CN103673580A - 烘干滚筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烘干滚筒，包括该烘干滚筒包括筒体（3）、通入有热气流的主引流管（2）和引流支管（4），主引流管从筒体的进口端（1）轴向伸入该筒体的内腔中，引流支管连通主引流管并用于将该主引流管中的热气流排出至所述内腔中，以形成扰流。当进口端通入热气流时，热气流中较大部分地进入主引流管内，部分地进入主引流管与筒体内壁之间的空间中，主引流管内的热气流通过径向延伸的引流支管流向筒体内腔的各处。从主引流管流向引流支管再喷出的气流具有较高速度，与直接流入内腔的热气流之间存在速度差，再加上滚筒的转动，使得筒体内腔中的流场产生强烈扰动，增强了湍流强度，从而具有较好的对流换热效果，而且提高能耗利用率。

Description

烘干滚筒

技术领域

本发明涉及一种烘干滚筒，尤其是一种具有喷吹增强换热装置的干混砂浆烘干滚筒。

背景技术

在如图1所示的常见干混砂浆烘干滚筒中，主要通过筒体3的转动，带动筒体3内的提料叶片5（或称提料板）将物料进行提升和抛洒，在筒体3的进口端通入热气流的情况下，实现物料与热气流之间的热交换，从而烘干物料。其中，为提高烘干滚筒的热效率，获得更好的烘干效果，主要是通过合理设计提料叶片5的结构以及采用组合式提料叶片结构，使物料形成连续料帘，延长物料滞空时间，从而加强热交换效果。但在这种烘干滚筒中，从进口端进入的热气流由于具有一定的轴向速度，比较容易穿过筒体3后直接排出，而造成与物料之间接触时间不足，尤其是在物料不足的情形下。这使得现有烘干滚筒的烘干效率低、能耗高，不能满足节能减排的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种烘干滚筒，能改善热气流与物料之间的热交换效果，节能高效。

为实现上述目的，本发明提供了一种烘干滚筒，该烘干滚筒包括筒体、通入有热气流的主引流管和引流支管，所述主引流管从所述筒体的进口端轴向伸入该筒体内腔中，所述引流支管连通所述主引流管并用于将该主引流管中的热气流排出至所述内腔中，以形成扰流。

优选地，所述主引流管在所述进口端处的第一管径小于所述进口端的开口尺寸。

优选地，所述第一管径与所述筒体的筒径的比值大于等于0.25且小于等于0.3。

优选地，所述主引流管形成为多区段变截面管，在从所述进口端朝向内腔延伸的轴向上，所述主引流管的各区段的管径依次减小，并且每个区段上均设置有所述引流支管。

优选地，所述主引流管的每个区段上设有沿周向间隔布置的多个所述引流支管。

优选地，在所述主引流管的每个所述区段上，设置的多个引流支管的横截面积之和小于所述区段自身的横截面积。

优选地，在从所述进口端朝向内腔延伸的轴向上，所述主引流管的各区段的管径依次为D_i，每个所述区段上设置的所述引流支管的管径分别为d_i，各个所述区段上设置的所述引流支管的数目为n_i，并且满足： $D_{i+1}=\sqrt{{D_i}^2-n_i{d_i}^2},$ 其中1≤i≤N。

优选地，所述主引流管的最小管径的所述区段内设有挡板。

优选地，所述筒体的内壁上设有沿轴向间隔的提料叶片，所述引流支管朝向所述提料叶片之间的内壁延伸。

优选地，所述引流支管的一端连通所述主引流管，另一端形成为开口；或者，所述引流支管的一端连通所述主引流管，另一端封闭，并且引流支管的管壁上形成有多个排气孔。

优选地，所述主引流管通过安装支架安装于所述筒体上以跟随该筒体转动。

根据上述技术方案，在本发明的烘干滚筒中引入了主引流管和引流支管，在筒体的进口端通入热气流的情况下，热气流中较大部分地进入主引流管内，部分地进入主引流管与筒体内壁之间的空间中，主引流管内的热气流通过径向延伸的引流支管流向筒体内腔的各处。在这种引流结构中，从主引流管流向引流支管再喷出的气流具有较高速度，与从进口端直接流入内腔的热气流之间存在速度差，再加上滚筒的转动，使得筒体内腔中的流场产生强烈扰动，增强了湍流强度，从而具有较好的对流换热效果，改善了热气流与物料之间的热交换效果，而且热气流滞留筒体内腔的时间更长，提高能耗利用率。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术的烘干滚筒中布置的提料叶片的结构示意图；

