CN100351464C - 串联气流烘干机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串联气流烘干机，其至少具有三级独立的烘干区，每一独立的烘干区由双层网带构成物料传送装置，双层网带绕经支撑在烘干区框架上前后两端的多组转辊层之后分别形成闭环，转辊中的主动转辊由电机驱动；在每一独立的烘干区的一侧部安装有热交换器，由供热站供出的热介质经管路进入热交换器后回流至供热站；下一级的烘干区与上级烘干区之间经过渡区密封连接，过渡区内设有供物料由上级烘干区进入下级烘干区的物料滑道；安装在热交换器外侧并与热交换器连通的风循环装置依次串接每一独立的烘干区；使各独立的烘干区的工作区域密封，每一独立的烘干区的电机由控制系统控制同步运行。其热能利用率高、被烘物料纤维组织不易受损。

Description

串联气流烘干机

技术领域

本发明涉及一种用于造纸、浆粕等物料的烘干装置，具体说是一种串联气流烘干机。

背景技术

在国内目前的造纸、浆粕等行业的物料烘干工艺过程中，其烘干设备大多采用的是烘缸式烘干系统。该系统生产工艺不仅简单，而且其技术日显落后，在发达国家已属淘汰产品。一是因为其烘干过程较长，生产效率较低，产能受到局限；二是由于其热能利用率较低，能源浪费较大；三是缘于其方式属于干烘，浆粕与烘缸直接接触，容易造成被烘物料纤维组织受损。目前国外已逐渐摒弃了烙烘物料的传统烘干方式，开始采用更加先进合理的气流式烘干，即靠热空气接触或穿透物料，以携走物料中的水分。从实效上看，这种方式大大提升了产品品质，明显提高了热能利用率，有效地减小了设备占地面积；同时也实现了车速可调，显著地提高了生产效率。但是，国外设备多采用层叠式烘干分区的形式，每层作为一个烘干分区，物料自上而下整体循环。由于其空间狭长，必然会造成区内热空气混合不够均匀，使得所排出气体的水饱和度下降，降低了热效率；同时也是由于这种结构上的缺陷，使得层间不同湿度的热空气分离效果不好，并且各层的烘燥温度也不方便调节，都影响了其烘干效果。再有就是，其设备结构形式为集成封闭式，正常工作过程中一旦出现断纸或局部故障，处理时间较长，维修不够方便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的弊端，提供一种热能利用率高、被烘物料纤维组织不易受损的串联气流烘干机。

为解决上述技术问题，本发明至少具有三级独立的烘干区，每一独立的烘干区由双层网带构成物料传送装置，双层网带绕经支撑在烘干区框架上前后两端的多组转辊层之后分别形成闭环，双层网带在烘干区的前端下部合并、在后端上部分开，转辊中的主动转辊由电机驱动；在每一独立的烘干区的一侧部安装有热交换器，由供热站供出的热介质经管路进入热交换器后回流至供热站；下一级的烘干区与上级烘干区之间经过渡区密封连接，过渡区内设有供物料由上级烘干区进入下级烘干区的物料滑道，每一独立的烘干区前后两端转辊的外侧设有密封件；安装在热交换器外侧并与热交换器连通的风循环装置依次串接每一独立的烘干区，热风流经物料表面后经排风管排出；每一独立的烘干区的两侧部、顶面及底部均设有密封件，使各独立的烘干区的工作区域密封，每一独立的烘干区的电机由控制系统控制同步运行。

在过渡区内设有与物料接触的物料同步检测装置，该装置包括支撑在侧面密封板上的支撑轴，支撑轴上安装有一对连杆，连杆的一端安装有配重块，另一端安装有与物料接触的测位平料辊，在该端的连杆上还安装有滑动配重块，在支撑轴的一端安装有角位移，由角位移输出的物料位置信号连接到控制系统。

在第一级烘干区侧部安装有与热交换器对置的热回收器，热回收器分为下部的采热区和上部的回收预热区，所述的风循环装置的进风端经采热区与大气连通，其出风端经回收预热区通往大气。

