CN102430253B

CN102430253B - 高粘快速干燥机

Info

Publication number: CN102430253B
Application number: CN2011104233878A
Authority: CN
Inventors: 彭光辉; 韩宏亮; 张彦博
Original assignee: SHIJIAZHUANG NSTL ENGINEERING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Hebei Newstar Technology Development Co.,Ltd.
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2031-12-16
Also published as: CN102430253A

Abstract

本发明公开了一种高粘快速干燥机，包括带有内壳及主轴的立式干燥机主体，其特别之处在于所述主轴上固定设有沿轴向间隔设置的一串飞齿；用于中温干燥或高温干燥时在飞齿上方还相隔设有涡轮风扇。本发明依靠设于主轴上的机械飞齿与物料间的作用实现增加干燥蒸发面积的目的，并依靠飞齿与涡轮风扇结构所产生的涡流实现高效传热传质的目的。本发明安全性能高、低能耗，适用于各种粘性与湿性的物料，无需返混，设备效率极高且结构紧凑、运行成本低、系统设备少、占地小、投资少，能够连续运转，干燥速度快。本发明适于干燥各种高粘度高湿度的物料，广泛应用于印染、化工、医药、市政、养殖、石化等领域，还可对热敏性物料进行干燥。

Description

高粘快速干燥机

技术领域

本发明涉及一种特殊物料的干燥设备，具体地说是一种高粘物料快速干燥机。

背景技术

高水份高粘度物料干燥一直是干燥行业的难点，这类物料为非牛顿性液体物料，有的呈软化固体，有些呈半流态体，基本上不能用容积泵输送；还有些物料呈浆状物或膏糊状，湿度大难挤压造粒（无法成粒，挤出后又粘连为一体），难成形。

常用的烘房干燥方式，效率低；拌桨叶类干燥存在粘料缠轴，粘结牢固不易清理，物料干燥到临界点时，干燥效率更低桨叶易缠死，使设备丧失运行能力；

流化床干燥高粘物料时，必须能挤压造粒成形，大部分高粘高湿性物料根本不能成粒，即使部分物料（比如酰胺）能够成粒，但胶粒易粘连，进入流化床后，胶粒易粘连并团聚，最终出现粘床死床现象，其适用范围有限，而且设备越大，问题越明显，导致大型化困难，如果比酰胺再软化点或湿度大的物料，流化床根本就不能干燥；

转鼓干燥机可以干燥近似液态的物料，并且物料必须布膜好，干燥后易清理，因此转鼓干燥机的应用范围更为有限。

综上可见，目前许多高水分高粘度物料常采用烘房干燥，转鼓干燥机只能干燥高粘高湿物料中布膜比较好、干燥后易清理的物料，如果干燥产品要求终水分比较低时，这种干燥机效率极低或不宜使用；搅拌式干燥机只能干燥中粘高湿物料，对于干燥中出现的象“皮筋”一样的物料就根本无能为力了，粘轴、粘搅拌导致产品品质较差；流化床只能在典型的几个高粘产品中应用，如酰胺、丙烯酸钾等，根本就不能干燥近液态的高粘高湿物料。现有的干燥设备还存在体积庞大、干燥产品水分不均匀、产品品质差、不能连续生产只能间隙生产、工人劳动强度大的弊病。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种高粘快速干燥机，依靠设于主轴上的机械飞齿与物料间的作用实现增加干燥蒸发面积的目的，并依靠飞齿与涡轮风扇结构所产生的涡流实现高效传热传质的目的。本发明安全性能高、低能耗，适用于各种粘性与湿性的物料，无需返混，系统设备少、成本低、投资小，能够连续运转，干燥速度快。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高粘快速干燥机，包括带有内壳及主轴的立式干燥机主体，其特别之处在于所述主轴上固定设有沿轴向间隔设置的一串飞齿，其中：

所述飞齿带有多个单齿且垂直主轴设置，所述单齿有4～12只且以轴心为中心环形阵列，飞齿与内壳内壁间间隙配合；内壳的内壁上相应于每一飞齿间的上方处固联有径向设置的定齿，所述定齿于轴向与与其相邻的飞齿间间隙配合；

所述涡轮风扇的扇页为倾斜的扇页结构，以主轴为轴心设置。

以上为本发明的基本结构，高粘、高湿物料进入内壳后，在飞齿的高速旋转所产生的剪切和离心力的作用下，被切割、打碎、分散，而飞齿与涡轮风扇的组合产生涡流，在离心力和重力的双重作用下，物料被飞齿的齿尖打到内壳的内壁上，形成液体薄层和颗粒层或胶粒层，与干燥热源所提供的热量进行充分的接触与交换，从而实现对流和传导混合传热，促使物料内外水分迅速蒸发并扩散和到热气流中。飞齿的作用是使物料较湿面始终暴露在热壁上和热气流中，在飞齿继续切碎、分散和颗粒的撞击作用下，物料最终被干燥成较小的颗粒。本发明利用增加干燥蒸发面积和产生涡流过到高效传热传质的效果，对于干燥物料的初含水分及粘性没有限制。

