TWI611835B

TWI611835B - 組合式造粒機

Info

Publication number: TWI611835B
Application number: TW105131107A
Authority: TW
Inventors: Yuan-Cai Zhang
Original assignee: Zhang yuan cai
Priority date: 2016-09-11
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2018-01-21
Also published as: WO2018045609A1; CN106422974B; CN106422974A; TW201808443A

Abstract

本發明屬於濕物料造粒原理和設備組合技術，具體而係一種組合式造粒機，包括多層組合箱體、進料暫存料倉、多層多組軋製機。每組軋製機配備了回轉接頭、清理刀片、彈性剝離架、擋料板和導流板；在箱體上還開設廢氣排空介面、在支架上開設了造粒機最下層進氣口。採用第二層軋製機轉筒的齒面線速度和容積流速比第一層軋製機轉筒高，毗鄰的下層軋製機網狀齒槽或單獨徑向齒槽的軋製機轉筒的齒面線速度和容積流速比根據物料在該區域體積特性設計。該造粒機不僅可以剝離硬性異物，還使得膏、糊、漿等軟性狀物料簡單造粒，同時還能夠使餅狀、塊狀物料直接拉扯成單體顆粒，可以實現軟、硬性物料同時進入造粒機，出口顆粒具有眾多孔隙和不規則外形。

Description

組合式造粒機

本發明主要屬於濕物料造粒原理和設備組合技術，尤其是涉及採用供熱的網狀齒面軋製機為單元的組合式造粒機，該組合式造粒機可用于高濕物料，漿、糊狀、膏狀、餅狀、塊狀物料，尤其適用於上述混合物料的造粒幹化(乾燥)專案；應用於環保、冶金、輕工、化工、食品、醫藥、飼料、農(林、牧、漁)業產品加工等領域，對其含水量較高的膏、糊、漿、餅、條、塊狀物料進行造粒並獲得幹化(乾燥)，本發明的組合式造粒機還可對城市、工業污泥進行造粒並獲得幹化(乾燥)。

隨著新材料(原料)的不斷湧現，對乾燥的要求不斷提高；城市污泥、工業污泥的減量化、無害化工作以及工業化生產中，幹化(乾燥)又作為一個必不可缺的處理階段，其中能源消耗作為幹化(乾燥)過程中主要消耗指標，尤為眾人關注。

環保行業的污泥幹化(乾燥)過程中，如何在保證安全潔淨的前提下，最大限度地降低能源消耗；同樣在化工、醫藥、食品、礦產、冶煉等行業中，如何將高濕物料(膏、漿、糊狀、餅、塊狀)尤其是混合物料採用最低的耗能，完成造粒及乾燥技術要求、提高單台產量，已經是眾多科技工作者研究的課題。

在污泥乾燥(化)行業，有很多公司採用高壓板框深度脫水達到60%含水率後再幹化(乾燥)的技術，並且高壓板框深度脫水後存在物料含水率不均勻現象。由於物料局部的粘結性，錘式粉碎機很容易造成堵塞現象，無法正常進行工作。使現有的造粒機不能處理含水率高(75%~90%)的軟性物料，也不能在含水率低的(30%~75%)硬性、不均勻、粘稠狀態下使用。

由於污泥運輸過程(尤其是發展中國家和地區)的管理欠缺，導致污泥運輸被人工輔助時或車載過程會參雜異物(如磚頭、瓦礫、石子、螺栓、螺帽、金屬器件等)，這些硬性異物在兩軋製機轉筒相對運動中必然卡死，造成設備超載停機和軋製機轉筒變形，並且，清理修復工作非常繁瑣和髒臭，嚴重影響正常生產，失去了造粒機自動運行的優勢條件。

在乾燥工段前，都設置機械脫水系統。由於機械脫水(尤其是：疊螺機、離心機、帶式壓濾等)的工作狀態的變化、物料本身性質的差異(尤其是：製藥菌絲體技術過程染菌罐出來的菌絲體)，造成機械脫水後的污泥含水率偏差很大、狀態偏差也很大。有時像稀漿糊狀就直接進入造粒系統，這樣的稀糊狀物料在造粒機兩軋製機轉筒的縫隙間，沒有經過換熱面的接觸就直接流到底部產生堵塞，嚴重影響正常運行，並且，清理工作非常繁重。

