涡轮分级机设计

• 图中圆形表示分级叶轮的截面，气流以虚 线表示，P交于叶轮表面上的某一点。叶轮 平均半径为r，颗粒粒径为d，密度为δ。颗 粒在P点上受两个相反力的作用，即由叶轮 旋转而产生的离心惯性力F和气流阻力R。 这两个力可以分别用下列方程表示:
F

6
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3

2 t
r
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?该机的分级原理及工作过程是被分级的粉料在气流的携带下通过进料管8从下向上进入分级腔在上升过程中粉料受到二次风的风筛作用使粗粉中夹杂的细粉被分离使细粉继续随气流上升在分配锥处由于分配锥高速旋转上升的粉料被分散并均匀分配向四周运动
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ一、涡轮式气流分级机的分级原理及分级粒径
下图所示为转子（涡轮）式气流分级机分级原理 示意图。
r r 1 18 dT t
式中 dT——分级粒径（m）； r ——分级轮平均半径（m）； δ ——物料密度（kg/m3）； ρ——气流密度（kg/m3）； vt ——叶轮平均圆周速度（m/s）； vr ——气流速度（m/s）； η——空气粘度（Pa· s）.
• 上式仅适用于球形颗粒，对于非球形颗粒 需引入形状修整系数后得:
• 二、MS叶轮式分级机 • MS叶轮式分级机是由日本细川公司研制 生产的标准形分级机。该机由旋转轴、分 级叶轮、气流分配锥体、环行体、壳体、 人风口、进料口、细料排出口及粗料排出 口等部分组成。其结构如图所示。
• 该机的分级原理及工作过程是，被分级的粉料在 气流的携带下，通过进料管8从下向上进入分级腔， 在上升过程中，粉料受到二次风的“风筛”作用， 使粗粉中夹杂的细粉被分离，使细粉继续随气流 上升，在分配锥处，由于分配锥高速旋转，上升 的粉料被分散并均匀分配向四周运动。当粉料到 达叶轮分级区时，由于叶轮高速旋转产生——强 大的离心力场，此时粉料既受到向上气流和分级 机后部抽风机所产生的向心力作用，同时又受到 叶轮旋转所产生的离心力的作用。此时，粗颗粒 因受到的离心力大于向心力的作用，则就会被甩 向筒壁且沿捅壁向下运动，经粗粒出口排出。而 细粒则因受到的向心力大于离心力，则从叶轮缝 隙中随气流经细粒出口排出，并经后工序的收集 器收集。

