一、 選粉機的工作原理 

　　選粉機的功能是將從磨機排出的粗細粉混合料按產(chǎn)品的細度或比表面積的要求，對合格產(chǎn)品與不合格的粗粉實現(xiàn)分離和收集，將不合格的粗粉送回球磨機重新粉磨。其總的工作原理是采用氣粉混合形成氣-固兩相流，使含塵氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，粗粉粒獲得較大的慣性離心力，也產(chǎn)生較大的離析徑向運動速度，并以此實現(xiàn)粗細粉分離，同時采用相應(yīng)的方法對粗、細粉分別進行收集。上述工作原理主要是通過三個功能來實現(xiàn)的，這三個功能分別是：撒料、分級和成品收集。但不同類型的選粉機具體實現(xiàn)這三個功能的工作過程是不完全相同的。第一類離心式選粉機是采用下部撒料，空氣和粉體在機內(nèi)循環(huán)來實現(xiàn)粗細粉的分離和收集的。它的特點是:由于空氣和粉料在機體內(nèi)部循環(huán),所以稱這種選粉機是內(nèi)循環(huán)工作。第二類旋風(fēng)式選粉機也是采用下部撒料，但空氣的進入是采取下部切向進風(fēng)，在空氣進入和上升的過程中穿過撒料料幕，再經(jīng)過旋轉(zhuǎn)風(fēng)葉或錐形轉(zhuǎn)籠實現(xiàn)分級，經(jīng)過分級的氣流將成品細粉帶出選粉室，從選粉室排出的含塵氣流再送入旋風(fēng)筒進行氣粉分離實現(xiàn)成品收集。它的特點是：由于從旋風(fēng)筒出來的干凈氣流再進入風(fēng)機進行循環(huán)，所以稱這種選粉機是外循環(huán)工作。以O(shè)－Sepa為代表的第三類選粉機是采取上部撒料，這種撒料不是依靠撒料盤使粉料產(chǎn)生慣性離心力形成料幕，而是通過撒料盤布料后靠物料的自重進行自由落體形成料簾，平面切向進風(fēng)，通過圓柱形轉(zhuǎn)籠形成柱面渦旋實現(xiàn)分級，成品細粉隨氣流排出選粉室進入除塵器實現(xiàn)細粉收集。它的特點是：由于該類選粉機采用了圓柱轉(zhuǎn)籠，能形成較為均勻的渦流場，因而有較好的分級效果，選粉效率較好，同時，除塵器出來的氣流直接通過風(fēng)機排空，不進行循環(huán)工作。

　　二、 撒料機構(gòu)的工作原理及分析 

　　選粉機的撒料是選粉機主要工作過程中的第一步，它的作用是通過對混合物料的分撒,使其能與氣流充分交互，盡量讓符合要求的粉料能被氣流帶走,使其進入到選粉過程中的下一步的分級過程。但不同類型的選粉機的撒料機構(gòu)和撒料原理不盡相同。從撒料與分級的位置關(guān)系上大體可分為兩類，一類是撒料在下，分級在上；另一類是撒料在上，分級在下?，F(xiàn)對這兩類型撒料機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及性能分析如下： 

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　　離心式選粉機、旋風(fēng)式選粉機及組合式選粉機及其改進型選粉機的撒料機構(gòu)的設(shè)計被安排在分級機構(gòu)的下部。由于這種結(jié)構(gòu)一般都采用下部進風(fēng)，氣流穿越撒料料幕，攜帶一部分粉塵形成含塵氣流，含塵氣流再進入分級區(qū)或分級機構(gòu)實現(xiàn)粉體的分級。撒料質(zhì)量可用氣流穿越料幕后攜帶粉塵的效果來衡量，在同樣氣流條件下撒料效果可用如下兩個指標來衡量，一個是合格細粉的攜帶率；另一個是不合格產(chǎn)品粗粉的攜帶率，分別用CX和CC來表示，它們的表達式分別為： 

其中：Fxs:為隨氣流上升粉體中的合格細粉量， 
　　　Fxz:為粗細混合粉中的合格細粉總量， 
　　　Fxc:為上升粉體中不合格粗粉量， 
　　　Fs：為上升粉體總量 

　　目前,市場上比較常見的撒料盤的型式有如下幾種: 