本發明的目的是提供一種組合式造粒機，由加熱的軋製機作為基礎，採用簡單的、軋製機轉筒表面設有眾多徑向環形槽和多頭螺旋槽交替網狀排列的(含單獨徑向環形槽)加熱的軋製機為單元，組合成能將膏、漿、糊狀、餅、塊狀的濕粘物料或混合物料，在消耗很低的動能和最少的熱能的條件下，同時直接淬取、乾燥成不規則的近似中間有很多空隙的單體顆粒的組合式造粒機。

為了實現本發明的目的，提出以下技術方案：一種組合式造粒機，包括多層組合箱體、進料暫存料倉、軋製單元、供熱系統和動力系統，所述多層組合箱體的最上層配置有排氣口、最下層配置有進氣口和底部支撐架，所述進氣口為設置在支撐架上；所述多層組合箱體採用箱內氣體排出、密閉負壓調控引風、真空抽出或敞開散發的方式排除多層組合箱體內產生的濕熱氣體；所述多層組合箱體的各層箱體由多層造粒機連接法蘭連接固定，箱體的數量能夠隨意增減；所述進料暫存料倉安裝在多層組合箱體的上部，盛放濕物料；所述進料暫存料倉與多層組合箱體的第一層箱體通過進料暫存料倉連接法蘭連接固定密封；所述軋製單元為2層或2層以上的軋製機構成，每層軋製機具有1組或1組以上的軋製機轉筒，組合成一個單獨的軋製機層；各層軋製機安裝在所述多層組合箱體內並上下排列；在進料倉底部軋製單元的第一層軋製機轉筒上設置彈性剝離架或彈性剝離片，用於隔離濕物料內的硬性異物並阻尼特種物料快速進入軋製機；所述軋製機轉筒表面設有徑向環形槽或多頭螺旋槽交替網狀排列，形成犬牙交錯格局，通過相對兩軋製機轉筒差速運行在交錯犬牙間形成相對運動，將粘性、塊狀物料便捷地拉扯成蓬鬆的顆粒；除所述第一層軋製機外的每層軋製機轉筒間裝有阻尼器，防止物料從軋製機轉筒縫隙間直通；所述供熱系統包括在每層軋製機的軋製機轉筒上設置的回轉接頭，配合排氣口、最下層的進氣口提供三種供熱形式，分別為：蒸汽、導熱油和熱氣體；蒸汽和導熱油為間接換熱熱源，熱氣體為直接換熱熱源；所述動力系統包括動力組合和傳動系統，所述動力組合由一組或多組的減速機和電動機組合，所述傳動系統由鏈輪、齒輪或傳動軸構成，所述傳動速度由自動控制系統、傳動鏈進行分層控制或設定比例傳輸。

進一步地，所述多層組合箱體上設置擋料板，所述擋料板分別安裝在每層軋製機的兩側，其中一側的擋料板加長與所述多層組合箱體內壁接觸，上下層的加長擋料板相互錯開，與最下層進氣氣流和排氣口配合形成濕熱氣體排出的通道。

進一步地，每個軋製機轉筒下方設置清理刀片，清理徑向網狀齒槽或單獨徑向齒槽的槽內殘留物料。

進一步地，所述多層組合箱體是由多個獨立的，具有統一安裝尺寸的模組化箱體構成，每個多層組合箱體安裝一層軋製機，按照上下層組裝，形成組合式造粒機。

進一步地，在所述組合式造粒機頂層軋製機的多層組合箱體的一側側位安裝的排氣口連接引風機，將廢、濕氣體排出機外；當熱源採用熱氣流時，在相應層的同層兩側或交叉側位開設進、排氣口。

進一步地，所述組合式造粒機每層軋製機的每組軋製機轉筒直徑、有效長度、齒槽形狀、尺寸可以相同也可以不同；各層軋製機軋轉筒數量相同也可以不同。

進一步地，所述組合式造粒機的下一層軋製機齒面線速度和容積流速比其上一層軋製機的軋製機轉筒對應的齒面線速度和容積流速度大，其餘相鄰層軋製機網狀齒槽或單獨徑向齒槽的軋製機轉筒對應的齒面線速度和容積流速根據物料各含水階段的體積特徵做調整。

