用于颗粒类材料的流化床的清洁器和分级器制造技术

第一级室（１０）具有向上分开的壁（１２ａ和１２ｂ）以通过向上的气流。当在室（１０）的顶部均匀地加入颗粒时，颗粒根据它们的重量在不同高度达到平衡。在不同高度上悬浮的已分级颗粒在平行的水平通道（４１）内由水平的气流朝排出颗粒的室的侧壁（１２ｂ）输送。与通道（４１）相邻的肋区（４４）将该室分为多个偏移通路以在该室内均匀散布颗粒。轻的废物从顶部排向旋风器（３３）。重的颗粒在该室的底部排出。第二级（７０）接收第一级室（１０）的颗粒并通过将颗粒弹道发射到两组中的其中一组中来进行进一步的分级。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术的出发点是专利5,281,278(装置)和5,366,094(方法)中所述的清洁机和分级机的第一台样机。这些专利公布了专利技术人关于对不同重量的颗粒进行分级的装置和方法的初步的原理概念，它通过在横截面向上增大的室中产生向上的气流来悬浮颗粒，从而随着高度的变化改变垂直气流的速度并将不同重量的颗粒悬浮在不同的高度上，其中较轻的颗粒与较重的颗粒相比悬浮在较高的高度上。在专利5,281,278和5,366,094中也公布了这些初步概念的背景。本专利技术是通过这第一台实验样机测试这一原理概念而获得的经验的结果。该测试的结论是在可以制造商业用的样机之前，这一概念还需要做相当大的努力来进行开发工作。这一开发工作，包括测试和设计图的数次改进，就成为本专利技术的背景。可能有争论的是一般认为对初步的原理概念进行专利申请的花费是不合算的，在申请专利之前更应该对该概念进行实验测试。这一观念对有很便利的设施进行测试的专利技术人有很大意义。然而，不具有如此便利设施的独立的专利技术人会发现在他与制造公司谈判安排他能够使用该公司的设施进行实验之前冒险承担申请费用的好处。在专利技术人刚完成了对专利5,281,278的申请之后，当然在他被授予这一专利之前，该专利技术人于1993年3月与丹麦斯劳厄尔瑟的制造商Westrup A/S公司签定了合作协议，该制造商的设备在一些方式上与本专利技术相似。尽管在吸气区域或吸气室内的气流不稳定是典型的问题并且已被制造商们所知(见Uhlemann的1990年6月5日的4,931,174号专利中的问题讨论)，尽管考虑到气流的稳定性对设备工作能力的重要性而多年来已对吸气室进行了广泛的测试和改进，合作双方中的任何一方都没有认识到当测试样机时，这种现有的经验在多大程度上可以用于预测在第一台样机的吸气室内遇到的不稳定气流。在向上的气流中散布有颗粒的吸气室内的气流不稳定性可以用流体物理学的原理来解释，即流体总是寻找阻力最小的路径。只要室内存在颗粒密度(即单位体积的颗粒数量)暂时高于室的其它区域的密度的区域，第一个区域中的空气就会急剧流向其它区域，这种急剧流动的强度取决于产生这种急剧流动的密度的差异。当在未缓冲的室内所产生的密度差异足够大时，室内的空气会变得非常不稳定，产生巨大的气浪，气浪的顶部拖动颗粒在室的相对的侧壁之间前后摆动。当在这个未缓冲的室内产生的密度差异保持得足够小时，气流的不稳定性被限制为垂直气流的波动。如果向上的气流是用于在向上分开的室内通过在不同的高度悬浮不同重量的颗粒来分级颗粒，很明显的是，垂直气流的波动将会削弱分级的精度。当产生的密度差异增加时，例如通过增加颗粒的进料速度，波动的强度会增大到气浪开始形成的临界点(或临界进料速度)。以上的考虑提示了在整个室内平均或均匀分布颗粒是稳定的室的关键。根据交付给制造商的设计图，第一台样机的室具有两个平行的垂直侧壁，左侧壁和右侧壁，和两个向上分开的侧壁，前壁和后壁。现在已经有用于产生向上的气流以悬浮颗粒和产生水平的输送气流将悬浮的已分级颗粒导向右壁的装置，其中，通过沿右壁垂直设置的八个出口收集器的吸气来收集并取出颗粒。由左壁底部的管道来送入颗粒。如果在左侧壁的底部和右侧壁的顶部之间对角画出一条曲线作为室内最轻的悬浮分级颗粒的假想路径，很明显的是，合成的右上方向的气流将使颗粒主要集中在那条曲线之下右侧的区域。换句话说，因为在室的一个区域内产生了较高的颗粒浓度或密度，所以第一台样机的室在结构上是不稳定的。测试的结果证实了第一台样机只能在很低的颗粒进料速度下，在相当有限的不稳定性的范围内进行运转，并且当以这样的速度运转时，分级的精度会被向上气流的波动削弱。当室在很高的进料速度下以显著的不稳定性运转时，测试结果进一步显示了当颗粒的进料速度增加时，在侧壁之间前后剧烈摆动的气浪的振幅和频率就会增加。清洁性能(即比悬浮在室的顶部的颗粒更轻和更不稳定的废物从向上会聚的顶部排出)在所述的相当有限的不稳定性的范围内是令人满意的，并且在气旋分离的废物里没有发现颗粒。在由空气筛分设备的制造商生产的典型的室内没有这种结构上的不稳定性，因为在这些室内只有向上的提升颗粒的气流(但没有造成不稳定的向右的气流)。主要通过沿室的整个长度的气锁轮对室进行均匀加料来实现稳定性，这样就在整个室内实现了颗粒的相当均匀的散布。当这些室以所述的方法进料时，在相对很高的进料速度下并直到升高到开始看出不稳定性的颗粒临界饱和密度(或临界进料速度)，气流仍保持稳定。