CN102937370A - 热风穿透外循环式煤样减湿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热风穿透外循环式煤样减湿装置，包括箱体、控制器以及装设于密闭箱体内的风机、隔板、气体加热器，隔板将箱体分隔成上腔和下腔，上腔顶部或侧面开设有出风口，下腔的底部或侧面开设有进风口，风机位于上腔中靠近出风口处，气体加热器位于下腔中；隔板上放置有一个以上用来盛装煤样的煤样盘，煤样盘的底部开设有一个以上的通风孔，煤样盘的下方设有用来收集落样的煤样托。本发明具有结构简单、操作方便、减湿效率高、能耗低、能够提高制样精确性等优点。

Description

热风穿透外循环式煤样减湿装置

技术领域

本发明主要涉及到煤的制样设备领域，特指一种采用热风穿透式的煤样减湿设备。

背景技术

对于煤质分析，实际上是一种抽样分析的过程。煤炭是一种不均匀的物质（粒度、质量特性分布等），被抽样的母本一般比较大（几十吨到几万吨不等），最大限度地抽到能代表整个母本质量及特性的代表性样品的过程叫“采样”，目前有机械采样、人工采样、半机械采样等多种方式方法。各个国家均有强制标准，必须遵照标准进行采样工作。

按标准采到样品后，下一过程是制样，制样过程的准则是在不破坏样品代表性的前提下，把样品粒度逐渐减小，质量也逐步减少，直到符合实验室化验对样品的粒度和质量（重量）要求。制样过程一般有空气干燥、破碎、缩分、磨粉等过程。空气干燥（也可加热干燥，但温度应小于50℃）过程是减少样品外部水分，以利于后面的破碎和缩分过程正常进行。制样过程中破碎是把样品粒度减小的过程。缩分过程是对样品进行有代表性地减质的过程，减少的那部分样品必须能代表减少前样本的煤质特征，缩分过程也是制样过程中完成样品量减少的过程，其他过程中标准规定应不允许有煤样损失。因为非缩分过程的样品损失（如煤粉流失，矸石被选出等），会改变该样品的煤质特征，选择性（不一定是人为的）地流失样品是制样过程绝对不允许的。

对于煤样的干燥过程而言，目前现有的减湿方式主要有两种：

（1）空气自然晾干方式：该方式不会改变煤的质量特性，但效率太低，时间很长（一般为24～48小时），且占用场地较大。

（2）热风及大烘箱烘干方式：该方式是用大功率加热灯或大功率烘箱来进行煤样干燥减湿。这类方式因为没有对减湿过程的传质的两个阶段进行分析，水分蒸发只在物料表面进行，内层的物料难以蒸发出水分，且物料表面的空气一旦达到饱和吸水量，就不会再吸入水分。表面的空气如不被及时抽走或换气，水分蒸发实际上会停止。因此该方式不会太快地减湿，效率同样会很低，时间会很长。由于烘箱使用的是普通风扇，换气速度慢，换气效率低，因此会使箱内的空气接近饱和吸水，因此使用烘箱干燥高含水量物料的效率会非常低下。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、操作方便、减湿效率高、能耗低、能够提高制样精确性的热风穿透外循环式煤样减湿装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种热风穿透外循环式煤样减湿装置，包括箱体、控制器以及装设于密闭箱体内的风机、隔板、气体加热器，所述隔板将箱体分隔成上腔和下腔，所述上腔顶部或侧面开设有出风口，所述下腔的底部或侧面开设有进风口，所述风机位于上腔中靠近出风口处，所述气体加热器位于下腔中；所述隔板上放置有一个以上用来盛装煤样的煤样盘，所述煤样盘的底部开设有一个以上的通风孔，所述煤样盘的下方设有用来收集落样的煤样托。

作为本发明的进一步改进：

所述上腔和/或下腔中安装有用来检测热风流速的风速计，所述控制器通过一变频器与风机相连；所述控制器根据风速计采集的风速信号与预设的风速比较从而通过变频器调整风机的转速。

所述煤样托包括由上至下依次相连的支撑部、通风部和收样部，所述支撑部支承于隔板上，所述煤样盘放置于支撑部的上方，所述收样部位于支撑部的下方。

所述煤样托与煤样盘一体成型。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的热风穿透外循环式煤样减湿装置，采用热风穿透的减湿方式，有效增加了煤样的蒸发表面积，效率可以提高数倍到数十倍，同时进一步在煤样盘的下方设有用来收集落样的煤样托，保证了煤样的完整性，提高了制样的精度性。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是本发明中煤样盘的俯视结构示意图。

