CN113117597A - 干法造粒机及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种干法造粒机及控制方法，在造粒罐体的顶部设有进料装置和喷雾装置，在造粒罐体的底部设有旋转盘装置，旋转盘装置中设有上端面为水平并旋转的旋转托盘，旋转托盘位于造粒罐体内腔的底部位置。述的造粒罐体从上到下依次为顶部缩径段、上锥形段、扩径罐体、下锥形段和底部缩径段，旋转托盘位于底部缩径段。光电传感器获取局部图像，经过处理后将粒度分布数据发送至控制装置；根据粒度分布数据调节进料电机的转速。简化了设备的结构，提高了造粒的生产效率，采用本发明的设备，能够实现每小时造粒25吨以上。经本发明的干法造粒机处理后的料粉与湿法生产干燥塔干燥的料粉性能一致，完全满足生产要求。

Description

干法造粒机及控制方法

技术领域

本发明涉及造粒机领域，具体涉及一种干法造粒机及控制方法。

背景技术

干法制粉工艺是将原料破碎、粉磨、增湿造粒、陈化等过程，制成含水份在6—9%、细度在200目左右的适合压制成型的粉料，工艺简单、能耗低。传统制粉工艺为湿法生产，是将原料磨成泥浆，再经干燥塔干燥成适合的粉料，工艺复杂、能耗高。

干法制粉的关键设备为粉料造粒机，中国专利文献CN 103861525 B记载了一种干法造粒机，包括上料机构、竖直喂料机构、斜喂料机构、压片机构、碎粒机构、整粒机构和分筛机构，上料机构包括料桶，料桶连通真空系统，竖直喂料机构包括竖直喂料电机和竖直喂料螺杆，斜喂料机构包括喂料料筒、喂料螺杆和喂料电机，压片机构包括反向转动的上下压轮，碎粒机构包括碎粒轮，整粒机构包括整粒轮整粒装置和筛网整粒装置，分筛机构包括分筛桶、筛盘和接粉盘，分筛桶的桶壁上设进料口、细粉出料口和成品出料口。该结构较为复杂，生产效率较低。为适应领域的干法生产工艺，需要结构更为简单，生产效率更高的粉料造粒机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种干法造粒机，能够大幅提高干粉料造粒的生产效率，简化设备结构，减低设备控制的难度，便于后期的维护。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种干法造粒机的控制方法，能够根据生产要求进行控制，确保造粒的含水率和粒度要求。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种干法造粒机，在造粒罐体的顶部设有进料装置和喷雾装置，在造粒罐体的底部设有旋转盘装置，旋转盘装置中设有上端面为水平并旋转的旋转托盘，旋转托盘位于造粒罐体内腔的底部位置。

优选的方案中，所述的造粒罐体从上到下依次为顶部缩径段、上锥形段、扩径罐体、下锥形段和底部缩径段，旋转托盘位于底部缩径段。

优选的方案中，所述的进料装置中，进料管的一端与造粒罐体顶部侧壁切向连接，进料管的另一端与送风机的出风口连接，缓冲仓与进料管的中部连接；

所述的缓冲仓中设有旋转的螺旋叶片，在缓冲仓的底部设有进料筒体，螺旋叶片的底部套接在进料筒体内，进料筒体的侧壁与进料管通过侧壁连通，螺旋叶片的外轮廓线与进料管的侧壁相割。

优选的方案中，所述的喷雾装置中，喷雾组件位于造粒罐体中轴线的位置，喷雾组件内设有多个多流体喷头，进水管和进气管分别与多个多流体喷头连接，在进水管上设有第二电磁阀，在进气管上设有第三电磁阀，第二电磁阀和第三电磁阀与控制装置电连接。

优选的方案中，所述的进水管和进气管套装在升降管内，喷雾组件与升降管的底端连接；

在造粒罐体的顶部端面中心设有密封件，升降管与密封件滑动连接，升降管还与升降驱动装置连接。

优选的方案中，所述的多个多流体喷头沿螺旋排列，顶部的多流体喷头位于进料管末端的位置，其余的多流体喷头沿着进料螺旋方向布置。

优选的方案中，在造粒罐体靠近底部的位置还设有出风口，出风口与布袋除尘器连接。

优选的方案中，在出风口与布袋除尘器之间的管路上还设有除湿装置，所述的除湿装置中设有多个交错布置的挡帽和折返环组成的迷宫结构，在除湿装置中还设有冷凝网，冷凝网与制冷装置连接。

