分级机中采用的动态气流密封原理是采用高速旋转叶片产生的高压气流阻止颗粒穿过密封间隙。在静止的部件和运动部件之间具有一定间隙,若不进行密封处理,颗粒将随气流穿过间隙,动态气流密封结构充分利用旋转部件,将旋转部件制作成由若干叶片组成的密封环结构,这样在密封环结构高速旋转时,在动、静部件之间的间隙将产生高压气流,阻止颗粒穿过。
1、分级机的旋转叶片高度和动、静部件间隙
我们可认为气流达到稳定状态,气体中颗粒的速度也趋于稳定,颗粒运动速度可约等于气体的流动速度,因此,要使颗粒不能穿过旋转叶片与静止部件的间隙,必须满足以下条件:颗粒的合速度方向向外偏离竖直方向的夹角大于θ。
2、传统分级机的密封结构及缺陷
涡流分级机在实际应用中存在问题,动、静部件之间的间隙常常会造成颗粒短路,是影响设备分级精度的重要因素之一,因此设计良好的密封结构是保证分级 的重要前提条件。国内传统的密封方法是采用机械式密封,主要有凹凸镶嵌式密封、可调整间隙式密封和迷宫式密封三种方式,但它们也都各有其缺陷。
(1)凹凸镶嵌式密封,凹形密封槽通过螺栓固定在出风口的壳体上,凸形密封环 通过螺栓与转子叶片固定板连接,在工作中随转子一起转动。凹形密封槽和凸形密封环镶嵌部分各个方向的间隙保持 5~10mm。该密封方式的结构较简单,但在安装和检修中必须保证转子部分和固定部分的同心度,否则转子的高速旋转将使密封环和密封槽发生摩擦磨损而影响密封 ,甚至会导致密封失效。密封环、槽一旦损坏就很难检修,一般只有更换。
(2)可调整间隙式密封,转子部分与固定部分为上下两个角铁密封环,每个密封环是由两个半圆角铁环通过螺栓联接并固定在进料管的外壁上,通过调节螺栓的夹紧力不但保证了它与进料管间的紧密配合间隙,而且还可以保证它在进料管上的位置的相对固定性。通过调整上下两个角铁密封环的位置,可分别保证其与回转部件的密封环的间隙 不超过2mm。从结构上看这种密封装置较简单,易于安装和检修,若密封部分因磨损而导致间隙过大,可通过调整上下角铁密封环来保证其间隙,但当出现角铁密封环损坏、与回转部件的密封环的间隙过大、与进料口外壁存在过大配合间隙的情况,都会导致密封的失效。因此,在安装或检修过程中,必须保证角铁密封环的完好,以及其与回转部件的密封环和进料口外壁间的间隙满足预先要求。
(3)迷宫式密封,该方式的密封外挡环有前后两个静止的挡环,后挡环比前挡环高 9~12mm,这样从进料口掉下的物料被前后挡环依次阻挡,使得物料顺利落在撒料盘上。迷宫的内侧设有由两个“T”形环相组合而成的迷宫内挡环 3,没有被迷宫外挡环阻挡的物料随气流进入迷宫后再次被迷宫内挡环阻挡。迷宫式密封方式的密封 较好,但由于组成迷宫结构的部件较多,安装和检修较为复杂,回转部件与静止部件的同心度要较高,必须使加工和安装误差在合理范围内。
以上三种具有代表性的密封方式分级机中应用较为常用,他们都是机械式密封,其密封的原理是依靠控制密封间隙来保证分级机的密封 ,但由于间隙不可避免的存在,在分级的过程中部分较粗甚至毫米级的颗粒没有经过转子的分选会直接混入成品中,因此,机械密封在高细度分级机里的密封 并不理想。而且,机械式密封方式要求回转部件和静止部件间的间隙较小,如果它们之间的同心度不能很好地控制,将会发生摩擦磨损现象从而失去设备的密封意义。