粉体的分级装置和分级系统的制作方法

本发明涉及粉体分级装置和分级系统。

背景技术：

以往，提出了将粉体分级为与用途相应大小的粒子的分级装置。

作为这样的分级装置之一，提出了通过利用由分级转子的旋转产生的离心力来进行分级的分级器(参照专利文献1)。该分级机使分级空气的导入方向相对于分级转子的旋转方向成为与以往相对的方向相反的方向。由此，能够在分级转子的旋转叶片入口赋予急剧的流动方向的变化而得到较大的分离力，能够以较少的转速进行更高精度的分级。

另外，还提出有如下的分级器，其对于被供给到分级转子的外侧的分体，基于离心力与向心力的关系而将该粉体引导到该分级转子的内侧，从而对该粉体进行分级(参照专利文献2)。该分级器的特征在于，分级转子的各旋转叶片以使一个支承部件侧比另一个支承部件侧靠近旋转方向的方式被配设成相对于支承部件倾斜的状态。由此，能够在不提高分级转子的转速的情况下实现分离性能的提高。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-353473号公报

专利文献2：日本特开2005-342556号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

但是，在使用分级转子的分级器中，为了确保分级性能，需要用于使分级辊以一定程度的转数旋转的机械强度和驱动电力。

本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供以简单的结构来高精度地对粉体进行分级的分级装置和分级系统。

用于解决课题手段

本发明的分级装置的特征在于，其具有：处理中原粉供给配管，其将原粉承载于空气流中进行输送；原粉放出部，其与所述处理中原粉供给配管的上方连接，从开口的上表面将原粉与气体一起放出；吸入部，其在与所述原粉放出部间隔开的位置与所述原粉放出部的所述开口的上表面相对地配置，从开口的下表面吸入所述原粉和所述气体的一部分；以及收纳部，其在内部收纳所述原粉放出部和所述吸入部并包围外周，堆积分级中或分级处理后的所述原粉，所述原粉放出部构成为在内部具有回旋部，该回旋部具有沿圆周方向倾斜的固定叶片，利用所述回旋部使从所述处理中原粉供给配管供给的所述原粉与所述气体一起回旋，将它们从所述开口的上表面以回旋状态呈放射状放出，所述吸入部构成为吸入从所述原粉放出部的所述开口的上表面以放射状放出并一边回旋一边行进的所述原粉。

发明效果

根据本发明，可提供一种以简单的结构来高精度地对粉体进行分级的分级装置和分级系统。

附图说明

图1是表示分级系统的结构的说明图。

图2是示意性地表示分级装置的结构的说明图。

图3是说明分级装置的原粉放出部附近的结构的说明图。

图4是说明原粉供给时和粉碎分级时的动作的说明图。

图5是示意性地表示变更了吸入部的位置的情况下的破碎分级时的分级的情况的说明图。

具体实施方式

下面，根据附图对本发明的一个实施方式进行说明。

实施例

<分级系统>

图1是表示分级系统100结构的说明图。

分级系统100具有：原粉料仓11，其储藏粉煤灰的原粉；分级装置1，其对原粉进行分级；原粉输送机构14，其具有过滤收集从原粉分级后的微粉的袋式过滤器12，将原粉料仓11内的原粉承载于空气流而输送到分级装置1；微粉输送配管5a，其连接分级装置1和袋式过滤器12；以及微粉输送机构15，其将由袋式过滤器12收集到的微粉输送到产品料仓(未图示)。

原粉输送机构14具有：旋转进料器14a，其in侧与原粉料仓11的底部11a连接；加速管14b，其与旋转进料器14a的out侧连接；以及鲁茨鼓风机13。加速管14b的in侧经由在中途设有空气阀14c的配管13a而与鲁茨鼓风机13连接，out侧经由原粉供给配管14d而与分级装置1连接。

