專利名稱:在風(fēng)洞中分離混合物的制作方法
本發(fā)明關(guān)于一種在風(fēng)洞中分離混合物的裝置。
特別是一種按照混合物組份的比重來(lái)分離混合物的裝置，在分離過(guò)程之前混合物被按尺寸來(lái)分級(jí)。本發(fā)明的一種特殊用途是用來(lái)精選礦砂，如金礦砂，鐵礦砂，煤，蛭石，云母，熔渣或其作材料和尾材。
先前對(duì)于不同比重混合物的組份的分離是把這混合物送入風(fēng)洞頂端，進(jìn)入通過(guò)風(fēng)洞的基本上層流型的空氣流中，材料的不同細(xì)粒被收集沿著風(fēng)洞底部布置的各收集器中，因此比重輕的組份比比重大的沿著風(fēng)洞被送得遠(yuǎn)些。
在澳大利亞專利520604中公開了一種分離方法，使用的風(fēng)洞有一個(gè)軸流風(fēng)扇位于風(fēng)洞進(jìn)口以提供通過(guò)風(fēng)洞的空氣流。然而這個(gè)裝置被發(fā)覺不方便，因?yàn)樗枰陲L(fēng)扇和風(fēng)洞的分離部分之間有長(zhǎng)的過(guò)渡部分，以便緩解來(lái)自風(fēng)扇的渦流。過(guò)渡區(qū)的長(zhǎng)度由于圓形風(fēng)扇罩殼的橫斷面積和風(fēng)洞的方或矩形橫斷面積之間差別的增大而增加。在這種情況下，即使過(guò)渡區(qū)很長(zhǎng)，橫過(guò)風(fēng)洞的空氣流也不會(huì)均勻。
在澳大利亞專利545539號(hào)中公開了另一種方法是使用一個(gè)位于風(fēng)洞進(jìn)口的離心風(fēng)扇，它橫向地把空氣導(dǎo)向進(jìn)口?？諝饬鞅桓鞣瓷淦鞔笾律现匦乱龑?dǎo)成軸向地進(jìn)入風(fēng)洞，并被各導(dǎo)流片導(dǎo)流成層流型。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是使使用軸向風(fēng)扇的風(fēng)洞的軸向尺寸縮短，使用反射器來(lái)重新引導(dǎo)來(lái)自風(fēng)扇的空氣流會(huì)導(dǎo)致在所有流動(dòng)狀況下都很難獲得均勻的層流空氣流，因?yàn)樗璧姆瓷淦髟O(shè)計(jì)因支持材料顆粒的空氣流的不同而異。這導(dǎo)致功率損失，因?yàn)樾枰龃蟪跏級(jí)毫σ钥朔鞣瓷淦骱蛯?dǎo)流片的阻力。反射器的設(shè)計(jì)范圍要求能在平行的風(fēng)洞部分輸送不同的顆粒尺寸也很難獲得合適的風(fēng)扇對(duì)各風(fēng)洞部分都有理想的空氣量。
按照上面所述的各種風(fēng)洞，所使用的空氣流速在1.0米/秒到7.0米/秒的范圍內(nèi)，可以(雖然困難些)通過(guò)設(shè)計(jì)一些在風(fēng)扇和風(fēng)洞之間的反射器來(lái)建立起通過(guò)風(fēng)洞的合理的層流型氣流。這些反射器的設(shè)計(jì)基于反復(fù)試驗(yàn)，因?yàn)榭諝饬鞯脑隽孔兓⒉粻可娴椒瓷淦髟螤罨蜓b設(shè)的相應(yīng)的增量變化。當(dāng)顆粒尺寸大于3毫米時(shí)空氣速度大于7.0米/秒，靠近風(fēng)洞的穩(wěn)流室底部的空氣速度增加到這樣的程度，即使調(diào)節(jié)分流板，在風(fēng)洞中也不會(huì)有均勻的空氣流。在一定范圍內(nèi)的空氣流速下，改變穩(wěn)流室的幾何尺寸也得不到均勻的空氣流。
上述各方案的另一難點(diǎn)是關(guān)于空氣的排放，排放出的空氣含有相當(dāng)數(shù)量的原有的殘留灰塵，這些灰塵來(lái)自顆粒材料在篩前或篩分過(guò)程中的磨擦。