滚筒分级机的设计首先，设计需要确定滚筒分级机的参数，包括进料口的尺寸、排料口的位置和尺寸，以及滚筒的长度和直径。

这些参数的选择与所处理的材料类型、粒度范围以及处理能力有关。

进料口的尺寸应根据材料的颗粒大小和进料量来确定，以确保材料能平稳地进入滚筒内部。

排料口的位置和尺寸应根据所需的分级效果来确定，以便将不同大小的颗粒分别排出。

滚筒的长度和直径决定了处理能力，一般来说，较长的滚筒和较大的直径可以处理更多的材料。

其次，滚筒分级机的滚筒设计应考虑到其旋转速度和角度。

滚筒的旋转速度应根据材料的物理性质和分级要求来确定，旋转速度过快会导致材料在滚筒内部无法平稳分布，旋转速度过慢则会影响筛分效果。

滚筒的角度也会影响筛分效果，一般来说，较大的角度可以加快筛分速度，但也会降低筛分效果。

因此，在设计中需要综合考虑旋转速度和角度，以达到最佳筛分效果。

此外，滚筒分级机的结构设计也需要注意。

滚筒分级机一般由进料装置、滚筒、电机、减速器和支撑架等组成。

进料装置应具有良好的导向性和均匀分配材料的能力，以确保材料能够均匀地进入滚筒内部。

滚筒的结构设计需要具有足够的强度和刚度，以承受材料的冲击和振动，同时也需要便于清洗和维护。

电机和减速器的选择应根据滚筒的尺寸和转速来确定，以确保滚筒能以稳定的速度旋转。

最后，滚筒分级机的自动化控制系统也是设计的重点。

滚筒分级机的自动化控制系统可以实现进料、排料、滚筒速度等参数的调节和监控，以达到最佳的分级效果。

控制系统设计需要考虑到材料的特性和生产工艺的要求，以实现精确的控制。

综上所述，滚筒分级机的设计需要综合考虑材料特性、分级要求、处理能力以及自动化控制等方面。

只有在全面考虑这些因素的基础上，才能设计出满足生产工艺需求的高效滚筒分级机。

涡轮分级机工作原理卧式涡轮分级机主要是依据不同粒径大小的颗粒，在旋转气流场中受到的离心力大小不同的原理进行分级的。

混合着物料的空气流被引进分级机下部，经导流形成一个自由涡形的气流进入分级机的分级腔，分级腔内有一个水平放置的分级轮转子，通过分级轮转子的旋转，产生一个旋转气流场；同时转轴的空心部分由排风机造成一个负压，使携带着物料的空气沿分级机转子边缘进入分级轮，呈螺旋状向涡轮中心运动。

粗的颗粒由于其所受的离心力大于气流对之产生的粘滞阻力被甩出分级轮，经二次风清洗后由粗粉出口排出；而细颗粒随空气一道被吸进转子中心，由细粉引出筒排到物料收集器收集。

2.1.2 颗粒在分级机内的运动轨迹涡轮分级机工作时电动机主轴运动带动皮带轮，经过皮带带动分级机主轴一起转动，主轴旋转带动转子一起运动。

由于转子的高速转动，在转子外侧与壳壁之间形成一个强涡流场，粉体就在此涡流场内完成分离和分级。

粉体的运动轨迹如图1所示，物料首先沿轨迹1从给料管进入后随上升气流向上运动，然后进入分级室，在涡流场内，细粉受到的气流阻力大于其他力，所以细粉沿轨迹2随气流进入转子中心区域，然后进入转子中心的细粉随着气流一起从细粉出口排出，并作为成品起来。

粗粉在涡流场内由于受的离心力比较大，其沿轨迹3被气流抛向壳壁，在重力的作用下沿壳壁沉降下来，最后落入粗粉收集锥内。

可见粉体的分级主要取决于涡流场的强弱，和场内气流的大小，涡流场是由转子的旋转形成的，故可通过调节转子的转速和进口风量来获得精确的分级。

人类所涉及的物质从宏观存在形式上可分为流体和固体，而固体物料多以粉粒状态存在或被处理过。

科学技术发展至近代，几乎所有的工业部门均涉及到粉体处理过程口，例如，水泥是常用的建筑材料，在生产过程中需要对原料和成品进行研磨粉碎；大量的固体废弃物如废旧轮胎、废旧塑料制品、废电缆电器等，如何应用现代技术将这些废物回收处理、经深加工后再利用，已经成为国际和国内各界十分关注的重大课题。

