CN100573003C - 双回程筒式干燥机 - Google Patents
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Abstract
一种改进的双回程筒式干燥机，包括由支架、密封箱和筒体组成的机体及其驱动装置、支承装置和控制器，其中机体的筒体轴线与水平面平行，筒体由同心布置的内、外筒体相互错位套装在一起，所形成的容积腔分别构成二个烘干降水单元，内、外筒体的相邻壁板间通过调节支撑及其补强缓冲垫板连接定位，外筒体壁板的外周设置隔热保温罩，在内、外筒体壁板的内周面分别设置呈螺旋推进式排列的均料抛撒器，并使其螺旋线的旋向相反，机体外周的齿圈与筒体的重心对中组装。它有效解决了传统滚筒式干燥机存在的易变形失位和轴向窜位等缺陷，其结构设计合理，性能稳定、工艺流程顺畅，一次降水幅度大，热效率高、节能减耗，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种大量物料干燥装置，特别是一种降水幅度大、节能减耗、热效率高的双回程筒式干燥机。它可广泛用于各行业的低粘物料的脱水干燥，还可作为煤气化褐煤、城市垃圾、河道污泥等高含水物料烘干的机械装备。
背景技术
目前，物料干燥装置已广泛用于化工、矿山、农业、工业、轻工、医药和环保等行业的低粘物料的脱水干燥，而应用较多的单层滚筒式干燥机，则是目前干燥机市场上的主流产品。但其大多是借鉴50年代通用干燥技术发展起来的，其设备结构、装备工艺和传动系统等都存在一定程度上的缺陷。首先装备工艺上存在以下不足：现有单层滚筒式干燥机多采用300-600℃的高热干燥物料，其筒体采用耐火砖等材料构筑保温层，故设备体积大，装满系数较小，物料承载量也很少。由于运动转数低于6r/min，受物料抛撒装置结构的局限，机内料幕沿中线前方回旋线垂直下落，断层空间多、漏空系数过大，热介质与物料接触机会少、传热能力差，排出废气温度高(高温废气烧毁袋式除尘器现象时有发生)、湿度小，热损失大，热效率相对较低。因此，该类干燥装置亟待改进。随着国民经济飞速发展，科学技术水平的提高，一些专业性很强的特例滚筒干燥技术也应运而生，但按其结构特点划分同样都属于单层滚筒式干燥机系列，据专利文献报导：公告号为CN2290004Y的“水平式转筒烘干机”，公告号为CN2238407Y的“双热式转筒烘干机”，公告号为CN2690826Y的“回转筒式垃圾处理专用间接干燥器”，公告号为CN2606321Y的“闪速型回转窑”等，均为单层滚筒式干燥机范畴的特例技术。
其次装备结构存在以下不足：(1)由于现有单层滚筒式干燥机运行转数低，料幕断空系数大，高温热介质灼烤器壁，故为减少机体散热和便于传动系统设置，一般都是采用三层壁板，中间辅设耐火砖的方法，虽然解决了散热和传动系统的设置，却又增加了设备自重，增加了动力消耗；(2)传统单层滚筒式或多环滚筒式干燥机的筒体大多呈倾斜布置，其轴线与水平线的夹角不超过8°，一般采用1.5°～3.0°。为克服轴向力需要在滚圈相应一侧设置挡轮，同时要对驱动装置的齿轮与齿圈、支撑装置的滚圈与托轮进行最佳配合的设计，尽管如此，仍影响这些零部件的使用性能和使用寿命。(3)现有多环滚筒式干燥机的滚筒间，常在筒两端采用多个支撑杆连接固定。由于湿物料与热介质进行热交换的过程中各滚筒间因热变形引起的热应力较大，再加上其筒体采用单侧驱动转动，增加了在扭矩作用下的形位变形产生的扭转应力，这些应力如不能很好地解决就会造成焊缝开裂或筒体变形，严重时将使设备损坏。为此国内、外相继出现了采用一端固定，另一端滑动联接的结构设计，试图改变上述支撑形式。如公告号为CN1808029A的“多环滚筒干燥机的联接结构”，其一端径向支撑采用固定焊接，另一端为滑块结构，中间部位悬空，无支撑，作为小型干燥设备用于烘干轻体物料是可行的，但对于大型干燥设备，需烘干物料的比重大，滚筒长度达到20m以上、承载料量达100T以上时，这种仅端部有支撑中部悬空并且是滑块联接的结构，其周向和轴向均无定位的多环滚筒干燥机实际上是无根支撑，增加了设备运行的不稳定因素，易出现外筒与中筒或内筒运动不同步或者沿轴向窜位等问题。因此现有单层滚筒式或多环滚筒式干燥机的联接结构亟待提高和改进。
