CN106823923A - 改性机、改性冷却系统及改性工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性冷却系统，包括料斗、真空上料机、自动计量给料机、冷却机和改性机；真空上料机连接改性机，自动计量给料机连接改性机；冷却机位于改性机下方；改性机包括筒体和封盖，封盖上设有改性剂入口，筒体内设有搅拌叶片，筒体外设有调频电机；搅拌叶片包括上扬叶片，上扬叶片位于筒底表面，筒体内设有用于筒底物料随上扬叶片转动沿筒壁向上扬起的上扬结构，上扬结构位于筒底与筒体内壁的交界处；搅拌叶片包括用于物料颗粒之间撞击产生热量的摩擦叶片。利用改性机内的叶片，使物料之间相互高频撞击摩擦产生热量，有效助于提高改性剂在物料颗粒上的附着率，加快改性工艺的速度，提高产品品质。

Description

改性机、改性冷却系统及改性工艺
技术领域
本发明涉及石粉生产加工，具体涉及一种改性机、改性冷却系统及改性工艺。
背景技术
沸石粉是天然的沸石岩磨细而成，颜色为白色。在沸石粉生产过程中，需要在沸石粉粉末中添加其他物料作为改性剂或添加剂，混合形成可以应用的实际产品。
在改性工艺过程中，需要对沸石粉及改性剂进行升温，提高二者混合及反应的效率，目前所采用的方式是利用燃油在改性机的壳体底部加热，同时改性机内部搅拌使改性剂能够附着于沸石粉的颗粒表面。
但是，该种加热方式存在如下若干缺点：
1.燃油加热，存在明火，会产生火灾隐患，不利于生产环境的安全要求；
2.燃油燃烧存在尾气，影响生产环境，也污染附近的空气；
3.外部加热，改性机的外部机箱温度较高，零部件损坏较为频繁；
4.粉末物料和改性剂仅有底部加热，受热的面积较低，导致局部温度高，而整个改性机的箱体内部温度是偏低的。
发明内容
本发明的目的是为了解决提供一种改性机、改性冷却系统及改性工艺；利用改性机内的叶片，使物料之间相互高频撞击摩擦产生热量，有效助于提高改性剂在物料颗粒上的附着率，加快改性工艺的速度，提高产品品质。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种改性机，包括筒体和封盖，所述筒体或封盖上设有物料入口和改性剂入口，筒体内设有高速转动使物料弥散雾化的搅拌叶片，筒体外设有用于搅拌叶片高速转动摩擦物料使筒体内温调节的调频电机；所述搅拌叶片包括上扬叶片，所述上扬叶片位于筒底表面，所述筒体内设有用于筒底物料随上扬叶片转动沿筒壁向上扬起的上扬结构，所述上扬结构位于筒底与筒体内壁的交界处；所述搅拌叶片包括用于物料颗粒之间撞击产生热量的摩擦叶片。
与现有技术相比，采用了上述技术方案的改性机，具有如下有益效果：
一、本发明中的改性机是运用上扬叶片对物料及改性剂进行上扬，不断的将处于筒体底部的物料粉末向上扬起，循环不断的扬起，使其处于弥散的雾化状态，之后通过摩擦叶片打乱物料颗粒的移动方向，使物料颗粒间互相撞击摩擦产生热量。杜绝了以往煤油等燃料燃烧加热的现象，不污染产生废气，也不存在明火的问题，更为安全，也更为清洁绿化。
二、颗粒撞击摩擦自产热，热量产生在物料颗粒上，使得改性机的筒体内部温度分散较为均匀，不存在局部过热或局部温度不足的情况。
三、由于是通过高速转动使物料之间撞击摩擦生热，物料颗粒活动速度高，撞击的频率也更高，这样更有利于改性剂包裹于沸石粉末表面，在高温结合频繁撞击的条件下，使改性剂更均匀的分布于沸石粉颗粒表面，使改性剂的包覆率能够达到95％以上。
由于改性机在使用时，需要定期的为改性机筒体内部进行清理和维护，因此筒体不适于设置为固定的封闭空间，而是优选，封盖与筒体翻转连接，筒体上设有可顶起用于封盖打开的开盖驱动器。
而物料入口和改性剂入口的位置本实施例不对其限制，只要物料和改性剂能够进入到筒体内即可，优选位于封盖上。
由于物料在叶片转动的过程中，会随惯性的离心力而贴附于筒体的内壁表面，物料颗粒贴附筒体内表面后难以与其他颗粒发生撞击和摩擦，导致自发热效果低下。因此优选的筒体内表面设有导流板，导流板带有使物料由筒壁向筒体中部移动的导流部，所述导流部为倾斜的曲面，物料贴附在筒体内部移动时，导流部可以使物料从内表面重新进入筒体的内部，与其他颗粒产生撞击并摩擦生热。