涡轮机械的设计与性能评估涡轮机械作为一种重要的动力装置，在各个领域发挥着巨大的作用。

从航空航天领域的喷气发动机，到能源行业的汽轮机发电厂，涡轮机械的设计和性能评估对于其运行效率和性能优化至关重要。

一、涡轮机械的分类和原理要深入探讨涡轮机械的设计与性能评估，首先需要了解涡轮机械的分类和基本原理。

涡轮机械可分为压气机和涡轮两大类。

压气机主要用于压缩气体，如喷气发动机中的压气机。

而涡轮主要从气体中获得动力，如汽轮机中的高、低压涡轮。

基于原理来看，涡轮机械一般是基于流体和固体之间的相互作用。

流体在进入涡轮机械后，在涡轮叶片的作用下，形成旋转运动，从而将动能转化为机械能。

二、涡轮机械的设计要素要对涡轮机械的设计和性能进行评估，需要考虑多个要素。

这些要素包括叶轮设计、流体流动分析、强度计算等。

1. 叶轮设计：叶轮是涡轮机械中最主要的零件之一。

其设计应考虑叶片的数量、形状和排列方式等因素。

合理的叶轮设计可以提高流体的动能转化效率。

2. 流体流动分析：流体在涡轮机械中的流动是涡轮性能评估的重要依据。

通过数值模拟和实验测试等手段，可以分析流体的速度、压力和流量等参数，进而评估涡轮机械的工作状态和流体的流动特性。

3. 强度计算：由于涡轮机械在运行过程中承受较大的力和转矩，因此对涡轮叶片、轴等关键部件的强度进行计算和验证十分重要。

合理的强度计算可以确保涡轮机械在运行时不会出现失效或损坏。

三、涡轮机械性能评估的方法为了评估涡轮机械的性能，可以采用多种方法和指标。

下面以汽轮机为例，介绍几种常见的性能评估方法。

1. 等熵效率（Isentropic efficiency）：等熵效率是指涡轮机械中动能转换的效率，即输入动能与输出动能之比。

通过等熵效率的计算，可以了解涡轮机械在转换动能时的能量损耗情况，从而优化设计和改进工作状态。

2. 叶轮效率（Blade efficiency）：叶轮效率是指涡轮机械中叶轮对流体流动的影响程度。

机 多用 。 关键 词 ： 业 机 械 ； 农 分级 机 ； 筒式 ； 滚 原理 ； 设计
中 图分 类 号 ：２ ６ ￥２． ５ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编号 ：６４ １６（０ ００ — ０ ６ ０ １７ — １ １ １）６ ０ ５ — ２ ２
果 实 由于大小 、 量 、 质 色泽 、 状 、 形 成熟 度 、 病虫 害
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滚 筒 式分 级 机 的设 计
秦永辉 ， 王 伟 ， 程云 ， 志渝 刘
（ 宁省 农 机 质 量监 督 管 理 站 ， 阳 １０３ ） 辽 沈 ０ ０ ４
摘要 ： 针对核桃 、 榛子 、 山楂等果实 的分级需要 ， 设计 了滚筒式分级机。详细介绍分级机的设计原理 ， 并计算其主要工作部件滚筒 （ 节数 、 孔眼总数 、 、 转数 功率 ） 和筛面（ 尺寸 、 Ｌ 的参数 ， 筛孑 ） 以满足不 同的分级需要 ， 实现粗选 、 精选并适应 不同的物料要求 ， 实现一
第 ６ 总第 １２期 期 ９
２ １ 年 ６月 ００
农 业科技 与装备
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涡轮式气流分级机是一种常用的颗粒物料分级设备，其分级原理主要基于气流对颗粒的运动和分离作用。