所述的风循环装置包括安装在热交换器外侧的进风机，进风机与热交换器外壳之间设有进风风罩，自第二级烘干区至最后一级烘干区，与热交换器相对置的烘干区框架上设有出风风罩，出风风罩经管道连通到上一级烘干区的热交换器外侧的进风机上，在采热区出口部设有回风风罩，在回收预热区进口部设有出风风罩，采热区出口部的回风风罩经管道连通到最后一级烘干区的进风机上，回收预热区进口部的出风风罩经管道连通到排风机上。或者，所述的风循环装置包括安装在热交换器外侧的进风机，进风机与热交换器外壳之间设有进风风罩，自第二级烘干区至最后一级烘干区，与热交换器相对置的烘干区框架上设有出风风罩，出风风罩经管道连通到上一级烘干区的热交换器外侧的进风机上，与第一级烘干区的热交换器对置的烘干区框架的上部设有回风风罩，下部设有出风风罩，第一级烘干区上部的回风风罩经管道连通到最后一级烘干区的进风机上，第一级烘干区下部的出风风罩经管道连通到排风机上。

在热交换器侧靠近烘干区的框架上安装有风嘴进口端固定密封板，固定密封板上分布有若干风嘴安装孔，在另一侧的烘干区的框架上安装有风嘴截流端固定出风板，固定出风板设有与固定密封板上的风嘴安装孔对应的风嘴截流安装孔及出风槽，在风嘴安装孔与风嘴截流安装孔之间安装有风嘴，风嘴置于双层网带层间，风嘴上设有若干吹向物料的出气孔；在热交换器与进风风罩之间还设有遮流匀风板。

在烘干区框架的顶部及底部设有压力传感器、与张紧电机连动的张紧器及安装在压力传感器上的导向辊、张紧器上的导向辊以及安装在框架上的导向辊构成的网带张紧装置，所述的上网带及下网带分别绕经所述的导向辊。

在烘干区框架上设有与平动校正器连动的调偏导向辊，所述的上网带及下网带分别绕经所述的调偏导向辊。

在热介质进入热交换器的管路上安装有截止阀和电动调节阀，电动调节阀由控制系统控制，在每一独立的烘干区内设有连接到控制系统的温度检测部件。

在所述的风循环装置的管道上设有汽水分离器。

由于本发明采用的是气流烘干的形式，所以不会出现象用烘缸烙烘那样因为局部过热而造成的物料纤维组织破坏，因而大大提升了产品品质，产品反抄率几乎为零；由于本发明采取了独立的分体式结构，每级烘区空间大而方整，既大大改善了冷热空气的混合情况，又很好地解决了湿气在各级烘区内的互串，再加上设置了热交换及回收装置，所以就显著地提高了烘干效率，在同等产量条件下与传统的烘缸式相比，本机的热效率提高了约30％，装机容量减小约20％，蒸汽消耗量减少了约15％以上，并且实现了对各烘区温度的自如调节；同时，本发明的气动纠偏装置保障了网带和物料永不跑偏，而电脑自动控制系统又能及时地对网带的松紧度和各级间物料的张度进行自动检测，并能迅速适宜地进行调整，使得网带能始终保持一定的松紧适度，各级间主传动电机也能够协调稳定地运行，这都大大地降低了生产过程中的断纸可能。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：

