CN104279839B - 混合干燥一体机和混合干燥工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混合干燥一体机，包括配料系统、混合系统、干燥系统、破碎筛分系统和自动控制系统，配料系统、混合系统、干燥系统和破碎筛分系统间设有物料运输管道，配料系统可配出预设重量的物料，混合系统可将物料混合，干燥系统可对物料进行干燥，破碎筛分系统可对物料进行破碎并筛分，筛分后的筛下物可运输至储存仓或备用，自动控制系统控制配料系统、混合系统、干燥系统和破碎筛分系统的工作。本发明还提供了一种混合干燥工艺。本发明提供的混合干燥一体机，可将物料混合均匀并进行有效地干燥，密闭生产，安全可靠，不污染环境，设备集成度高，占用场地小，解决了物料粘结造成的停机时间长、清理工作量大的问题，提高了生产效率。

Description

混合干燥一体机和混合干燥工艺

技术领域

本发明涉及一种机械设备，具体而言，涉及一种混合干燥一体机和用该混合干燥一体机进行加工的混合干燥工艺。

背景技术

干燥技术有着宽广的服务领域，面对众多的产业，理化性质各不相同的物料，产品质量及其他方面的要求千差万别，食品、石油化工、医药等行业都有根据自身特点的专用干燥技术及干燥器。这些传统干燥技术发展历史较长、成熟可靠，在世界各国已经得到广泛的应用。传统的干燥器主要有箱式干燥器、转筒干燥器、带式干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器、真空干燥器、红外热辐射干燥器等。在化工行业，干燥是必不可少的化工操作单元，不同的化工介质也有不同的干燥设备。

传统的干燥器单纯地对物料进行干燥，新型建筑保温材料采用传统的生产工艺进行生产时，生产流程如下：

人工配料、称量、分散——固、液物流混合——皮带输送机输送——一级干燥——二级干燥——三级干燥——破碎筛分

采用上述工艺生产，需要分散机、叉车、拉缸、电子秤、提升设备、混合机、皮带输送机、干燥机、破碎机等多台设备，生产设备多，占用场地面积大，生产效率低，且生产不能做到完全密封、对环境有一定的污染。

因此，需要寻找一种新型的混合干燥设备，集成度高、占用场地小、生产效率高，完全密封、污染小，生产效率高。

发明内容

为解决上述技术问题或者之一，本发明的一个目的在于，提供一种混合干燥一体机，具有配料、混合、干燥、破碎筛分等多种功能，集成度高，占用场地面积小，密闭生产，不污染环境，解决了物料粘结造成的停机时间长、清理工作量大的问题，提高了生产效率。本发明还提供了一种混合干燥工艺。

有鉴于此，本发明提供了一种混合干燥一体机，包括配料系统、混合系统、干燥系统、破碎筛分系统和自动控制系统，所述配料系统与所述混合系统间、所述混合系统与所述干燥系统间、所述干燥系统与所述破碎筛分系统间均设有物料运输管道，所述配料系统可配出预设重量的物料，并通过所述物料运输管道将所述物料运送至所述混合系统，所述混合系统可将所述物料混合并通过所述物料运输管道将所述物料运送至所述干燥系统，所述干燥系统可对所述物料进行干燥处理并通过所述物料运输管道将所述物料运送至所述破碎筛分系统，所述破碎筛分系统可将经所述干燥系统处理后的所述物料进行破碎并筛分，筛分后的筛下物可运输至储存仓或备用，所述自动控制系统控制所述配料系统、混合系统、干燥系统和破碎筛分系统的工作。

该技术方案中，混合干燥一体机具有配料、混合、干燥、破碎筛分等多种功能，集成度高，占用场地面积小；各系统间通过物料运输管道相连，密闭生产，不污染环境；自动化程度高、生产效率高。

优选地，所述配料系统包括固体物料配料系统和液体物料配料系统，所述固体物料配料系统包括第一输送风机、第二输送风机、固体物料配料仓和称重传感器，所述第一输送风机位于所述固体物料配料仓的一侧并通过物料运输管道与所述固体物料配料仓的进料口相连，所述固体物料配料仓的出料口设有所述第二输送风机并通过所述物料运输管道与所述混合系统相连，所述称重传感器位于所述固体物料配料仓上，所述第一输送风机产生的气流可吹动固体物料，使所述固体物料沿所述物料运输管道进入所述固体物料配料仓内，当所述固体物料的重量达到预设值时，所述称重传感器可通过所述自动控制系统控制所述第一输送风机停止工作，并控制所述第二输送风机开始工作，将所述固体物料送入所述混合系统。

传统的固体物料的配料方法主要有流量计配料、计量泵配料、容积式配料、称重配料等方式，本发明为了提高固体物料配料系统配料的稳定性，采用高精度的称重传感器进行称重配料，配料精度可以达到0.2％。配料时，控制输送风机的电机采用变频调速控制，通过提前量的设置，自动控制系统可自动调节电机的转速，从而实现对固体物料进料量的精准控制。传统固体物料输送方式主要有提升机输送、螺旋输送机输送、链板机输送、电动葫芦吊装等方式，这些方式均为机械输送，设备噪音大、磨损厉害、设备维修费用高、场地利用率低，在本发明中固体物料采用风机正压气流密闭输送，克服了现有技术的上述缺点。

优选地，所述液体物料配料系统包括泵送装置、压送罐和雾化喷头，所述压送罐上设置有排气阀，所述泵送装置与所述压送罐的进料口相连并可将液体物料泵送进所述压送罐内，所述压送罐的出料口与所述雾化喷头通过所述物料运输管道相连。

现有技术中，液体物料的输送方式主要有通过液位差自流重力输送、泵送、正压输送、负压输送等方式，本设备的液体物料配料系统采用正压输送，配料时压送罐排气阀打开，以方便物料顺利地进入压送罐同时排出输送气体，物料重量达到设定值时计量自动结束。关闭压送罐排气阀，将高于大气压的正压空气通入压送罐内，压送罐中的料和气一起经物料运输管道经雾化喷头喷洒到混合机内的固体物料上，此时料、气分离，空气排入大气。正压输送由于采用的均是气动元件，解决了设备机械故障的问题。