作为本发明的一种限定，所述单齿为沿径向的直线型，单齿间呈以轴心为放射中心的放射状分布。

作为本发明的另一种限定，所述单齿为带有旋向的曲线状结构，单齿间以轴心为中心呈环形阵列分布且旋向相同。

本发明还有一种限定，所述飞齿上方相隔设有涡轮风扇，所述涡轮风扇的扇页为倾斜设置的结构，以主轴为轴心设置。（设有涡轮风扇的高粘快速干燥机，更适合中温或高温干燥的物料使用）

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

(1)使物料分散增加干燥接触面积，干燥机飞齿装置可使物料分散成小的颗粒，接触面积增加500—3000倍，颗粒接触热风更充分；

(2)能够在物料干燥过程中当高粘起光时（分子量大或粘稠干燥物料在接触热源后表面形成致密性阻水层）能迅速击破阻水膜，使里面的水份蒸发出来。随着内部蒸汽压力的增大，而使鼓起的致密阻水层涨起（有些粘性物料鼓起的蒸汽泡是本身体积的10倍以上），当蒸汽泡压力足够大时，使阻水层破开，蒸汽从中喷出来，新的含湿面会使相邻物料粘结起来，有时会越粘越大，严重影响后期干燥效果。飞齿装置和涡轮风扇可以破解高粘高湿物料干燥时出现的此问题，能迅速击破阻水膜，提高高水分高粘物料的热效率，减少单吨干燥成品耗能；

(3)解决高粘物料粘结问题，因为物料粘结在生产设备任何部位都会影响产品质量和热效率，尤其是热敏性物料。飞齿、定齿和涡流作用可清理物料粘结问题；

(4)本机为立式干燥机，物料干燥时间短，物料从进入干燥机到出干燥机，只需几秒时间，解决了现有高粘物料在干燥机中停留时间长的问题，使产品的品质得到很大的提高；

(5)本干燥机能够实现连续不间断生产，从液到粉一机完成，减少了中间处理环节，减少了工人的劳动强度，提高效率，节约成本。

本发明适于干燥各种高粘度高湿度的物料，广泛应用于印染、化工、医药、市政、养殖、石化等领域，还可对热敏性物料进行干燥。

本发明下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例1的整体结构示意图；

图2是本发明实施例2的整体结构示意图；

图3是本发明实施例3的整体结构示意图；

图4是图1的（也是图2的）局部放大图；

图5与图6分别为图4的A-A、B-B视图；

图7～14分别是不同结构的飞齿与主轴10、键26的联接关系轴向视图；

图15与图16分别为不同结构的出料耙19于主轴10上装配时的轴向视图。

图中：1—甩轮，2—轴承组，3—上冷却水箱，4—轴密封，5—内进风口，6—涡轮风扇，7—飞齿，8—进料口，9—内壳，10—主轴，11—下冷却水箱，12—联轴器，13—齿轮箱，14—驱动电机，15—夹套，16—定齿，17—进风口，18—出风口兼出料口，19—出料耙，20—导热液体出口或蒸汽进口，21导热液体进口或冷凝水出口，22—废气进口或二次蒸汽进口，23—热水出口或蒸汽进口，24—热水进口或冷凝水出口，25—机械密封，26—键。

具体实施方式

实施例1

图1与图4—6所示为一种高粘快速干燥机，包括立式干燥机主体。立式干燥机主体包括内壳9，内壳9的中心处设有主轴10，主轴10于内壳9的两端外由轴承组2支撑固定，内壳9内两端还分别设有轴密封4。

一端轴密封4与轴承组2间还设有上冷却水箱3，此区间的内壳9外包覆有保温层；另一端的轴密封4与轴承组2间还设有下冷却水箱11，此区间的内壳9外包覆有保温层。

驱动电机14经齿轮箱13、联轴器12后也主轴10的输入端相接。

内壳9的中部为工作部分，此区间其外壁包覆有夹套15。夹套15的一侧设有进料口8与内壳9的内腔相通，进料口8为均布的多个间隔设置的锥形孔，锥形孔自内向外孔径渐大。使用时进料口8与设于本机外的配套泵料装置相联接。

内壳9的工作区域内，于主轴10上固定设置有沿轴向间隔排列的一串飞齿7，飞齿7带有多个单齿且垂直主轴10设置。单齿有4～12只且以轴心为中心环形阵列，飞齿7与内壳10内壁间间隙配合。内壳9的内壁上相应于每一飞齿间7的上方处固联有径向设置的定齿16，定齿16设于与进料口8相对的一侧，其于轴向与其相邻的飞齿7之间为间隙配合。高速旋转的飞齿7与定齿16中具有相对运动，可以互相清理，始终保持齿间清洁和新的传导面。

