60CwQ/1000 (2-4)
Gx=60CxQ/1000 (2-5)
2.2 分級(jí)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.2.1 鼠籠的設(shè)計(jì)
鼠籠為新型組合式選粉機(jī)XZX3100 的分級(jí)核心,也是整個(gè)選粉機(jī)的核心,選粉機(jī)的規(guī)格3100也是根據(jù)鼠籠而定的，可見鼠籠的對(duì)選粉機(jī)而言的重要性。其形狀如圖2-2所示。
圖 2-2 鼠籠
目前國(guó)內(nèi)真正掌握鼠籠核心技術(shù)的僅有極少數(shù)廠家，其相關(guān)參數(shù)也成了商業(yè)秘密，所以目前國(guó)內(nèi)公開的手冊(cè)資料中，相關(guān)鼠籠方面的只談到了其工作原理，而沒(méi)有具體如何設(shè)計(jì)的內(nèi)容，這給我的設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的難度，鼠籠的尺寸數(shù)據(jù)等的來(lái)源結(jié)合了實(shí)習(xí)期間的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪,以及指導(dǎo)老師和相關(guān)專家的指導(dǎo)意見。
鼠籠的對(duì)稱分級(jí)葉片外邊緣之間的距離根據(jù)選粉機(jī)的規(guī)格可得到為3100mm, 分級(jí)葉片要使進(jìn)入的風(fēng)達(dá)到較好的旋轉(zhuǎn)效果,必須使其大于150mm,而過(guò)大同樣不利于產(chǎn)生較效果好旋轉(zhuǎn)風(fēng),所以取174mm,按4度一片周向均布,為了使鼠籠各部分能很好的固定在一起,八塊帶渦旋整流扳,對(duì)應(yīng)著八跟支撐柱。通過(guò)八跟支撐柱和八塊帶渦旋整流扳的連接加固作用保證了鼠籠整體的穩(wěn)定性。分級(jí)葉片和帶渦旋整流扳在鼠籠的旋轉(zhuǎn)過(guò)程在,起到了選粉分級(jí)作用。
鼠籠中另一個(gè)非常重要部件是位與上邊緣的撒料盤，對(duì)撒料的均勻有著重要影響。為了便于加工和安裝，改變了以往散料盤為一整塊的情況，將其分為15塊加工，每一塊形狀見圖2.3，該結(jié)構(gòu)相對(duì)常規(guī)的撒料盤，表面多了條狀橫筋，可使物料更好的均勻散落。而且散料盤設(shè)置在鼠籠的上部外圍，半徑較大，因此，落入其上的物料受較大的離心力作用，極易散開，然后被拋向緩沖板（擋環(huán)）。本撒料盤基材采用高鉻鑄鐵，能很好地提高撒料盤的抗磨能力，使用壽命是普通 撒料盤壽命的1~3倍。
圖2-3 撒料盤
2.2.2 導(dǎo)向葉片
一般情況下，選粉機(jī)在用戶處第一次成功安裝調(diào)試后，導(dǎo)向葉片的角度不再作調(diào)整。但為了防止用戶對(duì)水泥成品細(xì)度和產(chǎn)量的較大變化，當(dāng)通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速已無(wú)法達(dá)到要求時(shí)，會(huì)考慮調(diào)整導(dǎo)向葉片，為了便于調(diào)整，又能節(jié)省成本，在導(dǎo)向葉片的最上部加了一塊凸塊，其結(jié)構(gòu)如圖2-4。
圖2-4 導(dǎo)向葉片
由于XZX3100的型號(hào)較大，為了使進(jìn)風(fēng)，達(dá)到更好的旋轉(zhuǎn)和控制空氣速度效果，導(dǎo)向葉片可取較大的寬度，綜合考慮取375mm較為適宜。導(dǎo)向葉片確保在整個(gè)選粉區(qū)內(nèi)壓力降恒定，并使氣流方向一致，從而可避免物料和氣流向阻力最小的區(qū)域流動(dòng)。因?yàn)橄孙L(fēng)速差，所以所有的粉粒均可受有均勻的選粉力，有利于鼠籠周圍的物料均勻分散，保證無(wú)彈道、無(wú)死區(qū)和無(wú)邊壁效應(yīng)。
2.2.3 殼體
圖2-5 下外殼體
整個(gè)新型組合式選粉機(jī)XZX3100高達(dá)十多米，寬度也大于十米，從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的角度殼體選擇盡量薄的鋼板可以節(jié)省可觀的成本，但從安全的角度而言鋼板應(yīng)適當(dāng)厚一點(diǎn)，本設(shè)計(jì)選用了8mm的鋼板，既經(jīng)濟(jì)又保證了質(zhì)量?？紤]到整個(gè)機(jī)體需要支撐，在殼體的四周均部了四個(gè)較大支平臺(tái)，確保了選粉機(jī)的整體的平穩(wěn)性。