由于水平设置的叶片会导致叶片所能扫掠过的空间为圆形平面，对物料的搅动范围较小，优选的，所述摩擦叶片包括中叶片，所述中叶片倾斜设置，中叶片中部位于筒体的轴心上，中叶片一端朝上另一端朝下，中叶片设有旋转使物料上扬的倾斜面。通过倾斜中叶片，使得中叶片在旋转时扫过的空间呈圆柱状的空间，可以将大量的物料进行搅动。
优选的，摩擦叶片还包括顶叶片，所述顶叶片水平设置，顶叶片上设有旋转使物料上扬的倾斜面，顶叶片的用处在于将中部中叶片搅动的颗粒进一步向上将其扬起，使顶叶片扬起的物料可以和导流板上向中部落入的物料进行撞击和摩擦，进一步生热。
优选的，所述顶叶片高度需低于导流板的中部。顶叶片高度过高，会导致上扬的物料难以和导流板的下落物料产生撞击。
为了实现上述发明目的，本发明还提出了另一技术方案：一种改性冷却系统，包括料斗、真空上料机、自动计量给料机、冷却机和上述改性机；所述真空上料机连接有负压风机，真空上料机与料斗之间设有负压可使物料进入真空上料机的管道，真空上料机的出口连接改性机的物料入口；所述自动计量给料机设有用于容纳改性剂的容腔，自动计量给料机的出口连接改性机的改性剂入口；所述冷却机位于改性机下方，改性机与冷却机之间连接有用于物料通过送料管道，送料管道竖直或倾斜设置，所述送料管道上设有启闭控制送料管道通断的驱动器，冷却机的出料口设有出料输送机。
与现有技术相比，采用了上述技术方案的改性冷却系统，具有如下有益效果：
在改性机工作完毕后可以将其内部的物料通过送料管道输送至冷却机内，对物料进行快速的冷却，以用于进一步的加工、包装或储存，无需消耗时间等待物料自然冷却，加快了生产的效率。
优选的，所述冷却机包括用于容纳物料的冷却桶体、搅拌组件和冷却组件，所述冷却组件为螺旋设置在冷却桶体内壁的冷却管道，所述冷却管道内通有冷却介质。利用冷却管道内的冷却介质对沸石粉粉末进行冷却，加快热交换的速度，使沸石粉能够快速的冷却，进入下一道运输或者包装程序内。搅拌组件用于对粉末进行搅动，使其热量能够均匀的四散开来，避免热量的局部堆积，避免散热不均。桶体内壁作为高温粉末的导热介质，粉末的温度会快速的疏导并集中于桶体的内壁上，因此冷却管道需与桶体贴合，以快速的带走桶体温度。冷却管道设置在桶体内壁，增加了粉末冷却的接触面积，提高热交换效率，加快冷却。
一种改性工艺，包括如下步骤：
1)上料：负压风机启动，在真空上料机内形成负压状态，通过管道将料斗内的粉末物料抽取至真空上料机内；
2)预热：真空上料机内物料通过物料入口进入改性机内，调频电机控制改性机内的搅拌叶片搅动，使物料粉末扬起，并通过搅拌叶片对弥散的粉末切割产生热量，使物料预热10min，温度接近100℃；
3)除湿：通过升温去除粉末物料内的水分，保持5-10min；
4)改性混合：自动计量给料机将所需的改性剂的药量进行控制，并通过改性剂入口将改性剂送入改性机内；搅拌叶片转动速度为1600-2800r/min，使改性机内的温度控制在110-125℃，改性时间维持5min，改性剂和物料处于弥散状的高温高速转动状态；
5)冷却：驱动器打开，改性后的物料由送料管道从改性机进入冷却机内，冷却机的搅拌组件以10r/min的转速均匀转动搅拌物料，冷却管道内持续通入冷却介质进行热交换；
6)出料运输：物料冷却至40℃出料，出料输送机将冷却后的物料运输至其他位置储存、打包或继续进行后续加工。
与现有技术相比，采用了上述技术方案的改性工艺，具有如下有益效果：
一、通过真空上料机将处于低处的物料向上运输，之后利用高度差不断的向下输送物料，使物料依次经过真空上料机、改性机、冷却机。
二、预热、除湿两步并未有过大的区分，目的之一是去除物料之中的水分含量，其次是通过缓慢升温，达到改性的温度需求。
三、在改性混合过程中，通过搅拌叶片对物料高速搅动使其弥散化，并且使物料使物料颗粒间互相撞击摩擦产生热量，同时物料颗粒活动速度高，撞击的频率也更高，这样更有利于改性剂包裹于沸石粉末表面，在高温结合频繁撞击的条件下，使改性剂更均匀的分布于沸石粉颗粒表面。
四、增加冷却工艺，使物料在改性完毕后可以快速的冷却，更快的进入打包、储存或其他工艺，增加效率。