各先有技術(shù)方案被發(fā)現(xiàn)在某些條件下是能合適地運(yùn)行的，也被發(fā)現(xiàn)有缺點(diǎn)，即不符合多用性、占地大、難搬動(dòng)。此外，由于輸送區(qū)需要生成均勻的層流型空氣流，增大先有技術(shù)分離器的可能性被嚴(yán)格地限制住。
上述各方案的還有一個(gè)不足之處是關(guān)于細(xì)網(wǎng)孔的阻塞，細(xì)網(wǎng)孔是用來(lái)穩(wěn)定空氣流的，小蟲，空氣中的顆粒和種子積聚在網(wǎng)孔上造成了約束，使空氣速度比所選的為低。
按照本發(fā)明所提供的一種按比重來(lái)分離篩分過(guò)的顆粒材料混合物的裝置，包括一個(gè)風(fēng)洞，它有一個(gè)進(jìn)口和一個(gè)出口，該出口配備有風(fēng)扇裝置以產(chǎn)生一個(gè)從進(jìn)口到出口的通過(guò)風(fēng)洞的空氣流，進(jìn)料裝置設(shè)于風(fēng)洞的頂側(cè)以把材料送入風(fēng)洞，因此它受和空氣流垂直的重力的影響，多個(gè)縱向布置的收集器被置于進(jìn)料裝置下方，并由此向下游方向延伸，各收集器橫跨著風(fēng)洞延伸。
雖然各先有技術(shù)方案被發(fā)現(xiàn)能合適地工作，操作工藝需要送進(jìn)的材料必須先除塵(除去微粒)再篩分，否則微粒會(huì)降低篩分效率。這樣，必須把清潔的產(chǎn)品送進(jìn)風(fēng)洞。然而篩分工序本身產(chǎn)生磨擦碎粒。這樣產(chǎn)生的灰塵以及殘留下來(lái)的灰塵既沒(méi)有被第一次除塵工序除去，也不會(huì)被篩分工序的分離操作(它不可能有百分之百的效率)除去，最終到了風(fēng)洞中，并被不能接受地由風(fēng)洞的出口排放到大氣中，造成了環(huán)境問(wèn)題。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)先實(shí)施例，在出口處配有集塵裝置。
按照本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)先實(shí)施例，吸塵裝置包括一個(gè)位于出口和產(chǎn)生空氣流的風(fēng)扇裝置之間的旋風(fēng)器。
按照本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)先實(shí)施例，吸塵裝置包括一個(gè)在出口和風(fēng)扇裝置之間的過(guò)濾器。
下面，參照附圖，用一個(gè)優(yōu)先實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解述，其中圖1是實(shí)施例的平面圖;
圖2是圖1中沿2-2線的剖面圖;
圖3是圖2中沿3-3線的剖面圖;
圖4顯示了實(shí)施例的一種變型，其中用了二個(gè)風(fēng)洞;
圖5顯示了另一個(gè)變型，其中用了三個(gè)風(fēng)洞;
圖6是實(shí)施例的部分平面圖，特別顯示了一個(gè)輸送器用以把顆粒材料沿著排出孔口輸送入風(fēng)洞;
圖7是圖6中所示輸送器的端視圖;
圖8是相似于圖6的視圖，顯示另一種輸送器;
圖9也是一個(gè)相似于圖6的視圖，顯示另一種輸送器。
本實(shí)施例所顯示的一種裝置用來(lái)精選礦砂以及采礦操作中的廢料例如熔渣。
在運(yùn)行時(shí)，本裝置將配備粉碎裝置(未示出)和篩分裝置(未示出)，因此，礦料被粉碎至適當(dāng)大小，以便在這所述的裝置中進(jìn)行分離，并按一系列予定的尺寸范圍進(jìn)行篩分。從特定篩子送出來(lái)的材料被送至特定的分離裝置，因此篩分過(guò)的顆粒材料就被按比重分離為各組份。