　　1、  平板撒料盤 

圖  1                  

　　平板撒料盤結(jié)構(gòu)比較簡單如圖1所示，它是將從上方下落到撒料盤上的粉料通過撒料盤的旋轉(zhuǎn)，同時使物料產(chǎn)生徑向慣性離心力和徑向運動，使物料沿徑向和切向方向產(chǎn)生拋撒運動，使物料分散，在選粉機內(nèi)的橫截面上形成一層料幕，來自機體下部的氣流穿過該料幕，將合格細粉和一部分粗粉帶入到分級區(qū)。由此可見拋撒的料幕越均勻、料幕越松散，同時在合適的氣流條件下帶走的合格產(chǎn)品的可能性越大。 

　　該撒料盤除了有上述撒料機理以外還具有如下兩方面的功能： 

　　(1)利用粗粉的自重實現(xiàn)預(yù)分級，該機構(gòu)是利用具有一定速度的氣流將細粉由下而上帶入到分級區(qū)，理論上只有當(dāng)氣流對粉體產(chǎn)生隨氣流上升的粘性力大于或等于細粉的自重，細粉才會隨氣流上升，因為氣流對細粉的粘性是表面力，物料的重力是體積力，因此較大粒徑的物料不容易被提升。從而實現(xiàn)物料的預(yù)分級功能。氣流速度越高，能被氣流帶走物料粒徑越大。 

　　(2)利用物料產(chǎn)生的慣性離心力實現(xiàn)預(yù)分級，物料的拋撒是依靠撒料盤使物料產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，同時使物料獲得慣性離心力而產(chǎn)生徑向運動，同樣由于物料獲得的慣性離心力是體積力，因而大的物料也能獲得較大的慣性離心力和相對較小的粘性阻尼力，較粗物料產(chǎn)生較高的運動速度，會出現(xiàn)粗粉在前，細粉在后的情況，當(dāng)撒料盤達到一定的旋轉(zhuǎn)速度時，粗粉就沖撞到四周的殼體上，這樣也可以實現(xiàn)預(yù)分級的目的。 

　但這種撒料方式也存在以下方面的不足： 

　　(1)轉(zhuǎn)速問題，在離心式選粉機中撒料盤是采取和分級小風(fēng)葉、細粉收集大風(fēng)葉同軸的結(jié)構(gòu)，在旋風(fēng)式選粉機中撒料盤是和分級風(fēng)葉或分級轉(zhuǎn)子同軸的，由于是同軸結(jié)構(gòu)，所以工作中只能取一種轉(zhuǎn)速，但無論是離心式的大、小風(fēng)葉還是旋風(fēng)式的分級機構(gòu)，都與撒料盤有不同的適宜轉(zhuǎn)速要求有關(guān)，一般情況下選粉機的轉(zhuǎn)速是以獲得合格產(chǎn)品為主，所以選粉機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是依據(jù)分級轉(zhuǎn)子對速度的要求，不會考慮撒料盤的實際撒料情況，盡管在產(chǎn)品設(shè)計中會考慮撒料盤與分級系統(tǒng)之間的統(tǒng)一，但每一個用戶都會根據(jù)產(chǎn)品細度要求的不同和實際運行狀況來取不同的轉(zhuǎn)速，也就是說同樣的結(jié)構(gòu)，不同的場合有不同的速度，因此一般情況下撒料盤很難有合適的旋轉(zhuǎn)速度。這就是平板撒料的最主要的缺陷。也無法通過改變?nèi)隽媳P的結(jié)構(gòu)和其他工作參數(shù)來克服。由此出現(xiàn)的現(xiàn)象有兩種： 

　　A、一種是轉(zhuǎn)速不足，使得物料不能充分拋撒，造成一方面有較多的密集料群，另一方面是料幕不能覆蓋整個截面而形成空隙，這將影響細粉的攜帶效果。 

　　B、另一種情況是轉(zhuǎn)速偏高，過高的轉(zhuǎn)速會將粉料形成過拋撒，使粉料沖擊到筒壁上，同樣會形成密集料群和較大的空隙。 

　　(2)進料問題。  

　　這種下部撒料機構(gòu)都是采用上部單點進料方式，由于是單點進入的粉料，它將落在撒料盤對應(yīng)固定位置，這就造成撒料盤轉(zhuǎn)子偏載，更嚴重的是由于是單點落料,使得撒料盤不能在全圓周均勻拋撒,也就是說在可布料的圓環(huán)形截面上,會出現(xiàn)一個扇形區(qū)的空洞,氣流流經(jīng)此處,無料幕過濾,造成浪費。 