附图说明
图1为本发明改性冷却系统的结构示意图；
图2为本实施例中改性机的结构示意图；
图3为本实施例中改性机的结构示意图；
图4为本实施例中搅拌叶片的结构示意图；
图5为本实施例中冷却机的结构示意图；
图6为本实施例中冷却机的拆分结构示意图；
图7为本实施例中冷却机叶片的结构示意图；
图8为本实施例中冷却机叶片的结构示意图。
附图标记：1、真空上料机；10、负压风机；11、料斗；2、自动计量给料机；3、改性机；30、封盖；300、物料入口；301、改性剂入口；302、开盖驱动器；31、筒体；310、上扬结构；311、；32、搅拌叶片；320、上扬叶片；321、中叶片；322、顶叶片；33、调频电机；34、送料驱动器；41、冷却桶体；410、入料口；412、出料口；4120、第一送料机构；413、透气罩；42、冷却管道；420、冷却管道外接口；43、叶片；430、转轴；431、内螺带；432、外螺带；44、驱动器；440、联动机构；45、第二送料机构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1所示，一种改性冷却系统，包括料斗11、真空上料机1、自动计量给料机2、冷却机4和上述改性机3；
真空上料机1连接有负压风机10，真空上料机1与料斗11之间设有负压可使物料进入真空上料机1的管道，真空上料机1的出口连接改性机3的物料入口300。
自动计量给料机2设有用于容纳改性剂的容腔，自动计量给料机2的出口连接改性机3的改性剂入口301。
如图2至图4所示，改性机包括筒体31和封盖30，封盖30上设有物料入口300和改性剂入口301，筒体31内设有搅拌叶片32，筒体31外设有调频电机33；
封盖30与筒体31翻转连接，筒体31上设有可顶起用于封盖30打开的开盖驱动器302。
筒体31内表面设有导流板311，所述导流板311带有使物料由筒壁向筒体中部移动的导流部，所述导流部为倾斜的曲面。由筒底至封盖所述导流板311距离筒体31内壁的距离递增，平行于筒底过导流板311的截面呈三角形，导流部所在的三角形边向内凹陷。
导流板311的作用在于，使物料贴附在筒体内部移动时，导流部可以使物料从内表面重新进入筒体的内部，与其他颗粒产生撞击并摩擦生热。
搅拌叶片32包括上扬叶片320、中叶片321和顶叶片322。
上扬叶片320位于筒体底部内表面，筒体31内设有用于筒底物料随上扬叶片320转动沿筒壁向上扬起的上扬结构，上扬结构位于筒底与筒体31内壁的交界处，上扬结构为位于交界处的一圈倒圆边，上扬叶片320的两端向上翘起形成翘边，翘边的幅度与倒圆边配合，主要用于物料从筒体内壁向上扬起，集中于筒体边部。
中叶片321位于上扬叶片320和顶叶片322中间，中叶片321倾斜设置，中叶片321中部位于筒体31的轴心上，中叶片321一端朝上另一端朝下，中叶片321设有旋转使物料上扬的倾斜面，中叶片主要用于将桶体中下方的物料将其向上带起，使其到达顶叶片322。
顶叶片322位于搅拌叶片的最高处，顶叶片322水平设置，顶叶片322上设有旋转使物料上扬的倾斜面，顶叶片322高度低于导流板的中部。主要用于将中叶片321由下带上来的物料将其向上扬起，扬起集中在中部。
通过上述的启动上述搅拌叶片，上扬叶片320使大量的物料沿筒体31的内壁向上扬起并随叶片一同沿同内壁进行旋转，在经过导流板311时，通过其导流部落向搅拌叶片的中部；而中叶片321将大量的物料向上带起，通过顶叶片322向上快速扬起，且力量较大，扬起的物料撞击导流板311导流下落的物料，上下运行的物料颗粒之间相互撞击，二者持续不断的撞击产生大量的摩擦和热量，使整个物料颗粒之间的温度提高。
其次，在混入改性剂后，表面附着有改性剂的颗粒与未附着的颗粒之间互相撞击，将改性剂匀分，使改性剂在物料颗粒的表面分布更为均匀，并且提高了附着率。这种自产热摩擦的改性机，其相比单纯的加热(电加热或燃料加热)配合搅拌，效果更为明显。
在高温和高频粉末颗粒撞击的条件下，使得沸石粉和改性剂能够均匀混合。