另外所有零部件的焊接處須確保了焊縫質(zhì)量,沒(méi)有任何焊縫缺陷.焊后殼體進(jìn)行了消除內(nèi)應(yīng)力處理,沒(méi)有任何扭曲和變形現(xiàn)象。
殼體內(nèi)部所有易磨損部位均粘貼耐磨陶瓷片,陶瓷片的化學(xué)成分及物理性能為: A. Al2O3含量:92% 吸水率:0% 表觀密度: 3.7
B. 抗壓強(qiáng)度:22000Kg/cm2 抗彎強(qiáng)度:2900 Kg/cm2
C. 20℃時(shí)熱傳導(dǎo)系數(shù):0.04
D. 450℃時(shí)襯板熱膨脹系數(shù)：7.2 X 10-6
E. 莫氏硬度:9 顏色:白色
F. 殼體內(nèi)部密封迷宮圈材質(zhì)為高鉻鑄鐵, 化學(xué)成分：（%） C：2.8~3.5 Si:<1.0 Mn:<1.0 P:<0.05 S:<0.05 Cr:20~30 硬度:HS=65~85
殼體所有法蘭連接部位進(jìn)行密封處理,采用填充毛氈材料密封。
2.2.3 分級(jí)體
圖2-6 分級(jí)體
分級(jí)體是新型組合式選粉機(jī)主體，從粉磨來(lái)的高濃度含塵空氣由下部風(fēng)管進(jìn)入選粉機(jī)，經(jīng)內(nèi)錐體整流后沿外錐體與內(nèi)錐體之間的環(huán)形通道減速上升，其中的粗粉經(jīng)重力沉降沿外錐體邊壁滑入粗粉收料筒實(shí)現(xiàn)重力分選，重力分選后的空氣在導(dǎo)風(fēng)葉的導(dǎo)流和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)作用下，在導(dǎo)風(fēng)葉和轉(zhuǎn)子之間形成穩(wěn)定的水平渦流選粉區(qū)。粉磨后的物料從選粉機(jī)進(jìn)料口喂入，通過(guò)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的撒料盤均勻撒向四周，因擋料圈的阻擋作用，物料在分散狀態(tài)下撒落在導(dǎo)風(fēng)葉和轉(zhuǎn)子之間的選粉區(qū)。在選粉渦流中運(yùn)動(dòng)的粉塵顆粒將同時(shí)受重力、風(fēng)力和旋轉(zhuǎn)離心力的作用，所以不同初速度和不同粒徑的粉塵顆粒將有不同的運(yùn)動(dòng)軌跡，細(xì)小輕微的顆粒隨氣流被吸入轉(zhuǎn)子內(nèi)部流經(jīng)配風(fēng)室分四路向上，粗重顆粒則下落，經(jīng)內(nèi)錐體匯集到粗粉收料筒，返回磨機(jī)再磨。這些過(guò)程都是在選粉體在實(shí)現(xiàn)的。
本設(shè)計(jì)分級(jí)體的內(nèi)外錐體的連接通過(guò)三根支撐柱和三根粗料通管的雙重加固而實(shí)現(xiàn)的，還有考慮到轉(zhuǎn)子平衡不受喂料的影響，將喂料口設(shè)計(jì)為四個(gè)方位對(duì)稱均布。
3 結(jié)論
新型組合式選粉機(jī)將 O－SEPA型選粉機(jī)精確分級(jí)的原理同旋風(fēng)式選粉機(jī)旋風(fēng)筒的收集功能以及通過(guò)式選粉機(jī)的粗粉分離功能有機(jī)的組合在了一起?？蓪?shí)現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)：
A. 能處理較大量的含塵氣體系統(tǒng)中料路、氣路合一，使整個(gè)系統(tǒng)更簡(jiǎn)單，特別是在烘干粉磨系統(tǒng)和風(fēng)掃磨系統(tǒng)中，可省去為處理大量含塵氣體而建立的粗粉分離器系統(tǒng)，其優(yōu)越性能加顯著。
B. 自帶旋風(fēng)收塵器
新型組合式選粉機(jī)自帶一組低阻高效旋風(fēng)收塵器，理論上可將80％的合格成品收集下來(lái)，實(shí)際可能在70%左右，因而大大減輕了下一級(jí)收塵器的處理壓力和工作負(fù)荷，使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率更高，投資更省。
C. 系統(tǒng)的阻力更小，工藝布置更流暢
新型組合式選粉機(jī)采用了從下部進(jìn)風(fēng)（含塵氣體）的型式，系統(tǒng)的阻力更小，工藝布置更流暢。
D. 選粉效率高
新型組合式選粉機(jī)能大幅度提高磨機(jī)產(chǎn)量，提高開流磨產(chǎn)量60-100％，閉路磨產(chǎn)量（與離心式選粉機(jī)比）提高30-40%。