优选地，所述混合系统包括无重力双轴桨叶混合机且所述无重力双轴桨叶混合机为卧式结构，所述无重力双轴桨叶混合机内装有两根旋向相反的平行轴，所述平行轴上装有不同预设角度的桨叶。

混合系统采用无重力双轴桨叶混合机进行混合，无重力双轴桨叶混合机内装有两根反向旋转的平行轴且轴上装有不同预设角度的浆叶，由于浆叶的特殊设置，确保物料可在径向、环向、轴向三个方向进行运动，形成复合循环，物料在机械作用下处于失重状态，广泛交错地产生对流、扩散，从而在极短的时间内混合均匀，混合效率极高。

优选地，所述干燥系统包括主干燥系统，所述主干燥系统包括搅拌机且所述搅拌机为立式结构，底部设有旋风式进风口，所述搅拌机的转轴上设有动刀片和静刀片，所述动刀片为立体三角形结构，所述静刀片为圆柱形结构，所述搅拌机的转轴上还设置有铲刀且所述铲刀位于所述搅拌机的底部，所述铲刀上设有耙齿。

本发明提供的主干燥系统的搅拌机是针对粘结性非常强的物料专门开发的一款搅拌机，所以在搅拌机的结构设计上作了许多特殊的处理，保证物料不会粘结在搅拌浆叶及搅拌筒体内壁、底部。搅拌机采用立式结构，底部进风口采用旋风设计，保证物料通过底部进风口后，在热风和搅拌的作用下可以自然的呈旋转状态，而不是单纯的通过搅拌来实现，热风一方面是起干燥的作用，另一方面起到了辅助搅拌的作用，由于底部进风口的特殊设计，可以保证物料在最短的时间内均匀干燥。为了防止物料粘结，在搅拌浆叶的设计上也作了许多特殊的处理，底部搅拌采用耙齿结构，一旦有少量的物料粘结在底部，可以迅速地被切割成小块，通过底部强大的进风吹起，而主搅拌浆叶采用动、静刀片结合的方式，通过动、静刀片之间的相对运动保证物料的快速混合，并将成团的物料通过快速的碰撞分割成小块，动浆叶采用立体三角形设计，静浆叶采用圆柱形设计，表面光滑无死角，防止物流粘结在浆叶上。

优选地，所述干燥系统还包括预干燥系统，所述预干燥系统包括第一风机，所述第一风机产生的热风对所述物料进行干燥。

混合系统在进行混合时，因为有液体物料的存在，为了快速干燥，无重力双轴桨叶混合机上部采用热风吹送干燥。

优选地，所述预干燥系统还包括夹套，所述夹套设置在所述双轴无重力混合机的底部和侧面，所述夹套内可装有热水并可对所述物料进行干燥。

无重力双轴桨叶混合机的底部及侧面设有夹套，并可对夹套进行加热以加速干燥，且夹套的温度可控。

优选地，所述干燥系统还包括辅助干燥系统，所述辅助干燥系统包括流化床，所述流化床上设置有搅拌器。

经过主干燥后的物料已基本干燥，表面黏结性已降低70％—80％。用流化床进行干燥是辅助干燥，本辅助干燥系统采用搅拌式流化床，在普通的流化床上设置水平搅拌器，物料在受到流化床干燥的同时，还受到水平搅拌器的搅拌作用，浆叶的搅拌可加速物料的干燥。

优选地，所述辅助干燥系统的流化床的内部空间被分割成多个仓室，每一所述仓室上均设有进风口并通过进风管与第二风机相连，每一所述仓室内均设有搅拌器。

流化床底部被分割成许多小的仓室，每个仓室的进风量通过风门及调整风机的进风量实现调节，热风由底部进入，温度可以自由调节，物料除了受到流态化气体作用外，还受到水平搅拌器的搅拌作用，由于浆叶的搅拌，使物料与热风能够良好接触，干燥器内水分及一些溶剂快速蒸发，仓室上部温度急剧下降，致使物料温升小，物料在流态化气体的推进作用下移动，同时水平搅拌器的作用加快了物料的移动。当干燥时间达到预设的时间时，流化床室的排料门打开，物料被快速的排到破碎筛分系统。物料排空后，自动关闭排料门，等待下一批次物料的进入。

优选地，所述破碎筛分系统包括电机、搅拌轴和安装在所述搅拌轴上的上桨叶和下桨叶，所述电机的输出轴与所述搅拌轴连接，所述上桨叶和下桨叶之间设有筛网，所述电机可带动所述搅拌轴旋转，所述上桨叶对所述物料进行破碎，所述下桨叶将所述筛网的筛下物送入所述储存仓。

该破碎筛分系统上部为直筒式的结构，下部为锥形结构，筒体的中间为搅拌轴，搅拌轴上安装有上浆叶及下浆叶，上、下浆叶之间是筛网，经流化床干燥后的物料还有极少量的物料由于粘结剂而成团，通过上浆叶的搅拌将较大的包裹颗粒分散成小颗粒，并通过筛网流到锥形部位，电机旋转时上、下浆叶同时在旋转，下浆叶将筛过的物料送到锥形底部，通过送料风机将物料送到储存仓。通过筛分后，少量成团的物质留在筛网上，定时进行清理即可。

本发明还提供了一种混合干燥工艺，包括以下步骤：

步骤S102，将固体物料和液体物料按设定值进行配料；

步骤S104，将所述固体物料和液体物料进行混合；

步骤S106，将混合后的物料进行干燥；

步骤S108，将干燥后的所述物料进行破碎，并将破碎后的所述物料进行筛分，筛下物可运输至储存仓或备用。

将物料依次进行配料、混合、干燥、破碎筛分，实现了固体物料与液体物料的快速混合、干燥及连续生产，混合后的物料成分均匀，充分干燥，提高了生产效率。

优选地，所述步骤S102中的配料包括：

固体物料的配料：用第一输送风机将所述固体物料吹送至固体物料配料仓，当所述固体物料配料仓上的称重传感器达到设定值时，停止所述第一输送风机的工作，然后打开所述固体物料配料仓的出料口，用第二输送风机将所述固体物料输送至混合系统；

