CN115321031A - 吨袋物料的预处理设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种吨袋物料的预处理设备和方法，吨袋物料的预处理设备包括支架；架设在所述支架上的物料容器，所述物料容器包括上物料筒、下物料筒和设置在所述上物料筒与所述下物料筒之间的软连接，所述上物料筒的上端具有用于吨袋物料进入的开口，所述下物料筒的下端设置有出口；设置在所述下物料筒的内腔中的振动组件，所述振动组件用于承接吨袋物料并产生振动，在所述振动组件上设置有用于连通所述出口的物料通道，通过振动组件对吨袋物料施加机械振动，以迅速破坏颗粒间的固桥连接，促使物料在物料通道内顺利下料，进一步地提高破碎效率，降低工人劳动强度。
Description
技术领域
本发明属于粉粒料加工技术领域，具体涉及一种吨袋物料的预处理设备和方法。
背景技术
颗粒流动性是影响颗粒处理及加工的重要因素。在化工生产过程，粉料和粒料的结块现象广泛存在于化肥、食品、精细化工等行业，结块行为将导致颗粒物质丧失流动性，严重影响产品运输、储存和下游卸料等过程。大量研究表明，造成粉粒料结块的主要因素为：产品水分、储存温度、储存压力、颗粒强度和产品粒径。基于众多影响因素产生的比较成熟的结论机理为：晶桥理论、毛细管吸附理论、液膜理论、塑性形变理论、化学作用理论、孔道扩散，上述理论均会导致颗粒表面接触点增加和颗粒间作用力增强，进而导致粉粒料结块现象的产生。
目前化工生产过程，破结块方式多采用人工敲碎使得袋内物料松散，达到可卸料、可输送状态，该方法工作劳动强度大、效率低、敲击过程容易导致吨袋物料破损，物料泄露产生扬尘并污染环境，严重的会引发相关职业病。
由此，需要设计一种吨袋物料的预处理设备和方法用于取代人工以提高吨袋物料破碎效率，降低工人劳动强度。
发明内容
针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，提供一种吨袋物料的预处理设备和方法，该吨袋物料的预处理设备可以容纳吨袋物料，还可以通过振动组件对吨袋物料施加机械振动，以迅速破坏颗粒间的固桥连接，促使物料在物料通道内顺利下料，进一步地提高破碎效率，降低工人劳动强度。另外，该吨袋物料在物料容器内进行破结块，可以有效除尘，安全、环保。本发明的吨袋物料的预处理设备和方法实用性强，简单可靠，对各行业粉、粒料破结块均具有借鉴指导意义，可以应用到塑料、医药、食品、化工等行业。
根据本发明的一方面，提出的技术方案为：
一种吨袋物料的预处理设备，包括：
支架，
架设在所述支架上的物料容器，所述物料容器包括上物料筒、下物料筒和设置在所述上物料筒与所述下物料筒之间的软连接，所述上物料筒的上端具有用于吨袋物料进入的开口，所述下物料筒的下端设置有出口，
设置在所述下物料筒的内腔中的振动组件，所述振动组件用于承接吨袋物料并产生振动，在所述振动组件上设置有用于连通所述出口的物料通道。
在一个实施例中，所述振动组件包括：
承托板，
用于将承托板连接到所述下物料筒的弹性件，
设置在所述承托板上的振动器。
在一个实施例中，在所述承托板的上端面上设置有振动盘，所述振动盘包括：
间隔式套接的环，
设置在相邻的所述环之间的用于连接的连接板，同一环空内的所述连接板间隔式设置用于形成镂空。
在一个实施例中，所述连接板包括：
径向延伸的径向连接板，用于在周向上等分所述环，
设置在各等分区间内的呈M状的斜向连接板。
在一个实施例中，在周向上设置四个所述承托板，在各所述承托板之上匹配式设置所述振动盘，在所述承托板之间形成有所述物料通道。
在一个实施例中，在所述开口处选择性设置有密封盖，在所述上物料筒的内腔中套设防尘透气筒，在所述支架上设置有用于与所述防尘透气筒和所述上物料筒之间的环空连通的抽风机。