進一步地，所述彈性刀架內夾角θ為60~180°，彈性刀架與軋製機轉筒外圓表面的間隙τ為2~10mm，一般取5mm；所述軋製機轉筒的脫模角γ為5~90°。

進一步地，所述軋製機轉筒直徑D為150~2000mm，一般取300mm；轉筒的多頭螺旋軸向齒面的多頭螺旋角ψ的設計角度為20~45°，深度V為徑向齒面深度b的30%~80%；轉筒上的齒輪的齒數不同也可以相同；所述軋製機轉筒的直徑和對數相同或不同，各層軋製機中間的軋製縫隙在垂直方向上垂直排列或錯位排列。

進一步地，所述軋製機轉筒的嚙合面為網狀齒槽或單獨徑向齒槽的嚙合面或平面接合面，所述網狀齒槽或單獨徑向齒槽的嚙合面的齒槽形狀為半圓形或平底形；所述清理刀片齒頂尖點到軋製機轉筒軸心連線與軋製機轉筒軸心的垂直對稱中心線的夾角α為5~135°；齒片底面與齒尖點處齒底或外圓面的切線的夾角β為0~30°。

本發明達成功效：本發明應用漿、糊、膏狀軟體的自重力進行重複造粒，實現了顆粒物料內的水份最大限度的表面化，極大地提高物料乾燥動力，為節約乾燥熱能、降低動力消耗、延長設備使用壽命提供可靠保證；本發明的結構簡單，操作方便，摩擦小，效率高；利用物料本身的軟、粘、稠、透氣性差等對乾燥不利的特性，轉變為我們組合造粒的有利條件；在很小的僅需使用傳動軋製機本身的動力、加上很小部分齒轉筒表面的近似滑動拉扯齒部邊緣物料(很小區域)低速、差速扯動磨擦力的情況下，使得膏、糊、漿、餅、塊狀物料直接變成表面幹化(乾燥)並有裂紋的相互不粘連的、中間帶有很多孔隙的單體顆粒。經過組合多次重複，可實現物料內的水份最大限度的表面化，極大地提高物料乾燥動力，使其更加便利於後續的乾燥過程，從而降低動能、熱能消耗；並能夠在重複造粒中形成中間有很多空隙的顆粒形狀，增加了顆粒的透氣性，更有利於顆粒內部水份快速蒸發。

本發明採用簡易的彈性刀架(或擋料器/板)，在力學的作用下，將乾燥軟性物體中間夾雜的硬性異物剝離或剔除，當硬性異物集聚到一定量後，人工很容易將被剝離呈現出的硬性異物排出，是解決軟、濕、粘物體中硬性異物分揀的最直接、簡便的方法，確保系統正常運行。

本發明應用多頭螺旋槽和眾多徑向齒槽，形成網狀斜齒切割面，不僅能夠順利地蠶食塊狀、餅狀物料，同時，由於多頭螺旋槽的排列還均衡了扯動力，避免了工作衝擊慣性，讓設備受力均衡更趨穩定，獲得低功率運行；相對于原來光滑徑向環形齒槽，本發明形成犬牙交錯格局，便於在使用很低動力的情況下切碎較硬的塊狀物料。多頭螺旋槽交替網狀排列的齒尖，可以造成齒尖不在軋製機轉筒母線上有序排列，而是延螺旋線排列，這樣，在切入物料時，可以避開脈衝受力的現象，保持轉筒受力柔性均衡。

本發明應用簡單的低功率、低速、差速扯動對塊狀物進行拉扯造粒，杜絕了由於板框壓濾機進料口局部潮濕的物料在高速粉碎機粘結堵塞無法長期正常運行的狀況，便於輕鬆扯碎塊狀物料，為運行低電耗創造了必要條件；兩軋製機轉筒差速運行可以造成兩齒面的速度差，避開“硬性物料擠壓過程”形成扯動態勢。配合多頭螺旋槽交替網狀排列的齒尖的作用，硬性物料在極低的動能情況下就被扯碎。扯碎和硬性擠壓破碎有本質的力學區別，兩軋製機轉筒同速時對軟物料的擠壓會形成物料的滑移，不會造成硬性物料擠壓過程的體積收縮形成強大的扭矩導致設備故障。使造粒機適用更廣泛的物料軟特性的污泥。