本實(shí)施例的分離裝置包括一個(gè)風(fēng)洞10，它有一個(gè)進(jìn)口部分11，一個(gè)主體部分12和一個(gè)出口部分13。主體部分12有矩形的截面。出口部分13做成收斂形并在它的外端連接著一個(gè)吸塵旋風(fēng)器15，旋風(fēng)器15的空氣出口由導(dǎo)管16連到袋過(guò)濾器17。和過(guò)濾器17連通的是一個(gè)風(fēng)扇殼14，它裝有一個(gè)軸向或離心式風(fēng)扇或任何其他合適的裝置。風(fēng)洞的進(jìn)口部分11是擴(kuò)張形的，在空氣流方向收斂以形成一個(gè)進(jìn)口漏斗。進(jìn)口部分11上的開口裝有多個(gè)偏斜的葉片(未示出)用來(lái)把空氣導(dǎo)入進(jìn)口部分成為大致上層流型。由于流入風(fēng)洞10的空氣是通過(guò)風(fēng)洞的整個(gè)截面的，這比起空氣流由風(fēng)洞的進(jìn)口側(cè)引入的場(chǎng)合來(lái)需要較少的控制，因而產(chǎn)生的損耗和問(wèn)題也少。
風(fēng)洞10的上側(cè)配有一個(gè)材料進(jìn)料裝置18，以把顆粒狀篩分過(guò)的礦料送入風(fēng)洞10。進(jìn)料裝置18橫跨延伸于風(fēng)洞10的頂部，大致上和風(fēng)洞10的整個(gè)寬度相當(dāng)，顆粒材料可以在垂直于風(fēng)洞的重力作用下自由地落下。風(fēng)洞10的底板配設(shè)著多個(gè)縱向間隔布置的收集20，它們被置于進(jìn)料裝置18的下方和下游方向。各收集器20延伸于風(fēng)洞10的整個(gè)橫向?qū)挾壬?。該些收集器由隔?1彼此隔開，各隔板21的下緣鉸裝在風(fēng)洞10的一根橫向軸上。各收集器20的隔板21的旋轉(zhuǎn)活動(dòng)給各收集器20提供了可變化的選擇范圍，使顆粒材料的收集能適應(yīng)通過(guò)風(fēng)洞10的空氣流的程度以及送入風(fēng)洞10中的材料的特性。此外，各隔板的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使隔板對(duì)于材料流的角度可以變化，以便能選擇收集在各室中的材料。還有，各收集器20被連合地裝在離開風(fēng)洞底板的軌道22上，可在軌道22上軸向滑動(dòng)，以便各收集器的位置可以按材料的軌跡和尺寸以及通過(guò)風(fēng)洞的空氣流的速度來(lái)調(diào)節(jié)。
通過(guò)風(fēng)洞10的空氣流使放入風(fēng)洞10中的顆粒材料被按照比重分布，那些比重輕的或表面積大的組份如片狀的材料比那些比重大的要沿著風(fēng)洞走得遠(yuǎn)些，那些和所需礦砂組份的比重有關(guān)的具有一定比重范圍的組份可以在后繼的工序中選出來(lái)。
當(dāng)按照實(shí)施例的分離器在處理不含或含很少灰塵的材料時(shí)，不需要配備旋風(fēng)器15以及過(guò)濾器17。然而當(dāng)分離材料含有小于180微米大小的顆粒時(shí)，配備旋風(fēng)器15和過(guò)濾器17就特別重要。
本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)使對(duì)產(chǎn)生通過(guò)風(fēng)洞10的層流型空氣流所需的空氣流的控制程度比風(fēng)扇裝在風(fēng)洞進(jìn)口的裝置為少，因些分離裝置的結(jié)構(gòu)比上述先有技術(shù)方案的要簡(jiǎn)單些。