滚筒式分级机的设计滚筒式分级机是一种常见的物料分类装置，广泛应用于矿山、冶金、煤炭、化工和其他工业部门。

它通过利用物料在滚筒的筛面上的滚动和抖动来实现物料的筛分和分级。

滚筒式分级机的设计涉及到多个方面，包括结构设计、工作原理、筛面设计和动力传递等。

下面将详细介绍滚筒式分级机的设计要点。

一、结构设计滚筒式分级机的结构设计包括筛框、滚筒、传动装置和支撑装置等。

筛框是滚筒式分级机的主要组成部分，其设计要考虑到重量、强度和稳定性等因素。

滚筒是筛分物料的地方，可以使用金属或聚合物材料制造，要具备较高的耐磨性和耐腐蚀性。

传动装置主要用于驱动滚筒的旋转，可以采用电动机、减速机和皮带传动等。

支撑装置用于支撑整个机器的重量和保证机器的稳定性，可以采用钢结构或混凝土基础。

二、工作原理滚筒式分级机的工作原理是由物料在滚筒的筛面上滚动和抖动来实现物料的筛分和分级。

物料首先由给料口进入滚筒内部，然后在滚筒的筛面上滚动和抖动。

通过筛面的不同孔径，物料被分为不同大小的颗粒。

较大的颗粒留在筛面上，较小的颗粒从筛孔中通过。

分级后的物料通过不同的排料口排出。

三、筛面设计筛面是滚筒式分级机的关键部件，其设计主要考虑到筛孔形状、尺寸和布局等因素。

筛孔形状可以选择方形、圆形或长方形，根据物料特性来确定。

筛孔尺寸应根据物料的粒度要求来确定，可进行纵向和横向布局，以提高筛分效率。

筛面要具备较高的强度和耐磨性，可以使用高强度合金钢或陶瓷材料制造。

四、动力传递五、安全措施滚筒式分级机在设计过程中要考虑到安全因素，采取相应的安全措施。

例如，在运行过程中要设置防护罩，避免人员接近滚筒，以防止意外伤害。

同时，还要对传动装置进行定期维护，检查传动齿轮的磨损情况，确保其正常工作。

综上所述，滚筒式分级机的设计包括结构设计、工作原理、筛面设计和动力传递等多个方面。

在设计过程中应考虑到物料特性、使用环境和安全要求等因素，以确保机器的稳定性和工作效率。

此外，还应定期对机器进行维护和保养，延长其使用寿命。

（ ）为 防止轴承 中混 入细 小灰 尘而 磨损 ，对轴 ３
ｃａｓｆ ｒ ｓ ａｙｅ ． ｓ ｅ ｎｔｓｓ ｔｅｉｆ ｅ ｃ ｆｓｍｅｋ ｙ ｃｏ ｌ ｉ ｅ ｓ ｉ Ｗａ ａ ｌｓｄ Ｂａ ｄｏ ｔ，ｈ ｎ ｕ ｎ ｅｏ ｎ ｅ ｌ ｏ ｅ ｆ ｔｒ ａ ｓ ｏ ｅｃａｓｆｅ’ ｐ ｒｏ ａ ｃ ｓｓ ｄｅ Ｆ ｏ ｔｅｓ ｄｅ ｅｕｌ ， ｅ ｎｔ ｌ ｉ ｒ ｅｆｒ ｎ ｅｗａ ｔ ｉｄ． ｒｍ ｔ ｉｄｒ ｓ ｔ ｔ ｈ ｓ ｉ Ｓ ｍ ｕ ｈ ｕ ｓｈ
内部紊流的影响。
关键词 ： 涡轮 分级 机 ； 分级 机 理 ； 构 结 中 图 分 类 号 ： Ｄ ５ Ｔ ４４ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ８ ５ ４ （０ ６）１０ ４ — ３ １０ — ５ ８２ ０ Ｏ — ０ ０ ０
１ 涡轮分 级机 的结构
我们 设计 的 １０ Ｊ 型涡 轮 分级 机 结 构 如 图 ｌ ５ＦＷ
所示。
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｋｎ ｉｃｐｅｏ ５ Ｆ Ｗ ｓ ａ ｃ ｎ Ｗ ｒ ｉｇ Ｐｒ ｉｌ ｆ１ ０ Ｊ ｎ Ｔｕ ｂ ｎ ａ ｓｆ ｒ ｒ ｉｅ Ｃｌｓ ｉｅ ｉ
ｙｅ Ｄ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｃ ａ ｉａ ａ ｄＥ ｅ ｔ ｎ ｃ ｌ ｎ ｉ ｅｒ ｇ Ｗｕ ａ ｎｖ ｒ ｔ Ｓ ｈ ｏ Ｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ｎ ｌ ｒ ｉ ｇ ｎ ｅｉ ， ｈ Ｕ ｉｅ ｓ ｙ ｏ ｃ ｏ ａＥ ｎ ｎ ｉ ｏ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ Ｗｕ ａ ３ ０ ０ Ｃ ｉａ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ， ｈ ４ ０ ７ ， ｈ ｎ ） ｎ
图 １ 分级机的结构
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mss涡轮分级机工作原理MSS涡轮分级机是一种常用于工业领域的设备，它的工作原理可以简单描述为对流体进行分级和分离的过程。