优选的方案中，还设有控制装置，控制装置与喷雾装置中控制进水和进气的第二电磁阀和第三电磁阀电连接；

控制装置与控制喷雾组件升降的升降气缸的第一电磁阀电连接；

控制装置与送风机、进料电机和旋转盘装置中的旋转盘电机电连接；

控制装置与布袋除尘器的抽风机电连接；

控制装置与制冷装置电连接；

在旋转托盘外缘的下方设有光电传感器，在出风口的位置设有湿度传感器；

光电传感器和湿度传感器与控制装置的输入端电连接。

一种用于上述的干法造粒机的控制方法，包括以下步骤：

一、控制装置按设定值启动旋转盘电机、送风机和抽风机；

二、按设定值启动进料电机开始进料；

同时开启第二电磁阀和第三电磁阀，喷雾组件喷出水雾；开始造粒；

三、光电传感器获取局部图像，经过处理后将粒度分布数据发送至控制装置；

四、当粒度分布数据过大，控制装置增大进料电机的转速增加进料；

当粒度分布数据过小，控制装置减小进料电机的转速减少进料；

当粒度分布数据变化较为剧烈，控制装置间歇控制第一电磁阀换向，控制喷雾组件往复升降；

五、当湿度传感器检测到的数据超过设定值，控制装置启动制冷装置进行除湿；

通过以上步骤，实现干法造粒机生产的自动控制。

本发明提供的一种干法造粒机及控制方法，通过采用顶部喷粉进料，喷雾湿润，底部设置高速旋转的旋转托盘造粒的方案，简化了设备的结构，提高了造粒的生产效率，采用本发明的设备，能够实现每小时造粒25吨以上。经本发明的干法造粒机处理后的料粉与湿法生产干燥塔干燥的料粉性能一致，完全满足生产要求。产品胚体强度高于湿法生产的强度。采用的控制方法，利用光电传感器对粒度分布数据进行分析，能够较为准确的获得物料的含水分，从而便于精确控制进料和喷雾的配比。设置的湿度传感器和除湿装置，能够避免湿的粉料进入到布袋除尘器堵塞布袋。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中缓冲仓的结构示意图。

图3为本发明中造粒罐体和喷雾装置的结构示意图。

图4为本发明中喷雾组件和升降驱动装置的结构示意图。

图5为本发明中多流体喷头的连接结构示意图。

图6为本发明中除湿装置的结构示意图。

图7为本发明的控制结构示意图。

图中：造粒罐体1，顶部缩径段101，上锥形段102，扩径罐体103，下锥形段104，底部缩径段105，缓冲仓2，进料电机21，缓冲仓罐体22，进料轴23，螺旋叶片24，进料筒体25，喷雾装置3，供水装置31，空气压缩装置32，第一电磁阀33，第二电磁阀34，第三电磁阀35，升降管36，喷雾组件37，进水管371，三通接头372，多流体喷头373，进气管374，密封件38，升降气缸39，出风口4，卸料装置5，倒锥形段51，直筒段52，卸料斜坡53，卸料槽54，旋转盘装置6，旋转托盘61，旋转主轴62，传动机构63，旋转盘电机64，光电传感器65，除湿装置7，挡帽71，折返环72，冷凝网73，布袋除尘器8，送风机9，抽风机10，制冷装置11，进料管12，压力传感器13，湿度传感器14。

具体实施方式

实施例1：

如图1~6中，一种干法造粒机，在造粒罐体1的顶部设有进料装置和喷雾装置3，在造粒罐体1的底部设有旋转盘装置6，旋转盘装置6中设有上端面为水平并旋转的旋转托盘61，旋转托盘61位于造粒罐体1内腔的底部位置。由此结构，粉料从进料装置进入，经过喷雾装置湿化后，在旋转托盘61造粒成球。优选的方案中，旋转托盘61与竖直的旋转主轴62固定连接，旋转主轴62通过至少两个轴承支撑，旋转盘电机64通过传动机构与旋转主轴62连接，传动机构采用皮带传动机构、链传动机构或齿轮传动机构。