液体物料的配料：将压送罐的排气阀打开，泵送装置将所述液体物料泵送至所述压送罐内，当所述液体物料重量达到设定值时，停止泵送并关闭所述排气阀，将所述压送罐内的所述液体物料输送至所述混合系统。

固体物料和液体物料实现了自动化配料，配比精确，生产效率高。

优选地，在所述步骤S104中，在进行混合的同时进行预干燥。

在混合的同时进行预干燥，控制混合室内的干燥度，可有效防止物料粘结到混合设备上。

优选地，所述步骤S106中所述的干燥包括主干燥和辅助干燥，对混合后的所述物料进行所述主干燥后再进行所述辅助干燥。

对物料进行主干燥后再进行辅助干燥，可对物料进行充分的干燥，以达到生产要求。

综上所述，本发明提供的混合干燥一体机是针对粘性非常强的物料专门开发的一款集多种功能、连续式生产的一体机，它将配料、混合、干燥、破碎筛分等工序有机地结合为一个整体，可以实现固体物料与液体物料的快速混合、干燥，实现了连续生产。在混合干燥一体机中，物料能否顺利地由进料端移送到出料端，从而被顺利地排出是一体机能否高效生产的重要条件，该设备结构合理、可靠，可防止物料黏附在器壁上，引起物料结块、长大，导致一体机卡死，出现故障停机等现象，进而对生产的连续性造成一定的影响，影响设备的产能及效率。本发明给出的混合干燥一体机针对物料的粘结性在设备的结构上做了许多特殊的处理，并充分考虑了干燥物料的适应能力、产品混合的均匀性、干燥程度的一致性、热效率、环境保护以及操作的连续性、安全性、可靠性等多种要素，从而克服了建筑保温产品生产过程中，由于材料粘结性的问题导致的设备停机长、清理工作量大、效率低下的问题；且生产过程全部密闭，不污染环境。

附图说明

图1是根据本发明所述的混合干燥一体机一实施例的结构示意图；

图2为图1所示混合干燥一体机的左视示意图；

图3为图1所示混合干燥一体机的俯视示意图；

图4为根据本发明所述配料系统的工作原理示意图；

图5为根据本发明所述混合系统一实施例的结构示意图；

图6为图5所示混合系统的左视示意图；

图7为根据本发明所述的物料在混合系统内运动的示意图；

图8为根据本发明所述主干燥系统的搅拌机一实施例的结构示意图；

图9为图8所示搅拌机的俯视示意图；

图10为图8所示搅拌机的底部旋风式进风口的结构示意图；

图11为根据本发明所述主干燥系统的搅拌机的动刀片的结构示意图；

图12为根据本发明所述辅助干燥系统的流化床一实施例的结构示意图；

图13为图12所示流化床的内部结构示意图；

图14为图12所示流化床床体底部网孔板的结构示意图；

图15为根据本发明所述破碎筛分系统一实施例的结构示意图；

图16为图15所示破碎筛分系统的左视示意图；

图17为图15所示破碎筛分系统的俯视示意图；

图18为根据本发明所述混合干燥工艺的流程框图。

其中，图1至图17中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1配料系统，101第一输送风机，102第二输送风机，103固体物料配料仓，104第一液体物料配料系统，105第二液体物料配料系统，106液体物料配料仓，107泵送装置，108压送罐，109雾化喷头，110～111快装蝶阀，112软管，113～115球阀，116减压阀，117电磁阀，118安全阀，119排气阀，120～121气动球阀，122～124气动蝶阀，2混合系统，201喷气管，202第一搅拌轴，203搅拌桨叶，204检查门，205排料门，206固体物料进料口，207液体物料进料管，311热风进风管，312夹套，32主干燥系统，320第二搅拌轴，321上部动刀片，322上部静刀片，323中部动刀片，324中部静刀片，325下部动刀片，326下部静刀片，327铲刀，328耙齿，329第一筛网，3210搅拌筒，3211动刀片支撑轴，33辅助干燥系统，331第一仓室，332第二仓室，333第三仓室，334第四仓室，335第五仓室，336第六仓室，337散热器，338鼓风机，339进风总管，3310风量调节阀，3311网孔板，3312搅拌器，3313排风机，3314排风管，4破碎筛分系统，401第三搅拌轴，402上桨叶，403下桨叶，404第二筛网，405输送体，406电机

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1至图3所示，本发明提供了一种混合干燥一体机，包括配料系统1、混合系统2、干燥系统、破碎筛分系统4和自动控制系统，所述配料系统1与所述混合系统2间、所述混合系统2与所述干燥系统间、所述干燥系统与所述破碎筛分系统4间均设有物料运输管道，所述配料系统1可配出预设重量的物料，并通过所述物料运输管道将所述物料运送至所述混合系统2，所述混合系统2可将所述物料混合并通过所述物料运输管道将所述物料运送至所述干燥系统，所述干燥系统可对所述物料进行干燥处理并通过所述物料运输管道将所述物料运送至所述破碎筛分系统4，所述破碎筛分系统4可将经所述干燥系统处理后的所述物料进行破碎并筛分，筛分后的筛下物可运输至储存仓或备用，所述自动控制系统控制所述配料系统1、混合系统2、干燥系统和破碎筛分系统4的工作。

该混合干燥一体机，具有配料、混合、干燥、破碎筛分等多种功能，集成度高，占用场地面积小；各系统间通过物料运输管道相连，密闭生产，不污染环境。

其中，自动控制系统是设备的心脏，用于控制配料系统、混合系统、干燥系统和破碎筛分系统的工作。本实施例的混合干燥一体机是机电一体化集成度很高的设备，可由PLC集中控制：具有自动及手动功能，并能在手、自动之间实现无扰切换；具有工艺流程静态及动态画面显示功能，实时显示设备的运行状态，对制程实时进行监控；具有故障报警管理功能：能够及时发现故障，并能准确的发出故障报警，包括设备的名称、位号、发生时间、恢复时间及故障性质等；具有记忆存储及恢复功能，系统故障停机或人为停机的情况下，系统恢复后具有连续生产的功能；具有配方管理功能：配方及设定值的管理及传送，系统可以预先设定不同配方实现不同的配方生产、显示当前配方和生产清单；具有历史数据处理功能：显示、每批、每班、每日、每周的配料情况，显示存储各种物料的班、日、周的单耗和总耗。