图1为本发明的整机结构示意图；

图2为图1的俯视的结构示意图；

图3为网带物料运行系统图；

图4为物料同步检测装置的结构示意图；

图5为图4的左视图；

图6为本发明供热系统的结构示意图；

图7为图6俯视的结构示意图；

图8为隔热密封装置的结构示意图；

图9为图8俯视的结构示意图；

图10为风循环装置的结构示意图；

图11为图10俯视的结构示意图；

图12为遮流匀风板的结构示意图；

图13为风嘴进口端固定密封板的结构示意图；

图14为风嘴的结构示意图；

图15为风嘴截流端固定出风板的结构示意图；

图16为热回收器的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示的串联气流烘干机，为框架式结构，有三组基本框架(1、2、3)，每组的基础框架由密封隔热系统密封隔热，自成一体形成独立烘区，各组独立烘区之间由过渡区密封连接，可根据不同生产需要灵活删加，独立烘区可以是3-6组。每一独立的烘干区由双层网带(下网带20和上网带21)构成物料传送装置，双层网带绕经支撑在烘干区框架上前后两端的多组转辊层之后分别形成闭环，双层网带在烘干区的前端下部合并、在后端上部分开，转辊中的主动转辊由电机驱动；在每一独立的烘干区的一侧部安装有热交换器，由供热站供出的热介质经管路进入热交换器后回流至供热站；下一级的烘干区与上级烘干区之间经过渡区密封连接，过渡区内设有供物料由上级烘干区进入下级烘干区的物料滑道，每一独立的烘干区前后两端转辊的外侧设有密封件；安装在热交换器外侧并与热交换器连通的风循环装置依次串接每一独立的烘干区，热风流经物料表面后经排风管排出；每一独立的烘干区的两侧部、顶面及底部均设有密封件，使各独立的烘干区的工作区域密封，每一独立的烘干区的电机由控制系统控制同步运行。在过渡区的两侧设有隔热密封大门136，隔热密封大门136上安装有玻璃188，门的两外侧安装有阶梯187，过渡区的顶部安装有工作指示灯187，物料28在下网带20和上网带21的带动下经物料滑道58从一组运送到下一组，每组为一独立烘区，各烘区温度经逐级提温，渐次提高，形成完整烘区。下面结合其它附图，对本发明的具体结构形式详细说明。

参见图3所示为网带物料运行系统图，在每组框架上分别配置有一套变频电机动力传递系统。通过采集到上级工序的车速信号，送到微机控制系统，通过第一组主电机4的变频器调整变频器频率，从而确定主电机4的运转速度，以使整机自动适应上级工序车速。主电机4经变频器变频后将电能转化为机械动力，通过连轴器5传到减速器6，经减速器6适当变速后，由此通过输出链轮7传递到链条(8、9、10、11)，通过双链轮(12、13、14)及单链轮15带动主动辊(16、17、18、19)运转，所有的转辊均安装在框架上、链轮与主动辊同轴。在烘干区框架的顶部及底部设有压力传感器(22、23)、与张紧电机(24、25)连动的张紧器(26、27)及安装在压力传感器(22、23)上的导向辊(36、46)、张紧器(26、27)上的导向辊(37、42)以及安装在框架上的导向辊构成的网带张紧装置，压力传感器(22、23)将采集到的下网带20、上网带21张度信号输送到微机控制系统，微机控制系统通过分析比较，确定张紧电机(24、25)的运行状态。通过适当整定，压力传感器(22、23)的数据就决定张紧辊(37、42)的状态和位置，从而实现对上、下网带(20、21)松紧度的自动调节。当上下网带分别经张紧器(26、27)适当张紧后，依靠摩擦力作用，主动辊(16、17、18、19)带动上网带20、下网带21并夹带物料28运行，因而从动辊29、调偏轴30、从动辊(31、32)调偏轴33、从动辊34皆跟随转动。上下网带运行到从动辊34和导向辊35时，网带分离将物料28托出。下网带经组内各主、从动辊和导向辊35、压力传感器导辊36、张紧器导辊37、导向辊(38、39)、调偏导辊40、导向辊41至主动辊16形成一个闭环。上网带也经组内各主、从动辊至从动辊34，然后经张紧器导辊42、导向辊(43、44)、调偏导辊45、压力传感器导辊46至导辊47而形成一个闭环。为防止和纠正网带在运行过程中跑偏，在每组结构中配有气动纠偏装置，即在烘干区框架上设有与平动校正器(54、55、56、57)连动的调偏导向辊(45、30、33、40)。在网带运行时，供气站48通过管道49、油水分离器(50、51、52、53)，将压缩空气供给安装在烘干区内框架上的气缸式平动校正器(54、55、56、57)。气缸式平动校正器为公知技术，其工作原理不再赘述。