图3是图2中A-A处的剖视结构示意图。

图4是本发明中煤样托的俯视结构示意图。

图5是图4中B-B处的剖视结构示意图。

图6是本发明中煤样盘放置于煤样托上组合后的结构示意图。

图7是在另一实施例中煤样托与煤样盘采用一体化成型的结构示意图。

图例说明

1、箱体；101、上腔；102、下腔；103、出风口；104、进风口；2、风机；3、隔板；4、控制器；5、煤样盘；6、气体加热器；7、煤样托；9、风速计；10、变频器；51、通风孔；71、支撑部；72、通风部；73、收样部；11、煤样；12、密封垫。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明的热风穿透外循环式煤样减湿装置，包括箱体1、控制器4以及装设于箱体1内的风机2、隔板3、气体加热器6，隔板3将箱体1分隔成上腔101和下腔102，上腔101顶部或侧面开设有出风口103，本实施例箱体1的顶部为开放式设计，整个顶部均为出风口103；下腔102的底部或侧面开设有进风口104，风机2位于上腔101中靠近出风口103处，气体加热器6位于下腔102中，可以根据实际需要设置在靠近进风口104处或是设置在靠近隔板3处以提高穿过煤样11气流的温度。隔板3上放置有一个以上用来盛装煤样的煤样盘5，煤样11均匀的摊铺在煤样盘5内。参见图2～图6，煤样盘5的底部开设有一个以上的通风孔51，热风气流从通风孔51穿过，均匀的透过煤样11，对煤样11进行减湿作业。煤样盘5的下方设有用来收集落样的煤样托7。减湿（减水）过程实际上是一个传质过程，即要通过流动的空气把物料中的水分逐步带走，物料的水分才会逐步减少。减水过程分为两个阶段，第一个阶段水分要从物料表面由液态转变为汽态；第二个阶段是由物料表面蒸发为汽态的水汽要溶到物料表面的空气中，由流动的空气带走。这两个阶段都与物料周边的温度相关，物料表面水分蒸发以及周边空气所能溶吸的水量跟温度成函数关系，温度越高，蒸发速度越快，一定量的空气可溶吸的水量也越大。但温度高到一定程度会影响煤样的物理和化学特性，因此，国际标准规定此时的温度不能高于40℃，国家标准规定为50℃。因此，本发明采用热风穿透的减湿方法，是为了有效增加物料的蒸发表面积，效率可以提高数倍到数十倍。同时，为了保证气流在减湿过程中不会损失部分煤样11，因此本发明进一步在煤样盘5的下方设有用来收集落样的煤样托7，以保证煤样11的完整性，提高制样的精度性。

本实施例中，上腔101和/或下腔102中安装有用来检测热风流速的风速计9，控制器4通过一变频器10与风机2相连。在煤样11的干燥初期，由于煤样11水分高，透气性不强，干燥气流速度低于预设速度，控制器4采集风速计9的风速信号并与预设的风速比较从而通过变频器10调整风机2转速，使得干燥入口风速与预设的风速一致，以加快干燥速度。随着干燥机内样品的水分不断分离，样品的透气性增强，干燥气流风速逐渐增大。控制器4将根据风速计9的信号变化不断调整风机速度，使风速逐渐减小，从而避免了煤样11过于干燥、达到节能的效果。

从整体上来说，变频的目的是根据实际工作的单元数量产生与之匹配的风量和风速，从而保证减湿的最佳效果。即实际工作单元少，变频使风量减少，如实际工作单元增加，变频使风量增加。实现过程是在总风管内加装风速检测装置，如果检测到风速有突然减少，表明有新的工作单元加入工作，此时应提高风量。如检测到风速突然增加，则是因为有工作单元退出工作状态，应减少风量。

从一个单元的工作过程来看，物料的减水过程分为高湿、中湿和低湿三个过程，减水初期，物料湿度大，风阻相应地较大，此时要维持透过物料足够的风量和风速，需要的风压应该最大。随着物料水分的降低，风阻会逐步减小，此时应适时调整风量和风速。在第三阶段，有很多高湿样品会有结块情况发生，此时风阻反而会增大，如果还需继续减湿，应提高风压，以维持适当的风速。

本实施例中，煤样托7包括由上至下依次相连的支撑部71、通风部72和收样部73，支撑部71支承于隔板3上，支撑部71与隔板3之间设有密封垫12，煤样盘5放置于支撑部71的上方，且保证煤样盘5与支撑部71的接触部位完全密封，收样部73位于支撑部71的下方。即，煤样盘5的侧面保证密封。如果煤样盘5的侧面（即周边）的空隙比较大，就可能会使大部分气流流向盘的周边而不会从盘中的物料流过。为了使热气流最大限度的流经煤样盘5中的煤样11，煤样盘5的侧面实际上越密封越好。可以抽象地将煤样盘5的周边与中部通风孔51比喻成两条通道，热风要从哪条道走，要看哪条道的阻力小（也叫风阻）。

如图7所示，在另一实施例中，还可以根据实际需要，将煤样托7与煤样盘5一体成型。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种热风穿透外循环式煤样减湿装置，其特征在于：包括箱体（1）、控制器（4）以及装设于密闭箱体（1）内的风机（2）、隔板（3）、气体加热器（6），所述隔板（3）将箱体（1）分隔成上腔（101）和下腔（102），所述上腔（101）顶部或侧面开设有出风口（103），所述下腔（102）的底部或侧面开设有进风口（104），所述风机（2）位于上腔（101）中靠近出风口（103）处，所述气体加热器（6）位于下腔（102）中；所述隔板（3）上放置有一个以上用来盛装煤样的煤样盘（5），所述煤样盘（5）的底部开设有一个以上的通风孔（51），所述煤样盘（5）的下方设有用来收集落样的煤样托（7）。

2.根据权利要求1所述的热风穿透外循环式煤样减湿装置，其特征在于：所述上腔（101）和/或下腔（102）中安装有用来检测热风流速的风速计（9），所述控制器（4）通过一变频器（10）与风机（2）相连；所述控制器（4）根据风速计（9）采集的风速信号与预设的风速比较从而通过变频器（10）调整风机（2）的转速。

3.根据权利要求1或2所述的热风穿透外循环式煤样减湿装置，其特征在于：所述煤样托（7）包括由上至下依次相连的支撑部（71）、通风部（72）和收样部（73），所述支撑部（71）支承于隔板（3）上，所述煤样盘（5）放置于支撑部（71）的上方，所述收样部（73）位于支撑部（71）的下方。

4.根据权利要求3所述的热风穿透外循环式煤样减湿装置，其特征在于：所述煤样托（7）与煤样盘（5）一体成型。

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