畢業(yè)設計開題論證報告專業(yè)過程裝備與控制工程學生姓名于亮亮班級B裝備032班學號0310140146指導教師咸斌完成日期2007年4月15日1課題名稱：FXS900組合式選粉機轉子及殼體設計一、課題來源、課題研究的主要內容及國內外現(xiàn)狀綜述課題來源：市場需要，新品開發(fā)。選粉機作為水泥工業(yè)閉路粉磨系統(tǒng)中的一個重要配套設備，雖然本身并無粉碎物料的作用，但其性能的好壞直接影響到系統(tǒng)的運行狀態(tài)，即影響到系統(tǒng)的粉磨效率、產量及能耗，因此，對高效選粉技術及設備的研究具有重要意義。固體顆粒需在流體中按其粒徑大小進行分級，顆粒在空氣中作重力沉降和離心沉降進行分散、分級的設備，稱為空氣選粉機。美國首先采用空氣選粉機與磨機組成的閉路粉磨系統(tǒng)粉磨細度細的物料。它一出現(xiàn)就在提高效率、節(jié)能降耗、細度調節(jié)、改善粒度的均勻性，強化水泥質量等方面顯示出強大的生命力。閉路粉磨的廣泛應用促進了選粉機的發(fā)展?？諝膺x粉機發(fā)明至今共經(jīng)歷了三代:第一代為離心式選粉機，第二代是旋風式選粉機，第三代是以日本小野田公司生產的0-SEPA選粉機為代表的渦流選粉機1。自1885年英國人Mumford和Moody發(fā)明選粉機以來，至今已經(jīng)歷了幾次重大的變革，雖然最初的離心式選粉機仍在大量使用，也有人對其局部進行了改進，但還是無法消除其存在的三個根本性缺點：(1)循環(huán)氣流中粉塵多，致使選粉區(qū)內物料的實際濃度大擴大了干擾沉降的影響；(2)選粉區(qū)內存在著較大的風速梯度，使分離粒徑不均，粗顆粒會被其遭遇到的高速風帶出；(3)存在邊壁效應問題，使細小顆粒隨粗顆粒碰撞而降落。60年代原西德的WEDAG公司開發(fā)了旋風式選粉機，采用外部循環(huán)風機供風來取代離心式選粉機的內部供風，用小旋風筒取代離心式選粉機的大直徑外筒來收集細粉，提高了收塵效率，從而使得循環(huán)氣流中含塵濃度大為降低，即基本克服了離心式選粉機的第一項根本性缺點，但無法消除第2、3項缺點，故其分離效率仍偏低。直至1979年日本的小野田公司開發(fā)了O-SEPA選粉機。才消除了離心式選粉機存在的第2、3項缺點，形成了較理想的高效分選設備。O-SEPA選粉機保留了旋風式選粉機外部供風循環(huán)氣流高效凈化，利用了平面螺旋氣流選粉的原理，以籠式轉子取代小風葉，使氣流在橫截面上與切向成一定角度穩(wěn)定均勻地穿越整個選粉區(qū)，這樣就消除了離心式選粉機存在的第2、3項缺點2。選粉機的技術關鍵是：“分散”、“分級”和“收集”。選粉機性能的好壞與“分散”、“分級”和“收集”過程密切相關，三者有機的結合及性能的優(yōu)化是高效選粉機設計的關鍵。1本課題所設計的FXS900組合式選粉機，它吸收了O-SEPA式選粉機先進的2懸浮分散技術、平面渦流技術，同時又吸收了旋風式選粉機利用幾個旋風筒收集成品的技術。3需要說明的是，F(xiàn)XS900組合式選粉機采用導流口可調式雙出風口旋風分離器技術取代傳統(tǒng)單出風口分離器對現(xiàn)行組合式選粉機進行改進，降阻節(jié)能，提高選粉機選粉收集效率，從而改觀產品細度，提高粉磨產品的產量和質量。這是FXS900組合式選粉機在“收集”上的一大創(chuàng)新（這將在選粉機總體及雙出風口分離器設計部分作詳細討論）。實踐證明：這大大提高了收集效率。