在本實(shí)施例中可以發(fā)現(xiàn)，只要進(jìn)料漏斗的尺寸大致等于發(fā)生分離的風(fēng)洞斷面積的四倍，層流空氣流就自動(dòng)地建立起來(lái)。這就避免了先有技術(shù)各風(fēng)洞的對(duì)各分配板的反復(fù)試驗(yàn)的需要，在從0.5米/秒到15.0米/秒范圍中任何一個(gè)設(shè)定的速度上都能產(chǎn)生層流空氣流，不管是從風(fēng)洞的頂?shù)降椎拇怪狈较颍约皬囊粋?cè)到另一側(cè)的橫向，除了在各內(nèi)壁上有少量滯后。這也排除了對(duì)篩網(wǎng)的需要，篩網(wǎng)是用于各先有的風(fēng)洞中以重新分配直線進(jìn)行的空氣的。
另外，這種風(fēng)洞分離方法的容量，在使用本實(shí)施例的場(chǎng)合比先有技術(shù)各裝置容易增大，這是因?yàn)橄扔屑夹g(shù)各裝置很難在寬大的使用多個(gè)風(fēng)扇的風(fēng)洞中獲得層流。事實(shí)上，本實(shí)施例體現(xiàn)的風(fēng)洞分離方法可以在先有技術(shù)分離器的已知范圍之外(如上所述)增大容量進(jìn)行操作。
為了增大本實(shí)施例的容量，可以如圖4和圖5那樣把多個(gè)風(fēng)洞主體部分12并排布置，各自使用公共的進(jìn)口部分11，出口部分13和風(fēng)扇。例如圖5所示的三合一風(fēng)洞中，如果空氣速度在中間風(fēng)洞部分12B中較大，可以調(diào)節(jié)和該風(fēng)洞相連的各收集器以作補(bǔ)償。另外，進(jìn)口部分11也可配備各進(jìn)口擋板16以調(diào)節(jié)流經(jīng)中間風(fēng)洞部分空氣流，在需要時(shí)可把進(jìn)口空氣完全擋住，并可把進(jìn)口空氣流精確地改變到所需的速度。
把材料輸入進(jìn)料裝置18是這樣的，即大致上均勻的材料瀉流被輸入風(fēng)洞，大致上橫跨風(fēng)洞的整個(gè)寬度。特別是，材料瀉流被輸入橫跨風(fēng)洞的有層流型空氣流的部分。在緊靠風(fēng)洞各壁處的區(qū)域空氣流是不均勻的，這是由于空氣流的邊界層效應(yīng)引起的滯后。材料瀉流最好不要碰到風(fēng)洞的兩側(cè)壁，也即不要伸進(jìn)空氣流的受影響區(qū)域中。
一種產(chǎn)生這種材料瀉流的裝置被示于圖6中，它包括一個(gè)位于進(jìn)料裝置18下端的輸送器31，其有一個(gè)窄的排出孔口33延伸橫跨并通入風(fēng)洞中。輸送器31包括一個(gè)進(jìn)入端30和一個(gè)排出端32。輸送器31把材料載往排出孔口33的整個(gè)長(zhǎng)度上，多余的材料由輸送器的排出端排出。排出孔口33的寬度可以調(diào)節(jié)以可選擇地控制輸入風(fēng)洞的材料的送進(jìn)量。當(dāng)使用多個(gè)風(fēng)洞時(shí)，如圖4和圖5所示，輸送器載著材料橫跨這組風(fēng)洞的寬度，孔口33在對(duì)應(yīng)各風(fēng)洞壁的地方是被塞住的，所以不會(huì)有材料被輸送入靠近各壁的區(qū)域中，因?yàn)樵撔﹨^(qū)域如上所述，其空氣流受壁的影響。
在圖6和圖7所示的裝置中，輸送器31是螺旋輸送器，它包括一個(gè)裝在罩殼37中的進(jìn)料螺旋35。在罩殼37的下端設(shè)置著排出孔口33。