原粉输送机构14在运转时进行如下动作。首先，旋转进料器14a起动，从原粉料仓11定量地向加速管14b供给原粉。接着，空气阀14c被切换为打开状态，从鲁茨鼓风机13经由配管13a向加速管14b的in侧输送压缩空气。另外，送风不限于压缩空气，只要是压缩了氮气等适当气体的压缩气体即可。在加速管14b内，压缩空气使流速加速，使加速管14b内的原粉分散、浮游。然后，原粉乘着气流从加速管14b的out侧被放出，并通过原粉供给配管14d内而被输送到分级装置1。

分级装置1对原粉进行分级。另外，后文会叙述动作的详细情况。另外，如图中所示，也可以串联设置2台或多台分级装置1，由此能够实现更高性能的分级。

由分级装置1分级后的微粉乘着气流通过微粉输送配管5a而被输送，被输送到袋式过滤器12。

袋式过滤器12具有：滤布12b，其从伴随有微粉的气流中过滤收集微粉；以及料斗12c，其用于收集从滤布12b掸落的微粉。

微粉输送机构15具有：旋转进料器15a，其in侧与料斗12c的底部12a连接；加速管15b，其与旋转进料器15a的out侧连接；以及鲁茨鼓风机13。加速管15b的in侧经由在中途设有空气阀15c的配管13c而与鲁茨鼓风机13连接，out侧经由微粉回收配管15d而与产品料仓(未图示)连接。

微粉输送机构15在运转时进行与上述原粉输送机构14同样的动作。即，旋转进料器15a起动，从料斗12c定量地向加速管15b供给微粉。接着，空气阀15c被切换为打开状态，从鲁茨鼓风机13经由配管13c向加速管15b的in侧输送压缩空气。在加速管15b内，压缩空气使流速加速，使加速管15b内的微粉分散、浮游。然后，微粉乘着气流从加速管15b的out侧被放出，通过微粉回收配管15d内而被输送到产品料仓(未图示)。

<分级装置>

图2是示意性地表示分级装置1的结构的说明图，图3(a)是分级装置的a-a横剖视图，图3(b)是分级装置1的原粉放出部6的纵剖视图，图3(c)是分级装置1的b-b横截面的立体图。

分级装置1具有：原粉放出部6，其将原粉与空气一起放出；吸入部4，其在与原粉放出部6间隔开的位置与原粉放出部6相对配置，并吸入原粉放出部6放出的原粉和空气的一部分；收纳部2，其在内部收纳原粉放出部6和吸入部4并包围外周；以及处理原粉输送机构7，其输送堆积在收纳部2的底部22的分级处理中或分级处理后的原粉。

原粉放出部6是中心线朝向铅垂方向的大致圆筒状，上表面大致水平且具有大致圆形的开口62，在内部具有使原粉和空气回旋的回旋部61。通过该结构，使从下方供给的原粉和空气在回旋部61沿俯视时的顺时针方向旋转，并从上方的开口62呈放射状地排出。

原粉放出部6设置在比收纳部2的内部空间的中央靠上方的位置，在本实施例中设置在比中央稍靠上方的位置。由此，能够在收纳部2的内部空间中的比原粉放出部6靠下方部分的区域堆积大量原粉，并且能够在比原粉放出部6靠上方的区域对由吸入部4吸入的原粉进行分级。

如图3(c)所示，回旋部61由多个固定叶片61a形成，这些固定叶片61a在通过原粉放出部6的中心和吸入部4的中心的一条直线上具有中心，从该中心向半径方向扩展且向圆周方向倾斜。另外，以上说明的是回旋部61由3个固定叶片61a形成，但固定叶片61a只要有多个即可，也可以是4个、6个或8个。另外，以上说明的是回旋部61由3个固定叶片61a形成为单一式，也可以形成为将3个固定叶片61a的组在中心线上隔开间隔地配置多个的多连式(多级式)。

在原粉放出部6的下方连接有沿上下方向通过收纳部2的中心轴线的圆筒形的处理中原粉供给配管73。该处理中原粉供给配管73形成为半径(即细)比原粉放出部6的半径小的固定粗细，在收纳部2内的下方附近改变90度方向而向收纳部2外突出，再向下方改变方向后与加速管72连接。在向收纳部2外伸出的处理中原粉供给配管73的中途设置有切换阀73a。

