渦輪分級機的理論研究

渦輪分級機的結(jié)構(gòu)

該分級機主要由反沖氣套、渦輪、箱體等部件組成。其中關(guān)鍵部件是渦輪，該渦輪是一個特殊的轉(zhuǎn)子驅(qū)動裝置，為減小沿渦輪垂直方向上速度梯度的影響，渦輪轉(zhuǎn)子水平安裝，同時可避免產(chǎn)生局部渦流，轉(zhuǎn)子的外圓周上安裝有足夠數(shù)量（72片）的葉片。

由于150fjw渦輪分級機采用渦輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強大的離心力場來進(jìn)行有效分散和分級，為了達(dá)到轉(zhuǎn)子支承結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高運轉(zhuǎn)壽命，滿足精細(xì)分級的基本要求，在分級機的結(jié)構(gòu)設(shè)計上采取了以下的優(yōu)化措施：

1、電機通過皮帶輪帶動支承在精密滾動軸承上的主軸，其轉(zhuǎn)速可由變頻器調(diào)整；

2、 渦輪以懸臂方式聯(lián)結(jié)在主軸的另一端，懸臂主軸支承結(jié)構(gòu)和渦輪質(zhì)量級配均通過動力 學(xué)參數(shù)優(yōu)化計算，從而獲得了較好的支承穩(wěn)定性，并保證軸系在允許的振動烈度范圍內(nèi)；

3、為防止軸承中混入細(xì)小灰塵而磨損，對軸承采用氣封技術(shù)，以保證軸承壽命極限和安全運轉(zhuǎn)；

4、 渦輪與安裝在筒體上的反沖氣套間采用極小的間隙，通過一定的壓力的反吹氣體進(jìn)行 氣封處理，有效防止了粗顆?；烊敕旨壓蟮奈⒎壑校?/p>

5、渦輪采用在徑向均勻布置72片葉片的鼠籠結(jié)構(gòu)和特殊的焊接技術(shù)，葉片每 通過 某點的次數(shù)高達(dá)7200次，從而形成了強大而均勻的離心場；筒體內(nèi)襯用聚氨脂膠粘，防止顆粒受鐵質(zhì)污染。

渦輪分級機的分級機理

150fjw渦輪分級機是根據(jù)物料顆粒的大小，在旋轉(zhuǎn)氣流場中受到離心力的大小不同進(jìn)行分級的。 該型渦輪分級機的渦輪工作時在箱體內(nèi)高速回轉(zhuǎn)，空氣由外部引入，氣流呈螺旋狀向渦輪中心運動，在渦輪形成的分級區(qū)域中心處有一抽風(fēng)機產(chǎn)生的軸向抽吸力，這樣箱體內(nèi)將形成負(fù)壓，渦輪中心的壓力 。同時由上部喂入的物料被由下而上的氣流分散形成的氣固兩相流，進(jìn)入分級輪通道時，由于受到離心力的作用，較大的顆粒被甩向外側(cè)成為粗產(chǎn)品，細(xì)顆粒因受離心力較小而進(jìn)入渦輪中心通道，經(jīng)輸出管道被收塵器（旋風(fēng)收塵器和袋式收塵兩級收塵系統(tǒng)）收集成為細(xì)產(chǎn)品。 顯然，這種分級機的分級粒徑取決于顆粒所受離心力和流體阻力的大小，即取決于氣流速度和渦輪（分級輪）的幾何尺寸及轉(zhuǎn)速。

渦輪分級機性能的實驗研究

1、實驗裝置

主要設(shè)備的工作參數(shù)

2、實驗條件

本實驗采用“分級—集塵”系統(tǒng)，對超細(xì)礦渣粉進(jìn)行分級試驗，超細(xì)礦渣粉的粒度大約在20um左右，并用粒度分析儀分析產(chǎn)品的粒度分布。超細(xì)礦渣粉來源于青山鋼鐵廠。

①分級機轉(zhuǎn)速4000 r/min，排風(fēng)機處于全開狀態(tài)（主風(fēng)機風(fēng)量為30 m3/min），喂料量68kg，運行時間為35min。

②當(dāng)空氣流量一定時，變換不同的渦輪轉(zhuǎn)速，得到部分分級效率隨渦輪轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。

③當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速一定時,改變空氣流量,得出部分分級效率隨空氣流量的變化規(guī)律。

3、實驗結(jié)果

分級后結(jié)果：粗料50.5 kg、旋風(fēng)收塵器中10.2 kg、袋式收塵器中6.6 kg； 實驗結(jié)果表明：粒徑在之間的粒子通過率較高，特別是左右的粒子通過率是增加的；當(dāng)粒徑>時，通過率反而減少，也就是說粒徑大于的某個粒徑開始，就不能通過旋轉(zhuǎn)葉片了。

4、結(jié) 論

通過上述研究分析，可以得到影響分級機性能的幾個關(guān)鍵因素：

（1）顆粒濃度對分級精度的影響：顆粒的濃度對分級機的分級精度有較大的影響，氣流速度梯度越大，則分級精度越低。 實驗中可以得到，濃度對分級精度的影響在最初階段比較明顯。當(dāng)喂料速度緩慢時，顆粒分布較為均勻，分級 較好；相反，當(dāng)喂料速度過快，顆粒的濃度較大，顆粒間有著較大的相互干擾，不易分散，分級 較差，分級精度也較低。因此，若對分級機的分級有較高的質(zhì)量要求時，應(yīng)盡量保持喂料速度均勻，避免出現(xiàn)較大的波動。

（2）渦輪結(jié)構(gòu)：渦輪分級機的分級粒徑的大小與渦輪轉(zhuǎn)速、抽風(fēng)機風(fēng)量、風(fēng)壓及渦輪結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)；實驗表明，對于一個結(jié)構(gòu)尺寸確定的渦輪分級機，通過選取前三個合適的參數(shù)，可以得到較理想的分級粒徑。如對于150fjw渦輪分級機，分級粒徑要求，渦輪轉(zhuǎn)速的 數(shù)值為4000~6000r/min。

（3）分級機內(nèi)部紊流的影響：分級機在分級的同時，由于高速流動會形成強烈的紊流，使顆粒間、顆粒與分級機內(nèi)壁、顆粒與渦輪葉片間產(chǎn)生強烈的碰撞，會出現(xiàn)粉碎效應(yīng)，因此在分析分級精度時應(yīng)考慮該因素的影響。