优选的方案如图3中，所述的造粒罐体1从上到下依次为顶部缩径段101、上锥形段102、扩径罐体103、下锥形段104和底部缩径段105，旋转托盘61位于底部缩径段105。在旋转托盘61的外缘与底部缩径段105的内壁之间，设有供粒料落下的空隙。造粒罐体1的结构，有利于调节送风的速度，以使水雾与粉料较为充分的浸润。

进一步优选的方案如图3中，在底部缩径段105的中部设有卸料装置5，卸料装置5的上部是倒锥形段51，下部是直筒段52，在直筒段52的底部设有卸料斜坡53，卸料斜坡53的底部与卸料槽54连接，气流推送的物料在该处猛然减速，然后逐渐加速，落到旋转托盘61上造粒成球。粒料被从旋转托盘61表面甩出后，沿着直筒段52的内壁落下，经过卸料斜坡53排出到卸料槽54。进一步优选的方案中，卸料装置5的筒体与底部缩径段105套接，在卸料装置5的筒体上设有振动装置，以避免卸料的位置堵塞。

优选的方案如图1、3中，所述的进料装置中，进料管12的一端与造粒罐体1顶部侧壁切向连接，优选的，进料管12的一端与顶部缩径段101切向连接，进料管12的另一端与送风机9的出风口连接，缓冲仓2与进料管12的中部连接；送风机9吹出的风，推送从缓冲仓2落下的粉料进入到造粒罐体1内，并且旋转落下，在落下过程中与水雾混合，避免水雾重新聚集成为水滴。

如图2中，所述的缓冲仓2中设有旋转的螺旋叶片24，螺旋叶片24设置在进料轴23的外壁，进料轴23穿出缓冲仓2的顶部与进料电机21固定连接，优选的进料电机21采用伺服电机或变频电机，在缓冲仓2的底部设有进料筒体25，螺旋叶片24的底部套接在进料筒体25内，进料筒体25的侧壁与进料管12通过侧壁连通，螺旋叶片24的外轮廓线与进料管12的侧壁相割。由此结构，通过控制伺服电机的转速，从而控制螺旋叶片24的转速，以控制粉料的进料量，确保粉料与水的配比精确。与水平布置的螺旋输送器相比，本申请采用了进料管12侧壁水平和进料筒体25竖直垂直交叉输送的结构，在便于控制输送量的同时，也能够避免粉料在缓冲仓罐体22起拱，确保粉料供应连续。

优选的方案如图3中，所述的喷雾装置3中，喷雾组件37位于造粒罐体1中轴线的位置，喷雾组件37内设有多个多流体喷头373，进水管371和进气管374分别通过三通接头372与多个多流体喷头373连接，在进水管371上设有第二电磁阀34，在进气管374上设有第三电磁阀35，第二电磁阀34和第三电磁阀35与控制装置电连接。通过控制装置控制进水和进气，便于实现自动化控制，设置的多流体喷头373，能够利用压缩空气将水滴粉碎，提高雾化效果。本例中的供水装置31采用高位水箱供水，供气装置采用空气压缩装置32，例如空压机。供气装置同时也作为升降驱动装置的动力。

优选的方案如图3中，所述的进水管371和进气管374套装在升降管36内，喷雾组件37与升降管36的底端连接；在造粒罐体1的顶部端面中心设有密封件38，升降管36与密封件38滑动连接，升降管36还与升降驱动装置连接。由此结构，便于进一步提高粉料与水混合的均匀程度。尤其是在生产量较大的工况下，设置的升降驱动装置能够大幅提高粉料的混合均匀程度。升降驱动装置可选的采用升降气缸39、升降液压缸，螺母丝杠机构、曲柄滑块机构或齿轮齿条机构。

优选的方案如图4中，所述的多个多流体喷头373沿螺旋排列，顶部的多流体喷头373位于进料管12末端的位置，其余的多流体喷头373沿着进料螺旋方向布置。由此结构，喷头喷出的水雾沿着物流的运动路径，避免水雾进入到空气中，提高空气的湿度。