由于颗粒不在室内悬浮和分级，只是向上升高，在垂直气流中一定程度的波动不是主要问题。测试的结果产生的结论是只有通过提供以下装置才可能使第一台样机稳定(1)大幅度减弱室内向上气流的装置；(2)沿室的整个长度均匀加入颗粒的装置；(3)通过反向的水平气流来补偿由向右的输送气流产生的颗粒向右集中的装置，它在室的长度上向室的左侧散布颗粒，从而在整个室内更均匀地散布颗粒；(4)考虑到室的向上分开的前壁和后壁，在室的宽度上散布颗粒的装置。此时很明显的是这些装置的组合可能会解决不稳定的问题，但是花了两年的时间才设计出看上去足够可行的方案。在准备专利申请中，对本领域的技术人员来说很明显的是，所述装置的采用可能会把原先的方法和装置改变成实际上不同的清洁和分级方法和装置，从而要求实际上不同的专利权利要求来保护该专利技术。第二台样机的开发工作也包括授权采用丹麦制造商的一些已测试的方案，特别是用垂直料斗提供的气锁轮进行颗粒的进料，通过料斗顶部入口的散布装置沿室的整个长度将料斗的颗粒材料的水平高度基本保持为不变；通过入口外壳将空气加入室内，这会造成空气数次的偏移和冲击，从而使进入室内的空气的垂直速度在长度上均匀。当然，只有当稳定化的和改进的第二台样机证明为比市场上可获得的其它清洁和分级方法和装置更好，这样的开发努力和花费才合理。专利技术人认为他的方法和装置的优点实际上在于两个竞争性的比率(1)开发制造的成本与分级机工作能力的比，(2)维护成本(在折旧期累积的)与分级机工作能力的比。下面列举了一些在商业用途中所期望具有的特征(1)象有外盖的重力分离机一样工作。去除灰尘和轻的/易飞起的材料的性能好于有外盖的重力分离机。分级精度相似于或差于重力分离机，但对仅仅或主要希望将石头和特别大或特别小的颗粒从中等大小的物质中分离出来的用户或许是足够的。(2)结构简单并且制造成本低。(3)维护成本低，特别是没有偏心轮而造成磨损/破裂。(4)比重力分离机更小的空气容量，更低的袋式过滤器的花费。(5)无须重力分离机的筛网并能通过调节向上气流的容量灵活用于不同类型的颗粒(种子)。(6)高效去除灰尘和轻的/易飞起的废物，在废物中不会浪费颗粒(种子)。(7)在低度真空下去除灰尘和轻的废物，没有灰尘泄漏。(8)可以将旋风器和空气再循环装置结合到该装置中。(9)所需电源(标准装置)大约15马力(包括空气再循环装置)。(10)有限的安装所需空间。(11)安装简单。(12)在一个20英尺集装箱中就能全部装运。根据本专利技术的一种形式，提供了一种清洁和分级具有不同重量的固体颗粒的装置。该装置包括(1)垂直的室，其具有侧壁，并且横截面面积在向上方向上不断增加；(2)将不同重量的颗粒输入该室的装置；(3)在该室内产生垂直向上的悬浮气流的装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于清洁和分级具有不同重量的固体颗粒的装置，该装置包括：具有侧壁并且横截面面积在向上方向上不断增加的垂直的室；将不同重量的颗粒输入所述室的装置；在所述室内产生垂直向上的悬浮气流的装置，所述气流的速度随着高度的变化而基本上连续 地变化，从而在不同的高度上通过颗粒的重量分级颗粒，其中较轻的颗粒与较重的颗粒相比悬浮在较高的高度上；具有出口装置的顶部，其连接在所述垂直室的顶部，以收集并排出比悬浮在所述垂直室的顶部的颗粒更轻且更易飞起的颗粒；在所述室内垂直隔开的至 少一个或多个通道，其中，将相似重量范围内的颗粒悬浮并朝沿所述室的一个侧壁垂直设置的通道－出口装置水平输送，通过吸出悬浮的已分级颗粒来排出颗粒；在所述室内垂直隔开并相邻于所述通道的至少一个或多个肋区，其中，至少一个或多个偏离肋条将每个这样 的肋区分成多个通路并偏移向上的气流，从而在整个相邻的通道内使垂直速度在水平方向上均匀，每个通路中的气流速度具有非垂直方向的分量，这样对颗粒的重力下落空气阻力是不足够的，将穿过肋区下落的颗粒朝沿着与通道－出口装置所在的该室侧壁相对的侧壁垂直设置在肋区一端的抽气装置水平输送，从而在整个室内长度方向上更均匀地水平散布颗粒，在特定的高度上，长度是设置有抽气装置的侧壁和相对的设置有通道－出口装置的侧壁之间的距离，而宽度是其它两个相对侧壁之间的距离，在对于空气稳定性来说所述反向水平输送气流并非必要的特定情况下可以将其省略；在宽度方向上水平散布颗粒的装置，其中，在对空气稳定性来说所述装置并非必要的特定情况下可以将其省略；产生水平输送气流，将通道内悬浮的颗粒朝室的一个侧壁上的各通道－出口装置引导的装置；产生相反方向 的水平输送气流，将穿过肋区下落的颗粒朝与设置有通道－出口装置的室的侧壁相对的侧壁上的各抽气装置引导的装置；用于操作者或进程控制装置观察气流、颗粒流和总体进程的装置；用于操作者或进程控制装置来调节所述流或总体进程的装置；和驱动本发 明装置的装置。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P斯坦，
申请(专利权)人：格拉纳公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]