它的设计主要基于离心力的作用和流体的动量传递。

让我们来了解一下MSS涡轮分级机的基本组成部分。

它由一个旋转的轴和许多叶片组成，这些叶片被固定在轴上并呈放射状排列。

当液体或气体通过分级机时，它们会被分配到不同的叶片上，并随着轴的旋转被牵引向外。

在MSS涡轮分级机的工作过程中，液体或气体首先通过进料口进入设备。

进料口通常位于设备的中心位置。

当液体或气体进入进料口后，它们会受到轴的旋转力的作用，被迫向轴的外围移动。

由于轴的旋转速度的不同，液体或气体会受到不同的离心力，使其在轴上排列成不同的层次。

在MSS涡轮分级机中，上层的液体或气体会受到更高的离心力，因此会在离心力的作用下被牵引到轴的外围。

而下层的液体或气体则受到较低的离心力，因此会在轴的中心位置保持。

通过这种分级和分离的过程，MSS涡轮分级机可以将液体或气体中的固体颗粒或其他杂质分离出来。

上层的液体或气体中含有较少的固体颗粒或杂质，而下层的液体或气体则含有更多的固体颗粒或杂质。

MSS涡轮分级机的工作原理基于离心力的作用和流体的动量传递。

通过旋转的轴和固定在轴上的叶片，液体或气体会受到不同的离心力，使其在轴上排列成不同的层次。

通过这种分级和分离的过程，液体或气体中的固体颗粒或杂质可以被有效地分离出来。

总结一下，MSS涡轮分级机是一种常用的分离设备，它利用离心力和流体的动量传递来实现液体或气体的分级和分离。

它的工作原理简单而有效，可以帮助我们实现对流体中固体颗粒或杂质的有效分离。

这种设备在许多工业领域中都有广泛的应用，例如化工、制药和食品加工等领域。

涡轮分级设备是矿物加工 、 材、 建 粮食加工 、 食品 、 医药 等 行业粉体制备 系统 中非常重要 的设备之一 。随着科技 的发展 和能源的 日趋 紧张 ， 分级 设备不但要 满 足节能 和分级效率 高 的要求 ， 而且成 品的颗 粒级 配也要满 足专 门要求 。利用 空气 作为分散介质的动态 分级设 备在分级 操作 中 占有重要地 位 ， 其 中， 涡轮式空气分级机 因其 工作稳定 、 级效率 和精度 高 、 分 生产能力大而得 到迅 速发展 ， 并逐渐 占据主导地位… 。但 是 ， 涡轮式空气分级 机在 实 际使 用 中仍 有一些 问题 ， 如系统 产量 不理想 、 配套设备故 障多、 可靠性差 、 设备 运转 率低等 Ｊ 。随 着对涡轮分级理论研究与分析 的深入 ， 问题逐渐被解决 ， 并根 据原理制造了多种高效涡轮式空气分级设备 Ｊ 。
目前 ， 国内所使用 的涡轮空气 分级机 主要 有立式 和卧式
装置支承 。主轴上 固定有 大皮带 轮 、 上笼座 和下 笼座等 零部 件。上支 承装置与上机体固定 。下支承装置与下 安装座配 合 固定 。下 安装座 固定在下机体上 。叶片组件上 下分别与 上笼 座和下笼座通 过螺 栓固定 ， 构成 分级 室。在上 笼座上 安装 有 上密封叶轮与密封 圈等组成 气 密封。同理 ， 下笼座 上 也安 在 装有下密封 叶轮与下机体组成气密封 。在下机 体的下部 还设 置有底盖 ， 作为安装维修的通道 。 徐宏彤 丽琴 ， 宴 李炳锋， 张作鹏
（ 兰州城市学院 工学 系， 甘肃 兰州 ７ ０７ ） ３０ ０ 摘 要： 介绍新型涡轮分级设备 ， 其主轴采用两端两点支承且 其组件采 用整体 吊装方 式安装和 拆卸 ； 采用独 特 的下支 承定位 固定方
式； 通过密封叶轮提供 的气密封 ， 防止气 流“ 短路” 提 高分级效率 ； ， 独特 的叶片组件 结构提高叶片和 转笼刚度 ， 很好 地解 决 了