吸入部4是中心线朝向铅垂方向的大致圆筒状，在下表面设有大致水平且大致圆形的开口42，并在原粉放出部6的上方与原粉放出部6相对配置。吸入部4在不与原粉放出部6相对的相反侧(即上方)连接有将吸入部4吸入的原粉和空气的一部分排出的微粉排出管5。

该吸入部4的开口42的大小形成为与原粉放出部6的开口62的大小相同。另外，吸入部4的开口42的开口的大小可以构成为比原粉放出部6的开口62大、或者比原粉放出部6的开口62小等适当的结构。

另外，吸入部4以圆筒形(圆形开口42)的中心轴线与原粉放出部6的圆筒形(圆形开口62)的中心轴线一致的方式从原粉放出部6向铅垂上方隔开配置，并且以吸入部4的开口42与原粉放出部6的开口62相对的方式配置。由此，能够适当地调整从原粉放出部6放出的原粉中的由吸入部4吸入的粒子大小。

微粉排出管5的下方部分与吸入部4内的吸入部4连接，上方部分配置在吸入部4外，从而作为将吸入部4内的原粉和空气中的被分级并补充的一部分向外部输送的排出管发挥功能。

该微粉排出管5由滑动自如的双重管(内管和外管)构成，外管固定在收纳部2上，内管与吸入部4连接。微粉排出管5具有位置可变螺钉4a，该位置可变螺钉4a是从外侧拧入外管的螺钉，通过由螺钉的前端按压内管的外周面而停止内管的滑动，从而能够改变内管和外管的相对位置来进行固定。由此，能够改变与内管连接的吸入部4与固定于外管的收纳部2和收纳于收纳部4的内部的原粉放出部6之间的相对位置来进行固定。即，能够变更吸入部4与原粉放出部6之间的距离d。另外，改变吸入部4与原粉放出部6之间的距离d的结构不限于此，可以是适当的结构。

收纳部2是中心线朝向铅垂方向的大致圆筒状的容器，形成为比原粉放出部6的半径大的纵长的形状。该收纳部2的半径优选为原粉放出部6的半径的2倍以上，在本实施例中形成为3倍左右。

收纳部2作为圆筒形部分在壁内表面沿回旋流流动的回旋流引导壁21发挥功能。在该回旋流引导壁21上设有沿吸入部4附近的壁面的切线方向直行的供给喷嘴3(参照图3(a))。从该供给喷嘴3向收纳部2内一并供给原粉和空气。在该实施例中，供给喷嘴3配置成使流入到回旋流引导壁21内的原粉和空气在回旋流引导壁21内沿俯视时的顺时针方向旋转(回旋)。由此构成为，在回旋流引导壁21内，从供给喷嘴3供给的原粉和空气的俯视的旋转方向(回旋方向)与从原粉放出部6放出的原粉和空气的俯视的旋转方向(回旋方向)一致。

处理原粉输送机构7具有：旋转进料器71，其in侧与收纳部2的底部22连接；加速管72，其与旋转进料器71的out侧连接；以及鲁茨鼓风机13(参照图1)。加速管72的in侧经由在中途设有空气阀74a的配管13b与鲁茨鼓风机13(参照图1)连接，out侧与处理中原粉供给配管73和处理后原粉回收配管75连接。处理中原粉供给配管73在中途设有切换阀73a，并与原粉放出部6连接。另一方面，处理后原粉回收配管75在中途设有切换阀75a，并与产品料仓(未图示)连接。

