1、分级设备,6.2.1.筛分设备 筛分适用于较粗物料（d50m）的分级。 筛上料大于筛孔尺寸的物料被留在筛面上； 筛下料小于筛孔尺寸的物料,通过筛孔筛出； 筛分物料筛分前的物料。,筛序不同孔径的筛面的组合方式。欲将固体颗粒混合物分离成若干粒度级别，需使用一系列不同大小筛孔的筛面。筛面数目为n时，产品级别为n + 1 。,（1）由粗到细的筛序 优点：筛面由粗到细重叠布置，节省厂房面积； 粗物料不接触细筛网，细筛网磨损小； 难筛的细颗粒迅速通过上层粗筛筛面因而筛面不易堵塞，有利于提高筛分质量。 缺点：维修不方便。,图6.3 筛分顺序,6.2.1.3 回转筛,图6.7 筒筛型式,圆筒筛,圆锥筛,六角筒
2、筛,六角锥筛,工作原理：物料在回转筒内由于摩擦作用而被提升至一定高度，然后因重力作用沿筛面向下滚动，随之又被提升，故物料在筒内的运动轨迹呈螺旋形。在不断的下滑翻滚转动过程中，细颗粒通过筛孔落入筛下，大于筛孔尺寸的筛上料则自筛筒大端排出。多角筒筛与圆筒筛的比较：筛分效率：多角筒筛高于圆筒筛，原因：物料在筛面上有一定的翻倒现象，会产生轻微的抖动。制造：圆柱形筒筛比锥形筒筛容易，但为使筒内物料能够沿轴向移动，必须倾斜安装，使之与水平面成4090的倾角，这给安装带来一定困难。回转筛的特点： 工作平稳，冲击和振动小，易于密封收尘，维修方便。,6.2.1.4 摇动筛,图6.9 三种典型的摇动筛,（a）滚轮
3、支承摇动筛,（b）吊杆悬挂摇动筛,（c）弹性支承摇动筛,结构和工作原理：摇动筛工作时，物料颗粒主要是作平行于筛面的运动。为了实现物料与筛面的相对滑动，一般用曲柄连杆机构传动。图6.9是单筛框摇动筛，它只有一个筛框，筛框上可设一层或两层筛网。滚轮支承、吊杆悬挂和弹性支承。电动机通过皮带轮传动（图中未画出）使偏心轴旋转，然后用连杆带动筛框作定向往复运动，筛框的运动方向应垂直于支杆式吊杆中心线。物料由筛面左端加入，细颗粒物料通过筛孔落至筛下，筛上物由筛面右端排出。筛面的安装角度视物料性质而异，一般100200。,6.2.1.5 振动筛应用最广泛的一种筛机,图6.10振动筛和摇动筛运动的区别,安装角，
4、即筛面与水平面的夹角； 振动方向角，即筛面与振动方向的夹角,振动筛与摇动筛的主要区别：振动筛的物面振动方向与筛面成一定角度；摇动筛的运动方向基本平行于筛面。,振动筛的优点：小振幅（0.55mm），高频率（6003000次/min）强烈振动，运动特性有助于筛面上的物料分层，消除物料堵塞现象，强化筛分过程，筛效率较高和处理能力大；动力消耗小，构造简单，维修方便；使用范围广，可用于细筛，也可用于中、粗筛分；且可用于脱水和脱泥等分离作业。,图6.14电振筛结构图图 图6.15电振筛工作原理图,6.2.2 粗分级机（粗分离器）,是空气一次通过的外部循环式分级设备。 （1）构造： 主体部分由外锥形筒和内锥
5、形筒组成，外锥上有顶盖，下接粗粉出口管和反射菱锥体，外锥下和内锥上边缘之间装有导向叶片，外锥顶盖中央装有排气管。 （2）工作原理： 携带颗粒的气流在负压作用下以1020m/s的速度由下向上从进气管进入内外锥之间的空间。气流刚出进气管时，特大颗粒由于惯性作用碰到反射菱锥体4后首先被撞落到外锥下部，由粗粉管排出。因两锥间继续上升的气流上部截面积扩大，气流速度降至46m/s，所以又有部分粗颗粒在重力作用下被分选出来，顺外锥内壁向下落至粗粉管排出。,图6.17粗分级机结构示意图,1进气管；2外筒；3内筒；4反射菱锥体；5粗粉出料管； 6导向叶片；7排气管,6.2.3离心式选粉机（内部循环式）,离心式选
6、粉机属第一代选粉机，也称内部循环式选粉机。 结构： 由上为圆柱下为圆锥形的内、外筒体所组成。 上部装转子，它由撒料盘、小风叶、大风叶等组成。 在大小风叶向内筒上口边缘装有可调节的挡风板（有的离心式选粉机无此挡风板），内筒中部装有导向固定风叶，内筒由支架固定在外筒内部。 当转子运动时，气流由内筒上升，转至两筒间下降，再由固定风叶进入内筒，构成气流循环。,图6.18 离心式选粉机结构示意图,大风叶,小风叶,支架,内筒体,外筒体,固定风叶,支架,粗粉出口,细粉出口,撒料盘,挡风板,加料管,工作原理：物料由加料管经中轴周围落至撒料盘上，受离心惯性力作用向周围抛出。在气流中，较粗颗粒迅速撞到内筒内壁，失