在过渡区内设有与物料接触的物料同步检测装置59，参见图4、图5，支撑轴69支撑在侧面密封板(72、73)上的，支撑轴69上安装有一对连杆(63、64)，连杆的一端安装有配重块(65、66)，另一端安装有与物料接触的测位平料辊60，在该端的连杆上还安装有滑动配重块(67、68)，在支撑轴69的一端安装有角位移76，由角位移输出的物料位置信号连接到控制系统。物料28经前组滑道58进入下组网带，前组滑道58支撑在过渡区内的下底板上，测位平料辊60与物料接触。在运行的物料的带动下，测位平料辊60旋转并随物料位置变化上下浮动，再通过轴承(61、62)带动连杆(63、64)旋转。通过对各配重块进行适当调整，使测位平料辊对物料的压触力度大小合适。连杆(63、64)的旋转带动传动支撑轴69，传动支撑轴69通过轴承(70、71)固定在侧面密封板(72、73)上，再通过软联轴器74带动角位移轴75转动，使角位移76输出物料位置信号到微机控制系统，微机控制系统通过分析判断做出控制，通过调节频率适当改变下组主电机77的运行速度，实现并保持组间车速同步。在正常运行中如有断料情况发生，测位平料辊60落到极限，微机控制系统能及时做出故障判断并发出报警信号。整机各组之间的断料及同步检测和控制方法相同，能实现并保持各组协调同步运行。

图6、图7所示的供热系统78，由供热站供出的热介质(丙酮)经由进流总管79进入各换热器进流管(80、81、82)，然后分别经截止阀(83、84、85)，电动调节阀(86、87、88)和截止阀(89、90、91)调节，通过分流管(92、93、94)分流后进入换热器(95、96，97、98，99、100)进行换热；从换热器出口排出后，经汇流进入汇流管(101、102、103)，通过截止阀(104、105、106)，汽水分离器(107、108、109)，截止阀(110、111、112)，或通过旁通截止阀(113、114、115)，流入换热介质回流管(116、117、118)，最后经总回流管119回到供热站。电动调节阀(86、87、88)的开度，通过微机控制系统进行控制。微机控制系统的输入信号由设在每一独立烘干区内的温度检测部件即热电偶(120、121、122)采集，根据热电偶(120、121、122)采集到的各烘区温度，对本组电动阀的开度大小进行适当调节，以实现对本烘区烘燥温度的有效调节。

图8、图9所示的隔热密封装置，单组烘区正面由热交换器95及其风罩123、隔热密封小门124和热交换器96及其风罩125密封；左侧面由被动辊风罩126密封；背面则由热回收器127及风罩128、隔热密封小门129、热回收器130及风罩131形成密封；右侧面由主动辊风罩132密封；顶面由上隔热密封板133，底面由下隔热密封板134密封。六面各部件与框架结合形成完整密封烘区。在右侧风罩132的下部及左侧风罩126的上部开有条形孔，以供上、下网带及物料进出。在组与组之间的联接过渡区，也构成一个相对密封区域。其构成部件由正面的隔热密封板135、隔热密封大门136、隔热密封板137，左侧的下组主动辊风罩138，背面的隔热密封板139、隔热密封大门140、隔热密封板141，右侧的上组被动辊风罩126以及顶面的隔热密封板(142、143)和底面的隔热密封板(144、145、146)组成。在隔热密封板145和146之间留有一较宽的条形口，以安装下组的主动辊147，在底面的隔热密封板144和145之间留有一条形口，以容上组的下网带通过；同样，在顶面的隔热密封板142和143之间也留有一条形口，能供下组的上网带通过。其它各组烘区的密封情形与前述基本相同，只是由于没有安装热回收器，该安装区域的密封直接由出口风罩148和149担当。其它组间过渡区的密封情形则与前述完全相同。若独立烘区为6组时，在第二级独立烘区上也安装热回收器。