再次传动系统存在的不足：国内的滚筒干燥机传动功率计算多是采用经验公式进行设计和计算的，其公式主要包括了(1)圆筒内粉粒体运动需要的功率(克服偏心力矩)；(2)圆筒旋转需要的功率；(3)圆筒支撑部分摩擦耗用功率，在减速机的配置上只计算了其效率，因此，现有单层滚筒干燥机配备功率都偏大，偏高，例如现有规格为
的回转筒干燥机，估重189T，配备电机功率(160×2)KW；规格为
的回转筒干燥机，估重140T，配备电机功率132KW等，其配备功率较高，减速设备较大，这些均亟待提高和改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的双回程筒式干燥机，它有效地解决了传统滚筒式干燥机联接结构存在的易变形失位和轴向窜位等缺陷，其结构设计合理，性能稳定、工艺流程顺畅，与同类设备相比较，一次降水幅度大，热效率高、节能减耗，其容积装满率提高近1-2倍，产量提高2倍多，节省了一次性投资，降低了运行成本，适用范围广。
本发明的目的是这样实现的：该机包括由支架、密封箱和外周设置滚圈、齿圈的筒体组成的机体及其驱动装置、支承装置和控制器，其技术要点是：所述机体的筒体轴线与水平面平行，筒体由同心布置的内筒体和外筒体相互错位套装在一起，所形成的容积腔分别构成二个烘干降水单元，所述内筒体和外筒体的相邻壁板间通过按径向排列的调节支撑及其补强缓冲垫板连接定位，外筒体壁板的外周设置隔热保温罩，在内筒体和外筒体壁板的内周面分别设置呈螺旋推进式排列的均料抛撒器，并使排列在相邻壁板内周面的均料抛撒器的螺旋线的旋向相反，所述筒体外周的齿圈与筒体的重心对中组装。
所述调节支撑由调整螺杆和一对螺母构成，调整螺杆中部设置扁方，调整螺杆两端与螺母连接的螺纹线旋向相反，并分别连接在螺母的一端，螺母的另一端面固定在所述补强缓冲垫板上。
所述机体的密封箱利用所述支架固定在所述筒体的两端，筒体插入密封箱端的外筒体壁板的外周与密封箱内腔之间采用迷宫密封。
所述机体的出料端的密封箱内设置分别与筒体内各烘干降水单元的腔体连通的高温介质室和低温介质室。
所述机体的进料端的密封箱内设置进料装置，进料装置的出料口穿过筒体端的连接内筒体端部的端封，并伸入内筒体腔内。
由于本发明是在传统的滚筒式干燥机的结构基础上改进的，其结构设计合理，机体的筒体轴线与水平面平行，所以克服了筒体呈倾斜布置产生的轴向力。因该筒体的内筒体和外筒体相互错位套装在一起，分别构成二个烘干降水单元，并在内、外筒体的相邻壁板间通过按径向排列的调节支撑及其补强缓冲垫板连接定位，调节支撑的螺杆中间部位的扁方，供扳手调节使用，用于调整筒体的不圆度和曲率变化，克服机体负载运动过程中产生的应力变形，有效地解决了传统滚筒式干燥机的筒两端采用多个支撑杆连接固定或仅端部有支撑中部悬空的滑块联接结构，所存在的易变形失位和轴向窜位等缺陷。该装置在外筒体壁板的外周设置隔热保温罩，而不辅设耐火砖，可以减少占用空间，相应地扩大了腔体的有效容积，增加了干品产出量。在内筒体、中间筒体和外筒体壁板的内周面分别设置的均料抛撒器是呈螺旋推进式排列的，并使排列在相邻壁板内周面的均料抛撒器的螺旋线的旋向相反，将物料不断托起、提升、抛撒开，弥散在多个腔体内的整个容积空间形成料幕，该料幕的完整度及其均匀度决定了热介质的传递和交换、也关系着热效率，降水能力和产出量。热介质在穿透料幕的过程中与物料进行较强烈的热和质的传递与交换，表面游离水不断的被蒸发汽化，大颗粒物料体内所含的结构水和化合水也不断的外溢蒸发和汽化，温度接近露点，湿度近饱和状态的废气则由出口排除。