　　由于上述的轉(zhuǎn)速因素和單點進料的原因,實際上采用這種撒料方式,在布料截面上或大或小地都有空洞現(xiàn)象存在。 

　　1、 螺旋漿撒料 

圖 2 

　　螺旋槳撒料盤結(jié)構(gòu)如圖2所示，這種撒料裝置在結(jié)構(gòu)上是采用若干傾斜葉片代替圓盤式的平面撒料裝置,將要拋撒的粉料下落到這些傾斜的葉片上,通過旋轉(zhuǎn)被拋撒的粉料形成若干片料幕在機體內(nèi)錯開分布形成層疊，形成空間立體分散狀料幕,粉體疏松地分布在拋撒空間中,有利于氣流穿過時帶走細粉.顯然這種撒料效果優(yōu)于平板撒料裝置.但平板撒料裝置存在的缺陷在螺旋槳撒料盤上仍然存在. 

　　1、 無撒料盤裝置 

　　現(xiàn)在市場上有一種組合式選粉機是采用無撒料裝置的下部布料的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是采用下部進風(fēng)，中部給料和布料，上部分級。它的撒料過程是通過中部進料落在一個圓錐體上，粉體在自重的作用下，下滑到圓錐體的下部邊緣，下落后形成環(huán)向料幕，進風(fēng)口在圓錐體的下方，氣流穿過料幕將細粉攜帶上升進入分級區(qū)。這種結(jié)構(gòu)是采用小直徑筒體和高速氣流以實現(xiàn)無撒料盤帶料上升，結(jié)構(gòu)簡單。 

　　這種結(jié)構(gòu)主要存在的問題是： 

　　1.導(dǎo)料圓錐結(jié)構(gòu)大小受到限制。從布料的情況看希望有較大的底部直徑，這樣可以形成較薄的料幕，氣流穿過料幕時可以帶走更多的細粉，可以獲得較高的Cx。但較大的底部直徑一方面又將會減小氣流穿透速度，另一方面在經(jīng)過圓錐體后的速度差會增大，這兩個因素都會影響細粉的攜帶率；圓錐底部直徑偏小時，料幕厚度大大增加，高速氣流穿過時易形成氣洞，也將會降低細粉攜帶率，同時粗紛攜帶量增加。 

　　2.由于采用圓錐導(dǎo)料，存在粉料沿圓周分布不均的現(xiàn)象，這就形成沿圓周分布的料幕厚度不均，甚至形成空洞，這種空洞的影響對細粉攜帶率的影響較大。 

　　這種機構(gòu)一般是采用大風(fēng)速帶料，再利用含塵氣流上升過程中氣流減速和粗粉自重大的特點實現(xiàn)預(yù)分級。下部氣流的進口與圓錐體之間的距離對粉料攜帶效果有較大的影響。 

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　　以O(shè)-Sepa選粉機為代表的第三類選粉機的撒料機構(gòu)是在分級區(qū)的上方，進風(fēng)口與分級區(qū)等高。由于結(jié)構(gòu)上的布置不同，形成的撒料機理和效果上有很大的區(qū)別。該結(jié)構(gòu)的撒料過程和撒料機理是這樣實現(xiàn)的：待選粉料從分級區(qū)外殼的頂部進入，落入到分級轉(zhuǎn)籠上部的撒料盤上，該撒料盤也是與分級轉(zhuǎn)籠同步旋轉(zhuǎn)，使落入的粉料產(chǎn)生慣性離心力，并產(chǎn)生徑向和切向運動，將粉料拋撒到固定的緩沖擋板上，再沿緩沖擋板向下自由落體，形成沿圓周分布的垂直料幕，這種結(jié)構(gòu)的粉料拋撒到這兒并沒有結(jié)束，料幕垂直下落的過程中，在實現(xiàn)粉料分級前，還要繼續(xù)完成物料分散的作業(yè)，在垂直料幕自由下落過程中，由于分級轉(zhuǎn)籠的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生較高的切向速度，而且在轉(zhuǎn)籠與導(dǎo)向葉片之間有較大的速度梯度，由于這兩方面的因素使得垂直下落的料幕被逐層剝離，使粉體與氣流充分混和形成氣固兩相流，只有在氣粉充分混合的情況下，才能取得后續(xù)較好的分級效果。 

