定于理想的加载力，此时加载力输出值为2kN ，可见，过渡过程响应的时间为1.2s 。2液压加载闭环控制系统本课题设计的滑动磨损与密封性能试验机对于负载力的控制精度要求很高，而且要求加载平稳，因此很有必要给液压加载系统加上闭环控制。电液比例控制系统原理见图6。
选用压敏电阻应变片式传感器MSP600作压力传感器，利用PLC 的PID 调节器来对控制系统进行校正。
由图6可见，通过信号发生器输入一个给定参考电压信号，通过比例放大器进行整形、处理、转换成相应的工作电流，其稳态值与输入电压成正比。此电流通入比例电磁铁，使电磁铁输出一个与输入信号成比例的力或位移，这个力或位移又作为电液比例溢流阀的输入变量，使后者输出成比例的压力，对液压缸的作用力进行无级调节和控制。
图6电液比例控制系统原理图
通过MSP600压力传感器采集压力信号并进行压力－电压信号转换，然后通入比较器与输入给定的参考电压信号进行比较，之后经过串联校正即
PID 调节，重新把调整信号输入电液比例溢流阀的
道路检测比例电磁铁，由此使液压缸的输出压力得以实时调节以达到精准。
3结语
电液比例加载系统具有加载平稳、加载精度比
旗杆基础
较高和加载力的恒定等特点，同时，通过信号发生器输入阶跃和正弦信号，可以分别实现静载和动载的加荷，一套加载系统可以实现多种功能。
参考文献：
［1］黎启柏.液压元件手册［K ］.北京：冶金工业出版社，1999.［2］杨培元，朱福元.液压系统设计简明手册［K ］.北京：机械工业出
版社，1995.
［3］路甬祥.电液比例控制技术［M ］.北京：机械工业出版社，1988.
作者简介：许磊（1984-），江苏睢宁人，中国矿业大学机电工程学院2007级硕士研究生，主要从事流体传动与现代控制方面的研
究，：xuyilei99999@gmail.
收稿日期：2009－04－19
煤矿机械
Coal Mine Machinery
Vol.30No.10
Oct.2009
第30卷第10期2009年10月
叶宏伟
(丽水职业技术学院，浙江丽水323000)
摘要：用于煤的超微粉碎的气流粉碎机能最小限度地减小杂质混入，能够较好地保持超微煤粉颗粒的粒形，具有纯度高、设备简单、可靠性高等优点。设计了一种双圆盘气流粉碎机用于煤的超微粉碎，其分级系统采用压缩气体作介质。进入分级机内的气固两相流沿内壁旋转，并由外向内运动，产生离心力场和向心力场，同时在高速旋转分级转子的作用下，使得气流产生的离心力场和向心力场迅速增 加，这样进入分级机内的煤粉颗粒受到离心力和向心力的平衡作用而分级，分级后粒径为3～100μm 。
关键词：超微粉碎；双圆盘气流粉碎机；分级系统；粒径
中图分类号：TD451文献标志码：A 文章编号：1003－0794（2009）10－0028－03
Grading System Design of Double Discs Airflow Crusher
for Coal Superfine Grinding
YE Hong -wei电杆钢模
(Lishui Vocational and Technical College,Lishui 323000，China)
Abstract ：The airflow crusher used on the coal superfine grinding could decrease interfusion impurities minimum,grain shape of superfine coal particles could be maintained better,which had many advan -tages such as high purity,simple devices and high reliability.One kind of double discs airflow crusher was used on the coal superfine grinding,whose grading system adopted compressed air as medium,which was made up of grading rotor,regulating tube,second air intake,rough powder o
utlet,fine pow -der and motor.gas-solid two-phase flow input into the grading machine rotated along the inner wall,and moved from the outer to the inner,which produced field of the centrifugal force and field of the weddy.Both field of the centrifugal force and field of the weddy were added rapidly for action of grad -ing rotor with high speed at the same time,so coal particles entering into the grading machine were suffered balance action of both the centrifugal force and weddy to realize the grading,the diameter of particles after grading could obtain from 3～100μm.