参见图10、图11，整机的热风循环，是在各组进风机和系统排风机的双重作用下实现的。自然空气在风循环系统150的进、排风机形成的负压作用下，先经装在第一组的热回收器(127、130)上部的回收预热区的空气滤网(151、152)过滤，再进入热回收器(127、130)预热区预热；受热均匀的热空气再经汇流风罩(153、154)汇流，通过管道155并经分流后被进风机(156、157)抽到进风口；然后经图12所示的遮流板158遮流布风，遮流匀风板置于热交换器与进风风罩之间，其上设有若干供风穿过的孔，空气被均匀吹进最后一组的热交换器(99、100)中进行充分的热量交换；在热交换器侧靠近烘干区的框架上安装有风嘴进口端固定密封板159，固定密封板159上分布有若干风嘴安装孔，在另一侧的烘干区的框架上安装有风嘴截流端固定出风板161，固定出风板161设有与固定密封板159上的风嘴安装孔对应的风嘴截流安装孔及出风槽，出风槽位置与双层网带位置对应，在风嘴安装孔与风嘴截流安装孔之间安装有风嘴160，风嘴置于双层网带层间，风嘴上设有若干吹向物料的出气孔；达到末组烘燥温度的干空气穿过风嘴进口端固定密封板159后，通过风嘴160在烘区内均匀地向上、向下吹出。从风嘴160吹出的干热空气穿过网带直接吹到物料上，对物料进行烘燥，使进入本组的物料中的残余水分蒸发将物料烘干。干空气吸收掉这些蒸发出来的水分后在负压的作用下，穿过风嘴截流端固定出风板161，经遮流板158遮流匀风，将从烘区内排出的干湿程度的空气充分搅拌后，进入本组排风侧风罩(148、149)；通过风量调节阀162进行风量调节并经汇流后进入管道163；然后经汽水分离器164进行汽水分离去除水分，再经分流后送到前一组进风机(165、166)的进风口。以后再经第二组进风机(165、166)吹入进风风罩(123、125)，穿过遮流板158后，进入热交换器(97、98)再次提温以提高其不饱和度，然后穿过风嘴进口端固定密封板159吹进本组风嘴160。由于本组烘燥温度高于最后一组，从风嘴吹出的热空气吸水量更大，吸湿反应后的空气从风嘴截流端固定出风板161穿出，再经遮流板158遮流搅拌后，由出风口风罩(148、149)汇流，并通过流量调节阀162进入管道167，然后经汽水分离器164进行汽水分离后，送到第一组进风机(168、169)的进风口。然后相继进入风机(168、169)，风罩(123、125)，穿过遮流板158，进入热交换器(95、96)进一步提温，热空气的不饱和度也再度提升，再穿过风嘴进口端固定密封板159吹进风嘴160；从本组风嘴吹出较热空气烘燥效能更加显著，物料中大量的水分就在本烘区内被烘出。吸湿后的湿空气经第一组的风嘴截流端固定出风板161穿出后，进入热回收器(127、130)下部的采热区进行余热回收，然后经过回风风罩(128、131)汇流，进入排风管170，并由排风机171排出。由图10可以看出，在风循环装置的管道上设有汽水分离器164，汽水分离器164由密封板176、凝水管177、接水槽178、汽水分离罐179、出水管180、出水截止阀181组成。凝水管上装有换热翅片，两端与大气相通，从烘区出风口出来的水汽进入汽水分离器后，遇到温度较低的凝水管177后冷凝成水，经接水槽汇流进入汽水分离罐179，当罐内水位高于出水管180的出水高度时，冷凝出的水经出水管180和出水截止阀181排出。在热回收器(127、130)的底部设有汽水分离器，该汽水分离器由回水管172、汽水分离罐173、出水管174、出水截止阀175组成，其结构原理与前述的汽水分离器164相同。

如图16所示，热回收器130由外壳182、换热管183、下隔热板184、中隔热板185、上隔热板186及风罩(131、153)组成。外壳为一体式结构，上下两端装有隔热板(184、186)，以隔热和安装固定换热管183，中间由隔热板185隔开，形成上、下两个热交换区域。换热管183采用绕片式翅片结构，内充导热率较高的丙酮保证换热效果。热回收的下部区域为采热区，上部区域为回收预热区。当从烘区内排出的热空气经过热回收器的采热区时，这些废汽中所含的大量热能，使换热管183装在该采热区内的部分吸热，并迅速将热量传递到上部的散热区；在散热区内，换热管183又成了散热器，把从采热区内回收的热能交换释放到经过预热回收区的空气中，实现了对进入风循环系统的空气的提温预热，因而也就实现了余热回收，提高了整机的热效率。

Claims (10)