如图5和图6所示，冷却机4包括冷却桶体41、搅拌组件和冷却组件，冷却组件为螺旋设置在冷却桶体41内壁的冷却管道42，冷却管道42内通有冷水，冷却管道42的外接口420位于冷却桶体41的侧表面，通过外部不断的将冷水通入冷却桶体41，将冷却桶体41内的热量带出，使冷却桶体内的沸石粉粉末物料能够快速的冷却，冷却桶体41顶部设有用于物料进入的入料口410，冷却桶体41底部设有出料口。
出料口设有用于物料运输的第一送料机构4120。第一送料机构4120出口端还设有第二送料机构45。第一送料机构4120和第二送料机构45均为螺旋输送机，第一送料机构4120的出口对准第二送料机构45的入口，第二送料机构45的入口位于中部。通过第一送料机构将物料从出料口取出，物料进入第二送料机构的入口，通过控制第二送料机构内绞龙的转动方向控制物料的移动方法，用于包装储存或移动至其他加工位置。
冷却桶体41顶部还设有透气罩413，用于隔离粉末并且让气体透过，以缓解粉末在冷却过程中产生的冷却桶体41内外气压差。
如图7和图8所示，搅拌组件包括叶片43、转轴430和用于转动转轴430的驱动器44，叶片43固定于转轴430表面。叶片43为螺带结构，叶片43包括外螺带432和内螺带431，内、外螺带均为圆柱螺旋结构，内、外螺带的螺旋方向相反，内、外螺带关于转轴430同心设置，内螺带431的半径小于外螺带432的半径。
出料口位于冷却桶体41中间的底部，外螺带432和内螺带431于冷却桶体41中部左右镜像对称设置。
在螺带转动过程中，内螺带431用于将冷却桶体41内部的物料由中部向冷却桶体41的两端推移，而外螺带432对物料的推动方向则是由两端向中部推动，使物料在冷却桶体41内部产生一个有规律的运动，将粉末物料的热量能够均匀的导热到冷却管道42上，而非热量的堆积。
并且对称设置，使得外螺带432可以将冷却桶体41底部的物料由两端向中部集中堆积，堆积在出料口412处，在完成冷却后，打开出料口412螺带继续转动，可以将冷却桶体内的粉末物料尽可能的排出，避免物料堆积在冷却桶体41的边部。
冷却机4位于改性机3下方，改性机3与冷却机4之间连接有用于物料通过送料管道410，送料管道410竖直或倾斜设置，送料管道410上设有启闭控制送料管道410通断的送料驱动器34，冷却机4的出料口设有第一送料机构4120、第二送料机构45。
为配合上述沸石粉的改性冷却系统，本发明还提出一种改性工艺，包括如下步骤：
1.上料：负压风机10启动，在真空上料机1内形成负压状态，通过管道将料斗11内的粉末物料抽取至真空上料机1内；
2.预热：真空上料机1内物料通过物料入口300进入改性机3内，调频电机33控制改性机3内的搅拌叶片32搅动，使物料粉末扬起，并通过搅拌叶片32对弥散的粉末切割产生热量，使物料预热10min，温度接近100℃；
3.除湿：通过升温去除粉末物料内的水分，保持5-10min；
4.改性混合：自动计量给料机2将所需的改性剂的药量进行控制，并通过改性剂入口301将改性剂送入改性机3内；搅拌叶片32转动速度为1600-2800r/min，使改性机3内的温度控制在110-125℃，改性时间维持5min，改性剂和物料处于弥散状的高温高速转动状态；
5.冷却：送料驱动器34打开，改性后的物料由送料管道410从改性机3进入冷却机4内，冷却机4的搅拌组件以10r/min的转速均匀转动搅拌物料，冷却管道42内持续通入冷却介质进行热交换；
6.出料运输：物料冷却至40℃出料，出料输送机4120、45将冷却后的物料运输至其他位置储存、打包或继续进行后续加工。
通过上述工艺，发热工艺的热源是用的电能，不存在明火的危险和污染，并且是利用颗粒之间的自摩擦产热，产热的同时存在自摩擦，尤其利用颗粒的表面物质(改性剂)附着，使表面物质(改性剂)附着更为均匀，附着率更高。
以上所述使本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种改性机，其特征在于：包括筒体(31)和封盖(30)，所述筒体(31)或封盖(30)上设有物料入口(300)和改性剂入口(301)，筒体(31)内设有高速转动使物料弥散雾化的搅拌叶片(32)，筒体(31)外设有用于搅拌叶片(32)高速转动摩擦物料使筒体(31)内温调节的调频电机(33)；