如图4所示，优选地，所述配料系统1包括固体物料配料系统和液体物料配料系统，所述固体物料配料系统包括第一输送风机101、第二输送风机102、固体物料配料仓103和称重传感器，所述第一输送风机101位于所述固体物料配料仓103的一侧并通过所述物料运输管道与所述固体物料配料仓103的进料口相连，所述固体物料配料仓103的出料口设有所述第二输送风机102并通过所述物料运输管道与所述混合系统2相连，所述称重传感器位于所述固体物料配料仓103上，所述第一输送风机101产生的气流可吹动固体物料，使所述固体物料沿所述管道进入所述固体物料配料仓103内，当所述固体物料的重量达到预设值时，所述称重传感器可通过所述自动控制系统控制所述第一输送风机101停止工作，并控制所述第二输送风机102开始工作，将所述固体物料送入所述混合系统2。

传统的固体物料的配料方法主要有流量计配料、计量泵配料、容积式配料、称重配料等方式，本发明为了提高固体物料配料系统配料的稳定性，采用高精度的称重传感器进行称重配料，配料精度可以达到0.2％。配料时，控制输送风机的电机采用变频调速控制，通过提前量的设置，自动控制系统可自动调节电机的转速，从而实现对固体物料进料量的精准控制。传统固体物料输送方式主要有提升机输送、螺旋输送机输送、链板机输送、电动葫芦吊装等方式，均为机械输送，设备噪音大、磨损厉害、设备维修费用高、场地利用率低，在本发明中固体物料采用风机正压气流密闭输送，克服了上述缺点。

如图4所示，优选地，所述液体物料配料系统包括泵送装置107、压送罐108和雾化喷头109，所述压送罐108上设置有排气阀119，所述泵送装置107与所述压送罐108的进料口相连并可将液体物料泵送进所述压送罐108内，所述压送罐108的出料口与所述雾化喷头109通过所述物料运输管道相连。

现有技术中，液体物料的输送方式主要有通过液位差自流重力输送、泵送、正压输送、负压输送等方式，本设备的液体物料配料系统采用正压输送，配料时压送罐排气阀打开，以方便物料顺利地进入压送罐同时排出输送气体，物料重量达到设定值时计量自动结束。关闭压送罐的排气阀，将高于大气压的正压空气通入压送罐内，压送罐中的液体物料和空气一起经物料运输管道、经雾化喷头喷洒到混合机内的固体物料上，此时液体物料和空气分离，空气排入大气。正压输送由于采用的均是气动元件，解决了设备机械故障的问题。

如图5和图6所示，优选地，所述混合系统2包括无重力双轴桨叶混合机且所述无重力双轴桨叶混合机为卧式结构，所述无重力双轴桨叶混合机内装有两根旋向相反的平行轴，所述平行轴上装有不同预设角度的桨叶。

混合系统采用无重力双轴桨叶混合机进行混合，无重力双轴桨叶混合机内装有两根反向旋转的平行轴且轴上装有不同预设角度的浆叶，由于浆叶的特殊设置，确保物料可在径向、环向、轴向三个方向进行运动，形成复合循环，物料在机械作用下处于失重状态，广泛交错地产生对流、扩散，从而在极短的时间内混合均匀，混合效率极高。

如图8至图11所示，优选地，所述干燥系统包括主干燥系统32，所述主干燥系统32包括搅拌机且所述搅拌机为立式结构，底部设有旋风式进风口，所述搅拌机的转轴(即第二搅拌轴320)上设有动刀片和静刀片，所述动刀片为立体三角形结构，所述静刀片为圆柱形结构，所述搅拌机的转轴上还设置有铲刀327且所述铲刀327位于所述搅拌机的底部，所述铲刀327上设有耙齿328。

本发明提供的主干燥系统的搅拌机是针对粘结性非常强的物料专门开发的一款搅拌机，所以在搅拌机的结构设计上作了许多特殊的处理，保证物料不被粘结在搅拌浆叶及搅拌筒体内壁、底部。搅拌机采用立式结构，底部进风口采用旋风设计，保证物料通过热风后在搅拌的作用下可以自然的呈旋转状态，而不是单纯的通过搅拌来实现，热风一方面是起干燥的作用，另一方面起到了一种辅助搅拌的作用，由于底部进风口的特殊设计，可以保证物料在最短的时间内均匀干燥。为了防止物料粘结，在搅拌浆叶的设计上也作了许多特殊的处理，底部搅拌采用耙齿结构，一旦有少量的物料粘结在底部，可以迅速地被切割成小块，通过底部强大的进风吹起，而主搅拌浆叶采用动、静刀片结合的方式，通过动、静刀片之间的相对运动保证物料的快速混合及将成团的物料通过快速的碰撞分割成小块，动刀片采用立体三角形设计，静刀片采用圆柱形设计，表面光滑无死角，防止物料粘结在浆叶上。

如图5所示，优选地，所述干燥系统还包括预干燥系统，所述预干燥系统包括第一风机，所述第一风机产生的热风对所述物料进行干燥。

混合系统在进行混合时，因为有液体物料的存在，为了快速干燥，无重力双轴桨叶混合机上部采用热风吹送干燥，可防止液体物料的粘附。

如图5所示，优选地，所述预干燥系统还包括夹套312，所述夹套312设置在所述无重力双轴桨叶混合机的底部和侧面，所述夹套312内可装有热水并可对所述物料进行干燥。

无重力双轴桨叶混合机的底部及侧面设有夹套并可对夹套进行加热，以加速物料的干燥，且夹套的温度可控。

如图12至图14所示，优选地，所述干燥系统还包括辅助干燥系统33，所述辅助干燥系统33包括流化床，所述流化床上设置有搅拌器3312。

经过主干燥后的物料已基本干燥，表面黏结性已降低70％—80％。用流化床进行干燥是辅助干燥，本发明中辅助干燥系统采用搅拌式流化床，在普通的流化床上设置水平搅拌器，物料在受到流化床干燥的同时，还受到水平搅拌器的搅拌作用，浆叶的搅拌可加速物料的干燥。