本發明採用每層對滾的軋製機轉筒間裝有阻尼器：阻尼器對小型顆粒物產生運動干涉，強迫其參與大顆粒、大塊狀物進行混合造粒，均衡物料在造粒機內的上下流動速度，讓更多的已經成型的細小顆粒重複參與造粒，使得成品顆粒更具有孔隙特徵，獲得品質更高的、孔隙更多的、濕度均勻的、不規則的、比表面積更大的顆粒，增強了顆粒成品的成型率、孔隙率，為加速蒸發提供更好的形體條件，徹底杜絕了堵塞故障。設置阻尼器還能夠使所有的物料均經過兩軋製機轉筒的換熱面，在兩軋製機轉筒緩慢轉動中進入造粒區域，延長了物料總體停留時間，增強乾燥強度，換熱效率得到有效提高，稀糊狀物料能夠全部實現蒸發乾燥。

上述改進，提高了本發明的適應性，完成了含水率從

75%拓展到了

30%類似污泥的物料軟硬特性都能夠同時進入完成造粒。不僅拓展了軟、硬物料的廣泛適應性，更降低了設備運行動能消耗、提高了設備使用壽命、降低了設備設計強度、減少了設備投資、降低了設備維護成本。

1‧‧‧進料暫存倉

2‧‧‧第一層軋製機

3‧‧‧排氣口

4‧‧‧回轉接頭

5‧‧‧清理刀片

6‧‧‧軋製機轉筒

7‧‧‧擋料板

8‧‧‧第二層軋製機

9‧‧‧條形物料

10‧‧‧第n層軋製機

11‧‧‧多層組合箱體

12‧‧‧進氣口

13‧‧‧半乾顆粒

14‧‧‧彈性剝離架

15‧‧‧硬性異物

16‧‧‧支撐架

17‧‧‧阻尼器

18‧‧‧濕物料

19‧‧‧平底形齒槽

20‧‧‧軋製機轉筒壁

21‧‧‧嚙合成型槽

22‧‧‧熱源介質

23‧‧‧進料暫存料倉連接法蘭

24‧‧‧多層造粒機連接法蘭

圖1是本發明組合式造粒機的單組軋製轉筒的斷面示意圖(側視)。

圖2是本發明組合式造粒機的單組軋製轉筒的配對示意圖(俯視)。

圖3是本發明組合式造粒機的單組軋製轉筒的三維示意圖(斜視)。

圖4是本發明組合式造粒機的單組軋製轉筒的三維示意圖(俯視)。

圖5是本發明組合式造粒機的單組軋製轉筒齒尖的三維放大圖。

圖6是本發明組合式造粒機的單組多層結構示意圖。

圖7是本發明組合式造粒機的多組多層結構示意圖。

圖8顯示轉筒矩形網狀齒槽。

圖9顯示轉筒網狀齒嚙合狀況。

圖10顯示轉筒錐形網狀齒槽。

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合附圖和具體實施例，對本發明進一步詳細說明。

【實施例1】

本發明是以帶有網狀螺旋槽(或單獨徑向齒槽)的轉筒的軋製機為基礎而組合的新型造粒設備。當軋製機的轉筒正向和反向轉動時，置於齒面的邊緣局部的物料由於差速網狀齒槽扯動，可以將塊狀、餅狀物料撕裂扯碎成小顆粒；當物料為軟性(如漿、膏、糊狀)物料時，因重力和局部齒頂的磨擦力的作用，隨著齒的轉動被扯入轉筒的軸向溝槽中並繼續向下運動直至進入嚙合槽中自然形成條狀物或顆粒物。針對不同物料可選擇設計合理的轉筒直徑以滿足吸入磨擦力和條狀成形力的向量和的平衡，使得條狀或顆粒成形力為最小。

在每層成對的軋製轉筒的中間設置阻尼器，杜絕小顆粒直通而不參與混合重複造粒的可能，延長物料停留時間、增強單位蒸發強度、製造更多孔隙的顆粒。

針對有些軟體中有不規則硬塊的雜質(如河道污泥中的磚塊、瓦礫)，設置不同的軋製機轉筒直徑和彈性剝離架(彈性剝離片或擋料器/板)，利用作用與反作用力，彈開硬顆粒，使其起到分揀剝離的功效。