所述搅拌叶片(32)包括上扬叶片(320)，所述上扬叶片(320)位于筒体底部内表面，所述筒体(31)内设有用于筒底物料随上扬叶片(320)转动沿筒壁向上扬起的上扬结构，所述上扬结构位于筒底与筒体(31)内壁的交界处；
所述搅拌叶片(32)包括用于物料颗粒之间撞击产生热量的摩擦叶片。
2.根据权利要求1所述的改性机，其特征在于：所述筒体(31)内表面设有导流板(311)，所述导流板(311)带有使物料由筒壁向筒体中部移动的导流部，所述导流部为倾斜的曲面。
3.根据权利要求2所述的改性机，其特征在于：由筒底至封盖所述导流板(311)距离筒体(31)内壁的距离递增，平行于筒底过导流板(311)的截面呈三角形，导流部所在的三角形边向内凹陷。
4.根据权利要求2所述的改性机，其特征在于：所述摩擦叶片包括中叶片(321)，所述中叶片(321)倾斜设置，中叶片(321)中部位于筒体(31)的轴心上，中叶片(321)一端朝上另一端朝下，中叶片(321)设有旋转使物料上扬的倾斜面。
5.根据权利要求4所述的改性机，其特征在于：摩擦叶片还包括顶叶片(322)，所述顶叶片(322)水平设置，顶叶片(322)位于搅拌叶片的最高处，顶叶片(322)上设有旋转使物料上扬的倾斜面。
6.根据权利要求5所述的改性机，其特征在于：所述顶叶片(322)高度低于导流板的中部。
7.根据权利要求1所述的改性机，其特征在于：封盖(30)与筒体(31)翻转连接，筒体(31)上设有可顶起用于封盖(30)打开的开盖驱动器(302)。
8.一种改性冷却系统，其特征在于：包括料斗(11)、真空上料机(1)、自动计量给料机(2)、冷却机(4)和权利要求1至5任意一项所述的改性机(3)；
所述真空上料机(1)连接有负压风机(10)，真空上料机(1)与料斗(11)之间设有负压可使物料进入真空上料机(1)的管道，真空上料机(1)的出口连接改性机(3)的物料入口(300)；
所述自动计量给料机(2)设有用于容纳改性剂的容腔，自动计量给料机(2)的出口连接改性机(3)的改性剂入口(301)；
所述冷却机(4)位于改性机(3)下方，改性机(3)与冷却机(4)之间连接有用于物料通过送料管道(410)，送料管道(410)竖直或倾斜设置，所述送料管道(410)上设有启闭控制送料管道(410)通断的送料驱动器(34)，冷却机(4)的出料口设有出料输送机(4120、45)。
9.根据权利要求8所述改性冷却系统，其特征在于：所述冷却机(4)包括用于容纳物料的冷却桶体(41)、搅拌组件和冷却组件，所述冷却组件为螺旋设置在冷却桶体(41)内壁的冷却管道(42)，所述冷却管道(42)内通有冷却介质。
10.一种改性工艺，其特征在于包括如下步骤：
1)上料：负压风机(10)启动，在真空上料机(1)内形成负压状态，通过管道将料斗(11)内的粉末物料抽取至真空上料机(1)内；
2)预热：真空上料机(1)内物料通过物料入口(300)进入改性机(3)内，调频电机(33)控制改性机(3)内的搅拌叶片(32)搅动，使物料粉末扬起，并通过搅拌叶片(32)对弥散的粉末切割产生热量，使物料预热10min，温度接近100℃；
3)除湿：通过升温去除粉末物料内的水分，保持5-10min；
4)改性混合：自动计量给料机(2)将所需的改性剂的药量进行控制，并通过改性剂入口(301)将改性剂送入改性机(3)内；搅拌叶片(32)转动速度为1600-2800r/min，使改性机(3)内的温度控制在110-125℃，改性时间维持5min，改性剂和物料处于弥散状的高温高速转动状态；
5)冷却：送料驱动器(34)打开，改性后的物料由送料管道(410)从改性机(3)进入冷却机(4)内，冷却机(4)的搅拌组件以10r/min的转速均匀转动搅拌物料，冷却管道(42)内持续通入冷却介质进行热交换；
6)出料运输：物料冷却至40℃出料，出料输送机(4120、45)将冷却后的物料运输至其他位置储存、打包或继续进行后续加工。
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