如图13所示，优选地，所述辅助干燥系统33的流化床的内部空间被分割成多个仓室(在图13所示的实施例中，流化床的内部空间被分割成六个仓室331～336)，每一所述仓室上均设有进风口并通过进风管与第二风机(即鼓风机338)相连，每一所述仓室内均设有搅拌器3312。

流化床底部被分割成许多小的仓室，每个仓室的进风量通过调整风门及风机的进风量来实现，热风由底部进入温度可以自由调节，物料除了受到流态化气体作用外，还受到水平搅拌器的搅拌作用，由于浆叶的搅拌，使物料与热风能够良好接触，干燥器内水分及一些溶剂快速蒸发，仓室上部温度急剧下降，致使物料温升小，流态化气流保证物料向前推进，同时水平搅拌器的作用加快了物料的移动。当干燥时间达到预设的时间时，流化床室的排料门打开，物料被快速的排到破碎筛分系统。物料排空后，自动关闭排料门，等待下一批次物料的进入。

如图15至图17所示，优选地，所述破碎筛分系统4包括电机406、搅拌轴(即第三搅拌轴401)和安装在所述搅拌轴上的上桨叶402和下桨叶403，所述电机406的输出轴与所述搅拌轴连接，所述上桨叶402和下桨叶403之间设有筛网(即第二筛网404)，所述电机406可带动所述搅拌轴旋转，所述上桨叶402对所述物料进行破碎，所述下桨叶403将所述筛网的筛下物送入所述储存仓。

该破碎筛分系统上部为直筒式的结构，下部为锥形结构，筒体的中间为搅拌轴，搅拌轴上安装有上浆叶及下浆叶，上、下浆叶之间是筛网，经流化床干燥后，还有极少量的物料由于粘结剂而粘结成团，通过上浆叶的搅拌将较大的颗粒分散成小颗粒，并通过筛网流到锥形部位，电机旋转时上、下浆叶同时在旋转，下浆叶将筛过的物料送到锥形底部，通过送料风机将物料送到储存仓。通过筛分后，少量成团的物质留在筛网上，定时进行清理即可。

如图18所示，本发明还提供了一种混合干燥工艺，包括以下步骤：

步骤S102，将固体物料和液体物料按设定值进行配料；

步骤S104，将所述固体物料和液体物料进行混合；

步骤S106，将混合后的物料进行干燥；

步骤S108，将干燥后的所述物料进行破碎，并将破碎后的所述物料进行筛分，筛下物可运输至储存仓或备用。

将物料依次进行配料、混合、干燥、破碎筛分，实现了固体物料与液体物料的快速混合、干燥及连续生产，混合后的物料成分均匀，充分干燥，提高了生产效率。

优选地，所述步骤S102中的配料包括：

固体物料的配料：用第一输送风机101将所述固体物料吹送至固体物料配料仓103，当固体物料配料仓103上的称重传感器达到设定值时，停止第一输送风机101的工作，然后打开固体物料配料仓103的出料口，用第二输送风机102将所述固体物料输送至混合系统2；

液体物料的配料：将压送罐108的排气阀119打开，泵送装置107将所述液体物料泵送至所述压送罐108内，当所述液体物料重量达到设定值时，停止泵送并关闭排气阀119，将所述压送罐108内的所述液体物料输送至所述混合系统2。

固体物料和液体物料实现了自动化配料，配比精确，生产效率高。

优选地，在所述步骤S104中，在进行混合的同时进行预干燥。

在混合的同时进行预干燥，控制混合室内的干燥度，可有效防止物料粘结到混合设备上。

优选地，所述步骤S106中所述的干燥包括主干燥和辅助干燥，对混合后的所述物料进行所述主干燥后再进行所述辅助干燥。

对物料进行主干燥后再进行辅助干燥，可对物料进行充分的干燥，以达到生产要求。

下面结合新型建筑保温材料加工的实施例，来具体介绍本发明提供的混合干燥一体机的工作原理和混合干燥的工艺流程：

(一)配料系统

配料系统的工作原理：生产新型建筑保温材料生产时，固体物料只有塑料颗粒一种，液体物料根据每个厂家的配方物料品种的多少设置，本系统暂按两个考虑，如果液体物料增加只要相应增加输送泵、配料罐即可，其配料原理一致。下面就配料与进料进行说明：

a)配料：

固体物料：如图4所示，当系统收到配料信号时，首先关闭固体物料配料仓103底部的气动蝶阀123，同时打开气动蝶阀122与第一输送风机101，配料开始，称重传感器及时将重量数据传送给自动控制系统，重量到达预设值时，关闭气动蝶阀122与第一输送风机101，固体物料配料结束。

液体物料：如图4所示，本系统液体物料配料系统有两个，分别为第一液体物料配料系统104和第二液体物料配料系统105，两系统配料原理类似，下面就以第一液体物料配料系统104为例，对液体物料的配料过程进行说明。首先检查阀门110、111、113是否处于打开状态，114是否处于关闭状态。如阀门开关正确，可以配料。收到配料信号后，系统打开排气阀119进行泄压，打开压送罐108进料口的气动球阀120，同时启动泵送装置107开始配料，排气阀119起排气的作用，送料过程产生的气体从119排出，保证压送罐108内的压力与大气压一致，从而迅速的配料，重量达到预设值的一定比例时，泵送装置107自动从高速转为低速，系统从快配料转为慢配料，重量到达目标值时自动关闭压送罐108进料口的阀门120，配料结束。由于配料为自动控制系统控制，第一液体物料配料系统104的配料不影响第二液体物料配料系统105的配料。

b)进料：

固体物料：如图4所示，收到进料信号时，打开固体物料配料仓103出料口的阀门123及混合系统2进料口的阀门124，同时启动第二输送风机102，此时混合系统2开始进料。进料结束后，延时关闭阀门123、124及第二输送风机102，第二输送风机102将物料运输管道内的物质全部排出，防止颗粒沉积在管道底部，造成下次进料开始时颗粒流化不充分，堵塞物料运输管道。