在一个实施例中，在所述上物料筒的内腔中设置有位于所述防尘透气筒的下端的挤压头，在所述支架上设置有用于促动所述挤压头横向运动的动力缸。
在一个实施例中，在所述下物料筒的壁上设置有内外连通的视窗。
在一个实施例中，还包括用于吊装所述密封盖的行吊，并且在所述密封盖上吊设用于连接所述吨袋物料的挂钩。
根据本发明的另一方面，提供一种利用上述的吨袋物料的预处理装置进行吨袋物料的预处理方法，包括将吨袋物料装入所述物料容器的内腔后，开启所述振动组件，对吨袋物料进行振动，其中，如果所述振动组件具有多个承托板，先所述承托板按照先后次序进行先后振动，然后，所有所述承托板共同振动。
相比现有技术，本发明的优点在于：在使用中，吨袋物料放入到物料容器内进行破结块，可以有效除尘，安全、环保。另外，通过振动组件对吨袋物料施加机械振动，以迅速破坏颗粒间的固桥连接，促使物料在物料通道内顺利下料，进一步地提高破碎效率，降低工人劳动强度。从而，本发明的吨袋物料的预处理设备和方法实用性强，简单可靠，对各行业粉、粒料破结块均具有借鉴指导意义，可以应用到塑料、医药、食品、化工等行业。
附图说明
下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
图1示意性显示了本发明实施例的吨袋物料预进入吨袋物料的预处理设备；
图2示意性显示了本发明实施例的吨袋物料已进入吨袋物料的预处理设备；
图3示意性显示了本发明实施例的振动组件的部分俯视图；
图4示意性显示了本发明实施例的振动组件的振动盘。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
本申请提供一种吨袋物料的预处理设备。该吨袋物料的预处理设备应用于预处理吨袋物料。如图1和2所示，泄放物料处理设备包括支架1、物料容器2和振动组件3。其中，支架1主要起到基础支撑，以及架设物料容器2的作用。物料容器2架设在支架1上。具体地，物料容器2包括上物料筒21、下物料筒22和设置在上物料筒21与下物料筒22之间的软连接23。也就是说，该物料容器2为上下分体式设置，并通过软连接23进行连接，有效避免上物料筒21跟随下物料筒22一同振动，也就是避免下部的振动传递到上部，减少应力。并且，上物料筒21的上端具有用于吨袋物料200进入的开口24，下物料筒22的下端设置有出口25，用于物料排放。振动组件3设置在下物料筒22的内腔中，用于承接吨袋物料200并产生振动。另外，在振动组件3上设置有用于连通出口25的物料通道31(如图3所示)。
在使用中，吨袋物料200通过开口24放入到物料容器2内，该吨袋物料200通过振动组件3进行承托。通过振动组件3对吨袋物料200产生机械振动，以迅速破坏吨袋物料200颗粒间的固桥连接，进而促使物料在物料通道31内顺利下料，有助于进一步提高破碎效率，降低工人劳动强度。另外，该破结块操作只在物料容器2内进行，可以有效避免所产生的尘土逃逸，安全、环保。因此，本发明的吨袋物料的预处理设备实用性强，简单可靠，对各行业粉、粒料破结块均具有借鉴指导意义，可以应用到塑料、医药、食品、化工等行业。
在一个实施例中，振动组件3包括承托板32、弹性件33和振动器34。其中，承托板32主要为板状，起到支撑作用。弹性件33用于将承托板32连接到下物料筒22上，起到弹性连接的作用，实现固定和缓冲目的。优选地，该弹性件33为弹簧。振动器34设置在承托板32上，大体位于承托板32的下端面的中心位置，用于产生振动。优选地，该振动器34为振动马达。