與此同時，傳入軋製機轉筒內腔的熱源(蒸汽或導熱油等)經軋製機轉筒壁傳導、在空載區域時，軋製機轉筒壁吸收內部熱源(或熱空氣供給的熱能)儲存的能量瞬間傳導給上述物料表面。由於溫差大，熱傳導速度快，被接觸物料表面急劇受熱，條狀顆粒表面迅速被升溫，並且由於急熱出現了物料表皮與嚙合齒槽面之間形成蒸汽膜的爆炸裂紋和表皮脆化、體積急劇收縮等現象，使條形物料在重力的作用下從齒槽中自然脫出。由於物料的透氣性差，條形物料在槽中表面受熱時形成的高壓蒸汽膜，具有隔離條形顆粒與槽底面的能力，並且由於網狀齒槽或單獨徑向齒槽的溝槽設有脫模角，表面幹化(乾燥)脆化的條形(顆粒)狀物料在重力作用下，自然脫出溝槽，完成第一步成形表面幹化(乾燥)、脆化過程。

上述具有裂紋的表皮脆化的乾燥的條狀物或顆粒物由於物料粘度大(或其它特性)，所含水份(溶劑)可能有一部分是分子結構中的內含水(結晶水或其它)，導致顆粒內部水份(或溶劑)向外部轉移的能力較差，同時轉筒非接觸物料區域的高溫熱輻射、對流，使得上述脫離齒槽的物料表面仍在受熱繼續蒸發，因此在短時間內，脆化的表皮不會被反潮，在落下後進入第二層軋製機的轉筒被扯進齒槽前，表面仍然為獨立的幹化(乾燥)、脆化、裂化的表面。第二層軋製機轉筒的齒面線速度和容積流速比第一層軋製機的轉筒高，當已成形長條進入第二層軋製機轉筒齒槽後，由於線速度或體積流速增大，長條被拉斷，並自由落在第二層軋製機轉筒上，這種自由落體導致長條狀無規則分佈在第二層軋製機轉筒齒面上，被第二層軋製機齒轉筒切斷形成短的條狀或無規則顆粒，這些物體在第二層轉筒齒槽前被微擠壓力破碎後，原先的硬殼破碎進入顆粒中間、原顆粒中間的軟物料包裹著硬殼，在轉筒齒槽中表面被急劇加熱，在齒面、底、側同樣可以形成高壓蒸汽膜產生隔離並脆化、裂化、硬化物料表面，當成形顆粒運動到底部由於重力的作用脫離齒溝。如上所述，當進入第三層軋製機齒型對軋製機轉筒時，條狀更短，顆粒更為均勻，顆粒表面得到了更好地脆化、裂化、硬化。

根據需要，上述軋製機在上、下位置可以設置多層和多組，以滿足處理能力、表面幹化(乾燥)造粒、分離大硬塊狀物(如磚、石)等要求。

上、下層軋製機運行的外圓線速度、網狀齒槽或單獨徑向齒槽的齒面線速度和容積流速是確保運行的關鍵：正常情況下，相鄰下層軋製機的外圓線速度、齒面線速度和容積流速必須比上層的略大，使得下層齒面足以吸納上層體積流量和扯斷上層下落的條狀物料，便利造粒；對於行成條狀物料(造粒)表面乾燥後體積急劇收縮的物料，可以根據體積收縮實際情況，適度提高下層外圓線速度、齒面線速度和容積流速；造粒過程中，通過上層和下層的外圓線速度、網狀齒槽或單獨徑向齒槽的齒面線速度和容積流速差扯斷長條狀物料後條狀物料隨機落入下層軋製機轉筒面而被切斷重新形成新的條狀物料(短條狀物料或顆粒)；上述過程中，條狀物料(或顆粒)外表面與軋製機轉筒外表面接觸瞬間熱傳導、表面急劇吸收熱量蒸發，每次都可以得到表面幹化(乾燥)、脆化、裂化的外表面；再傳入下層時，原來幹化(乾燥)、脆化、裂化的外表面被捲入新條狀物料(顆粒)的內部，原來內部的水分被破裂出來成為表面急劇吸收熱量蒸發的新表面，通過多層多次的重複急劇吸收熱量、扯斷、切斷、表面蒸發乾燥，逐步形成不規則的、近似中間有很多空隙的、比表面積很大的顆粒；同時，軋製機轉筒表面被配套的刮刀及時清理，確保軋製機轉筒表面的換熱效率和蓄熱、放熱效率。