液体物料：下面就第一液体物料配料系统104中物料的进料进行说明，如图4所示，自行检查，使手动进压缩空气的球阀115的阀门处于打开状态，系统收到进料信号后，排气阀119关闭，电磁阀117打开，压送罐108出料口的阀门121打开，液体物料在压缩空气的推动下往混合系统内进料，通过物料运输管道到达末端的雾化喷头109，液体物料经过雾化喷头109雾化后均匀地喷酒在固体颗粒上，在搅拌浆叶的作用下快速地将液体物料涂覆在固体物料表面。液体物料进料的快慢及雾化的效果可以通过调节减压阀116从而改变进气压力的高低来实现。118为安全阀，在正常进料、配料时均处于关闭状态，如果减压阀116的压力调得太高或系统故障，导致压送罐108内的压力超过安全阀118设定值时，安全阀118起跳自动泄压，保证压送罐及人身安全。

图4中，箭头的指向为液体物料配料时压缩空气的流动方向，泵送装置107与液体物料配料仓106之间设有软管112，便于连接。

(二)混合系统

为了提高混合系统混合的效率及混合的均匀性，系统采用无重力双轴桨叶混合机进行混合，如图5和图6所示，混合机内装有两根反向旋转的相互平行的第一搅拌轴202，第一搅拌轴202上装有不同预设角度的搅拌浆叶203，由于搅拌浆叶的特殊设置，确保物料在径向、环向、轴向三个方向上运动(如图7所示)，形成复合循环，物料在机械作用下处于失重状态，广泛交错产生对流、扩散，从而在极短的时间内达到均匀混合。生产新型建筑保温材料时，每批物料的混合时间为2分钟左右，混合效率极高。混合过程中物料在径向、环向、轴向三个方向上的运动如图7所示：

环向运动(即上下运动，如图7中虚线所示的轨迹)：搅拌浆叶203在减速机的带动下作旋转运动，包裹颗粒在搅拌浆叶的带动下与搅拌浆叶一起作环向运动，搅拌浆叶将上部的物料带到下部，将下部的物料带到上部；

轴向运动(即左右运动，如图7中横向箭头表示的方向)：从图7上可以看出，第一搅拌轴202上同一截面共有四片搅拌浆叶203，同一直线上的两支搅拌浆叶倾角相反，一支朝左，一支朝右。搅拌浆叶203与搅拌轴202之间成一夹角，在旋转的过程中物料通过第一片浆叶带到第二片浆叶的搅拌区域内，从左边带到右边；同时同一直线上的另一片浆叶将物料从右边带到左边。物料不断的循环传递，完成物料的左右交换混合；

径向运动(即前后运动，如图7中竖直箭头所示的方向)：无重力双轴桨叶混合机内的两根第一搅拌轴旋转方向相反，第一搅拌轴在旋转的过程中，将混合机两边的物料通过环向运动带到中间，通过另一根第一搅拌轴将物料带到另一边，完成径向运动。

因在混合的过程中，少量的物料会被带到混合机的上部及顶部，所以增设了喷气管201，如图5所示，定时吹送压缩空气，可以充分保证物料在混合机内混合以及防止物料粘结到设备的顶部，并可通过检查门204查看是否有物料粘结在混合机顶部。图5中206为固体物料进料口，用于接收来自配料系统的固体物料，207为液体物料进料管，用于接收来自配料系统的液体物料，混合机将液体物料与固体物料混合均匀后，从排料门205排出物料。

(三)干燥系统

a)预干燥系统：在混合过程中，因为有液体物料存在，为了快速干燥，在混合机的上部设有热风进风管311，吹送热风以加快干燥，底部及侧面采用夹套312进行加热，夹套312内装有热水，温度可控。热风在鼓风机的作用下通过热风进风管311进入混合机的上部，热水通过水泵输送到夹套312内。在第一搅拌轴202的带动下，混合机内的物料上、下迅速地进行热交换，通过热交换带走物料中的水分，加快干燥速度。

b)主干燥系统：

如图8所示，主干燥系统32的搅拌机的第二搅拌轴320上共有七层桨叶，从上到下分别为上部动刀片321、上部静刀片322、中部动刀片323、中部静刀片324、下部动刀片325、下部静刀片326和底部的铲刀327。从图8和图9中可以看出，动刀片、静刀片均固定在圆形管上，每根圆形管上排列四个动刀片或四根圆柱形静刀片，动刀片采用立体三角形结构(如图11所示，动刀片通过动刀片支撑轴3211安装到圆形管上)，静刀片采用圆柱形结构，刀片结构简单、无死角、容易清理。每根圆形管上排列四片动刀片，其中有三片朝下，最靠近边沿的一片朝上，主要是出于上下搅拌的考虑，通过朝上、朝下的刀片完成物料的上下交换。每根圆管上的动刀片与静刀片相互错开，当第二搅拌轴320带动动刀片旋转时，动刀片刚好能够从两个圆柱形的静刀片中间穿过，通过固定与旋转的相对运动将在主干燥过程中轻微结团的物料分开。第二搅拌轴320的底层是铲刀327，铲刀327的作用是将物料从底部铲起，从而减轻搅拌的负载，防止底部粘结剂沉积导致负载过重、卡死搅拌机，造成设备停机，同时每片铲刀上有四到五个耙齿328，耙齿328距底部通风口约5mm，通过耙齿328将少量粘结在底部的物料分割成小块，通过强大的旋风将分割后的物料吹起。

主干燥系统中，搅拌机的底部进风口为旋风式进风口，其第一筛网329的结构如图10所示，从图中可以看出，风不是直接从下部吹到上部，而是从网孔侧面进风，侧面进风在搅拌机的搅拌筒3210内形成回旋风，将物料从底部托起，气流方向与搅拌旋转方向一致，在气流的推力作用下，推动物料作旋转运动，气流起了辅助搅拌的作用，从而减轻了搅拌的负载，通过结构上的合理设计达到了节能的目的。由于为侧孔，包裹颗粒表面的粘结剂也不易与侧孔接触，导致堵塞网孔。当鼓风停止工作时，颗粒也不易从通风孔中掉到鼓风夹层内。图10中，实线箭头所示的方向为第二搅拌轴的旋转方向，虚线箭头所示的方向为气流的旋转流动方向。