如图3和4，在承托板32的上端面上设置有振动盘36。具体地，振动盘36包括环37和连接板。其中，环37为多个，并间隔式套接。环37同心设置。在一个具体的实施例中，例如，环37为三个，其中的外部环直径500～700mm(例如选500mm)，高度10～150mm(例如选100mm)，中部环直径300～500mm(例如选300mm)，高度10～150mm(例如选100mm)，内部环直径100～300(例如选150mm)，高度10～150mm(例如选100mm)，所有环37厚度均为1～10mm(例如5mm)。连接板用于连接环37，并形成镂空。具体地，连接板具有径向连接板38和斜向连接板39。径向连接板38设置在相邻的环37之间，主要起到连接相邻的环37的作用。径向连接板38的高度为10～150mm(例如选100mm)，厚度为1～10mm。斜向连接板39设置在相邻的环37之间，也起到连接相邻的环37的作用。斜向连接板39的高度为10～150mm(例如选100mm)，厚度为1～10mm。在本申请中，环37为三个。径向连接板38在周向上四等分环37，也就是说，径向连接板38为十字型分布。在各由环37形成的环空的等分区间内设置有呈M状的斜向连接板39。这种设置的振动盘36结构强度好，可以有效承托吨袋物料。同时，这种结构还能保证达到最佳的共振效果，振动盘36镂空设计，可以更有效破坏物料内部固桥力。
在一个实施例中，在周向上设置多个承托板32，例如两个到八个，优选四个。在各承托板32之上匹配式设置振动盘36。也就是，通过例如四个振动盘36形成一个振动平面，振动平面的中心，即承托板32之间形成有圆形通道，用作物料通道31，该物料通道31的有效直径可以为200～400mm，便于吨袋物料内物料下落。
每个承托板32通过多个，例如四个弹性件33设置到下物料筒22上。当然，为了安装方便，在下物料筒22上设置有支撑框架4。例如，该支撑框架4包括横向延伸的横梁41。该横梁41的两端搭接到下物料筒22的壁上。而弹性件33的下端固定到横梁41上。为了保证横梁41的支撑强度，在横梁41的下端设置有斜向支撑梁42，用于支撑横梁41提高横梁41的支撑能力。在图1中给出的实施例中，对应一个承托板32的弹性件33有两个直接连接到下物料筒22的壁上，而有两个设置到横梁41上。而本申请并不限于图示的这种结构，横梁41只起便利连接的作用，而本领域技术人员根据需要可以适当进行调整。
在开口24处选择性设置有密封盖5，用于盖合到物料容器2上，以保证形成一个相对密闭的用于容纳吨袋物料的空间。在上物料筒21的内腔中套设防尘透气筒6。该防尘透气筒6由防尘透气布制成。也就是，防尘透气布缠绕在上物料筒21的内腔中。在支架1上设置有抽风机7，用于与防尘透气筒6和上物料筒21之间的环空连通。例如，在周向上，抽风机7为两台。吨袋物料200振动破结块时，抽风机7工作，保证物料容器2与密封盖5组成空间微负压，避免粉尘外泄。防尘透气筒6可过滤振动产生的粉尘，抽风机7抽出的气体可直接排空，保证现场环境清洁，减少了职业病的发生。
吨袋物料的预处理设备还包括行吊8，用于吊装密封盖5。该行吊8可以采用现有技术中的行吊，并根据实际使用状况，匹配行吊8的型号和参数。在密封盖5上吊设挂钩51，用于连接吨袋物料。该挂钩51为周向均匀分布的多个，例如四个。通过行吊8和挂钩51可以将吨袋物料送入到物料容器2。密封盖5的有效直径可以为1.3～1.8m。
在上物料筒21的内腔中设置有挤压头9。挤压头9位于防尘透气筒6的下端。在支架1上设置有用于促动挤压头9横向运动的动力缸91。通过动力缸91带动挤压头9运动，用于对结块物料进行预挤压，有助于预先破除大块。在周向上，可以设置多个挤压头9以及与其匹配的动力缸91，例如两个到六个。挤压头9可以为矩形，也可以为圆形、椭圆型或者三角形等，但是挤压头9的边缘要做预处理，进行弧过渡，避免棱角对吨袋的破坏。
下物料筒22自身为锥状，有利于收集物料。在下物料筒22的壁上设置有内外连通的视窗26。同时，在下物料筒22的出口25处设置有底阀27，用于打开或者关闭出口25。视窗26平面形状为正方形，边长可以为100～300mm。视窗26与下物料筒22之间设密封圈(图中未示出)。密封圈宽度为5～10mm，可有效防止物料逸出。在操作中，可通过视窗26解袋。而物料通过打开底阀27后从出口25放出。出口25处的直径可以为150～300mm。