離心式和旋風式選粉機都是采用小風葉實現(xiàn)“分散”、“分級”的，易于制造和安裝，操作維護簡便，能簡單地通過調整內部結構達到調整產品比表面積的目的，但由于小風葉旋轉不夠穩(wěn)定，造成選粉室各處氣體流動不平穩(wěn)且相互干擾，使得選粉機磨損比較嚴重，物料顆粒相互撞擊膠粘，結成大顆粒，影響選粉效率。而且小風葉的分級精度也不精確，靠風葉控制細度的不足之處在于(1)當風量大時不合格的粉隨氣流上升速度大于相鄰葉片旋轉速度就易跑粗。風量小時合格細粉也會被葉片多次碰撞而落入到粗粉中被收集，使效率下降。（2）葉片在重力分級區(qū)的旋轉，破壞了旋轉上升氣流的流向，嚴重干擾了氣流上升和顆粒沉降兩相流相對運動的規(guī)則運動。并占據(jù)了有效分級空間，氣流阻力也較大。（3）葉片旋轉時，葉片背面負壓形成的氣流渦流易使細粉反復吸附在分級區(qū)域，大大延長了細粉在分級區(qū)的停留時間。40-SEPA選粉機采用了籠型轉子技術，較離心，旋風前兩代選粉機在“分散”、“分級”理論上有了很大突破?；\形轉子可以在高速旋轉時產生比較穩(wěn)定的旋轉氣流，分離力場從平面圓環(huán)變成圓柱體，徑向變化范圍較小，分離力場均勻，分級臨界粒徑范圍較窄，因而顆粒的受力大小、方向均衡一致，為選粉提供了良好的條件，混料竄料較少。同時，分級圈的選粉空間更理想、效果更好。5轉子由撒料盤及水平垂直板、上下軸套聯(lián)結板組成。選粉機的轉子部分在選粉機的“分散”、“分級”上，起著決定性作用。關鍵技術有(1)“懸浮分散技術”需選粉的物料首先要求有良好的分散性，特別是對于由于靜電吸附作用和水份超標而易造成結團的物料，只有良好的分散，才能更好的分級。在物料進入主選粉室前，進行緩沖均布物料，并對物料進行分散，對成團的物料和粗細顆粒進行初步的分離分級，使其進入主選粉室有一個更為充分的分散分離，給后續(xù)的選粉創(chuàng)造良好條件。（2）“平面渦流分級技術”選粉氣流通過水平切向進入選粉室內，形成一個旋轉渦流氣流，與旋轉的轉籠形成一上下穩(wěn)定的內外壓差，氣流穩(wěn)定均勻，物料顆粒在此基礎上有一個很穩(wěn)定的強力選粉離心力場，從而能達到精確的分級。3通過調整籠式轉子的轉速來改變顆粒所受到的離心力，從而3調整分離粒徑的。產品細度調整方便且調整范圍廣。FXS900組合式選粉機轉子部分采用O-SEPA式選粉機先進的籠型轉子技術，大大提高了分級效率。參考文獻：1李坤山，莫易敏.基于綠色理念的高效轉子選粉機設計J.中國水泥，2005，(10)：5759.2劉鐵忠.TLS系列組合式選粉機的開發(fā)J.水泥技術，1999,(1)：19-20.3劉平成.K型內循環(huán)選粉機在圈流粉磨中的應用J.中國水泥，2005，(6)：60-624于學成，方瑩.新一代旋風式選粉機-高效轉子式選粉機J.江蘇建材，1995，(2)：25-27.5倪文龍，王文杰，梅義榮.應用雙出風口旋風分離器改造旋風選粉機J.水泥，2003，(2)：41-42.二、本課題擬解決的問題（1）使物料在分級室內收到較強的旋流及徑向剪切力的作用，物料分散性好且分級強度高，分級效率高；（2）選粉細度的調節(jié)要方便，可靠；（3）由于氣流量大，含塵濃度高，使選粉機內部磨損量大，應在設計中解決轉子易磨部件和殼體的磨損問題。三、解決方案及預期效果(1)所設計的FXS900組合式選粉機是利用不同粒徑的顆粒在空氣介質中受力情況的不同而對粉體顆粒群進行分級的選粉設備，因此，在確定模型結構之前，首先對分散于氣體介質中的固體顆粒進行受力分析。在空氣介質中的粉體顆粒，除了受到所熟知的氣體阻力、顆粒重力G及浮力F外，還受到壓力梯度力、虛假質量力等力的作用，根據(jù)受力分析及物料分選過程的分析，結合各類空氣選粉機的結構與性能特點，來設計選粉機轉子結構。采用