筛网上网孔的回旋设计、底部铲刀及铲刀上的耙齿均从一定程度上减轻了搅拌的负载，使粘结较强的物料在主干燥系统内快速干燥的过程中不卡死搅拌机。搅拌筒、搅拌机上的转轴、动刀片、静刀片、铲刀、筛网均采用静面不锈钢材料，动刀片的三角形结构、静刀片及固定动、静刀片的圆管以及整个搅拌机的立式结构均是基于设备快速清理的需要，通过微小的叠加作用来达到最佳的搅拌及清理效果。

c)辅助干燥系统：

如图12至图14所示，辅助干燥系统33采用流化床进行干燥，散热器337的热量通过鼓风机338后转化为热风，热风先经进风总管339再到进风支管，然后向流化床床体供应，进风总管339上有很多的进风支管，每个进风支管上安装风量调节阀3310。根据每批处理物料量的大小及物料的比重，可以将流化床设计成不同的长度和宽度，本系统中流化床共分隔成六个仓室，分别为第一仓室331、第二仓室332、第三仓室333、第四仓室334、第五仓室335、第六仓室336，每个仓室上设有两个进风支管，通过调节风量调节阀3310调节进风量的大小，从而确保床体上的物料充分流化，仓室顶部为网孔板3311，热风经过进风总管339进入进风支管，由侧面进风后通过网孔板3311转向90°角。每个仓室网孔板3311的网孔上部设置三个框式的搅拌器3312，搅拌器3312在旋转的过程中将物料带向前方。物料颗粒在推力的作用下可以平稳地流动，在行进的过程中实现干燥。根据物料的理化特性，调节风机的转速实现进风量的调节，物料轻的风量小一点，比重大的物料的风机转速快一点、鼓风大一点，保证物料充分流化，上下翻滚，快速干燥。如果加入的物料呈块状或含水率较高，易结团，可用调节搅拌转速的方法，控制物料的行进速度，通过搅拌将其分开，同时通过升高温度让其快速干燥。物料在流化床干燥器上停留的时间可按工艺生产要求进行自由调节(通常在几分钟至几小时之间)。因此，对于需要进行长时间干燥的物料或干燥产品含水率要求很低且易波动的情况下很适合使用流化床进行干燥。流化床下部进入的热风与物料接触后产生的废气、湿热空气通过排风管3314由流化床顶部两台排风机3313抽走，进风量、出风量保持平衡，确保流化床正常工作。

(四)破碎筛分系统

破碎筛分系统如图16至图18所示，从图中可以看出，第二筛网404处于上桨叶402与下桨叶403之间。上桨叶一方面起破碎的作用，通过不断的搅拌将大团的物料分离成第二筛网404可以接受的直径；另一方面对已破碎的物料形成挤压，让物料通过第二筛网404加速下落，然后通过下桨叶403将物料从锥体上刮下，滑到输送体405中，通过风机迅速地把物料送到储存仓。

因此，本发明上述实施例提供的混合干燥一体机具有以下优点：

1、本设备可用于新型建筑保温材料的产业化生产，该设备是一种柔性设备，可以非常方便地对进料量、搅拌转速、干燥温度、进风量、干燥时间等参数进行调整，因此，通过调整工艺参数从而实现不同理化性质、不同粘度产品的生产，用途广泛；

2、可实现自动化配料，无需人工搬运，各工序同步工作，设备参数调整后实现自动化生产，生产效率高；

3、设备采用积木式结构，物料转移以垂直、水平方式进行，设备占用场地少，设备占地面积是传统生产设备的1/2，场地、空间利用率高；

4、设备采用冗余控制的方式，一个参数的调整可以通过多种方式来实现，如：

4.1、对混合系统混合机内干燥度的控制，可以调节上部进风量，也可以采用下部夹套加热水的方式以及搅拌时间的长短进行控制，同时上部进风可以通过阀门开度大小的控制或对进风温度的控制来实现对干燥度的控制；

4.2、对主干燥室(即主干燥系统的干燥室)干燥度的控制，采用底部进风量的大小、进风温度的高低、搅拌时电机转速的快慢、搅拌时间的长短进行控制；

4.3、对辅助干燥(即流化床干燥)物料的移动同时采用流化移动及机械搅拌移动的方式；

5、由于物料本身为粘性材料，设备采用了特殊的结构及材料，清理、维护时间短，如：

5.1、为了减少粘结剂对筒壁的粘结，混合系统、主干燥系统与物料接触部份均采用不锈钢材质，表面抛光处理；搅拌定时吹气，将物料从筒壁上吹下，防止时间长久物料固化粘结；在排料时定时吹气，将物料完全排入下一级；

5.2、主干燥室是最容易粘结的部位，特别是底部，底部孔板采用斜孔而不是直孔，防止物料堵塞孔洞；同时通过搅拌浆叶上的耙齿将少量粘结在底部的物料分割，并通过鼓风吹起；