Key words ：superfine grinding;double discs airflow crusher;grading system;particle diameter
u 1
u 2
F
Δp Δi Δu 信号发生器
控制信号＋-串联PID
校正
比例放大器
电液比例溢流阀液压缸压力传感器
显示、记录
→
→→
→
→
→→→
28
1粉碎机分级系统设计
气流分级近年来越来越得到广泛的应用。煤炭液化、煤炭深加工等技术对各种粒度的超微颗粒的需求 越来越多。因此，煤炭经气流粉碎后经分级机实现分级就非常必要了。各种粒度的超微煤粉颗粒的分级主要是根据不同粒度、形状和比重的煤粉颗粒在分级机内所受到的离心力和向心力不同而实现分级的。
（1）粉碎室的设计
设计用于煤超微粉碎的双圆盘气流粉碎机，采用压缩气体作介质，能够将较粗煤颗粒粉碎后其粒径达到只有几个微米，粉碎室周围有8个能产生旋向相同的超高速旋流的喷嘴，分成对应的4对，粉碎机结构如图1所示。粗煤颗粒在圆盘相交部位受到强烈的对撞和摩擦而被快速粉碎。双圆盘气流粉碎机的主要特点主要体现在它的粉碎腔上，由于它是2个圆盘相交而形成的粉碎室，所以较单圆盘的粉碎细度大，生产能力高。设计双圆盘粉碎机采用对中加料方式，其结构如图2所示。
图1煤超微双圆盘气流结构图
图2双圆盘粉碎腔结构图
（2）分级机的工作原理
用于煤超微粉碎的气流粉碎机主要由粉碎系统、分级系统、收集系统、加料系统和动力系统等组成。各种粒度的超微煤粉颗粒是通过分级系统获得的，其工作原理是含有煤颗粒的固气两相流在二次引风
作用下进入分级机内，分级转子转动带动固气两相流旋转，从而产生向心力场和离心力场，分级机内的各种颗粒的煤粉颗粒受到不同的离心力和向心力的平衡作用而实现分级。如图3所示，假设S 表示分级转子的某一截面，用虚线表示向心气流流向线，在分级转子回转圆周上的一点P处煤粉粒径为d，密度为ρs的煤粉，同时受到分级转子回转所产生的离心力F和向心气流所产生的向心力R的作
用，则煤粉颗粒在离心力场中所受到的离心力
F=π/6d3(ρs-ρ)Uθ2/r（1）
图3分级原理图
煤粉颗粒所受到的向心力即介质阻力
R=Kρd2U r2（2）比较式（1）与式（2）可以看出各种粒度的煤粉颗粒其在分级过程中受到的离心力F与其颗粒直径的3次方成反比，向心力R与煤粉颗粒直径的平方成正比。分级过程中，较大的煤粉颗粒因其直径较大，F＞R，以离心力为主，煤粉颗粒向圆周方向运动；小颗粒则相反，F＜R，以向心力为主，颗粒向回转中心运动。依据各种颗粒受到的离心力和向心力的不同能够实现煤粉颗粒在离心力场中的分级。
当F＝R时的煤粉颗粒将绕半径为r的分级圆连续不停地旋转，这时的煤粉颗粒直径称为分级粒径d th，
由式（1）和式（2）得
［π
6
智能飞行器技术d3(ρs-ρ)Uθ2］/r＝Kρd2U r2
可得d th＝6Kρ
π(ρs-ρ)
U r2
Uθ2
r（3）
式中K——
—阻力系数，一般空气的阻力系数K＝
2.5；
ρs、ρ——
—粉体、气体的密度，取ρs＝2.5g/mL，ρ＝
1.2g/mL；
r——
—分级转子的半径，r=12.5cm。
当考虑固气两相流在层流状态下时，依据斯托克斯公式，可得介质阻力
R＝3πμdU r r（4）式中μ——
—气体动力黏度，空气的动力黏度μ＝
0.18×10-4P a·s。
综合式（1）~式（4）得F＝R时的分级粒径
d th＝1
Uθ
18μr U r
ρs-ρ
姨（5）紊流状态下，采用牛顿公式，介质阻力
R＝πKρd2U r（6）
综合式（6）和式（1）~式（3）得F=R时分级粒径
d th＝3Kρ
4（ρs-ρ）
U r2
Uθ2
r（7）
在研究煤超微粉碎后的分级过程中，因分级对
r
S
R
P F
ω
29
象为具有较小粒径的煤粉颗粒，含有煤粉颗粒固气流符合斯托克斯定律，分级理论粒径可由式（5）表示。
分级转子的圆周速度U θ＝2πnr （8）向心气流速度U r =Q
（9）
式中
n ———
分级转子的转速，n ＝1350r /min ；A ———
转子某一截面的面积，cm 2；Q ———
流经该截面的风量，由已知给定的条件可知Q ＝0.56×106cm 3/s 。
将式（8）、式（9）代入式（7）得
d th ＝0.018cm