在本申请中，并不对支架1进行特别的限定，只要能支撑架设物料容器2的支架1均可以落入本申请的保护范围。例如，支架1可以为柱结构拼接，也可以为板状结构拼接，也可以为桁架结构。
根据本申请的吨袋物料的预处理设备，基于颗粒间应力和力链分布，采用机械振动吨袋物料底部的方式，迅速破坏出口料拱和结块，显著改善物料整体流动性。进一步地，采用振动盘36，增强共振强度，有助于迅速破坏颗粒间的固桥连接，提高破碎效率。振动面由多个振动盘36组成，四块振动盘36交替、同时工作，产生最大共振效果，提高破块效率。振动盘36自身机械强度高，亦可进一步起到有效传递共振的作用。大大提高破碎效率，降低工人劳动强度。吨袋物料的预处理设备设计合理，可适用于大部分化工物料处理，且系统密闭除尘，可实现零粉尘排放，安全、环保。
下面根据图1-4详细描述采用吨袋物料的预处理设备进行吨袋物料的预处理的方法。
首先利用行吊8，通过密封盖5的四个挂钩51对吨袋物料进行固定。将吨袋物料吊入物料容器2的内腔后，密封盖5与物料容器2形成一个密闭空间，将吨袋物料包住。吨袋口位于物料通道31处。其中，物料容器2高度为开口24到底部振动盘36所在振动平面的垂直距离，为1.5m。
吨袋物料200经行吊8进入物料容器2，启动动力缸91，使得挤压头9先对吨袋物料预挤压。然后振动器34开始工作，承托板32和振动盘36开始振动。其中，软连接23和弹性件33确保其他部件处于静止状态。吨袋物料200在振动作用下，板结物料逐渐松软，消除出口料拱，促使物料通过物料通道进入下物料筒22内。期间，抽风机7运作，使得防尘透气筒6可将振动过程产生的粉尘吸收过滤。
振动组件3的振动操作中，振动盘36先后进行振动。例如，将振动盘36分为不同的组，例如可以为两组、三组或者更多组。一组一组振动盘36先后振动。在分组振动盘36振动完成后，所有振动盘36再同时进行运动。分三步进行，第一步，由a、c振动盘36为一组先行振动；第二步，b、d振动盘36为一组再振动，此时a、c振动盘36停止振动；第三步，a、b、c、d振动盘36同时振动。由于吨袋物料与物料容器2下部紧密接触，振动可通过特殊设计的振动盘36有效传递给物料，使吨袋内物料达到最大共振，结块得到有效破碎，保证吨袋物料卸料流畅。
物料达到设定的振动时间后，人工打开视窗26，将吨袋物料下料口解开，然后关闭视窗26。再打开底阀27，将物料排出泄放物料处理设备。物料被排放到外部储物器300中。
下面给出了将吨袋物料装入物料容器2后的多个破除结块操作的实施例。
实施例1
振动组件3的一个振动周期分三步进行，第一步，由a、c振动盘36先行振动；第二步，b、d振动盘36振动，此时a、c振动盘36停止振动；第三步，a、b、c、d振动盘36同时振动。
第一步、第二步、第三步振动时间分别为15s、15s、15s，振动两个周期，振动时间共计1.5min。振动结束后，开始解袋下料，从解开吨袋物料下料口扎绳到下料完毕为投料时间。
实施例2
与上述相同或者类似地，只是第一步、第二步、第三步振动时间分别为15s、15s、15s，振动三个周期，振动时间共计2.25min。振动结束后，开始解袋下料，从解开吨袋物料下料口扎绳到下料完毕为投料时间。
实施例3
与实施例1相同或者类似地，只是第一步、第二步、第三步振动时间分别为15s、15s、15s，振动四个周期，振动时间共计3min。振动结束后，开始解袋下料，从解开吨袋物料下料口扎绳到下料完毕为投料时间。
实施例4
与实施例1相同或者类似地，只是第一步、第二步、第三步振动时间分别为15s、15s、15s，振动六个周期，振动时间共计4.5min。振动结束后，开始解袋下料，从解开吨袋物料下料口扎绳到下料完毕为投料时间。