　　這種撒料機構(gòu)的撒料效果對撒料盤的依賴不同于下部撒料的情況，該撒料裝置僅需要將落在撒料盤上的粉體沿圓周均勻分布就行，與徑向速度的大小、料幕分散程度無關(guān)，這種撒料的效果與下部撒料效果相比，對速度的要求并不敏感，盡管撒料盤也是與分級轉(zhuǎn)籠同軸，分級速度的調(diào)整對撒料并無太多的影響，粉料沿圓周的分布不僅可以依靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，也可以依靠其他方法來控制。 

　　目前這種形式的撒料裝置主要是兩方面不足； 一方面是粉料在撒料盤周向分布不均，尤其是上出風(fēng)的結(jié)構(gòu)使得撒料盤的環(huán)形面積變小，也就是粉料可運行的徑向距離太小，很難實現(xiàn)沿周向均勻分布，盡管目前有廠家在撒料盤上增加徑向隔板，使粉料能沿圓周運行更長一段距離，以實現(xiàn)均布的作用，但這種辦法只能在有限的范圍里改善撒料情況，而且這種方法也會帶來副作用，粉體集中于徑向隔板處，同樣會造成料幕厚薄不均的情況。 另一方面是如何盡快地將垂直下落的料幕分散，并隨氣流同步旋轉(zhuǎn)，如果料幕太厚，或粉體成團狀下落，甚至一直落到分級區(qū)的下方，這種料團雖也經(jīng)過了分級區(qū)但實際上并沒有分級處理的過程，同理料幕分散過程越長，粉體參與分級的時間就越短，分級效果也就越差。 

　　二、 撒料機構(gòu)改進措施 

　　針對上述撒料機構(gòu)的撒料原理和性能分析提出如下改進措施： 

　　1.對傳統(tǒng)的因單點卸料而引起的撒料不均的情況，可采用分料機構(gòu)將一點進料改變成兩點下料或多點下料。讓撒料機構(gòu)有對稱載荷，在同樣的轉(zhuǎn)速條件下，由原來一點落料360°撒料，變成兩點落料，每點180°或90°撒料，由此來提高撒料的均勻性。這種結(jié)構(gòu)比較簡單，也易于實現(xiàn)。 

　　2.采用雙撒料盤進行二次撒料，這種結(jié)構(gòu)是在原撒料盤的上方，在落料管內(nèi)再設(shè)置一個撒料盤。雙撒料盤的工作過程是這樣的：由上部進來的粉料首先落在上層撒料盤上，上層撒料盤將粉料拋撒撞擊在下料管的內(nèi)壁，再由下料管內(nèi)壁降落到下層撒料盤上，由下層撒料盤拋撒形成料幕。這樣可以在整個圓環(huán)截面獲得均勻一致的料幕。 

　　3.采用向上彎曲的撒料板，形成向上拋撒的拋物線軌跡，這種結(jié)構(gòu)對撒料盤的撒料效果對速度高低并不是很敏感,速度高或低時只能反映拋物線頂點的高與低，不會因速度過高或過低而形成料幕空隙。 

　　4.采用撒料獨立驅(qū)動結(jié)構(gòu)，可以獲得最合適的撒料轉(zhuǎn)速。但這種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，動力消耗較高。 

　　5.上部撒料還可結(jié)合料氣混合裝置,使料氣提前混合,使其盡快進入分級狀態(tài)。

　　三、 總結(jié) 

　　以上是對目前常見的各類選粉機的撒料機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)、原理上的剖析，總結(jié)了各結(jié)構(gòu)對撒料效果的影響并分析了其原因。提出了下部撒料效果的衡量依據(jù)——即合格細粉的攜帶率和不合格粗粉的攜帶率。同時提出了克服各類撒料裝置缺陷的改進措施,上述對撒料機構(gòu)的改進方案均已獲國家專利保護,并已應(yīng)用于工程實踐,取得了很好的效果。