图2为根据本发明的优选实施方式的烘干滚筒的立体结构示意图，其中，为了显示内腔中的结构，对筒体进行了剖开显示；

图3为图2所示的烘干滚筒的主视图，同样对内部结构进行了剖切显示，图中箭头表示热气流的流向；

图4为图3所示的烘干滚筒的左视图；

图5为图3中所示的烘干滚筒中的圈起部分的放大示意图；

图6为图5中所示的引流支管的主视图。

附图标记说明

1    进口端    2  主引流管

3    筒体      4  引流支管

5    提料叶片  6  安装支架

7    挡板      41 排气孔

D₀   筒径      D_i 管径

α   夹角

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

如图2所示，本发明提供了一种烘干滚筒，该烘干滚筒包括筒体3、通入有热气流的主引流管2和引流支管4，主引流管2从筒体3的进口端1轴向伸入筒体3的内腔中，引流支管4连通主引流管2并用于将该主引流管2中的热气流排出至所述内腔中，以形成扰流。在本发明中，作为总的发明构思，为克服现有设计中热气流与物流之间的接触时间不足，热交换效率低下的问题，特别设计了上述的喷吹增强换热装置，即主引流管2和引流支管4，往筒体3的内腔中引入扰流气体，从而对滚筒3的内部流场形成强烈扰动，增强湍流强度和对流换热强度，提高物料与热气流的换热性能和换热效率，进而提高烘干滚筒的热效率。

具体地，为获得对流效果，如图2至图4所示，设计为圆管的主引流管2在进口端1处的第一管径D₁优选为小于进口端1的开口尺寸。这样，在筒体3的进口端1通入热气流的情况下，热气流中较大部分地进入主引流管2内，部分地进入主引流管2与筒体3内壁之间的环形空间中，而主引流管2内的热气流会通过沿径向倾斜延伸的引流支管4流向筒体内腔的上述环形空间的各处。在这种喷吹增强换热装置中，从主引流管2流向引流支管4后再喷出的气流具有较高速度，与从进口端1直接流入内腔的热气流之间存在速度差，再加上滚筒3的转动，使得具有速度差和流向差的流体交汇后对筒体内腔中的流场产生强烈扰动，增强了湍流强度，从而具有较好的对流换热效果。在本实施方式中，经过不断尝试总结，如图3所示，当主引流管2在进口端1处的第一管径D₁与筒体3的筒径D₀的比值在大于等于0.25且小于等于0.3时，可使得从进口端1进入的热气流在筒体内腔中形成较好的扰动流场，延长滞留时间，与旋转物料之间获得较好的热交换效果。

在上述具有主引流管2和引流支管4的喷吹增强换热装置中，由于气流从主引流管2流向引流支管4的过程中，引流支管4截面积通常显著小于主引流管2，即流通截面积产生了变化，因而在压力作用下会提高流速，从而与主引流管2外的热气流之间具有速度差。但为了形成所述压力，以促使主引流管2中的热气流流向引流支管4，并且使得热气流在主引流管2的轴向上的各引流支管4更均匀地喷出，如图2和图3所示，本实施方式中的主引流管2优选地形成为多区段变截面管，在从进口端1朝向筒体内腔延伸的轴向上，主引流管2的各区段的管径依次减小，并且每个区段上均设置有引流支管4。这样，在主引流管2的相邻两区段之间，由于存在变径，两区段之间的阶梯面对前区段流向后区段的热气流产生一定的阻挡效果，提升了前区段的热气流压力，促使该热气流更多且更高速地流向前区段上设置的引流支管4中。其中，引流支管4优选为靠近两区段之间的阶梯面安装，以便于受阻后的热气流流向引流支管4。

如图3所示，在从进口端1朝向内腔延伸的轴向方向上，主引流管2的各区段的管径依次为D_i，其中1≤i≤N，每个区段上设置的引流支管4的管径分别为d_i，各个区段上设置的引流支管4的数目为n_i，其中1≤i≤N。在本实施方式中，在不断试验总结的基础上，获得管径变化的优选公式为：

以图2和图3所示的主引流管2具有5个区段（N=5）为例，即主引流管2具有管径依次递减的第一管径D₁、第二管径D₂、第三管径D₃、第四管径D₄和第一管径D₅。这样，在主引流管2的每个区段上设有沿周向间隔布置的n_i个引流支管4的情况下，设置引流支管4的数量n_i越多，管径递减速率越大，使得变径节流效果越明显，热气流更多地流向各个引流支管4。同样地，在引流支管4的管径d_i越大的情况下，也使得变径节流效果越明显。需要说明的是，根据公式

可知，主引流管2的各个区段上设置的引流支管4的管径和数目的最大值受限，至少应使得该区段上设置的全部引流支管4的横截面积小于所述区段的横截面积，这样可以保证从引流支管喷出的热气流与主引流管2外的热气流之间具有速度差，以提高筒体内腔中流场的扰动强度。

总之，主引流管2的多区段变截面设计，可对流经其中的热气流产生节流作用，热气流能更均匀分配到各区段中并向外流出。更优选地，如图5所示，主引流管2的最小管径的区段（即图2和图3中的最右边的末节区段）内设有挡板7。挡板7优选为完全封堵主引流管2，使得主引流管2内的热气流全部通过各个引流支管4向外排出，以形成扰流。