优选的方案如图1、3中，在造粒罐体1靠近底部的位置还设有出风口4，出风口4与布袋除尘器8连接。本例中的出风口4为环状出风口，用于使粉料与空气分离。

优选的方案如图1、6中，在出风口4与布袋除尘器8之间的管路上还设有除湿装置7，所述的除湿装置7中设有多个交错布置的挡帽71和折返环72组成的迷宫结构，在除湿装置7中还设有冷凝网73，冷凝网73与制冷装置11连接。由此结构，避免湿润的粉尘进入到布袋除尘器8内，能够避免布袋被粉尘堵塞。即便粉尘较多，通过反向脉冲吹风也能够方便地清理布袋。优选的方案中，所述的挡帽71和折返环72的上端面均向下倾斜，以便于聚合后的水滴落下。

优选的方案如图7中，还设有控制装置，控制装置与喷雾装置3中控制进水和进气的第二电磁阀34和第三电磁阀35电连接；第二电磁阀34和第三电磁阀35为两位通断电磁阀。

控制装置与控制喷雾组件37升降的升降气缸39的第一电磁阀33电连接；第一电磁阀33为三位四通电磁阀，四通位置分别为直通和换向。

控制装置与送风机9、进料电机21和旋转盘装置6中的旋转盘电机64电连接；至少进料电机21的转速能够被调节。进一步优选的，送风机9和旋转盘电机64的转速也能够被调节。

控制装置与布袋除尘器8的抽风机10电连接；优选的，抽风机10的转速能够被调节。

控制装置与制冷装置11电连接；用于控制制冷装置11的启动和关闭。

在旋转托盘61外缘的下方设有光电传感器65，在出风口4的位置设有湿度传感器14；光电传感器65采用图像传感器，通过高速的图像传感器，获得粉料成球状况的监测。

光电传感器65和湿度传感器14与控制装置的输入端电连接。光电传感器65为调节粉料进料流量的反馈信号，湿度传感器14为反馈制冷装置11启闭的反馈信号。优选如图1中，在布袋除尘器8的出风口设有压力传感器13，作为启动布袋除尘器8中反向脉冲吹风的反馈信号。

实施例2：

在实施例1的基础上，一种用于上述的干法造粒机的控制方法，包括以下步骤：

一、控制装置按设定值启动旋转盘电机64、送风机9和抽风机10；

二、按设定值启动进料电机21开始进料；

同时开启第二电磁阀34和第三电磁阀35，启动空气压缩装置32，喷雾组件37喷出水雾；

混合后的粉料和水雾，不断下落到高速旋转的旋转托盘61上，开始造粒；

三、光电传感器65获取局部图像，经过处理后将粒度分布数据发送至控制装置；处理的方式是，首先光电传感器65高速拍摄落下的物料图像，黑白二元化之后，采集成团图像的粒径，得出粒度分布数据。

四、当粒度分布数据过大，即较大直径的物料颗粒占比较高时，显示粉料的聚集程度较高，控制装置增大进料电机21的转速增加进料；

当粒度分布数据过小，即较小直径的物料颗粒占比较高时，控制装置减小进料电机21的转速减少进料；

当粒度分布数据变化较为剧烈，即在一个时间段内，粒度分布数据过大到过小之间的变动较为剧烈，则显示粉料与水雾的混合非常不均匀，控制装置间歇控制第一电磁阀33换向，升降气缸39往复运动，控制喷雾组件37往复升降，以使粉料与水雾之间的混合更为均匀；

五、当湿度传感器14检测到的湿度数据超过设定值，控制装置启动制冷装置11进行除湿操作，当含水的粉尘经过冷凝网73，使水凝结并聚集，当碰到挡帽71和折返环72之后，进一步聚集，然后沿着倾斜的表面落下；当压力传感器13检测到压力过低，则启动布袋除尘器8中反向脉冲吹风装置。

通过以上步骤，实现干法造粒机生产的自动控制。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种干法造粒机，其特征是，在造粒罐体（1）的顶部设有进料装置和喷雾装置（3），在造粒罐体（1）的底部设有旋转盘装置（6），旋转盘装置（6）中设有上端面为水平并旋转的旋转托盘（61），旋转托盘（61）位于造粒罐体（1）内腔的底部位置。