7、去速度沿壁滑下。其余较小颗粒随气流向上经小风叶时，又有一部分颗粒被抛向内筒壁被收下。更小的颗粒穿过小风叶，在大风叶的作用下经内筒顶上出口进入两筒之间的环形区域，由于通道扩大，气流速度降低，同时外旋气流产生的离心力使细小颗粒离心沉降到外筒内壁并沿壁下沉，最后由细粉出口排出。内筒收下的粗粉由粗粉出口排出。选粉细度调节：改变主轴转速、大小风叶片数或挡风板位置,6.3 超细分级原理及设备,6.3.1超细分级原理 6.3.1.1 离心分级在离心力场中，颗粒可获得比重力加速度大得多的离心加速度，故同样的颗粒在离心场中的沉降速度远大于重力场情形，换言之，即使较小的颗粒也能获得较大的沉降速度。 设颗粒在离心场
8、中的圆周运动速度为ut, 角速度为，回转半径为r，则在Stokes沉降状态下, 颗粒所受离心力Fc和介质阻力Fd分别为KDp2ur2 式中，ur一流体的径向运动速度。,Fd与Fc的方向相反，即指向回转中心。FcFd时，颗粒所受合力方向向外，发生离心沉降；FcFd时，颗粒向内运动；Fc=Fd时，有= KDp2ur2 临界分级粒径：,此式表明，只要颗粒的圆周速度（即运动角速度）足够大时，即可获得足够小的分级粒径。,6.3.1.2 惯性分级原理,主气流通过喷射器携带颗粒高速喷射至分级室，辅助控制气流使气流及颗粒的运动方向发生偏转； 粗颗粒由于惯性大，故运动方向偏转较小，而进入粗粉部分收集装置； 细颗
9、粒及微细颗粒则发生不同程度的偏转，随气流沿不同的运动轨迹进入相应的出口被分别收集。 影响分级粒径及分级精度的因素： 主气流的喷射速度、控制气流的入射初速度和入射角度及各出口支路的位置和引风量。,图6.30 惯性分级原理示意图,6.3.2 重力式超细分级机,重力式分级机：利用不同粒径的颗粒在重力场中沉降速度不同进行分级。重力式分级机：水平流型和垂直流型。 水平流重力分级机：空气沿水平方向进入分级室，颗粒从垂直方向进入，在沉降分级室内，流体水平方向流动，不同大小的颗粒在水平气流作用下做近似抛物运动，依次沉降至、收集器中，而最细级别的颗粒随气流进入气固分离装置。 垂直流型重力分级机：分级室内气流向上
10、运动，终端沉降速度小于气流速度的颗粒被气流带出进入气固分离装置；终端沉降速度大于气流速度的颗粒则沉降至底部的粗颗粒收集器。,颗粒受到三种力的作用，即重力w、浮力Fs和流体阻力Ff，方程：,沉降分级原理,如果假定某一颗粒在上升流中处于静止状态，即vp=0，那么以上两式中有：,（2）错流式分级分离粒度的确定 图是错流式分级原理示意图。,式中：V：介质流速；L：颗粒在X轴方向运动距离；由以上两式可以推导出XOY平面上颗粒粒度分布函数：,给料方向与介质流的给入方向垂直且与重力场方向平行，颗粒的受力在Y轴方向遵循自由沉降规律，即：,h：颗粒在Y轴方向运动的距离。在X轴方向，颗粒速度被看成与介质流体速度近
11、似一致，那么有关系式：,分级粒度与介质流速有关与几何结构有关，当高差H、介质流速V一定，那么在X轴方向，随着L值的增加，粒度越来越细如果在轴的不同位置截取流体，从理论上说，颗粒得到多个粒度不同的产物。,6.3.4 超细分级的有关问题,6.3.4.1分级作业与物料性质 大多数有机粉体粘附性较强，并且在分级过程中易发生爆炸或燃烧； 对于磨蚀性强的粉体，应采用耐磨材料或加耐磨内衬。 对粉体的纯度要求较高时，要考虑防止杂质污染问题； 颗粒之间以及颗粒与器壁之间的碰撞和摩擦会产生极强的静电效应； 易粘附的粉体会糊附积聚于器壁上，导致通道的狭窄乃至阻塞，设计中应考虑必要的清理措施。,6.3.4.2 粉体的
12、预分散（1）机械分散方法：按分散的原理分为离心分散和射流分散。前者是给料进入分级区前先落至离心撒料盘，旋转撒料盘的离心作用将粉体均匀地撒向四周，形成一层料幕后再进行分级。为了强化对团取聚体的打散效果，右将撒料盘设计成阶梯形。后者是利用喷射器产生的高速喷射气流进行分散，高速射流使粉体颗粒在喷射区发生强烈的碰撞和剪切，从而将颗粒聚团破坏。对于超细颗粒，后者的预分散效果比前者好得多。 (2)化学分散方法：微细颗粒之所以易于团聚，其根本原因在于它们的巨大表面能。因此，加入适当的表面活性剂通过有效地减小其表面能，可以较容易地将它们分散开来。,化学方法存在的问题：（1）尽管表面活性剂的加入量通常很小，有时却会引起粉体有关性能的变化，所以应选择确认对粉体性能无不良影响的分散剂；（2）分散剂常以液体形式加入，为达到均匀分散效果，需增加机械搅拌装置，因而增加了整个系统的复杂程度。,