5.3、搅拌浆叶结构简单，采用立体三角形结构，与物料接触部份均是平面，无死角，容易清理；

5.4、基于立面比底部容易清理的特点，主干燥搅拌筒体采用立式结构，而不是混合系统中混合机的卧式结构，由于底部不存在物料粘结，筒体内壁清理快捷；

6、产品质量稳定，混合系统内的无重力双轴桨叶混合机可以充分保证物料混合的均匀性、颜色的一致性；主干燥系统的搅拌可以保证物料干燥程度的均匀性；

7、设备完全封闭，生产过程的粉尘、气味通过废气处理系统集中收集，可实现环保要求；生产过程中物料均采用管道输送，避免了传统人工配料的跑、冒、滴、漏等现象的产生。

综上所述，本发明提供的混合干燥一体机，可将物料混合均匀并进行有效地干燥，密闭生产，安全可靠，不污染环境，设备集成度高，占用场地小，解决了物料粘结造成的停机时间长、清理工作量大的问题，提高了生产效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种混合干燥一体机，其特征在于，包括配料系统(1)、混合系统(2)、干燥系统、破碎筛分系统(4)和自动控制系统，所述配料系统(1)与所述混合系统(2)间、所述混合系统(2)与所述干燥系统间、所述干燥系统与所述破碎筛分系统(4)间均设有物料运输管道，所述配料系统(1)可配出预设重量的物料，并通过所述物料运输管道将所述物料运送至所述混合系统(2)，所述混合系统(2)可将所述物料混合并通过所述物料运输管道将所述物料运送至所述干燥系统，所述干燥系统可对所述物料进行干燥处理并通过所述物料运输管道将所述物料运送至所述破碎筛分系统(4)，所述破碎筛分系统(4)可将经所述干燥系统处理后的所述物料进行破碎并筛分，筛分后的筛下物可运输至储存仓或备用，所述自动控制系统控制所述配料系统(1)、混合系统(2)、干燥系统和破碎筛分系统(4)的工作。

2.根据权利要求1所述的混合干燥一体机，其特征在于，所述配料系统(1)包括固体物料配料系统和液体物料配料系统，所述固体物料配料系统包括第一输送风机(101)、第二输送风机(102)、固体物料配料仓(103)和称重传感器，所述第一输送风机(101)位于所述固体物料配料仓(103)的一侧并通过物料运输管道与所述固体物料配料仓(103)的进料口相连，所述固体物料配料仓(103)的出料口设有所述第二输送风机(102)并通过所述物料运输管道与所述混合系统(2)相连，所述称重传感器位于所述固体物料配料仓(103)上，所述第一输送风机(101)产生的气流可吹动固体物料，使所述固体物料沿所述物料运输管道进入所述固体物料配料仓(103)内，当所述固体物料的重量达到预设值时，所述称重传感器可通过所述自动控制系统控制所述第一输送风机(101)停止工作，并控制所述第二输送风机(102)开始工作，将所述固体物料送入所述混合系统(2)。

3.根据权利要求2所述的混合干燥一体机，其特征在于，所述液体物料配料系统包括泵送装置(107)、压送罐(108)和雾化喷头(109)，所述压送罐(108)上设置有排气阀(119)，所述泵送装置(107)与所述压送罐(108)的进料口相连并可将液体物料泵送进所述压送罐(108)内，所述压送罐(108)的出料口与所述雾化喷头(109)通过所述物料运输管道相连。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的混合干燥一体机，其特征在于，所述混合系统(2)包括无重力双轴桨叶混合机且所述无重力双轴桨叶混合机为卧式结构，所述无重力双轴桨叶混合机内装有两根旋向相反的平行轴，所述平行轴上装有不同预设角度的桨叶。

5.根据权利要求4所述的混合干燥一体机，其特征在于，所述干燥系统包括主干燥系统(32)，所述主干燥系统(32)包括搅拌机且所述搅拌机为立式结构，底部设有旋风式进风口，所述搅拌机的转轴上设有动刀片和静刀片，所述动刀片为立体三角形结构，所述静刀片为圆柱形结构，所述搅拌机的转轴上还设置有铲刀(327)且所述铲刀(327)位于所述搅拌机的底部，所述铲刀(327)上设有耙齿(328)。

6.根据权利要求5所述的混合干燥一体机，其特征在于，所述干燥系统还包括预干燥系统，所述预干燥系统包括第一风机，所述第一风机产生的热风对所述物料进行干燥。

7.根据权利要求6所述的混合干燥一体机，其特征在于，所述预干燥系统还包括夹套(312)，所述夹套(312)设置在所述无重力双轴桨叶混合机的底部和侧面，所述夹套(312)内可装有热水并可对所述物料进行干燥。

8.根据权利要求5所述的混合干燥一体机，其特征在于，所述干燥系统还包括辅助干燥系统(33)，所述辅助干燥系统(33)包括流化床，所述流化床上设置有搅拌器(3312)。

9.根据权利要求8所述的混合干燥一体机，其特征在于，所述辅助干燥系统(33)的流化床的内部空间被分割成多个仓室，每一所述仓室上均设有进风口并通过进风管与第二风机相连，每一所述仓室内均设有搅拌器(3312)。

10.根据权利要求4所述的混合干燥一体机，其特征在于，所述破碎筛分系统(4)包括电机(406)、搅拌轴和安装在所述搅拌轴上的上桨叶(402)和下桨叶(403)，所述电机(406)的输出轴与所述搅拌轴连接，所述上桨叶(402)和下桨叶(403)之间设有筛网，所述电机可带动所述搅拌轴旋转，所述上桨叶(402)对所述物料进行破碎，所述下桨叶(403)将所述筛网的筛下物送入所述储存仓。

11.一种混合干燥工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S102，将固体物料和液体物料按设定值进行配料；

步骤S104，将所述固体物料和液体物料进行混合；

步骤S106，将混合后的物料进行干燥；

步骤S108，将干燥后的所述物料进行破碎，并将破碎后的所述物料进行筛分，筛下物可运输至储存仓或备用；

所述步骤S102中的配料包括：

固体物料的配料：用第一输送风机(101)将所述固体物料吹送至固体物料配料仓(103)，当所述固体物料配料仓(103)上的称重传感器达到设定值时，停止所述第一输送风机(101)的工作，然后打开所述固体物料配料仓(103)的出料口，用第二输送风机(102)将所述固体物料输送至混合系统(2)；

液体物料的配料：将压送罐(108)的排气阀(119)打开，泵送装置(107)将所述液体物料泵送至所述压送罐(108)内，当所述液体物料重量达到设定值时，停止泵送并关闭所述排气阀(119)，将所述压送罐(108)内的所述液体物料输送至所述混合系统(2)。

12.根据权利要求11所述的混合干燥工艺，其特征在于，在所述步骤S104中，在进行混合的同时进行预干燥。

13.根据权利要求11所述的混合干燥工艺，其特征在于，所述步骤S106中所述的干燥包括主干燥和辅助干燥，对混合后的所述物料进行所述主干燥后再进行所述辅助干燥。