主轴10上相应于飞齿7上方的位置，设有与飞齿7留有距离的涡轮风扇6，其扇页倾斜，以利于使内壳9内形成涡流。

根据物料的不同，单齿可设计为圆柱形、机翼形、棱柱形、棱锥形、桨形。

单齿可以为沿径向的直线型，单齿间呈以轴心为放射中心的放射状分布，如图10、图12～14；单齿也可以为带有旋向的曲线状结构，单齿间旋向相同，如图7～图9、图11。其中图7、图8（本实施例所选用）、图11、图12中的单齿带有尖刃，物料是靠切割实现破碎而图9、图10、图13与图14中的单齿无刃，物料是靠搓力向击打实现破碎。

本实施例的干燥介质为热风，进风口17设于夹套15较低部位且与进料口8相对的一侧，进风口17与夹套15的空腔相通，内壁上部相应于夹套15的上部且相对于涡轮风扇6的上方处设有内进风口5。出风口兼出料口18设于夹套15的下方低于进风口17的位置，且它与内壳的内腔相导通。主轴10上相对于出料口低位处设有随主轴10同步旋转的出料耙19，用于给力出料，其结构可选自图15与图16所示的任一种。

飞齿7、涡轮风扇6、出料耙19分别经联接键26与主轴10联接。

主轴10的上端固联有甩轮1，它属于惯性轮，当出现电机负荷较大、电流波动较大时，用于辅助电机实现稳定电流、平均负荷的目的。选用笨重、庞大的材料与结构。

本实施例为高温型（250～600℃），适用于干燥耐热性高的物料，如分子量100万以下的酰胺、高分子聚丙烯腈类物料，比如市政污泥。

当这类物物料进入内壳9后，在飞齿7的高速旋转所产生的剪切和离心力的作用下，被切割、打碎、分散，而飞齿7与涡轮风扇6的配合产生涡流，在离心力和重力的双重作用下，物料被飞齿的齿尖打到内壳9的内壁上，形成液体薄层和颗粒层或胶粒层，与干燥热源所提供的热量进行充分的接触与交换，从而实现对流和传导混合传热，促使物料内外水分迅速蒸发并扩散和到热气流中。飞齿7的作用是使物料较湿面始终暴露在热壁上和热气流中，在飞齿继续切碎、分散和下颗粒的撞击作用下，物料最终被干燥成较小的颗粒。

实施例2

图2与图4—6为一种高粘快速干燥机，为中温型（100～250℃）干燥机，适用于分子量100～200万的酰胺、洒糟、果渣等高粘、高湿物料，其干燥介质为热的液体如热油、热水，也可以为热的水蒸汽。

本实施例与实施例1的区别只在于：

（1）本实施例无内进风口；

（2）实施例1中的进风口17处被本实施例中的导热油进口、热水进口或冷凝水出口21所替代；

（3）夹套15的上端、涡轮风扇6的上方处设有与夹套15内腔相通的导热油出口、热水出口或蒸汽进口20。

（4）夹套15的上端、涡轮风扇6的上方处设有与内壳9的内腔相通的废气或二次蒸汽进口22。

本实施例的其它部分的结构与实施例1相同。

实施例3

图3、图5、图6所示为一种高粘快速干燥机，为低温真空型（50～100℃）干燥机，适用于处理分子量200万以上的酰胺（超700℃会胶连）、市政污泥等要求无臭味的的高粘、高湿物料，其干燥介质为热的液体如热水，也可以为热的水蒸汽。

本实施例与实施例2的区别只在于：

（1）本实施例无上冷却水箱3与下冷却水箱11；

（2）实施例2中的轴密封4被本实施例中的机械密封25所替代；

（3）本实施例中无废气或二次蒸汽进口22；

（4）实施例2中的导热油进口、热水进口或冷凝水出口21，在本实施例中为热水进口或冷凝水出口24所替代；

（5）实施例2中的导热油出口、热水出口或蒸汽进口20，在本实施例中补进水出口或蒸汽进口23所替代。

（6）因为低温干燥的物料湍流系数比较低，可根据实际情况增减涡轮风扇的数量（特殊条件下，也可以不必加涡轮风扇），本实施例就是去掉了涡轮风扇（数量为0）。本实施例的其它部分的结构与实施例2相同。

Claims

1.一种高粘快速干燥机，包括带有内壳及主轴的立式干燥机主体，其特征在于：

①所述主轴上固定设有沿轴向间隔设置的一串飞齿，所述飞齿为带有多个单齿的盘状且垂直主轴设置，所述单齿有4～12只且以轴心为中心环形阵列，飞齿与内壳内壁间间隙配合；内壳的内壁上相应于每一飞齿间的上方处固联有径向设置的定齿，所述定齿于轴向与与其相邻的飞齿间间隙配合；

②所述飞齿上方相隔设有涡轮风扇，主轴旋转时飞齿与涡轮风扇间配合产生涡流；

③所述高粘快速干燥机带有与内壳的内腔相通的进料口，进料口于内壳壁上设有上下均匀相隔的多排，每一排有于内壳壁上周向均匀相隔设置的多个。

2.根据权利要求1所述的高粘快速干燥机，其特征在于：

所述单齿为沿径向的直线型，或为带有旋向的曲线状结构；

直线型单齿间呈星状分布；曲线状的单齿间呈螺旋状分布。