实施例5
对吨袋物料进行预挤压，两个挤压头9同时挤压，挤压耗时10s。然后开启振动组件3，与实施例1相同或者类似地，只是第一步、第二步、第三步振动时间分别为15s、15s、15s，振动三个周期，振动时间共计2.25min。振动结束后，开始解袋下料，从解开吨袋物料下料口扎绳到下料完毕为投料时间。
对比例
将吨袋物料放置在市面较成熟的吨袋物料投料站，人工解开吨包下料口扎绳，通过气缸驱动的按摩板拍打吨袋物料下料口，在下料过程持续拍打，确保吨包物料顺利下料。开始解袋下料，从解开吨袋物料下料口扎绳到下料完毕为投料时间。
将实施例1、2、3、4、5和对比例的实验结果见表1。实施例5为最佳实施例。
表1振动组件的振动时间与吨袋物料的投料时间的关系
从表1可见，本发明可以有效的破除吨袋物料中结块，提高粉体的流动性和原料投料效率，更重要的是改善现场作业环境，为吨袋物料破结块处理过程提供了新思路。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种吨袋物料的预处理设备，其特征在于，包括：
支架，
架设在所述支架上的物料容器，所述物料容器包括上物料筒、下物料筒和设置在所述上物料筒与所述下物料筒之间的软连接，所述上物料筒的上端具有用于吨袋物料进入的开口，所述下物料筒的下端设置有出口，
设置在所述下物料筒的内腔中的振动组件，所述振动组件用于承接吨袋物料并产生振动，在所述振动组件上设置有用于连通所述出口的物料通道。
2.根据权利要求1所述的吨袋物料的预处理设备，其特征在于，所述振动组件包括：
承托板，
用于将承托板连接到所述下物料筒的弹性件，
设置在所述承托板上的振动器。
3.根据权利要求2所述的吨袋物料的预处理设备，其特征在于，在所述承托板的上端面上设置有振动盘，所述振动盘包括：
间隔式套接的环，
设置在相邻的所述环之间的用于连接的连接板，同一环空内的所述连接板间隔式设置用于形成镂空。
4.根据权利要求3所述的吨袋物料的预处理设备，其特征在于，所述连接板包括：
径向延伸的径向连接板，用于在周向上等分所述环，
设置在各等分区间内的呈M状的斜向连接板。
5.根据权利要求3或4所述的吨袋物料的预处理设备，其特征在于，在周向上设置四个所述承托板，在各所述承托板之上匹配式设置所述振动盘，在所述承托板之间形成有所述物料通道。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的吨袋物料的预处理设备，其特征在于，在所述开口处选择性设置有密封盖，在所述上物料筒的内腔中套设防尘透气筒，在所述支架上设置有用于与所述防尘透气筒和所述上物料筒之间的环空连通的抽风机。
7.根据权利要求6所述的吨袋物料的预处理设备，其特征在于，在所述上物料筒的内腔中设置有位于所述防尘透气筒的下端的挤压头，在所述支架上设置有用于促动所述挤压头横向运动的动力缸。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的吨袋物料的预处理设备，其特征在于，在所述下物料筒的壁上设置有内外连通的视窗。
9.根据权利要求6所述的吨袋物料的预处理设备，其特征在于，还包括用于吊装所述密封盖的行吊，并且在所述密封盖上吊设用于连接所述吨袋物料的挂钩。
10.一种利用根据权利要求1到9中任一项所述的吨袋物料的预处理装置进行吨袋物料的预处理方法，其特征在于，包括将吨袋物料装入所述物料容器的内腔后，开启所述振动组件，对吨袋物料进行振动，其中，如果所述振动组件具有多个承托板，先所述承托板按照先后次序进行先后振动，然后，所有所述承托板共同振动。
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