CN111426175A - 颗粒物料多级分离干燥脱水机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颗粒物料多级分离干燥脱水机，解决了现有脱水机能耗高、运行稳定性差、易损伤物料的技术问题。技术方案包括立式的壳体和驱动装置，所述壳体顶部设有进料口底部设有出料口和排水口，所述壳体中心垂直设有与驱动装置连接的旋转轴，沿所述旋转轴的轴向设有一级或多级串联的干燥脱水单元，最上级干燥脱水单元与进料口连通，最下级干燥脱水单元与出料口连通；所述干燥脱水单元包括套装在旋转轴上的分料盘以及套装在分料盘外周的灯笼形过滤器，所述灯笼形过滤器经固定件固定在壳体内。本发明结构简单、能耗低、物料损伤小、产品合格率高、脱水效果好、运行稳定性好。

Description

颗粒物料多级分离干燥脱水机

技术领域

本发明涉及一种干燥脱水机，具体的说是一种颗粒物料多级分离 干燥脱水机。

背景技术

目前我国用于工业及聚酰胺锦纶6聚合行业切片颗粒脱水的设 备主要是为下进料、上出料，采用电动机械驱动刮板对物料旋转离心 脱水的同时将物料由下至上提升至上出料口出料，物料中的水分通过 刮板外的一级或多级筒形滤网分离后收集排出。国外也都是采用类似 的脱水方式，其技术水平25年来一直没有大变化，主要存在以下四 个问题：

1、采用电机驱动刮板旋转离心脱水，容易造成物料被刮板挤压 变形、或强行刮伤，形成大量粉末和细小颗粒，影响产品合格率；

2、脱水机滤网采用不锈钢板冲孔过滤网，研究发现，这种孔状 结构在物料离心状态时，会存在横向切割力，使物料颗粒产生粉末和 细小颗粒，进一步影响产品合格率。

3、脱水机滤网通常为直筒圆形单级或多级，级与级连接转角处 采用直角焊接，存在大量脱水死角，离心脱水时物料容易在转角处堆 积，导致部分物料运动滞后停留氧化发黄、分子量分布不均匀等问题。

4、脱水机进料方式为下部涌入进料，通过电机驱动旋刮片提升 离心脱水，机械设备负荷大、能耗高，容易产生设备卡死停车，严重 时会出现大量的工艺水进入到下级干燥塔设备内，容易出现产品质量 问题和生产安全事故。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、能 耗低、物料损伤小、产品合格率高、脱水效果好、运行稳定性好的颗 粒物料多级分离干燥脱水机。

技术方案包括立式的壳体和驱动装置，所述壳体顶部设有进料口 底部设有出料口和排水口，所述壳体中心垂直设有与驱动装置连接的 旋转轴，沿所述旋转轴的轴向设有一级或多级串联的干燥脱水单元， 最上级干燥脱水单元与进料口连通，最下级干燥脱水单元与出料口连 通；所述干燥脱水单元包括套装在旋转轴上的分料盘以及套装在分料 盘外周的、具有顶面开口和底面开口的灯笼形过滤器，所述灯笼形过 滤器经固定件固定在壳体内。

所述灯笼形过滤器由多条沿径向均匀布置的弧形条板围成，相邻 两条弧形条板间具有排水间隙。

所述灯笼形过滤器的短轴和长轴的长度比值为1：1.1-2.7，更 为优选为1：1.7-2.0。相邻两条弧形条板间的排水间隙的最大宽度 小于物料的最小直径。

所述分料盘在所述旋转轴上的位置位于所在灯笼形过滤器的上 段。

所述灯笼形过滤器的顶面开口和底面开口直径均小于所述分料 盘的直径。

所述最下级干燥脱水单元经出料单元与出料口连通，所述出料单 元包括出料仓和位于出料仓内的出料分料盘，所述出料仓的顶面开口 与最下级干燥脱水单元的灯笼形过滤器的底面开口连通，所述出料仓 的下段或底面连通出料口，所述出料分料盘固定套装在旋转轴上。

所述壳体下部还设有气体进口，顶部或上部设有气体出口，所述 气体进口经壳体与灯笼形过滤器之间的空腔与气体出口连通；所述排 水口与所述空腔连通。

沿所述旋转轴的轴向设有多级串联的干燥脱水单元，上一级干燥 脱水单元的灯笼形过滤器的底面开口与下一级干燥脱水单元的灯笼 形过滤器的顶面开口直接相连。

针对背景技术中存在的问题，发明人进行了如下改进：

1)采用干燥脱水单元替代现有的刮板和滤网结构，采用分料板 承接物料并将其在离心力的作用下抛向灯笼形过滤器的内壁面，一方 面分料板不同于刮板，旋转力下只会对物料有离心抛送作用，而不会 直接挤压或刮伤物料；另一方面，灯笼形的过滤器不同于垂直面的过 滤器，物料被离心抛出与灯笼形过滤器的弧形壁面接触时不再是点接 触，而是一个弧形面接触，高效脱水的同时也能使局部压强分散更均 匀，进一步减少物料的损伤；而物料在离心作用力下沿灯笼形过滤器 的弧形面滚落时，弧形面能够起到延长物料的脱水行程，提高脱水效 率的同时，也能起到对物料颗粒形状的整形和的保持作用，提高产品 的合格率。优选的灯笼形过滤器的短轴和长轴的长度比值为1： 1.1-2.7，更为优选为1：1.7-2.0，这样形成的弧形壁面更有利于物 料颗粒在离心作用下的脱水和滚落状态的控制。

2.本发明中灯笼形过滤器不再采用网孔结构，而由多条沿径向 均匀布置的弧形条板围成，形成多条经线方向的排水间隙，一方面增 大了过滤器上排水面积，另一方面在物料离心状态时也避免了横向切 割力的影响，大幅减少了由此导致的粉末和细小颗粒的产生，提高产 品的完整率。优选的，所述相邻两条弧形条板间的排水间隙的最大宽 度小于物料的最小直径，从而避免物料由在离心时由排水间隙漏至壳 体中。

3.采用灯笼形过滤器能够很好的输送物料，不存在直角焊接，离 心作用下不存在堆积死角，彻底解决物料在死角堆积导致的各种问题。

4.采用上部进料、下部出料的结构形式，充分利用物料自然向下 的重力和离心力，无需强制刮旋颗粒物料提升分离，运行阻力小、设 备负荷小、能耗小，运行稳定性好。

5.在壳体设置循环气体进口和气体出口，通入气体在物料分离干 燥脱水的同时达到带走潮湿气体和细小粉末，进一步提高脱水效果， 降低物料含水率，减少产品中粉末的混入，提高产品质量。

本发明结构简单、多级干燥脱水步骤可集中在一个设备中完成， 灵活性好；同样脱水效率的前提下，本发明装置体积更小、能耗低、 设备投资和运行成本低；本发明脱水机对颗粒物料损伤小、产品完整 率高、脱水效果好、运行稳定性好、对环境友好；本发明不仅适用于 聚酰胺锦纶6聚合行业切片颗粒脱水，也适用于其它需要离心干燥脱 水的颗粒物料，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为灯笼形过滤器10的示意图。

其中，1-壳体、2-驱动装置、3-进料口、4-出料口、5-排水口、 6-气体进口、7-气体出口、8-旋转轴、9-分料盘、10-灯笼形过滤器、 10.1-弧形条板、10.2-排水间隙、10.3-顶面开口、10.4-底面开口、 11-出料仓、12-出料分料盘、13-固定件、14-空腔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步解释说明：

参见图1，所述壳体1顶部设有进料口3和气体出口7，下部设 有气体进口6，底部设有出料口4和排水口5，所述壳体1中心垂直 设有旋转轴8，所述旋转轴由驱动装置2带动旋转，所述驱动装置2 可以电机或其它动力设备。

沿所述旋转轴8的轴向设有至少一级干燥脱水单元，本发明图1 的实施例中由上至下依次串联有多级干燥脱水单元。

所述干燥脱水单元包括套装在旋转轴8上的分料盘9以及套装在 分料盘8外周的灯笼形过滤器10，分料盘9在旋转轴8的带动下旋 转对物料产生离心力；所述灯笼形过滤器10经固定件13与壳体1固 定，与分料盘9保持一定间距，不随之旋转。

当仅设有一级干燥脱水单元时，所述灯笼形过滤器10的顶面开 口10.3与进料口3连通，底面开口10.4与出料仓11的顶部开口连 通，出料仓11与出料口4连通，物料通过出料仓11后由出料口4排 出；

当串联有多级干燥脱水单元时，除最上级干燥脱水单元的级灯笼 形过滤器10的顶面开口10.3与进料口3连通，最下级干燥脱水单元 的灯笼形过滤器10的底面开口10.4与经出料单元与出料口4连通外， 其余灯笼形过滤器10的顶面开口10.3均与上一级干燥脱水单元的灯 笼形过滤器10的底面开口10.4连接，底面开口10.4与下一级干燥 脱水单元的灯笼形过滤器10的顶面开口10.3连接。这样就形成物料 由上至下依次经过多级干燥脱水单元连续离心脱水的过程。

所述出料单元包括出料仓11和位于出料仓11内的出料分料盘 12，所述出料仓11的顶面开口与最下级干燥脱水单元的灯笼形过滤 器10的底面开口连通，所述出料仓11的下段或底面连通出料口4， 所述出料分料盘12固定套装在旋转轴8上，来自最下级的干燥脱水 单元中的物料由灯笼形过滤器10的底面开口落入旋转的出料分料盘 12上，再离心输送到出料口4，由出料口4将物料排出。

参见图2，所述灯笼形过滤器10由多条沿径向均匀布置的弧形 条板10.1围成，相邻两条弧形条板间具有排水间隙10.2，参见图2， 由于弧形条板10.1上下等宽，因此形成的排水间隙10.2为两头窄、 中间宽的梭形。本领域技术人员还可以根据需要，通过控制弧形条板 的形状，获得其它形状的排水间隙10.2，如使弧形条板10.1为梭形， 则可以形成类似上下等宽的条形的排水间隙10.2。由弧形条板10.1 围成的灯笼形过滤器的短轴和长轴的长度比值L1：L2为1：1.1-2.7， 更为优选为1：1.7-2.0，这样形成的弧形壁面更有利于物料颗粒在 离心作用下的脱水和滚落状态的控制，短轴和长轴的比例过大会形成 弧线回转夹角太小，物料脱水行程路径变短，降低脱水效果，并且容 易形成转角停滞区域造成物料相互碰撞而产生细小粉末颗粒，影响产 品质量，比例过小则会形成弧线回转夹角太大，物料脱水行程路径缩 短，并且容易造成物料相互碰撞而产生细小粉末颗粒，降低脱水效果， 影响产品质量；相邻两条弧形条板10.1间的排水间隙10.2的最大宽 度H小于物料颗粒的最小直径，以避免物料从过滤器中漏出；所述分 料盘9在所述旋转轴8上的位置位于其所在灯笼形过滤器10上段， 这样一方面能够快速、充分接收来自上一级灯笼过滤器10中下落的 物料，另一方面也有利于分料盘9中的物料得到更大的离心力，在灯 笼形过滤器10壁面上获得更长的脱水行程；所述灯笼形过滤器10的 顶面开口10.3和底面开口10.4直径均小于所述分料盘9的直径，且 大于旋转轴8的直径，以保证物料进入干燥脱水单元时能流畅的全部落入分料盘9上。

所述气体进口6经壳体1与灯笼形过滤器10之间的空腔14与气 体出口7连通，所述排水口与所述空腔14连通，利用通入的气体带 走壳体1内的湿潮气和粉尘，进一步降低物料的含水率，减少物料中 粉尘的混入，出脱水机脱水后的物料不需要单独进行粉尘回收；气体 出口7排出的含尘含湿气体经过分离除湿除粉尘后，气体重新回到设 备中循环使用，分离出来的粉尘及小颗粒可造粒回用，降低生产成本， 提高产品质量。

工作原理：

含水颗粒物料经顶部进料口3下落依次经过多级干燥脱水单元 脱水后再经圆形出料单元后由出料口排出，驱动装置2依次带动旋转 轴8、分料盘9、出料分料盘12高速转动。在某一干燥脱水单元，含 水颗粒物料先落入转动的分料盘9中，然后在离心力作用下迅速抛向 灯笼形过滤器10的弧形的内壁面，沿弧形的壁面转动并下落，含水 颗粒物料中的水份在离心力作用下脱出，大部分经排水间隙10.2、 空腔14甩至壳体1内壁面下流，小部分沿球形过滤器10的外壁面下 流，脱出的水分在壳体1的空腔14的底部集中后由排水口5排出； 脱水后颗粒物料经底面开口10.4落入下一级干燥脱水单元的分料盘 9中再次进行离心脱水，最后进入出料仓11中后由出料分料盘12离 心输送到出料口4，由出料口4将物料排出；整个过程连续无死角、 脱水彻底、物料损伤小。所述干燥脱水单元的数量可根据物料的含水 量和产量大小进行合理设置。

对比例1：将本发明灯笼形过滤器11替换为带有多个均匀冲孔 的灯笼形形过滤板，其余同本发明。

将本发明实施例与传统脱水机和对比例1进行对比，在干燥脱水 单元数量和物料相同的前提下，对比结果如下：

本发明脱水机脱水后颗粒物料中几乎不含有粉尘，颗粒物料损伤 小，经对比实验可知：传统脱水机的产品合格率(完整率)为96％， 对比例1的的产品合格率(完整率)为98％，而本发明实施例的脱水 机产品合格率(完整率)可达近100％，几乎没有细小颗粒物产生， 极少量粉尘也由气体带走回收，产品中几乎不含有粉尘和细小颗粒； 产品含水率可由过去(传统脱水机)的11wt％进一步降低至6.5wt％ 以上；从能耗上看：同效率的传统脱水机动力配置功率11KW，本发明 脱水机脱水动力配置功率7.5KW，能耗可节约30％以上。

Claims (10)

1.一种颗粒物料多级分离干燥脱水机，包括立式的壳体和驱动装置，所述壳体顶部设有进料口底部设有出料口和排水口，所述壳体中心垂直设有与驱动装置连接的旋转轴，其特征在于，沿所述旋转轴的轴向设有一级或多级串联的干燥脱水单元，最上级干燥脱水单元与进料口连通，最下级干燥脱水单元与出料口连通；所述干燥脱水单元包括套装在旋转轴上的分料盘以及套装在分料盘外周的、具有顶面开口和底面开口的灯笼形过滤器，所述灯笼形过滤器经固定件固定在壳体内。

2.如权利要求1所述的颗粒物料多级分离干燥脱水机，其特征在于，所述灯笼形过滤器由多条沿径向均匀布置的弧形条板围成，相邻两条弧形条板间具有排水间隙。

3.如权利要求2所述的颗粒物料多级分离干燥脱水机，其特征在于，相邻两条弧形条板间的排水间隙的最大宽度小于物料的最小直径。

4.如权利要求1所述的颗粒物料多级分离干燥脱水机，其特征在于，所述灯笼形过滤器的短轴和长轴的长度比值为1：1.1-2.7。

5.如权利要求4所述的颗粒物料多级分离干燥脱水机，其特征在于，所述灯笼形过滤器的短轴和长轴的长度比值为1：1.7-2.0。

6.如权利要求1所述的颗粒物料多级分离干燥脱水机，其特征在于，所述分料盘在所述旋转轴上的位置位于所在灯笼形过滤器的上段。

7.如权利要求1所述的颗粒物料多级分离干燥脱水机，其特征在于，所述灯笼形过滤器的顶面开口和底面开口直径均小于所述分料盘的直径。

8.如权利要求1-7任一项所述的颗粒物料多级分离干燥脱水机，其特征在于，所述最下级干燥脱水单元经出料单元与出料口连通，所述出料单元包括出料仓和位于出料仓内的出料分料盘，所述出料仓的顶面开口与最下级干燥脱水单元的灯笼形过滤器的底面开口连通，所述出料仓的下段或底面连通出料口，所述出料分料盘固定套装在旋转轴上。

9.如权利要求1-7任一项所述的颗粒物料多级分离干燥脱水机，其特征在于，所述壳体下部还设有气体进口，顶部或上部设有气体出口，所述气体进口经壳体与灯笼形过滤器之间的空腔与气体出口连通；所述排水口与所述空腔连通。

10.如权利要求1所述的颗粒物料多级分离干燥脱水机，其特征在于，沿所述旋转轴的轴向设有多级串联的干燥脱水单元，上一级干燥脱水单元的灯笼形过滤器的底面开口与下一级干燥脱水单元的灯笼形过滤器的顶面开口直接相连。

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