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[主动旋流]主动旋流分离技术的应用之二 -“旋流风选机”

发布时间:2021-09-23浏览:687次

主动旋流分离技术的应用之二 -“旋流风选机"


前言
主动旋流分离技术由北京蓝鼎科创装备科技有限公司研发,并*应用于药品生产装备。
主动旋流分离技术,是利用特制的旋流叶轮高速旋转,在圆筒形封闭腔体内形成双螺旋循环气流,对空气中的粉尘颗粒进行分离,并可同时对粉尘实现定点汇集、定向输送的技术。
主动旋流分离技术属于惯性分离的范畴。与传统的旋风分离技术相比,主动旋流分离技术有着明显的优势:分离效率高、分离出来的物料可定点汇集、可以定向输送等
主动旋流分离技术是一种新型“气—固"分离技术,该技术主要应用于粉尘排放控制、粉尘收集、物料输送、流化床、风选、筛选等技术环节。主动旋流分离技术在医药、食品、化工、锅炉等领域有着广泛的应用前景。
本文重点节绍主动旋流分离技术在风选环节的应用。
什么是风选
风选是利用物料与杂质间比表面积的差别,利用风力去除杂质的方法。
这种描述非常抽象,其实风选并不复杂,打个比方,比如说一棵大树上挂满了果实,一阵大风刮来,树上的果实和树叶都被吹下来,树叶随风飘走了,果实落在树下不远的地方,这就是风选的过程。
再比如说,小时候农村收粮食,粮食的种皮、茎叶和钟子混在一起,很难处理,这时候农民伯伯就会“等风来",在刮风的时候用木锨将混有杂物的粮食抛向空中,比较轻的种皮、茎叶就会被风吹的很远,粮食会在很近的地方落下来,这样就能得到比较干净的粮食了。这个过程我们在农村称之为“扬场",其实就是一个“风选"的过程。
现有风选装备存在的问题
在工业生产中也有很多环节需要进行风选,比如中药饮片的加工、粮食加工等。当然在工业生产中不能象农民那样靠自然风在室外进行风选,需要专用的装备来完成这项工作。但是不管使用什么装备,都需要利用“风"(我们也可以称之为“气流"),都需要将待选物料放入气流中,让气流把杂质分离出来。
常见的方法就是利用风机水平方向吹风,代替自然风,让物料从风口的上端自然落下,其实就跟农民“扬场"差不多,较重的物料落在近处,较轻的物料落飘到较远处。
这种方法比较大的问题是粉尘问题,气流夹着粉尘、碎屑飞得到处都是,基本上不适合在室内操作。饮片生产中采用这个方式的基本上都是“产地片",其实还属于农产品加工的环节。饮片厂用这种方法生产,是不敢让GMP检查员看的。
还有一种设备,叫风选机,原理和上面说的差不多,从外观上看像是一个奇怪的大箱子,风机从箱子一头吹风,箱子另一头连接排风管,将气流吹到室外。箱子下面装着一排三角形的下料斗,用来接不同重量和物料或杂质。
这种方法解决了室内粉尘问题,但是需要向室外排风,把室内的祸害转移到室外去了,所以排风管路上还要加装过滤除尘装置,否则环保局和邻居们就要找他们的麻烦了。
除了粉尘问题,还有一个问题就是分离效率的问题。可以想象,重质的物料和轻质的碎屑之间还有部分“不轻不重"的杂质,这些杂质使得风选后落下的物料连续分布中间有很长的一段是“轻重混杂"的区域,这里面有不要的杂质,又有不能扔掉的物料,真是“食之无味,弃之可惜"。
为什么会产生这种现象呢?其根本问题在于“高度",也就是物料下落的距离。下落的高度太低,下落时间就会很短,有些较轻的杂质还没来得及被风吹走,就落了下来,从而影响分离效果。
还有一个问题,如果需要风选的物料中含有很多砂粒,或者是一些大一点的碎屑,这些杂质虽然比较轻,但个头小,比重大,就象大豆里面掺入了一些绿豆,很难被风吹走。所以,通过风选的方式不能去除个头小而重质的杂质。
为什么会出现这个问题呢?我们现在需要提出一个比较的抽象的名词——“比表面积"。比表面积就是物体表面积和物体重量的比值,这样说不好理解,打个比方说,一张A4纸的重量肯定要大于一粒绿豆的重量,但A4纸很容易被风吹走,绿豆却不容易被风吹走。原来,物体在气流中运动的趋势受到重量和表面积的双重影响,为了方便描述,就产生了“比表面积"这个概念。比表面积越大,物体受气流的影响就越大。A4纸的“比表面积"远远大于绿豆的“比表面积",所以就很容易被风吹走。
生产过程中物料中的很多碎屑,虽然个头小,重量轻,但是它们的“比表面积"较小,所以不容易受气流影响,就无法利用风选的方式进行分离。要解决这个问题,就要增加一个生产过程——“筛选",就是利用筛子把个头小的杂质筛出去。
总结一下,传统的风选设备存在以下几个问题:一是粉尘飞扬;二是分离效果不好;三是不能分离重质的小个头杂质。
旋流风选机的原理及优势
前面已经说过,风选的关键是“风"或者叫“气流",而气流必然会引起粉尘问题,我公司研发的主动旋流风选技术刚好可以解决这一问题。
旋流风选机工作时,会形成双螺旋气流,在机器的内部相互循环,不需要向外吸风和排风,所以可以很好地解决风选过程中的粉尘问题。
   旋流风选机的主体结构为一个倾斜放置的圆筒,筒内底部装有特制的旋流叶轮。旋流叶轮高速旋转时,在筒内形成内外两股螺旋气流,相互循环。物料投入圆筒内部,重质物料受重力作用向下流动,轻质杂质随气流在筒内旋转,并在气流的推动下,聚集在上部,从上部的杂质出口流出,进入规定容器;圆筒的边缘装有筛网,重质物料和杂质在向下移动的过程中,经过筛网,小个头的杂质从筛网中漏下来,流入规定容器;大块的物料继续向下移动,从底部流出来,进入规定容器。通过以上过程,物料中的轻质杂质、絮状物、碎屑都被分离出来,一次性把物料分成三份:轻质杂质、絮状物、碎屑,同步完成了风选和筛选两个过程。
从旋流风选机的工作原理可以看出,旋流风选机工作过程中,气流是以螺旋状移动的,这样就等于增加了分离的时间。想象一个,我们把一根弹簧拉直,就变得很长很长,这相当于大大增加了分离的“高度",因而分离效果比传统的风选机要好的多。
从另一方面看,传统的风选气流是水平移动的,物料在向下飘移的过程中所遇到的气流速度是不变的;而旋流风选机的螺旋气流,越向下部气流速度越快,因而既使有部分轻质杂质向下移动,到了一定高度,随着气流流速的提高,也会再次被“吹"上去。这一特性也大大提高了旋流风选机的分离效率。
大家可能会关心,物料会不会接触高速旋转的旋流叶轮,从而受到破坏?当然不会,因为旋流风选机有着特殊的结构,内部气流有着特定的流向,这些特点决定了物料不可能结触到旋流叶轮。
还有清洗问题,传统的风选机无法进行在线清洗,只能进行局部冲洗和擦洗,而旋流风选机结构简单而密闭,内部没有清洗死角,因而可以利用喷淋清洗球进行在线清洗。
总结一下,旋流风选机的优势:
一、内部气流循环,不产生粉尘;
二、分离效率高;
三、可以同步完成风选和筛选两个工艺过程;
四、可以进行在线清洗。



 

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