當被造粒乾燥物料內可能混入硬性異物(河道淤泥、污水廠污泥、選礦等)，在組合式造粒機第一層的上部安裝了彈性刀架(或擋料器/板)，這樣，軟物料由於重力壓強被壓入軋製機齒槽內，硬性異物(磚塊、瓦礫、石子、螺帽、螺栓、金屬和非金屬器皿、碎片等)被阻擋在彈性刀架或擋料器/板的上方，隨著軋製機轉筒的運動，硬性異物的表面軟物料被剝離，有可能被嵌入軋製機轉筒與擋料器/板縫隙的硬性異物，在運動中，由於作用與反作用力同時產生，硬性異物被彈性刀架(或擋料器/板)彈力作用下，不斷地彈離縫隙區域，硬性異永遠在彈性刀架(或擋料器/板)上方浮動，到達一定量時，可以停機清理。簡單的技術解決了世界難題。

本發明的造粒機的轉筒均設置活動齒槽形狀的刀片，以清理溝槽或表面殘留的物體，使得表面保持工作狀態。

下面配合附圖和所給出的實施例，就有關本發明的組合式造粒機結構詳細說明如下。

參看圖6，圖6是本發明組合式造粒機的單組多層結構示意圖；本發明所提供的單組多層結構的組合式造粒機包括一個進料暫存倉01、第一層軋製機02、第二層軋製機08、第n層軋製機10、多層組合11，動力系統、造粒機支撐架16等主要部件，其中，多層組合箱體11為多層箱體通過多層造粒機連接法蘭24固定連接，多層組合箱體11也可以為單層箱體。在設備的多層組合箱體11上配置有排氣口03、進氣口12、軋製機轉筒06和擋料板07；在每層軋製機的軋製機轉筒06上設置回轉接頭04、清理刀片05；在第一層軋製機的轉筒06上設置彈性剝離架(或彈性剝離片)14，在後續的每層軋製機的轉筒06上設置阻尼器17，進料暫存料倉連接法蘭23和多層造粒機連接法蘭24完成組合式造粒機的配置。

進料暫存倉01被安裝在設備多層組合箱體11的上部，將濕物料18佈滿第一層軋製機02、使軋製機始終保持在滿負荷的工作狀態，組合式造粒機內部保持良好負壓，並隔斷第一層軋製機02上部，避免空氣被吸入。進料暫存倉01還設置料位感測器(圖中未示)，將料位元信號送入自控系統，由物料輸送系統完成對料倉物料的及時補充，保持料層始終保持不低於最少厚度層。

一套單組多層結構的組合式造粒機通常至少有2層或2層以上的軋製機層組成。每層軋製機有1組軋製機轉筒06，組合成一個單獨的運行層；所有軋製機轉筒06均安裝了通用的回轉接頭04作為熱源輸入、出的重要部件；所有軋製機轉筒06均安裝了配套的清理刀片05作為清理網狀齒槽或單獨徑向齒槽的槽內殘留物料的重要部件；軋製機轉筒06的直徑、網狀齒槽或單獨徑向齒槽的槽形式和尺寸可以相同或不同；在組合式造粒機整體設計中，設計原則是讓從上層軋製機轉筒下落到第一層到第二層間的物料能夠及時地被相鄰下層軋製機轉筒及時輸送下去。由於第一層物料自重形成的壓力大、濕度高、質地軟；第二層物料自重壓力小，濕度減少，質地也漸硬，當相對運動的軋製機轉筒形成的過流縫隙面積相同時，第一層下落的物料體積比第二層大，因此，第二層的體積流速必須比第一層大。後續下層的物料自重形成的壓力基本相等，則需要根據物料體積變化特徵，在確保相鄰上層過流的物料能夠足以被下層帶走而絕不產生阻塞的情況下，降低速比，提高軋製機轉筒熱交換效率。

在第一層後續的每層軋製機轉筒06上設置阻尼器17，增強蒸發強度、阻滯小顆粒的直通、提高顆粒孔隙率、降低乾燥熱能消耗。

在第一層的上部安裝了彈性刀架(或彈性剝離架/片)14，這樣，軟物料由於重力壓強被壓入軋製機齒槽內，硬性異物15被阻擋在彈性刀架14的上方。隨著軋製機轉筒的運動，硬性異物15的表面軟物料被剝離，有可能被嵌入軋製機轉筒06與彈性刀架14縫隙的硬性異物15在運動中，在彈性刀架14的彈力作用下，被阻隔(彈跳)在彈性刀架14上方浮動，到達一定量時，彈跳力轉變為脈衝動力(扭矩)信號(儀錶控制系統完成)輸出，提醒操作工進行停機清理。