E. 降低粉磨系統(tǒng)電耗可節(jié)電5-20%。
F. 能改善顆粒分布，提高水泥質(zhì)量。
G. 產(chǎn)品細(xì)度調(diào)節(jié)范圍廣，控制簡(jiǎn)單，改變細(xì)度不停機(jī)。
但真實(shí)的效果有待生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)調(diào)試、檢驗(yàn)。
由于本人水平以及時(shí)間的限制，該設(shè)計(jì)還有待完善，如撒料盤若采用放射螺旋狀橫筋，能更好的減少物料打散和分撒的功率消耗，使物料分散性更好，可大大提高選粉機(jī)的分選效率。
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設(shè)計(jì)工作小結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，回顧整個(gè)過(guò)程，深感受益匪淺。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我將四年中所學(xué)知識(shí)得到綜合應(yīng)用，并使知識(shí)結(jié)構(gòu)獲得科學(xué)組合，同時(shí)也從理論到實(shí)踐之間發(fā)生了質(zhì)的飛躍，可以說(shuō)本次設(shè)計(jì)是理論知識(shí)與實(shí)踐運(yùn)用之間互相過(guò)渡的橋梁。
畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于對(duì)專業(yè)知識(shí)并不精通，在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)還存在著很多不足，給指導(dǎo)老師帶來(lái)了很多的麻煩，多虧指導(dǎo)老師細(xì)心的指導(dǎo)和忘我的工作精神，才使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成。指導(dǎo)老師為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)付出了大量寶貴的時(shí)間和精力，并給我提出了很多可貴的意見。指導(dǎo)老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，也深深的影響著我，我在與她相接觸的過(guò)程中學(xué)到了很多書本中沒(méi)有學(xué)到的東西，相信對(duì)即將走出校門的我將是一筆寶貴的財(cái)富，甚至獲益終生。在此，我對(duì)指導(dǎo)老師姜老師表示衷心的感謝，感謝她在這一學(xué)期來(lái)對(duì)我的精心教誨和指導(dǎo)，同時(shí)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，還得到了倪老師、張工程師等的指導(dǎo)，我向他們同樣表示由衷的感謝！
此次設(shè)計(jì)的圓滿與同組其他同學(xué)的通力協(xié)作是分不開的，他們給了我許多幫助和指點(diǎn)，在此一并表示感謝！
由于本人能力有限，設(shè)計(jì)中還存在許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師同學(xué)給予批評(píng)指正。
附件清單
1 新型組合式選粉機(jī)總裝圖 XZX3100 – 00 -00 A0
2 分級(jí)體部裝圖 XZX3100 – 01 -00 A1
3 外下殼體零件圖 XZX3100 – 01 -01 A1
4 檢修蓋零件圖 XZX3100 – 01 -02 A4
5 反射棱錐體部裝圖 XZX3100 – 01 -03-00 A3
6 反射棱錐體上殼體零件圖 XZX3100 – 01 -03-01 A3
7 反射棱錐體下殼體零件圖 XZX3100 – 01 -03-02 A4
8 外殼體上端蓋零件圖 XZX3100 – 01 -04 A3
9 導(dǎo)向葉片零件圖 XZX3100 – 01 -05 A4
10 外上殼體零件圖 XZX3100 – 01 -06 A3
11 進(jìn)料管零件圖 XZX3100 – 00 -01 A3
12 支架底座 XZX3100 – 00 -03 A3
13 鼠籠零件圖 XZX3100 – 02 -09 A1
14 散料盤零件圖 XZX3100 – 02 -09-01 A4
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