2.根据权利要求1所述的一种干法造粒机，其特征是：所述的造粒罐体（1）从上到下依次为顶部缩径段（101）、上锥形段（102）、扩径罐体（103）、下锥形段（104）和底部缩径段（105），旋转托盘（61）位于底部缩径段（105）。

3.根据权利要求1或2所述的一种干法造粒机，其特征是：所述的进料装置中，进料管（12）的一端与造粒罐体（1）顶部侧壁切向连接，进料管（12）的另一端与送风机（9）的出风口连接，缓冲仓（2）与进料管（12）的中部连接；所述的缓冲仓（2）中设有旋转的螺旋叶片（24），在缓冲仓（2）的底部设有进料筒体（25），螺旋叶片（24）的底部套接在进料筒体（25）内，进料筒体（25）的侧壁与进料管（12）通过侧壁连通，螺旋叶片（24）的外轮廓线与进料管（12）的侧壁相割。

4.根据权利要求1所述的一种干法造粒机，其特征是：所述的喷雾装置（3）中，喷雾组件（37）位于造粒罐体（1）中轴线的位置，喷雾组件（37）内设有多个多流体喷头（373），进水管（371）和进气管（374）分别与多个多流体喷头（373）连接，在进水管（371）上设有第二电磁阀（34），在进气管（374）上设有第三电磁阀（35），第二电磁阀（34）和第三电磁阀（35）与控制装置电连接。

5.根据权利要求4所述的一种干法造粒机，其特征是：所述的进水管（371）和进气管（374）套装在升降管（36）内，喷雾组件（37）与升降管（36）的底端连接；在造粒罐体（1）的顶部端面中心设有密封件（38），升降管（36）与密封件（38）滑动连接，升降管（36）还与升降驱动装置连接。

6.根据权利要求4所述的一种干法造粒机，其特征是：所述的多个多流体喷头（373）沿螺旋排列，顶部的多流体喷头（373）位于进料管（12）末端的位置，其余的多流体喷头（373）沿着进料螺旋方向布置。

7.根据权利要求3所述的一种干法造粒机，其特征是：在造粒罐体（1）靠近底部的位置还设有出风口（4），出风口（4）与布袋除尘器（8）连接。

8.根据权利要求7所述的一种干法造粒机，其特征是：在出风口（4）与布袋除尘器（8）之间的管路上还设有除湿装置（7），所述的除湿装置（7）中设有多个交错布置的挡帽（71）和折返环（72）组成的迷宫结构，在除湿装置（7）中还设有冷凝网（73），冷凝网（73）与制冷装置（11）连接。

9.根据权利要求8所述的一种干法造粒机，其特征是：还设有控制装置，控制装置与喷雾装置（3）中控制进水和进气的第二电磁阀（34）和第三电磁阀（35）电连接；控制装置与控制喷雾组件（37）升降的升降气缸（39）的第一电磁阀（33）电连接；控制装置与送风机（9）、进料电机（21）和旋转盘装置（6）中的旋转盘电机（64）电连接；控制装置与布袋除尘器（8）的抽风机（10）电连接；控制装置与制冷装置（11）电连接；在旋转托盘（61）外缘的下方设有光电传感器（65），在出风口（4）的位置设有湿度传感器（14）；光电传感器（65）和湿度传感器（14）与控制装置的输入端电连接。

10.一种用于权利要求9所述的干法造粒机的控制方法，其特征是包括以下步骤：

一、控制装置按设定值启动旋转盘电机（64）、送风机（9）和抽风机（10）；

二、按设定值启动进料电机（21）开始进料；同时开启第二电磁阀（34）和第三电磁阀（35），喷雾组件（37）喷出水雾；开始造粒；

三、光电传感器（65）获取局部图像，经过处理后将粒度分布数据发送至控制装置；

四、当粒度分布数据过大，控制装置增大进料电机（21）的转速增加进料；

当粒度分布数据过小，控制装置减小进料电机（21）的转速减少进料；

当粒度分布数据变化较为剧烈，控制装置间歇控制第一电磁阀（33）换向，控制喷雾组件（37）往复升降；

五、当湿度传感器（14）检测到的数据超过设定值，控制装置启动制冷装置（11）进行除湿；

通过以上步骤，实现干法造粒机生产的自动控制。

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