正常情況下，第二層軋製機08轉動時軋製機轉筒06週邊齒面線速度和容積流速則高於第一層軋製機02的轉動時週邊齒面線速度和容積流速；齒面線速度和容積流速是指相對運動的軋製機轉筒間齒與齒間的間隙的面積和軋製機轉筒切向線速度的乘積，也就是相對運動的軋製機轉筒間間隙的體積流量。第n層軋製機10轉動時，軋製機轉筒週邊齒面線速度和容積流速則高於第(n-1)層軋製機轉筒的轉動時週邊齒面線速度和容積流速；增速的多少取決於被造粒物料造粒乾燥過程的體積特性。組合式造粒乾燥過程的物料堆積體積從上到下一般均有體積膨脹區、體積相持區和體積減少區等3個部分組成，當體積減少明顯時，下層軋製機轉動時軋製機轉筒週邊齒面線速度和容積流速則低於上層軋製機轉筒的轉動時週邊齒面線速度和容積流速。這些，都將根據物料不同水分階段的體積特性而定。和通常軋製機一樣，其下(側)端安裝清理刀片05，及時將軋製機齒內物料清理。

所有軋製機轉筒均可安裝熱源供給、輸出機構的回轉接頭04，以源源不斷供給熱能。

本發明提供三種供熱形式，分別為：蒸汽、導熱油和熱煙氣(或熱氣體)；蒸汽和導熱油均為間接換熱熱源，熱煙氣(或熱氣體)為直接換熱熱源。蒸汽為潔淨能源，導熱油為迴圈能源。

設備多層組合箱體11可以單層或多層組合，一般情況下每層軋製機安裝在一個獨立的箱體內，多層上下組合使用。上下層箱體可以按照統一的安裝尺寸，以便組合式造粒機能夠多層模組化組合起來，便於標準化、規模化生產以及在系統調試過程中對組合式造粒機軋製機層數(換熱面積)的增加或減少；特殊情況下，也可以由一個單層箱體完成整套設備多層多組軋製機的安裝。在造粒機第一層設置排氣口03和支架16上設置最下層的進氣口12，可以及時將蒸發出的廢氣排出，降低箱體內的濕含量、增強工作蒸發動力；每層箱體都包括擋料板07，引導物料進入下層軋製機工作。設計的適合位置時，擋料板07延長成為內部氣體的導流板，組合後的整體箱體內的氣流在導流板的引導下，按照一定的設計流向逐步穿過各軋製機層，將已經蒸發的水汽帶走，增強乾燥動力。

多層組合箱體最下端連接支撐架16。支撐架16的設有進氣口12；造粒機支撐架16還可以由下游設備支撐構成(如盤式乾燥機構件)，在這種情形下，造粒機排出的顆粒無需輸送系統可以直接進入下游設備繼續乾燥；補充的氣體或熱源也可以由下端設備介面直接提供。

多層組合箱體11內氣體排出方式可以是密閉負壓調控引風，也可以是真空抽出或敞開散發形式。若需補充進氣時，可以設置空氣預熱系統。若需的控制造粒機內氣體某元素含量時，可以設置相應的監控系統。或者也可以由閉路循環系統中設置旁通以排出蒸發氣體。

組合式造粒機的傳動(圖6中未示出)：軋製機轉筒06的一端安裝了回轉接頭04，另一端將安裝動力傳動機構(如齒輪、鏈輪、傳動軸、減速機和電動機等)，一般情況下，每台組合式造粒機由1組動力(減速機和電動機組合)通過鏈輪、齒輪或傳動軸將整台設備傳動運行起來，也可以由多組(含2組以上)動力進行傳動，傳動速度由自動控制系統根據物性線速度、網狀齒槽或單獨徑向齒槽的齒面線速度和容積流速的特性需要進行分段控制。

圖7是本發明組合式造粒機的多組多層結構示意圖；在每一層上包括多組軋製機轉筒(每一對軋製機轉筒為一組)，形成多個軋製面，同時也增加進料暫存倉01的容量，提高濕物料輸送和軋製效率，適應不同需要。

