据悉,可调式有色金属分选机的主要用途是分选有色金属、铁磁性金属以及非金属类物料,继而越大限度的增进分离效率与处理能力。
然而,传统涡流金属分离器的初始设计意图是被动地对单个材料进行分类。分离范围过小,材料性能波动小,分离结果呈线性下降。随着有色金属回收行业的发展,分离范围过窄,已不能满足行业发展的要求。
为了满足当前行业的使用要求,在同心固定分拣区的金属分拣机分拣磁辊上部安装可调输送带切线调整装置,改变磁辊横向水平中心线与输送带的平行关系。为了使抛物线点倾斜并向物料运行方向移动,可沿垂直和水平中心线象限I中分拣外筒的圆周进行调整。根据物料的不同粒径,及时调整输送带抛物线点的位置,达到越佳的分离成果。
有色金属分选机是一种分离技术,使用不同导电率的材料进行分离,它的分离原理基于两个重要的物理现象:随着时间变化的交变磁场总是伴随着交变电场,在操作过程中,分拣磁辊表面产生高频交变强磁场。当导电有色金属通过磁场时,会在有色金属中产生涡流。涡流本身将产生与原始磁场方向相反的磁场,有色金属(如铜、铝等)将由于磁场的斥力沿其输送方向跳跃。为了实现与其他有色金属的通信和分离铁磁性金属材料,主要标准是材料的电导率与密度之比,高比例的材料比低比例的材料更容易分离。
可调有色金属分选机在有色金属回收行业的关键功能是对处理能力大的粗、细物料实现良好的分选效率,解决细物料分选成果差的先天缺陷;该机解决了偏心可调选择性涡流分选机分选面积小、磁场力弱、粗粒物料抛撒力小、无法分选铁磁性物料等先天缺陷。由于铁磁性材料无法分离,因此只有磁性除铁装置安装在上游,这不仅延长了工艺路线,而且增加了成本。然而,当使用同心可调有色金属分拣机分拣物料时,在分拣粗、细物料的过程中,可以及时、自由地切换和调整分拣机,解决了客户因物料粒度问题不能购买两种涡流有色金属分选机的麻烦。
据了解,计算机辅助工程技术(CAE)在我国主要用于汽车、航空航天、土木工程、电子等行业,以汽车行业为例,广泛应用在汽车的设计和制造过程中的各个环节,如整车操作稳定性、零部件结构强度、整车震动与疲劳强度等方面。而涡电流分选机的设计过程,CAE技术多数情况下是在设计后期进行设计校核,CAE于开发深度与应用成果方面远未达应有的程度。下面介绍CAE技术在涡流分选机设计过程中的作用:
(1)CAE技术可在涡电流分选机制造之前,模拟部件或分选机的性能和工作状况,可以减少传统设计与生产环节中的重复过程,使设备的大多数问题在设计阶段通过得到解决,提高设备设计质量和性能,降低设备的设计成本、缩短开发周期。
(2)传统设计中通常是依靠经验进行定性分析而缺少定量分析的设计方法,而CAE分析技术改变了这一现状,使设备减重、综合性能优化成可能。
(3)采用CAE分析计算能在短时间里尝试与比较多种设计方案,减少修改的盲目性,降低设计设计风险,更快获得越佳的设计方案。
(4)灵活、方便、快捷的特点使CAE技术能够为设计工程师提供大量模拟试验数据与技术参数(其中有些数据甚至无法通过试验获取),增加企业的经验积累和增进企业的设计能力。
(5)CAE可以对涡电流分选机所加工产品的质量如铝带材受力变形后的板形、厚度分布情况进行模拟,也可以对分选机在施加力的情况下对铝带质量的调控能力进行模拟,这样可以增进分选机的应用效率。+
为了达到提高分选精度和分选效率的目的,需保障涡电流有色金属分选机的内部流场分布均匀稳定。环形区是物料实现分选的主要区域,转笼是涡流分选机的重要部件。
在保持导风叶片里部边缘不变的前提下,环形区的宽度则主要由转笼外径尺寸决定;转笼叶片通道是细粉进入到转笼里部实现分选的需经之路,通道内的流场分布特性对物料的分选有很大影响。有研究先在保障转笼叶片的宽度不变的前提下改进了转笼内外半径的大小,对改进前后的涡流分选机构建模型,并对其内部流场进行数值模拟。而后用重质碳酸钙进行了物料实验予以验证模拟结果。其次,通过运用数值模拟的技术系统地研究了转笼叶片间距对有色金属分选机内部流场的影响。得出如下结论:
(1)在保持转笼叶片宽度不变的情况下,改变转笼内外半径实现环形区宽度变化,当内外半径同时减小18mm时,环形区宽度相应增加18mm。此时,环形区切向速度较大值变大,物料所受剪切力增加,利于提高物料的分散性,并且环形区流场均匀,使分选精度提高;同时,转笼入口附近的切向速度波动较小,分布均匀,能够保障物料在进入转笼进行分选时的粒径均一,实现细粉产品较窄等别的粒径分布∶当转笼内外半径减小18mm,转笼叶片间距相对变小,叶片间惯性反旋涡强度减弱,叶片间径向速度梯度减小,分布均匀,进入转笼的细粉不易与叶片发上碰撞,细粉返混到粗粉中的可能性减小,能够提高分选精度。
有研究利用CFD软件对同一尺寸转笼的五种不同转笼叶片数进行了数值模拟,研究结果发现随着叶片数目的增加,颗粒与叶片碰撞的几率减小,当叶片间距等于叶片宽度时分选成果较好。
有学者对柱面笼形粉体涡流分选机的转笼叶片间距进行了数值模拟,研究了轴向、径向、切向速度对分选机分选性能的影响,终得出当转笼叶片间距为60mm时,分选机内部流场分布越均匀,分选性能越好。
有学者对物料在分选机内的运动轨迹进行了单颗粒的模拟,并分析了转笼叶片间距不同的情况下,颗粒于叶片通道里面的运动轨迹,但未对流场在转笼通道内的分布状况进行系统的研究。
有研究通过使用FLUENT对具有不同转笼叶片间距有色金属分选机模型进行了系统地模拟,同时研究了颗粒在叶片间距不同的转笼叶片通道内的运动轨迹,得出了使不同内外半径转笼的叶片通道内流场稳定的叶片间距,并通过比较分析找出了叶片间距与叶片宽度的关系,即当二者之比为0.23时,叶片间流场分布越为稳定,对分选有益。
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