CN1134643C - 螺旋输送机中的松散物料的热处理装置 - Google Patents

螺旋输送机中的松散物料的热处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及松散物料的特定的热处理装置。这种热处理装置希望能在机械工程上连续运行的过程中实现松散物料具有深部效果的热处理,使松散物料规定的和快速的加热在尽可能精确的保温范围内达到尽可能短的处理时间。同时热处理可用来干燥和/或旨在改变材料的其他物理或化学性能。根据本发明,这种热处理装置被作成带有供给热能的热辐射源的螺旋输送机,该螺旋输送机在一个加热区段配置红外线热辐射器,其中,该红外线辐射器设置在能透过辐射的螺旋轴内。

Description

螺旋输送机中的松散物料的热处理装置
本发明涉及可用来热处理松散物料的装置。
人们已经提出了用螺旋输送机输送的各种技术方案来解决热处理的问题。同样提出了在连续输送物料的情况下输入热辐射来进行热处理的各种装置。为此所用的输送装置按带式输送机、链式输送机或振动输送机的原理工作(见德国工业标准DIN15 201)。
德国专利DE-OS19 06 278和DE-OS19 22 230以及美国专利US5,143 626A和US5,497,562A提出了螺旋输送机输送与辐射热输入相结合。上述专利的全部说明都将红外线辐射器设置在有效输送的螺旋输送机的圆周外面。这样一方面导致了螺旋输送机部件的不利的热辐射,另一方面到被辐射物料的距离至少相当于螺旋输送机的半径,从而使热传递效率特别有限。
美国专利US4,430,057A提出了用螺旋形布置的桨叶螺旋将被辐射物料的一部分输送到红外线辐射源的附近。
德国专利DE23 41 331A提出了一种用热的可燃气体加热螺旋轴的筒型干燥器。其中,这种可燃气体起辐射源的作用。整个辐射功率径向辐射到螺旋轴的整个圆周上。与电运行的红外线辐射器比较,由于这种辐射源只有很小的功率密度以及由于它的特征最大波长在长波红外区内,所以它的有效性总是很有限的(按国际电工委员会分类)。
本发明的目的在于,提出一种在机械工程上连续运行的过程中这样实现松散物料具有深部效果的热处理,使松散物料规定的和快速的加热在尽可能精确的保温范围内达到尽可能短的处理时间。同时热处理可用来干燥和/或旨在改变材料的其他物理或化学性能。
根据本发明,提出的这个目的的解决方案在于,这种用一台输送松散物料的螺旋输送机的松散物料的热处理装置,该螺旋输送机在一个加热区段配置红外线热辐射器,其特征在于,该红外线辐射器设置在能透过辐射的螺旋轴内。
松散物料的输送采用螺旋输送机的输送原理,被输送物料加热用的热输入则在物料输送过程中在螺旋输送机或管状螺旋输送机中通过热辐射进行。
通过本发明可显示螺旋输送机输送的尤指下列特定应用的优点:
在一般情况中,由推进引起的输送可在被输送物料与有效推进的螺旋侧面接触的范围内实现物料的旋转。这种旋转效果在管状螺旋输送机时特别明显,因为在这里附加地产生槽壁运动。通过这种旋转有助于被输送物料用热辐射均匀辐射,从而有助于均匀加热。
-通过适合的螺旋输送机的区域状的结构设计还可在机械工程上把实际的加热处理的前面或后面的处理工序合为一个单元。所以,在全部加热方法中例如都力求达到加热区段的尽可能精确的均匀加料。在用振动输送的原理中,例如可通过前联一个叶轮闸门来实现(见GB-A-1313203)。除了专业上要实现的一个计量区外,在下面的说明中还将叙述为这个目的用的有利的其他各个螺旋输送区。
通过热辐射加热的特定应用范围的优点尤其是:
-在松散物料中的热传递较快。
-热辐射的深部效果,亦即松散物料至少部分在其内部被加热。
热辐射的这一优点例如在塑料工程中被广泛应用,因为原则上导热不良的塑料由此克服热对流的阻碍而可迅速加热。
通过螺旋输送的原理与热辐射的热传递按本发明的结合可有利地解决加热技术中提出的许多问题。
本发明将通过示意图所示的实施例来说明。
图1表示设置在螺旋输送机2螺旋轴的内部的棒形红外线辐射器6的横截面示意图。为此,该轴是空心的,并具有红外线辐射的相应排出孔,以便将红外线辐射作用到被输送的物料上。该螺旋输送机例如为实心螺旋输送机。其他的螺旋输送机例如带式螺旋输送机、桨叶螺旋输送机等也可使用,因它们部分地也带来这样的优点,即到被输送物料的红外线辐射较少被遮挡。螺旋式输送槽的壁和螺旋输送机本身最好涂敷红外线反射层或用红外线反射材料例如铝制成,以便提高松散物料内在物料中的有效红外线辐射百分率。
根据图2所示实施方案,基于螺旋输送机输送的一个加热区段在入口端与同一螺旋输送机的一个所谓喂入区和计量区连接。物料从一个简单的储料容器(例如圆形料仓)通过一台首先作为实心螺旋输送机的输送机漏斗输入。喂入区根据运行容积是这样设计的,即精确容纳螺旋输送机在继续运行中在所谓的加热区所希望的装满系数的物料量。在紧接喂入区的计量区内,运行容积扩大到加热区开始所要求的装满系数。在图2所示的本发明的这个实施方案例如为一台螺旋输送机。管式螺旋输送机也可使用,此时轴向进行给料。要处理的已经破碎的物料被装入给料站20。任选的破碎可直接在给料站20之后和喂入区之前在一台带后联缓冲空间的一个破碎机中进行。从该处物料到达设置在传动轴22上的螺旋输送机的喂入区中。该传动轴22在本例中驱动带有相同转数的三个不同功能区的螺旋输送机。通过各区不同的螺旋结构和螺距23、24、25而可使物料所在的各区达到不同的输送速度,从而完成不同的任务。物料从喂入区23到达计量区24,在该计量区中,通过螺旋输送机有关螺距和几何尺寸的适当结构和传动轴22的转数保证物料只按上述严格限制的量进入加热区25,而且装满系数φ设定成使下面要述及的安装用的梁27在任何情况下都保持没有物料。这样,在φ≈0.02到0.15时就可达很高的安全度。在这里螺旋输送机的结构用带式螺旋输送机选用的加热区25中,为了物料尽可能经受红外线辐射作用而不被螺旋机部件挡住,并为了由于输送元件较小的面积使辐射热加到输送元件上尽可能保持很小,所以设置了红外线辐射器28的安装梁27。如图所示,该梁27只有一端支承固定支座33上,但根据长度和结构的不同,两端也可象这里那样例如有一个在轴22上一起旋转的支座32,或者也可有多个支座。梁27的高度超过物料或高于螺旋输送机套筒26的相应最低点并可调节,以便从红外线辐射器28发出的射线的红外射线的强度与相应的物料一致。这种根据要处理的物料的调节可在装置投入运行时一次进行,或通过例如设置在螺旋输送机套筒26外面的一个无接触测试温度传感器34连续进行调节和通过一个窗孔不断进行测试,或者该传感器例如也可设置在梁27上来测试物料的温度。用测试信号例如可这样控制梁的高度或另一个用来调节物料中有效红外线辐射强度的调节参数(例如辐射器温度、接通的辐射器的数目等等),使加热符合预先给定的值。在梁上敷设的电源线例如通过一个固定的或柔性的导板从梁引到机架。
要处理的物料通过加热区25输送,并进行连续处理,作为部分处理过的物料29和几乎完全处理的物料30示意在图中。物料通过一个出料溜槽31例如可转运到下一道工序。带式螺旋输送机35的一种变型可用空心材料制成的带,一种热传递介质通过这种带例如可进行循环,以便螺旋输送机本身稳定加热和作为附加的效果使待处理的物料一起加热或在必要时一起冷却。这个相同的可能性适用于计量区24和喂入区23中的螺旋元件。
具有一个封闭的螺旋输送机套筒26的图2在例如通过在给料站20进行处理时也能有利抽吸出带有加热空气的可能产生的排出物(例如灰尘、气味等),并将其保留在后联的过滤器中,但也可例如在螺旋输送机入口区36抽吸并输入一个排放和过滤单元37中。其中空气经过滤后可排放到大气39,或通过一个空气循环管道重新用于加热区25的物料加热,从而有利于节省能源。其中,最好将抽吸带走的热用来预热在给料站20中以及喂入区23和计量区24中的物料。同样,可象排出物料抽吸站36、37那样,专业人员可在过程空间中进行简单地加负压或过压。
在一定使用场合中,相应的装置根据本发明可在出口端选择在相同输送元件相同平面上连接一个附加的冷却区。
本发明显示的优点例如用在塑料粒干燥时尤为明显,在处理其他松散物料例如饲料等也有优点。除了连续的处理过程外,作为螺旋输送机输送的附加效果是实现了与入口端和出口端的计量的其他工序结合的可能性以及易于实现用来收集排出物和必要时便于加负压或正压的过程空间的封闭。