《原粉供给时的分级动作》

图4(a)是示意性地表示原粉供给时的分级的情况的说明图。

原粉输送机构14(参照图1)在运转时，通过原粉供给配管14d将原粉与空气一起输送到分级装置1的供给喷嘴3。原粉之后与空气一起从供给喷嘴3被放出到收纳部2的内部，沿着回旋流引导壁21流动，生成回旋流并落下(参照图3(a))。通过该回旋流，对原粉施加离心力。此时，原粉中的微粉fa1(参照图4(a))由于质量小而离心力的作用较弱，一部分从回旋流引导壁21与空气一起被吸入到吸入部4。另一方面，剩余的原粉fa2一边沿着回旋流引导壁21回旋，一边在重力的作用下逐渐下降，堆积在收纳部2的底部22(参照图4(b))。当一定量的原粉被供给到收纳部2内时，停止原粉输送机构14(参照图1)，停止原粉向分级装置1的供给。

《处理中原粉的破碎分级动作》

图4(b)是示意性地表示处理中原粉的破碎分级的情况的说明图。

停止原粉输送机构14(参照图1)，停止向分级装置1供给原粉，同时，如下操作处理原粉输送机构7，在分级装置1内开始循环输送在供给时已被分级处理的处理原粉。另外，原粉输送机构14的停止和处理原粉输送机构7的运转不限于同时进行，也可以先进行一方，后进行另一方。在此，即使在使处理原粉输送机构7运转后停止原粉输送机构14的顺序中存在双方运转的瞬间，也能够分别适当地实施原粉的供给和分级。即，由于在从供给喷嘴3的原粉和空气的放出方向错开的位置设置有供给喷嘴3，因此从供给喷嘴3供给的原粉的大部分会落下而不会被吸入部4吸入。由于被吸入部4吸入的只是分级后被吸入部4吸入的尺寸细小的粒子，因此不会对分级性能产生影响。

首先，起动旋转进料器71，将堆积在收纳部2的底部22的处理中的原粉定量地供给到加速管72。接着，空气阀74a被切换为打开状态(参照图2)，从鲁茨鼓风机13(参照图1)经由配管13b向加速管72的in侧输送压缩空气。另外，送风不限于压缩空气，只要是压缩了氮气等的气体的压缩气体即可。在加速管72内，压缩空气使流速加速，使加速管72内的原粉分散、浮游。原粉乘着气流从加速管72的out侧放出。此时，将设置在处理中原粉供给配管73上的切换阀73a切换为打开状态，将设置在处理后原粉回收配管75上的切换阀75a切换为关闭状态。由此，原粉乘着空气流，通过处理中原粉供给配管73内被输送到原粉放出部6。

输送到原粉放出部6的原粉含有在原粉供给时的分级动作中未被吸入部4吸入而残留的微粉和粗粉。微粉是粒径小的粒子。在粗粉中，除了粒径大的粒子(本征粗粉)以外，还包含多个粒径小的粒子(微粉)彼此以较弱的结合力结合而成为葡萄串那样的块的粗粉、以及多个微粉在本征粗粉的周围以较弱的结合力结合而成块的粗粉等的团簇。

从处理中原粉供给配管73输送到原粉放出部6的原粉乘着气流向原粉放出部6的中心线方向的上方(铅垂上方)直行，与形成回旋部61的固定叶片61a碰撞(参照图3(b))。通过该碰撞，团簇大多破碎，分离出多个单独的微粉。由此，作为输送到原粉放出部6的原粉，除了上述残留的微粉之外，还成为由于破碎而新生成的微粉、未完全破碎而残留的团簇和本征粗粉。

承载有这些微粉、团簇和本征粗粉的气流借助从中心向半径方向扩展且向圆周方向倾斜的多个固定叶片61a而成为在原粉放出部6的中心线周围回旋并向中心线方向直行的回旋流，从开口62一边回旋一边呈放射状地向上方空间放出。微粉由于质量小，所以几乎不受回旋流的离心力的作用。因此，微粉fb1一边向中心线方向或从中心线方向稍微倾斜的方向旋转一边行进，并被吸入部4吸入(参照图4(b))。另一方面，未完全破碎而残留的团簇或本征粗粉由于质量大而会较大地受到离心力的作用。因此，团簇fb2和本征粗粉fb3一边向与大幅偏离中心线方向的半径方向接近的方向旋转一边行进，然后，一边沿着回旋流引导壁21回旋，一边凭借重力的作用而逐渐下降，再次堆积在收纳部2的底部22。