螺旋推进式排列的均料抛撒器实现了新物料的不断补充、受烘物料不停的向前移动换位、烘后物料经出料口进入下一级流程环节，高质量地完成了烘干的全过程。因此，可使物料很顺利地沿螺旋线的旋向，从一个烘干降水单元进入另一个烘干降水单元，无限延长了物料的运动轨迹，使工艺流程更加顺畅，加大了一次降水幅度，产量高、质量好，排出的废气温度接近露点、湿度近饱和状态，从而提高热效率，达到了节能减耗的目的。另外，筒体外周的齿圈与筒体的重心对中组装，动力分配得到改善，使其驱动性能更加稳定，动力消耗仅是现有技术的45％，节能近55％以上。综上所述，该装置不但有利于高水分大颗粒物料的结构水和化合水等全水分的去除，显著节省了用户的土建工程量，而且经实际检验表明，其与同类设备相比较，其容积装满率提高近1-2倍，产量提高2倍多，节省了一次性投资，降低了运行成本，还拓宽了适用范围。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1是本发明的一种具体结构示意图。
图2是图1沿A-A线的剖视图。
图3是图1沿B-B线的剖视图。
图4是图3中的调节支撑的一种具体结构示意图。
图中序号说明：1密封箱、2进料装置、3端封、4密封装置、5外筒体、6内筒体、7第二烘干降水单元、8第一烘干降水单元、9调节支撑、10补强缓冲垫板、11隔热保温罩、12密封箱、13低温介质室、14高温介质室、15均料抛撒器、16电机、17减速机、18齿轮、19齿圈、20托轮、21滚圈、22支架、23排料口、24卸料装置、25废气出口、26调整螺杆、27螺母。
具体实施方式
根据图1-4详细说明本发明的具体结构。因该机是在传统的滚筒式干燥机的结构基础上改进的，故其基本构件的规格、型号和制造工艺应按现有标准和相关规定确定，特别是结构设计和使用更应符合安全生产措施的要求和相关标准的规定。该筒式干燥机包括由支架22、密封箱1、12和外周设置滚圈21、齿圈19的筒体组成的机体及其驱动装置、支承装置和控制器(图中未示出)等件。其中驱动装置包括组装在支架上的常用的电机16、减速机17及通过联轴器连接的驱动齿轮18和与之啮合的齿圈19等件。为了使驱动装置的动力分配得到进一步改善，让其驱动性能更加稳定，减少动力消耗，应将组装在机体的筒体外周的齿圈19与筒体的重心对中组装。根据设计要求或实际需要，机体的运动转数控制在3-30r/min范围内，这可以通过变频调速器的频率变化或其它非变频驱动模式，来控制进、出料量、控制干燥时间、控制降水幅度，功率配置可选择单机驱动或双机驱动。支撑装置的数量可根据筒体的长度和需要设置两组或多组，每组支撑装置包括常用的滚圈21及其通过支架支承的一对支撑托轮20。安装后的机体的筒体轴线与水平面平行，而不采用传统单层滚筒式或多环滚筒式干燥机的筒体呈倾斜布置的形式。筒体由同心布置的内筒体6、和外筒体5相互错位套装在一起(如图1所示)。内筒体6形成的容积腔构成第一烘干降水单元8，内筒体6外表面与外筒体5内表面形成的容积腔构成第二烘干降水单元7。筒体的内筒体6和外筒体5的相邻壁板之间，通过按径向排列的调节支撑9及其补强缓冲垫板10连接定位。调节支撑9由调整螺杆26和一对螺母27构成(如图4所示)。调整螺杆26中部设置扁方，供扳手调节使用。调整螺杆26两端与螺母27连接的螺纹线旋向相反，并分别连接在螺母27的一端，螺母27的另一端面固定在补强缓冲垫板10上。利用扳手转动调整螺杆26，带动螺母27沿其轴向同时移动，以便在制造或安装调试时随时调整筒体的不圆度和曲率变化。通过补强缓冲垫板10还可以克服机体负载运动过程中产生的应力变形。在外筒体5壁板的外周设置隔热保温罩11，该保温罩11的罩体及填充其内的保温材料的规格、种类应根据筒体的控温要求设定。