Claims (11)

1.用一台输送松散物料的螺旋输送机的松散物料的热处理装置,该螺旋输送机在一个加热区段(25)配置红外线热辐射器,其特征在于,该红外线辐射器设置在能透过辐射的螺旋轴内。
2.用一台输送松散物料的螺旋输送机的松散物料的热处理装置,该螺旋输送机在一个加热区段(25)内配置红外线热辐射器,其特征在于,这些红外线热辐射器在带式螺旋输送机或管式螺旋输送机中被设置在回转直径的中心范围内。
3.按权利要求2的装置,其特征在于,红外线热辐射器安装在一根梁(27)上,此梁的高度可调节。
4.按权利要求1至3任一项的装置,其特征在于,螺旋输送机具有一个置于加热区(25)前的喂入区(23)和/或一个计量区(24)。
5.按权利要求1至3任一项的装置,其特征在于,在使用一个封闭的螺旋输送机套筒的情况下,从处理空间抽出排放物和/或在处理空间上加一个与周围有区别的大气压力。
6.按权利要求1至3任一项的装置,其特征在于,红外线热辐射器作成棒形元件设置。
7.按权利要求1至3任一的装置,其特征在于,设置可单独接通的多个红外线热辐射器。
8.按权利要求1至3任一项的装置,其特征在于,加热区(25)给定的螺旋输送机(2)的装满系数(φ)是可调的。
9.按权利要求1至3任一项的装置,其特征在于,螺旋输送机(2)具有螺旋式输送槽(9),螺旋输送机(2)和螺旋式输送槽(9)的壁涂有红外线反射层或用红外线反射材料制成。
10.按权利要求1至3任一项的装置,其特征在于,螺旋输送机(2)的喂入区(23)和/或计量区(24)的运行容积是这样设计的,即可输送与螺旋输送机(2)加热区(25)设定的装满系数(φ)一致的松散物料量。
11.按权利要求1至3任一项的装置,其特征在于,螺旋输送机(2)的加热区(25)在其螺距和几何尺寸上是这样设计的,即装满系数(φ)可在0.02至0.15之间进行调节。
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