在另一種裝置中，如圖8所示，輸送器31包括一個(gè)環(huán)形帶41，在罩殼43中沿著迂回的路徑移動(dòng)，罩殼43有一個(gè)縫，形成了排出孔口。環(huán)形帶41的長(zhǎng)度上分置著刮板45，以把材料通過(guò)罩殼進(jìn)行輸送。
在還有一種裝置中，如圖9所示，輸送器31包括一對(duì)相對(duì)的平皮帶運(yùn)輸?shù)?7，它們傾斜形成一個(gè)槽以接受和運(yùn)輸材料，它們被分開而形成一個(gè)排出開口49以連通排出孔口33。
本實(shí)施例比先有技術(shù)優(yōu)越之處是能分離細(xì)微的材料，如已述的那樣。另外的優(yōu)點(diǎn)是關(guān)于本實(shí)施例的容量，即在空氣速度小于1.0米/秒時(shí)能獲得層流型空氣流，而這在各先有技術(shù)裝置中是不能獲得的。那是因?yàn)楣娘L(fēng)風(fēng)扇的失速特性以及低速空氣的分配問(wèn)題所致。在分離150微米到30微米之間大小的顆粒材料時(shí)，使用低速空氣流是主要的。這個(gè)特性加上可能使用多個(gè)平行的，共用一個(gè)進(jìn)口和出口的風(fēng)洞產(chǎn)生的增大容量的范圍，使精選包含大量灰塵的細(xì)礦砂而不需要加水來(lái)抑制灰塵成為可能。
一個(gè)實(shí)施例被制造出來(lái)并經(jīng)試車來(lái)鑒定精選煤的能力，該煤混有二硫化鐵和灰份，顆粒尺寸在4毫米至2毫米之間。
試驗(yàn)結(jié)果刊于表1中，風(fēng)洞裝置和篩過(guò)的煤的產(chǎn)品尺寸給于表2中。
這材料被粉碎后再在流化床中干燥。得到的材料再經(jīng)篩分。篩分后，材料被送入三個(gè)風(fēng)洞中合適的一個(gè)中，在此，高比重的材料落在送入處并被收集起來(lái)，低比重的材料被帶向下游作分開收集。各個(gè)風(fēng)洞都取出一份煤和灰的細(xì)粒標(biāo)本來(lái)做浮/沉試驗(yàn)，使用比重為1.6的液體，來(lái)對(duì)本分離方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。
結(jié)果刊登在表1中，非常使人滿意。這些風(fēng)洞可把85%以上的輸入材料分類成可接受的煤產(chǎn)品。排出灰塵的材料中含有50至80%的煤。這說(shuō)明了按照本實(shí)施例的風(fēng)洞能有效地精選煤。
應(yīng)該說(shuō)明的是本發(fā)明的范圍不需要只限于上述的實(shí)施例的特定范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種分離顆粒材料混合物的裝置，該顆粒材料的顆粒有大致相同的顆粒大小，該裝置包括一個(gè)風(fēng)洞，它有一個(gè)進(jìn)口和一個(gè)出口，該出口被連著風(fēng)扇裝置，用于產(chǎn)生一個(gè)從進(jìn)口到出口的通過(guò)風(fēng)洞的空氣流，位于風(fēng)洞頂側(cè)的進(jìn)料裝置用于把該顆粒材料引入風(fēng)洞，在和空氣流相垂直的重力下自由落下，多個(gè)分開的收集器被軸向地沿著風(fēng)洞底部布置著，各收集器都橫向地橫跨風(fēng)洞延伸。
2.如權(quán)利要求
1中的裝置，其特征為在出口上連接著一個(gè)灰塵收集裝置。
3.如權(quán)利要求
2中的裝置，其特征為灰塵收集裝置包括一個(gè)位于出口和風(fēng)扇裝置之間的旋風(fēng)器。
4.如權(quán)利要求
2中的裝置，其特征為灰塵收集裝置包括一個(gè)位于出口和風(fēng)扇裝置之間的過(guò)濾器。
5.如權(quán)利要求