如上所述，残留的微粉或通过团簇的破碎而分离的微粉被吸入部4吸入，另一方面，团簇或本征粗粉再次堆积在收纳部2底部22，从而实施原粉的分级。

堆积在收纳部2的底部22的团簇或本征粗粉通过持续运转处理原粉输送机构7而在分级装置1内循环，从而能够多次输送到原粉放出部6。如上所述，输送至原粉放出部6的团簇被粉碎而重新分离微粉，并且成为更小的团簇。并且，新被分离的微粉和未被吸入而残留的微粉会被吸入部4吸入。通过这样使处理原粉输送机构7持续运转，能够多次反复进行破碎直到团簇不再是团簇，可以反复进行处理直到原粉中所含的微粉基本被吸入。由此，成为团簇而存在的微粉最终也几乎都被分离而被吸入部4吸入并回收。因此，能够提高微粉的回收率。

图5是示意性地表示变更了吸入部的位置的情况下的破碎分级时的分级的情况的说明图。

如上所述，通过使用设置在微粉排出管5上的位置可变螺钉4a来变更吸入部4的距离，从而能够变更吸入部4与原粉排出部6之间的距离。例如，在将吸入部4位置设为p2，将吸入部4与原粉放出部6的距离设定为较短的d2的情况下，不仅微粉fb1会被吸入，一部分小规模的团簇也有可能被吸入部4吸入。但是，通过将吸入部4的位置设为p1，将吸入部4与原粉放出部6的距离延长至d1(扩大间隔)，能够由吸入部4仅吸入微粉fb1。由此，对微粉和微粉以外进行分级的准确度提高。这样，通过扩大吸入部4与原粉放出部6间隔d，能够由吸入部4仅吸入更细的微粉，相反，通过使吸入部4与原粉放出部6的间隔d变窄，能够利用吸入部4将更粗大的粒子也一并吸入。因此，通过调节吸入部4与原粉放出部6的距离(间隔)，能够调节由吸入部4吸入的微粉的最大粒径，使得分级的精度提高。

《处理后原粉(粗粉)的回收动作》

在回收处理后原粉(粗粉)时，暂时停止处理原粉输送机构7，停止分级装置1内的处理原粉的循环供给(参照图2)。并且，将设置在处理中原粉供给配管73上的切换阀73a切换为关闭状态，将设置在处理后原粉回收配管75上的切换阀75a切换为打开状态。然后，通过使处理原粉输送机构7再次运转，处理后的原粉(粗粉)乘着气流而在处理后原粉回收配管75内通过并被输送到产品料仓(未图示)。

通过以上的结构和动作，分级装置1能够以简单的结构对粉体高精度地分级。

具体而言，分级装置1具有：原粉放出部6，其使原粉和气体一起回旋并一并放出；以及吸入部4，其在与原粉放出部6间隔开的位置与原粉放出部6相对配置，吸入原粉和气体的一部分，原粉放出部6具有使原粉和气体回旋的回旋部61。因此，原粉在原粉放出部6进行回旋运动。由此，除了进行回旋运动的微粉和微粉以外的部分会受到不同大小的离心力的作用。并且，离心力的作用较小的微粉被吸入部4吸收，该吸入部4在与原粉放出部6间隔开的位置与原粉放出部6相对配置。这样，能够使用结构简单的分级装置1将原粉分级为微粉和微粉以外的部分。

另外，所需要的电力主要是用于使鲁茨鼓风机13运转的电力，是省电的。即，固定叶片61a固定在回旋部61上，不需要利用电动机等使固定叶片61a旋转，因此可不需要这样的电力。