1、一种串联气流烘干机，其特征是其至少具有三级独立的烘干区，每一独立的烘干区由双层网带构成物料传送装置，双层网带绕经支撑在烘干区框架上前后两端的多组转辊层之后分别形成闭环，双层网带在烘干区的前端下部合并、在后端上部分开，转辊中的主动转辊由电机驱动；在每一独立的烘干区的一侧部安装有热交换器，由供热站供出的热介质经管路进入热交换器后回流至供热站；下一级的烘干区与上级烘干区之间经过渡区密封连接，过渡区内设有供物料由上级烘干区进入下级烘干区的物料滑道，每一独立的烘干区前后两端转辊的外侧设有密封件；安装在热交换器外侧并与热交换器连通的风循环装置依次串接每一独立的烘干区，热风流经物料表面后经排风管排出；每一独立的烘干区的两侧部、顶面及底部均设有密封件，使各独立的烘干区的工作区域密封，每一独立的烘干区的电机由控制系统控制同步运行。

2、根据权利要求1所述的串联气流烘干机，其特征是在过渡区内设有与物料接触的物料同步检测装置，该装置包括支撑在侧面密封板上的支撑轴，支撑轴上安装有一对连杆，连杆的一端安装有配重块，另一端安装有与物料接触的测位平料辊，在该端的连杆上还安装有滑动配重块，在支撑轴的一端安装有角位移，由角位移输出的物料位置信号连接到控制系统。

3、根据权利要求1所述的串联气流烘干机，其特征是在第一级烘干区侧部安装有与热交换器对置的热回收器，热回收器分为下部的采热区和上部的回收预热区，所述的风循环装置的进风端经采热区与大气连通，其出风端经回收预热区通往大气。

4、根据权利要求3所述的串联气流烘干机，其特征是所述的风循环装置包括安装在热交换器外侧的进风机，进风机与热交换器外壳之间设有进风风罩，自第二级烘干区至最后一级烘干区，与热交换器相对置的烘干区框架上设有出风风罩，出风风罩经管道连通到上一级烘干区的热交换器外侧的进风机上，在采热区出口部设有回风风罩，在回收预热区进口部设有出风风罩，采热区出口部的回风风罩经管道连通到最后一级烘干区的进风机上，回收预热区进口部的出风风罩经管道连通到排风机上。

5、根据权利要求1所述的串联气流烘干机，其特征是所述的风循环装置包括安装在热交换器外侧的进风机，进风机与热交换器外壳之间设有进风风罩，自第二级烘干区至最后一级烘干区，与热交换器相对置的烘干区框架上设有出风风罩，出风风罩经管道连通到上一级烘干区的热交换器外侧的进风机上，与第一级烘干区的热交换器对置的烘干区框架的上部设有回风风罩，下部设有出风风罩，第一级烘干区上部的回风风罩经管道连通到最后一级烘干区的进风机上，第一级烘干区下部的出风风罩经管道连通到排风机上。

6、根据权利要求4或5所述的串联气流烘干机，其特征是在热交换器侧靠近烘干区的框架上安装有风嘴进口端固定密封板，固定密封板上分布有若干风嘴安装孔，在另一侧的烘干区的框架上安装有风嘴截流端固定出风板，固定出风板设有与固定密封板上的风嘴安装孔对应的风嘴截流安装孔及出风槽，在风嘴安装孔与风嘴截流安装孔之间安装有风嘴，风嘴置于双层网带层间，风嘴上设有若干吹向物料的出气孔；在热交换器与进风风罩之间还设有遮流匀风板。

7、根据权利要求1所述的串联气流烘干机，其特征是在烘干区框架的顶部及底部设有压力传感器、与张紧电机连动的张紧器及安装在压力传感器上的导向辊、张紧器上的导向辊以及安装在框架上的导向辊构成的网带张紧装置，所述的上网带及下网带分别绕经所述的导向辊。

8、根据权利要求1所述的串联气流烘干机，其特征是在烘干区框架上设有与平动校正器连动的调偏导向辊，所述的上网带及下网带分别绕经所述的调偏导向辊。

9、根据权利要求1所述的串联气流烘干机，其特征是在热介质进入热交换器的管路上安装有截止阀和电动调节阀，电动调节阀由控制系统控制，在每一独立的烘干区内设有连接到控制系统的温度检测部件。

10、根据权利要求1所述的串联气流烘干机，其特征是在所述的风循环装置的管道上设有汽水分离器。

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