3中的裝置，其特征為灰塵收集裝置包括一個(gè)位于旋風(fēng)器和風(fēng)扇裝置之間的過(guò)濾器。
6.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)中的裝置，其特征為進(jìn)口處裝有多個(gè)偏斜的葉片，橫跨著進(jìn)口，可移動(dòng)地控制著通過(guò)進(jìn)口的空氣流的強(qiáng)度和均勻性。
7.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)中的裝置，其特征為進(jìn)料裝置被裝在靠近進(jìn)口，并有一個(gè)排出孔口橫向地延伸橫跨風(fēng)洞并通入風(fēng)洞。
8.如權(quán)利要求
7中的裝置，其特征為一個(gè)輸送器被裝置在排出孔口的上方，用來(lái)把顆粒材料沿著排出孔口的長(zhǎng)度上輸送。
9.如權(quán)利要求
7中的裝置，其特征為有裝置被用來(lái)改變排出孔口的寬度。
10.如權(quán)利要求
8或9中的裝置，其特征為輸送器包括一個(gè)螺旋輸送器，它有一個(gè)裝在罩殼中的送料螺旋，罩殼有一個(gè)縫，形成了排出孔口。
11.如權(quán)利要求
8或9中的裝置，其特征為輸送器包括一個(gè)環(huán)形的長(zhǎng)形元件，如鏈、纜、繩之類，其一部分通過(guò)一個(gè)罩殼，環(huán)形長(zhǎng)形元件被用來(lái)把顆粒材料移送通過(guò)罩殼，罩殼有一個(gè)縫，以形成排出孔口。
12.如權(quán)利要求
11中的裝置，其特征為有多個(gè)元件設(shè)置于環(huán)形的長(zhǎng)形元件上，以便把顆粒材料移動(dòng)通過(guò)罩殼。
13.如權(quán)利要求
8或9中的裝置，其特征為輸送器包括一對(duì)相對(duì)著的皮帶輸送道，它們形成一個(gè)槽以接受和運(yùn)送顆粒材料，兩個(gè)皮帶輸送道被分開布置以便在槽底形成一個(gè)排出開口。
14.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)中的裝置，其特征為各收集器都被隔板元件所分隔，隔板元件橫向地延伸橫跨著風(fēng)洞，都可以繞軸旋轉(zhuǎn)以改變每個(gè)收集器對(duì)于顆粒材料流的有效面積。
15.如上述權(quán)利要求
中任一項(xiàng)中的裝置，其特征為各收集器都相對(duì)于風(fēng)洞可作軸向移動(dòng)。
16.一種分離顆粒材料混合物的裝置，該顆粒材料的顆粒有大致相同的顆粒大小，該裝置大致上如按照附圖在說(shuō)明書中所說(shuō)的那樣。
專利摘要
一種分離粒材料混合物的裝置，其顆粒材料的顆粒大致上具有相同尺寸。該裝置包括風(fēng)洞10，它有進(jìn)口和出口。出口連著風(fēng)扇裝置14以產(chǎn)生從進(jìn)口到出口的通過(guò)風(fēng)洞的空氣流。進(jìn)料裝置18位于風(fēng)洞頂側(cè)以把顆粒材料引入風(fēng)洞并在此由垂直于空氣流的重力作用下自由下落。多個(gè)收集器20被軸向地沿著風(fēng)洞底分布著，各收集器橫向地延伸橫跨著風(fēng)洞。
文檔編號(hào)B07B4/02GK87105301SQ87105301
公開日1988年3月16日 申請(qǐng)日期1987年7月28日
發(fā)明者羅伯特·喬治·斯塔福德 申請(qǐng)人:羅伯特·喬治·斯塔福德導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan