CN112624884A - 一种水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，包括倾斜的逆流包膜转鼓和与逆流包膜转鼓出料口对接的流化干燥成膜床；包膜转鼓内部为包膜腔，包膜腔从进料端到出料端依次分为肥料加热区、包膜区和预干燥区三个功能区，每个功能区的内壁上均设置有凸出内壁的溢流圈；包膜转鼓呈倾斜状态且出料端高于进料端，包膜转鼓的内壁上设置有一条连续用以推料的螺旋带，所述的流化干燥成膜床为三级串联的流化干燥成膜床。本发明的系统包膜在逆流包膜转鼓中进行，干燥成膜在流化干燥成膜床中进行，不仅能够实现独立控制，而且具有能耗低，成品率高，产能大的突出优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，属于肥料生产设备技术领域。
背景技术
随着社会的快速发展以及人们对增产的不懈追求，化肥的用量急速增加，相应带来肥料利用率的下降，由此造成了肥料资源的严重浪费和环境的严重污染。大量研究表明，对肥料进行包膜，使施入土壤的速效养分缓慢释放延长肥效是提高肥料利用率的最有效途径，因此衍生出肥料包膜机。
现有的肥料包膜机多为转鼓包膜机，它最初的目的是为了有效防止因吸湿和盐桥作用而导致的肥料结块，在肥料颗粒表面覆上一层膜，这层膜通常是油性材料。但现有的包膜机存在以下缺点：1)肥料堆积在一个腔室中，使得包膜剂不能均匀地涂布在肥料表面，涂膜不完整，成品率低、效果差，大大降低了肥料生产效率；2)对水基树脂包膜缓释肥而言，在转鼓内进行包膜时，脱水过程和成膜过程在一个腔室内实现，就会产生成膜不充分的现象，容易导致包膜后的肥料颗粒发生黏连，即使是在外力的作用下强制分开，也会造成涂膜的撕裂，使包膜不完整，影响缓释效果；3)成膜不充分的肥料颗粒还容易黏连在转鼓内侧壁上，影响连续生产；4)受转鼓长度所限，热风温度往往较高，包膜剂干燥成膜后往往有裂纹、缺口、表面粗糙，进而影响缓/控释效果。因此，现有的转鼓包膜机只能适用于热塑性树脂包膜或疏水性树脂包膜，而对水基树脂包膜并不适用。
为了提高包膜质量，许多企业对转鼓包膜机进行了改进，如，有的在转鼓内壁表面简单的加装几道档板来增加转鼓内物料的停留时间或增大物料与转鼓内壁的摩擦系数提高物料的停留时间来提高包膜均匀度。该方法在一定程度上提高了包膜质量，但包膜机转鼓长度是一定的，则物料与转鼓的摩擦面也是一定的，在无法增加转鼓长度的情况下，就无法增大物料与转鼓的摩擦面，进而在本质上限制住了包膜质量的提高。
如中国专利文献201220326340.X公开了一种转鼓式缓/控释肥料包膜装置，通过在转鼓内设置弧形板，将肥料颗粒抛起，随着转鼓的转动从而形成料幕，以此来增加包膜的均匀性，但由于抛起肥料颗粒的弧形板不是连续的，因而形成的料幕不是连续的，一方面导致其热效率不高，另一方面包膜剂容易喷涂到转鼓壁和弧形板上发生挂壁，不仅影响生产，还会影响成膜质量。
又如中国专利文献201620938049.6公开了一种肥料缓释包膜设备，包括转鼓，以及设置在转鼓外表面的驱动齿轮和滑动导轨，转鼓通过滑动导轨固定在支架上，支架上设有与滑动导轨相配合的卡环，转鼓的驱动齿轮由固定在支架上的电机进行驱动，所述包膜设备还包括喷淋管，所述喷淋管内沿至转鼓内部，喷淋管上设有若干喷头，所述转鼓内部设有若干翻料区，所述每个翻料区内设有若干翻料板，所述喷头设置在翻料区内。所述转鼓的滑动导轨或支架的卡环上嵌有滑轮。所述转鼓的物料入口端和物料出口端均设有筛孔。该包膜设备通过在转鼓内设置翻料板并只在翻料区设置喷头，虽然能够提高包膜的均匀性并尽量降低包膜剂的挂壁，但由于干燥区并没有翻料板，因而不可避免地降低了干燥成膜效率，使涂膜成膜不充分，也就不能避免包膜后肥料颗粒的黏连。
转鼓包膜虽然有设计简单、能耗低的优点，但是对水基树脂包膜缓释肥而言，只要将喷涂过程和成膜过程放在一个转鼓腔室中来实现，现有的方案无论怎么设计转鼓包膜机，都不能有效彻底的解决涂膜均匀性、完整性以及生产效率的问题。因此，有必要研发一种既能满足能耗低设计简单，又能满足包膜后表面光滑，涂膜均匀、完整且致密，无龟裂，无孔隙、无撕裂，可以从本质上提高水基树脂包膜缓释肥包膜质量的包膜设备。
发明内容
针对现有转鼓包膜机存在的包膜均匀性和完整性差、易有裂纹、大孔隙、表面粗糙且挂壁的问题，无法从本质上解决包膜质量的缺陷，本发明提供了一种水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统。
本发明的水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统达到以下几个目的：
1、适用于水性高分子聚合物或水基树脂包膜；
2、涂布过程与成膜过程均可独立控制，确保包膜均匀、完整，涂膜致密且表面光滑，无龟裂，无孔隙、无撕裂且无挂壁现象；
3、能耗低，设备简单。
为实现以上目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
一种水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，包括倾斜的逆流包膜转鼓和与逆流包膜转鼓出料口对接的流化干燥成膜床；
所述的逆流包膜转鼓包括两端设有封头的包膜筒体、压力泵、喷淋管和用于驱动包膜转鼓转动的驱动电机；包膜筒体的两端分别设置有进料口和出料口，包膜转鼓内部为包膜腔，包膜腔从进料端到出料端依次分为肥料加热区、包膜区和预干燥区三个功能区，每个功能区的内壁上均设置有凸出内壁的溢流圈；喷淋管延伸至包膜腔内，喷淋管上设有喷淋头，喷淋头位于包膜区中；包膜转鼓呈倾斜状态且出料端高于进料端，包膜转鼓的内壁上设置有一条连续用以推料的螺旋带，螺旋带从进料端一直轴向延伸至出料端，螺旋带的一侧边固定在包膜转鼓的内壁上；
所述的流化干燥成膜床为三级串联的流化干燥成膜床。
根据本发明优选的，逆流包膜转鼓的包膜筒体外层包裹有保温层，包膜区分为第一包膜区和第二包膜区，第一包膜区长度大于第二包膜区，第一包膜区与肥料加热区相邻，第二包膜区与预干燥区相邻。
根据本发明优选的，包膜转鼓进料端的封头中央设置有热风进风口，出料端的封头上部有尾气引风口且位于出料口的上部。
根据本发明优选的，喷淋头垂直向下喷。
根据本发明优选的，包膜转鼓的倾斜角度为3°～25°。
根据本发明优选的，每根喷淋管上安装有流量计，喷淋管通过压力泵与包膜剂暂存罐连通。
根据本发明优选的，螺旋带的宽度为4cm～10cm，螺旋带的螺距为30cm～50cm。
根据本发明优选的，溢流圈为多个，环绕包膜转鼓内壁一周，溢流圈的高度为5cm～10cm。
进一步优选的，溢流圈为3～6个。
根据本发明优选的，三级串联流化干燥成膜床包括一级干燥室、二级干燥室和一级冷却室，一级干燥室、二级干燥室与一级冷却室相互连通，且三室之间设置有矮隔板，一级干燥室、二级干燥室和一级冷却室均包括流化室和匀风室，匀风室位于流化室下部，流化室底部设有布风板，布风板上均布有布风孔，在匀风室连接有支进风管，支进风管的出风口端位于匀风室的底部，支进风管上安装有控制进风量的阀门，支进风管与总进风管相接，总进风管与风机相接，一级干燥室与进料仓连通，一级冷却室与出料口连接。
进一步优选的，一级干燥室、二级干燥室的进风管通入热风，用于肥料颗粒表面包膜剂的脱水干燥成膜，一级冷却室的进风管通入自然空气，用于冷却包膜缓释肥料。
进一步优选的，一级干燥室设置有打散装置，打散装置由电机驱动。
打散装置按本领域的现有技术进行，比如可以为螺旋叶片式打散装置。
进一步优选的，布风板上的布风孔与流化室的轴向之间形成40-70°夹角，所述的布风孔均向出料口方向倾斜。
本发明的系统还包括进料仓、进料提升机、计量称、出料提升机和出料仓，进料仓与进料提升机连接，进料提升机与计量称连接，计量称通过输送管路与逆流包膜转鼓的进料口连接，逆流包膜转鼓的出料口与流化干燥成膜床的进料仓连通，流化干燥成膜床的出料口与出料提升机连接，出料提升机与出料仓连接。
本发明的技术特点及优点：
1、本发明的水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统包括倾斜的逆流包膜转鼓和与逆流包膜转鼓出料口对接的流化干燥成膜床，包膜在逆流包膜转鼓中进行，干燥成膜在流化干燥成膜床中进行，不仅能够实现独立控制，而且具有能耗低，成品率高，产能大的突出优点。
2、本发明的包膜转鼓为出料端向进料端倾斜而且在转鼓内壁上设置有凸出内壁的溢流圈，当包膜时，肥料由低向高运动，就会有一部分发生逆流，逆流下来的肥料会被溢流圈挡住，延长了肥料在包膜转鼓内的停留时间，从而增大了包膜液与肥料接触的时间，包膜更充分，因而大幅提高了包膜的均匀性。通过调控变速电机转速和转鼓倾角，可调控逆流发生的频率和逆流的比例。
3、本发明的包膜转鼓的内壁上设置有从进料端延伸到出料端的连续螺旋带，一方面可通过螺旋带带动肥料由进料端向出料端运动，另一方面能够将肥料抛起成为连续且均匀的料幕，能够与喷头喷射出的包膜液充分接触，不仅能够使每个肥料颗粒都能得到充分包膜，而且还能彻底消除挂壁现象的产生，从本质上保证了包膜的均匀性。
4、本发明的包膜系统干燥成膜在流化干燥成膜床中进行，由于涂膜或的肥料颗粒在流化床中呈现“旋转沸腾”的离散状态，大大降低了肥料颗粒之间相互碰撞挤压的机会和持续时间，因而彻底避免了包膜剂干燥成膜时肥料颗粒发生黏连，保证了包膜的完整性，彻底消除了传统包膜设备所存在的包膜有裂纹、缺口、表面粗糙的突出问题。本发明的包膜设备包膜后表面光滑，涂膜致密，无龟裂，无孔隙、无撕裂，从本质上保证了包膜的完整性。
5、本发明的流化干燥成膜床，通过区域分割的方法，创造性地将对立的“干燥”和“冷却”过程结合在一起，不仅具有结构紧凑的突出优点，而且还解决了不经冷却的包膜肥料直接装袋容易产生挤压结块的问题。
6、本发明的包膜系统尤其适用于水基树脂包膜缓释肥料包膜，消除了肥料颗粒黏连现象的发展，确保了包膜的均匀性和完整性。。
附图说明
图1为本发明水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统的整体结构示意图；
图2为本发明水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统的局部结构示意图；
图中，1、进料仓，2、进料提升机，3、包膜转鼓，4、螺旋带，5、溢流圈，6、出料口，7、流化干燥成膜床，8、出料提升机，9、出料仓，10、进料端封头，11、出料端封头，12、总进风管，13、支进风管，14、匀风室，15、出料口，16、出风口，17、矮隔板。
图3为采用本发明的装置包膜后膜表面的电镜照片；
图4为采用本发明的装置包膜后膜缓释肥的照片；
图5为采用现有的装置包膜后膜表面的电镜照片；
图6为采用现有的装置包膜后膜表面的电镜照片。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附图进一步详细说明本发明的技术方案和应用中所具有的技术效果，但本发明并不因此而受到任何限制。
实施例1
一种水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，结构如图1、图2所示，包括进料仓1、进料提升机2、计量称、逆流包膜转鼓3、流化干燥成膜床7、出料提升机8和出料仓9，进料仓1与进料提升机2连接，进料提升机2与计量称连接，计量称通过输送管路与逆流包膜转鼓3的进料口连接，逆流包膜转鼓的出料口6与流化干燥成膜床7的进料仓连通，流化干燥成膜床的与出料口15与出料提升机连接，出料提升机与出料仓连接。
所述的逆流包膜转鼓包括两端设有封头的包膜筒体、压力泵、喷淋管和用于驱动包膜转鼓转动的驱动电机；包膜筒体的两端分别设置有进料口和出料口，包膜转鼓进料端的封头中央设置有热风进风口，出料端的封头上部有尾气引风口且位于出料口的上部。包膜转鼓内部为包膜腔，包膜腔从进料端到出料端依次分为肥料加热区、包膜区和预干燥区三个功能区，包膜区分为第一包膜区和第二包膜区，第一包膜区长度大于第二包膜区，第一包膜区与肥料加热区相邻，第二包膜区与预干燥区相邻。每个功能区的内壁上均设置有凸出内壁的溢流圈5；溢流圈的个数为3个，环绕包膜转鼓内壁一周，溢流圈的高度为5cm。
喷淋管延伸至包膜腔内，喷淋管上设有喷淋头，喷淋头位于包膜区中，喷淋头垂直向下喷。每根喷淋管上安装有流量计，喷淋管通过压力泵与包膜剂暂存罐连通(图中未示出)。包膜转鼓呈倾斜状态且出料端高于进料端，包膜转鼓的倾斜角度为4°；包膜转鼓的内壁上设置有一条连续用以推料的螺旋带4，螺旋带4从进料端一直轴向延伸至出料端，螺旋带的一侧边固定在包膜转鼓的内壁上；螺旋带的宽度为4cm，螺旋带的螺距为35cm。
流化干燥成膜床为三级串联的流化干燥成膜床。三级串联流化干燥成膜床包括一级干燥室、二级干燥室和一级冷却室，一级干燥室、二级干燥室与一级冷却室相互连通，三室之间并设置有矮隔板17；一级干燥室、二级干燥室和一级冷却室均包括流化室和匀风室14，匀风室14位于流化室下部，流化室底部设有布风板，布风板上均布有布风孔，布风板上的布风孔与流化室的轴向之间形成45°夹角，所述的布风孔均向出料口方向倾斜。在匀风室连接有支进风管13，支进风管13的出风口端位于匀风室14的底部，支进风管14上安装有控制进风量的阀门，支进风管14与总进风管12相接，总进风管12与风机相接，一级干燥室与进料仓连通，一级冷却室与出料口15连接。
一级干燥室、二级干燥室的进风管通入热风，用于肥料颗粒表面包膜剂的脱水干燥成膜，一级冷却室的进风管通入空气，用于冷却包膜缓释肥料，一级干燥室设置有打散装置，打散装置由电机驱动。
采用本发明实施例1的装置包膜后膜表面的电镜照片及照片如图2、图3所示，通过图3、图4可以看出，采用本发明的装置进行包膜后，得到的缓释肥颗粒表面光滑，涂膜致密，无小孔，无龟裂，无细纹，无孔隙、无撕裂，可以长效发挥缓释功能，而采用现有装置进行包膜后(见图5、图6)，包膜后进行烘干时肥料颗粒容易粘连在一起，在外力(振锤)的作用下，粘连部分发生分离，极易对涂膜产生损伤，影响缓释性能。
实施例2
同实施例1所述的水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，不同之处在于：
溢流圈的个数为6个，环绕包膜转鼓内壁一周，溢流圈的高度为8cm。
包膜转鼓呈倾斜状态且出料端高于进料端，包膜转鼓的倾斜角度为8°；螺旋带的宽度为5cm，螺旋带的螺距为45cm。
布风板上的布风孔与流化室的轴向之间形成50°夹角。
实施例3
同实施例1所述的水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，不同之处在于：
溢流圈的个数为6个，环绕包膜转鼓内壁一周，溢流圈的高度为6cm。
包膜转鼓呈倾斜状态且出料端高于进料端，包膜转鼓的倾斜角度为12°；螺旋带的宽度为85cm，螺旋带的螺距为50cm。
布风板上的布风孔与流化室的轴向之间形成75°夹角。
Claims (10)
1.一种水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，包括倾斜的逆流包膜转鼓和与逆流包膜转鼓出料口对接的流化干燥成膜床；
所述的逆流包膜转鼓包括两端设有封头的包膜筒体、压力泵、喷淋管和用于驱动包膜转鼓转动的驱动电机；包膜筒体的两端分别设置有进料口和出料口，包膜转鼓内部为包膜腔，包膜腔从进料端到出料端依次分为肥料加热区、包膜区和预干燥区三个功能区，每个功能区的内壁上均设置有凸出内壁的溢流圈；喷淋管延伸至包膜腔内，喷淋管上设有喷淋头，喷淋头位于包膜区中；包膜转鼓呈倾斜状态且出料端高于进料端，包膜转鼓的内壁上设置有一条连续用以推料的螺旋带，螺旋带从进料端一直轴向延伸至出料端，螺旋带的一侧边固定在包膜转鼓的内壁上；
所述的流化干燥成膜床为三级串联的流化干燥成膜床。
2.根据权利要求1所述的水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，其特征在于，逆流包膜转鼓的包膜筒体外层包裹有保温层，包膜区分为第一包膜区和第二包膜区，第一包膜区长度大于第二包膜区，第一包膜区与肥料加热区相邻，第二包膜区与预干燥区相邻。
3.根据权利要求1所述的水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，其特征在于，包膜转鼓进料端的封头中央设置有热风进风口，出料端的封头上部有尾气引风口且位于出料口的上部。
4.根据权利要求1所述的水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，其特征在于，喷淋头垂直向下喷，包膜转鼓的倾斜角度为3°～25°，每根喷淋管上安装有流量计，喷淋管通过压力泵与包膜剂暂存罐连通。
5.根据权利要求1所述的水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，其特征在于，螺旋带的宽度为4cm～10cm，螺旋带的螺距为30cm～50cm。
6.根据权利要求1所述的水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，其特征在于，溢流圈为多个，环绕包膜转鼓内壁一周，溢流圈的高度为5cm～10cm，优选的，溢流圈为3～6个。
7.根据权利要求1所述的水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，其特征在于，三级串联流化干燥成膜床包括一级干燥室、二级干燥室和一级冷却室，一级干燥室、二级干燥室与一级冷却室相互连通，且三室之间设置有矮隔板，一级干燥室、二级干燥室和一级冷却室均包括流化室和匀风室，匀风室位于流化室下部，流化室底部设有布风板，布风板上均布有布风孔，在匀风室连接有支进风管，支进风管的出风口端位于匀风室的底部，支进风管上安装有控制进风量的阀门，支进风管与总进风管相接，总进风管与风机相接，一级干燥室与进料仓连通，一级冷却室与出料口连接。
8.根据权利要求1所述的水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，其特征在于，一级干燥室、二级干燥室的进风管通入热风，用于肥料颗粒表面包膜剂的脱水干燥成膜，一级冷却室的进风管通入自然空气，用于冷却包膜缓释肥料，一级干燥室设置有打散装置，打散装置由电机驱动。
9.根据权利要求1所述的水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，其特征在于，布风板上的布风孔与流化室的轴向之间形成40-70°夹角，所述的布风孔均向出料口方向倾斜。
10.根据权利要求1所述的水基树脂包膜缓释肥料用转鼓涂布流化干燥成膜系统，其特征在于，还包括进料仓、进料提升机、计量称、出料提升机和出料仓，进料仓与进料提升机连接，进料提升机与计量称连接，计量称通过输送管路与逆流包膜转鼓的进料口连接，逆流包膜转鼓的出料口与流化干燥成膜床的进料仓连通，流化干燥成膜床的出料口与出料提升机连接，出料提升机与出料仓连接。
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