由分级粒径可以知道，分级机的分级范围为3～10μm ，因此可以知道粉碎机的处理能力为30~800kg/h 。
2分级转子的设计
分级转子是分级机实现分级的部件，其主要工
作原理是随着分级煤粉颗粒和气流混合后一起经进料管送入分级机内，较细的煤粉通过旋转的叶轮叶片之间的间隙向上，从细料排出管排出，再经捕集，得到不同粒度要求的煤粉颗粒产品，较粗煤粉颗粒被阻，沿壳体内壁向下从粗料排出管排出。设计中选择了陶瓷材料的分级转子，其结构主要是满足分级要求即可，外形尺寸及结构可根据实际需要设计。本次设计根据分级范围以及分级粒径的大小，设定分级转子的结构尺寸如图4所示。
图4分级转子结构图
3粗料出口的设计
粗料出口装置在分级转子正下方。由于粗煤颗
粒受到的重力，将会被甩，其结构尺寸主要是根据整个粉碎机的整体要求而设计的，材料主要选用
Q235-A ，这个部分由于不会承受很大的冲击力，所
以设计它的壁厚在10~15mm 。考虑到实际的设计需要，其结构尺寸如图5所示。
图5粗料出口结构图
4结语
通过对煤进行超微粉碎后分级的主要影响因
素进行分析，设计并重点讨论了能够用于煤超微粉碎的双圆盘气流粉碎机的分级系统，研究了分级工作原理，从理论推导出该分级系统能够得到分级机的超微煤粉颗粒分级范围为3~100μm ，也能得到该气流粉碎机的处理能力为30~800kg/h ，能够较好地满足煤超微粉碎的工业需要。
参考文献：原子菲
［1］郑水林.中国超细粉碎和精细分级技术现状及发展［J ］.现代化工,2001（11）：23-25.电化学传感器
［2］杨云川，李国康.离心式气流分级机特性与效能的分析［J ］.沈阳
工业学院学报，2002（2）：34-36.
［3］李秋萍，邵国兴.气流分级技术的进展［J ］.化工装备技术，2002
（5）：45-47.
［4］陈海焱，张明星，颜翠平.涡轮分级机分级轮流场的数值模拟与
分析［J ］.中国粉体技术，2008（5）：56-57.
作者简介：叶宏伟（1969-），浙江丽水人，浙江丽水职业技术学院讲师，硕士，主要从事机械设计、三维造型研究.
收稿日期：2009－05－21
准250-0.02
+0.01
10-0.015
4
145.6-1.0
218-0.05
45°
5.28
8.24
准530准498-0.04
693.3-0.04
102-0.005
准450
+0.05
准40
285.5
4350.8
+0.04
480.20
+0.04
为了进一步推动我国煤炭洗选加工和煤炭行业节能环保工作，为煤炭洗选、煤质检验、煤炭转化利用、节能降耗与环境保护等领域的科研设计、设备制造与广大用户之间提供一个权威的、定期交流展示的专业平台，中国煤炭加工利用协会、中国煤炭工业协会选煤分会定于2009年10月14-16日在西安市古都新世界大酒店举办首届“2009中国国际煤炭加工利用展览会”。欢迎国内外生产及设备制造企业、设计单位、高等院校、科研院所积极参展，向广大用户全面展示企业形象和实力，展示煤炭加工利用领域的新技术、新产品、新工艺、新装备。
展会期间，还将召开中国煤炭加工利用协会第五届理事会二次扩大会议，中国煤炭工业协会选煤分会五届二次理事扩大会议；表彰“双十佳”选煤企业及厂长、优质高效选煤厂及煤质管理先进单位和个人；同时还将举办选煤企业管理论坛、煤炭节能减排与循环经济发展论坛等。届时将邀请并组织全国部分煤炭生产和洗选加工企业的领导和工程技术人员参观展览和进行交流。
本次展会主要分煤炭洗选展区、煤炭转化与利用展区、煤质检验展区、节能与环保展区。
请有意参加展览或到会参观的单位和个人与中国煤炭加工利用协会或选煤分会秘书处：010-6446358364463151地址：北京和平里北街21号C －502邮编：100713网址： E-mail:mtjgly@sina
参展报名截止日期：2009年9月20日。参观展览时间:10月14-16日(上午)
中国煤炭加工利用协会、中国煤炭工业协会选煤分会
举办2009’中国国际煤炭加工利用展览会
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
30
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议