年产1万吨超细铝粉分级系统工艺设计摘要本文介绍了氮气雾化生产法铝粉的工艺和涡轮分级系统的设计，雾化法制粉和铝粉的分级都是在氮气保护中进行,保证了生产的安全性，通过调节分级机转速可以获得粒径符合要求的产品。

氮气雾化法是新发展起来的雾化生产工艺，与普通的空气雾化法所不同的是它生产设备完全密封并充满氮气，由于这种工艺采取了密封式的设备和氮气保护的方法，没有了氧气爆燃的条件,所以非常的安全。

涡轮分级系统是通过不同大小的颗粒受到的离心力的不同来实现分级，在离心力的作用下，大或重的颗粒被甩至分级轮外围至分级机边壁，自然下落到出料口进行收集；小或轻的物料受离心力作用小，在分级轮内部悬停，在引风机的引力下被带至高处被收集。

通过变频调节分级轮的转速便可调整分级机中离心力的大小，达到分出指定粒度的物料的目的。

关键词:氮气保护；雾化法；涡轮分级机；Design of Classification System Process of Annual Output One Million Ton Aluminum PowderAbstractThis paper introduces the design method of nitrogen atomization aluminum powder production process and the classification system .to ensure the safety i n production,Classification and atomized powder were protected by nitrogen.By adjusting the classifier speed can obtain the product of particle size meet the r equirements.Nitrogen atomization process is a new process.Different from the ordinary air atomization method is that it is completely sealed and filled with nitrogen. Due to this process adopts the method of sealing device and nitrogen protectio n .So it's very safe because without oxygen combustion conditions.This turbine classification system’s principle is different size of particles ha s different centrifugal force.Under the influence of centrifugal force,large or hea vy particles were thrown to the outside wall of the classifier wheel then fall i nto the outlet.Small or light material by the effect of centrifugal force is small, hovering in the the internal of classifier wheel and then powder was taken to the high be collected.By adjusting the classifier wheel speed can change the s ize of the centrifugal force to separation the powder has different particle size. Keywords: turbine classifier, nitrogen protect, Aluminum Powder目录第一章综述1.1 铝粉的物理性能和用途1.1.1 铝粉的物理性能1.1.2 铝粉的用途1.2 国内铝粉产业现状1.3 铝粉的制取方法1.3.1 机械球磨法1.3.2 空气雾化法1.3.3 离心雾化法1.4 铝粉的分级1.4.1 分级机的分类及发展1.4.2 旋风分级机1.4.3 涡轮分级机1.4.4 分级粒径推导1.5 本课题组设计的工艺流程第二章氮气雾化法工艺设计2.1第一章综述1.1 铝粉的物理性能和用途1.1.1 铝粉的物理性能铝粉的外观为银白色粉末，溶点为66℃，沸点为2056℃，相对密度(水=1) 2.70，饱和蒸气压0.13KPa (1284°C)，燃烧热822.9kJ/mol，且不溶于水，但溶于碱、盐酸、硫酸，引燃温度为645℃，最小点火能为15mJ，最大爆炸压力为0.415MPa。