如图5所示，引流支管4优选为靠近两区段之间的阶梯面安装，并且引流支管4与主引流管2之间的夹角α优选为满足：30°≤α≤50°，以使得引流支管4喷出的热气流对筒体内腔中的流场产生更佳的扰流效果。而且，参见图2和图3，由于筒体3的内壁上设有沿轴向间隔的提料叶片5，在上述夹角范围内，引流支管4能够保证朝向提料叶片5之间的内壁延伸，不与提料叶片5产生机械干涉。

参见图6，本实施方式中的引流支管4的一端连通主引流管2，另一端优选为封闭，并且引流支管4的管壁上形成有多个排气孔41，即热气流通过引流支管4上开设的多个排气孔41更均匀地喷出到筒体内腔的各处，从而获得更好的热交换效果。在图6中，引流支管4的周向上等间距地设有四个排气孔41，即一圈设置四个排气孔41，相邻两圈排气孔41之间交错布置。更优选地，针对筒体内腔中的旋转物料的分布密度，引流支管4上沿其连接端到封闭端的各圈排气孔41的孔径依次减小，从而使得各处的排气孔41喷出的热流体流量与相同位置的物料量匹配，二者接触更充分。

主引流管2和引流支管4可静态安装，但在本实施方式中优选地跟随筒体3转动，以获得更好的扰流效果。具体地，参见图2和图3，主引流管2通过安装支架6安装于筒体3上以跟随该筒体3转动。更优选地，主引流管2与筒体3同轴安装。

根据本发明的上述烘干滚筒可有效防止高速热气流携带大量热量直接沿滚筒3的中心排出，更充分地利用了热气流。喷吹出的热气流对物料进行强制烘干作用后，最后由烘干滚筒的出口排出至除尘设备。相对于传统烘干滚筒，本发明可提高烘干滚筒热效率至少25%以上，起到较好的节能减排作用。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，例如主引流管2和引流支管4可以是除圆管之外的其它形状管道，例如方管和棱形管等，并且主引流管2的各区段上的引流支管4数目、管径以及引流支管4上的排气孔41数目、形状和孔径均不限于图示的本实施方式的举例范畴，可在本领域技术人员能够理解的范围内做出各种变化设计，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种烘干滚筒，其特征在于，该烘干滚筒包括筒体（3）、通入有热气流的主引流管（2）和引流支管（4），所述主引流管（2）从所述筒体（3）的进口端（1）轴向伸入该筒体（3）的内腔中，所述引流支管（4）连通所述主引流管（2）并用于将该主引流管（2）中的热气流排出至所述内腔中，以形成扰流。

2.根据权利要求1所述的烘干滚筒，其特征在于，所述主引流管（2）在所述进口端（1）处的第一管径（D₁）小于所述进口端（1）的开口尺寸。

3.根据权利要求2所述的烘干滚筒，其特征在于，所述第一管径（D₁）与所述筒体（3）的筒径（D₀）的比值大于等于0.25且小于等于0.3。

4.根据权利要求1所述的烘干滚筒，其特征在于，所述主引流管（2）形成为多区段变截面管，在从所述进口端（1）朝向内腔延伸的轴向上，所述主引流管（2）的各区段的管径依次减小，并且每个区段上均设置有所述引流支管（4）。

5.根据权利要求4所述的烘干滚筒，其特征在于，所述主引流管（2）的每个区段上设有沿周向间隔布置的多个所述引流支管（4）。

6.根据权利要求5所述的烘干滚筒，其特征在于，在所述主引流管（2）的每个所述区段上，设置的多个所述引流支管（4）的横截面积之和小于所述区段自身的横截面积。

7.根据权利要求6所述的烘干滚筒，其特征在于，在从所述进口端（1）朝向内腔延伸的轴向上，所述主引流管（2）的各区段的管径依次为D_i，每个所述区段上设置的所述引流支管（4）的管径分别为d_i，各个所述区段上设置的所述引流支管（4）的数目为n_i，并且满足：

其中1≤i≤N。

8.根据权利要求4所述的烘干滚筒，其特征在于，所述主引流管（2）的最小管径的所述区段内设有挡板（7）。

9.根据权利要求1所述的烘干滚筒，其特征在于，所述筒体（3）的内壁上设有沿轴向间隔的提料叶片（5），所述引流支管（4）朝向所述提料叶片（5）之间的所述内壁延伸。

10.根据权利要求1所述的烘干滚筒，其特征在于，所述引流支管（4）的一端连通所述主引流管（2），另一端形成为开口；或者，所述引流支管（4）的一端连通所述主引流管（2），另一端封闭，并且所述引流支管（4）的管壁上形成有多个排气孔（41）。

11.根据权利要求1所述的烘干滚筒，其特征在于，所述主引流管（2）通过安装支架（6）安装于所述筒体（3）上以跟随该筒体（3）转动。

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