分级装置1具有：收纳部2，其在内部收纳原粉放出部6和吸入部4并包围外周；以及放出用输送管(处理原粉输送机构7)，其具有将收纳部2的下方的原粉与气体一起取入的底部22的取入口，将从该取入口取入到原粉放出部6的原粉和气体送出。因此，能够将未被吸入部4吸入而堆积在收纳部2的底部22的含有微粉的原粉再次从原粉放出部6放出。由此，由于再次提供了由吸入部4吸入微粉的机会，因此微粉的回收率提高。特别是，通过以分别单独进行的批处理来执行“原粉供给时的分级动作”、“处理中原粉的破碎分级动作”以及“处理后原粉(粗粉)的回收动作”，从而能够执行“处理中原粉的破碎分级动作”直至微粉的回收率达到期望的回收率，能够实现稳定的回收率。

分级装置1在放出用输送管(处理原粉输送机构7的处理中原粉供给配管73)上设置放出口，将该放出口附近作为原粉放出部6，而回旋部61被设置在放出用输送管内。因此，能够将堆积在收纳部2的底部22上的原粉从具有回旋部61的原粉放出部6以回旋方式再次放出。由此，由于反复进行利用了基于回旋的离心力作用的分级，因此能够在保持对微粉和微粉以外的粉末进行分级的准确度的同时，提高微粉的回收率。

在分级装置1中，回旋部61由多个固定叶片61a形成，这些固定叶片61a在通过原粉放出部6的中心和吸入部4的中心的一条直线上具有中心，从该中心向半径方向扩展且向圆周方向倾斜。因此，输送到原粉放出部6的原粉与回旋部61的固定叶片61a碰撞。此时，原粉中含有的团簇被粉碎，至少分离出多个单体的微粉。并且，分离后的微粉被吸入部4吸入。由此，从原本应作为粗粉处理的团簇中新生成微粉并进行回收，因此微粉的回收率飞跃性地提高。

分级装置1设有对吸入部4与原粉放出部6之间的距离进行变更的距离变更单元(设置在微粉排出管5上的位置可变螺钉4a)。因此，如上所述，对微粉和微粉以外的粉末进行分级的准确度提高，分级的精度也提高。

分级装置1的收纳部2具有供给喷嘴3，该供给喷嘴3是中心线朝向铅垂方向的大致圆筒状，沿切线方向配置在吸入部4附近的收纳部2的内壁(回旋流引导壁21)上，使原粉与气体一起流入。因此，在向分级装置1供给原粉时也进行分级，分级的效率良好。

另外，由于原粉放出部6的开口62和吸入部4的开口42以形状相似(在本实施例中为圆形)且中心轴线一致的方式配置，因此能够将从原粉放出部6放出的原粉无偏差且稳定地吸入到吸入部4。因此，能够适当地吸入得到所希望的尺寸的粒子(微粉)。

另外，本发明不限于本实施方式，也可以构成为其他各种实施方式。

例如，以上是将“原粉供给时的分级动作”、“处理中原粉的破碎分级动作”以及“处理后原粉(粗粉)的回收动作”作为批处理，然而也能够构成为同时执行全部动作的连续处理。或者，也可以构成为，首先执行“原粉供给时的分级动作”和“处理中原粉的破碎分级动作”，在经过规定时间后开始“处理后原粉(粗粉)的回收动作”，另一方面还可以如下灵活地变更各部的可动、停止：若向收纳部2供给了充足的量的原粉，则暂时停止“原粉供给时的分级动作”，而在收纳部2的原粉减少到规定量时重新开始"原粉供给时的分级动作"。

另外，由分级装置1分级的原粉(粉体)不限于粉煤灰，也可以是小麦粉或水泥等各种粉体(在颗粒尺寸或/和颗粒质量上存在差异的多个颗粒)。在这种情况下，也可以对各种原粉适宜地进行粉碎和分级。

产业上的可利用性

本发明可用于与粉体的分级相关的产业。

标号说明

1：分级装置；2：收纳部；3：供给喷嘴；4：吸入部；5：微粉排出管；6：原粉放出部；7：处理原粉输送机构；11：原粉料仓；12：袋状过滤器；100：分级系统。