在内筒体6和外筒体5壁板的内周面，根据被干燥物料的种类和干品性状要求分别设置呈螺旋推进式排列的均料抛撒器15(又称抄板)，并使排列在相邻壁板内周面的均料抛撒器15的螺旋线的旋向相反(在图1中只示出部分均料抛撒器15)，以利于物料的流动。为保证在筒体运行过程中不扬尘又要防止气体进出机体而设置密封装置4，其进料端密封箱1和出料端密封箱12采用常规结构，其规格、形状按设计要求确定。进料端密封箱1和出料端密封箱12分别利用支架22固定在筒体的两端，筒体插入各密封箱1、12端的外筒体5壁板的外周与各密封箱内腔之间，可采用迷宫密封或其它形式的密封装置。机体的出料端的密封箱12内设置分别与筒体内第一烘干降水单元8和第二烘干降水单元7的腔体连通的高温介质室14和低温介质室13，以便根据需要提供相应温度的介质。在机体的进料端的密封箱1内还设置带有排料口23的卸料装置24。为隔热保温和安全生产的需要，可以在高温介质室13的外周设置隔热保温罩。在机体的进料端密封箱1内设置进料装置2，进料装置2的出料口穿过筒体端的连接内筒体6端部的端封3，并伸入内筒体6的腔内。
本实施例中的控制器采用一般常用的电路控制设计，也可以参照本发明人设计的公告号为CN 1322966C的“粉煤灰砖成型设备数控方法”中公开的“运用CAD/CAM交互式自适应控制软件对可编程控制器进行数学模型交换的自动编程组成数控系统”。控制器依据设置在筒体中的传感检测元件以及电机输出的阻抗信号、数字式仪表、PLC可编程控制器等元件进行信号的采集、读取、识别、比较、处理、放大、反馈和纠偏、调整机组设备运行动作，并进行开闭环的联动控制，包括工作介质温度的高、低控制、降水幅度的大、小控制及处理量的增加或减少控制等；其驱动电机采用变频器控制，同时允许采用软启动控制和电气开关控制。其中温度检测元件温度控制系统为独立控制单元，由数字调节装置及传感器组成。传感器采用智能热电偶，套管为不锈钢、防腐耐磨结构，分别置放于热风炉出口处、干燥机热风入口处、干燥机废气出口处，用三绞线联接到数字调节装置的输入端。
该机的操作步骤和使用方法与现有筒式干燥机的规定相同。其干燥方式可以采用现有筒式干燥机的逆流干燥工艺、顺流干燥工艺或顺流、逆流同用的干燥工艺，微负压运行；温度控制范围要依据物料属性、着火临界点和其降水规律特性，选择适当的温度，还可以根据需要采用变温处理。
Claims (5)
1、一种双回程筒式干燥机，包括由支架、密封箱和外周设置滚圈、齿圈的筒体组成的机体及其驱动装置、支承装置和控制器，其特征在于：所述机体的筒体轴线与水平面平行，筒体由同心布置的内筒体和外筒体相互错位套装在一起，所形成的容积腔分别构成二个烘干降水单元，所述内筒体和外筒体的相邻壁板间通过按径向排列的调节支撑及其补强缓冲垫板连接定位，外筒体壁板的外周设置隔热保温罩，在内筒体和外筒体壁板的内周面分别设置呈螺旋推进式排列的均料抛撒器，并使排列在相邻壁板内周面的均料抛撒器的螺旋线的旋向相反，所述筒体外周的齿圈与筒体的重心对中组装。
2、根据权利要求1所述的双回程筒式干燥机，其特征在于：所述调节支撑由调整螺杆和一对螺母构成，调整螺杆中部设置扁方，调整螺杆两端与螺母连接的螺纹线旋向相反，并分别连接在螺母的一端，螺母的另一端面固定在所述补强缓冲垫板上。
3、根据权利要求1所述的双回程筒式干燥机，其特征在于：所述机体的密封箱利用所述支架固定在所述筒体的两端，筒体插入密封箱端的外筒体壁板的外周与密封箱内腔之间采用迷宫密封。
4、根据权利要求1所述的双回程筒式干燥机，其特征在于：所述机体的出料端的密封箱内设置分别与筒体内第一烘干降水单元、第二烘干降水单元的腔体连通的高温介质室和低温介质室。
5、根据权利要求1所述的双回程筒式干燥机，其特征在于：所述机体的进料端的密封箱内设置进料装置，进料装置的出料口穿过筒体端的连接内筒体端部的端封，并伸入内筒体腔内。
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