所述的軋製機轉筒的佈局可以是單列多層(如n層)，如圖6所示；也可以是多列(m列)多層(n層)，如圖7所示。

軋製機轉筒的外圓直徑D₁、D₂、……D_n：轉筒的直徑可以相同，即D₁D₂=……=D_n，也可以是隨機值。

轉筒外圓直徑D根據物料硬度、流動特徵決定，直徑大了，第一層條狀物料機對軋製機轉筒的物料壓縮量就大，產生阻力就大、消耗功率就高；直徑小了，造粒機單軋製機轉筒換熱面積就小，同樣蒸發能力的設備也因軸棍增多而顯得配套複雜，實際效能降低。因此，軋製機轉筒外圓直徑的設計必須滿足在較低動力消耗的前提下，順利完成條狀物料(物料帶狀輸出)成型，達到節能降耗、完成造粒乾燥任務的目標。

D的尺寸範圍可以在150~2000mm範圍內，通常採用300mm(實際軋製機轉筒外徑尺寸值需減除ε)。

D可以是隨機值，即，在同層的條狀物料軋製機轉筒的直徑尺寸可以不一樣，在不同層的條狀物料軋製機轉筒的直徑尺寸也可以不一樣，這樣組合的造粒機，同樣可以滿足生產需求。

在條狀物料機層數多的情況下，為減輕主動軸負荷，可以設置多個動力源；對於粘結性較小的物料，當上下層條狀物料機對數、直徑相同時，條狀物料機中間的軋製縫隙上下層必將垂直在一條垂直線上，導致物料垂直穿過條狀物料機層而沒有在下面層中進行熱交換，影響傳熱造粒效果，所以，要錯位佈置。轉筒對數不同或軋製機轉筒直徑不同都可以將條狀物料機中間的軋製縫隙在垂直方向上錯位，下落的物體可以佈置在軋製機轉筒上起到傳熱效果。

圖1-3是單組軋製轉筒的結構示意圖，其中圖1為單組軋製轉筒的斷面示意圖(側視)，表明了從斷面理解，當較硬物料進行造粒時，採取N1<N2速度不等，左邊的轉筒起到緩慢送料和留扯物料的狀況，右邊的轉筒起到拉扯物料作用，左右轉筒的相對運動完成了拉扯塊、餅狀物料的作用；當被造粒的為均勻軟性物料時，可以採取N1=N2；圖4是單組軋製轉筒的三維示意圖(俯視)；，表明了配對時的工作狀態；圖5是單組軋製轉筒齒尖的三維放大圖，表明了立體直觀狀態；圖8-圖10顯示本發明軋製機轉筒網狀齒槽或單獨徑向齒槽的構造和嚙合狀況示意圖。圖中21為嚙合成型槽，22為熱源介質，20為軋製機轉筒壁；a為徑向齒寬、b為齒深、c為齒底圓中心到齒面的距離、R為齒底圓半徑、V為多頭螺旋槽深度、W為多頭螺旋槽寬度；其中，γ為脫模角，脫模角將根據物料粘度、濕度、硬度和物料內可能存在的硬砂礫等特性決定，一般取值5~90°；δ為嚙合齒尖軸向間隙，ε為嚙合齒尖徑向間隙，δ和ε根據物料硬度、粘度、流動特徵決定，目的是保證在切剖、拉扯成型(條狀物料狀)的基礎上，有足夠的間隙，以保證軋製機轉筒受熱熱膨脹所引起的運動干涉現象。

α為齒頂尖點與軋製機轉筒軸心連線與軋製機轉筒軸心的垂直對稱中心線的夾角，取值5~135°，夾角是根據組合式造粒機各層的排列和摩擦壓力角決定的，處於邊緣的軋製機轉筒，在箱體安裝空間可能的情況下，加大角度，一般採用105°；處於每層箱體中間的軋製機轉筒，由於在箱體安裝空間的限制，角度只能佈局在5~45°，一般採用15°；β為齒片底面與齒尖點處齒底(外圓)面的切線的夾角，取值0~30°，一般採用15°，給定一個摩擦壓力角，使得刀片能夠順利地清除槽中的物料。

θ為彈性刀架內夾角，取值60~180°根據軟物料內可能存在的需要剔除的硬性異物的特徵，決定夾角的大小。

τ為彈性刀架與軋製機轉筒04外圓表面的間隙。一般根據軟物料內可能存在的需要剔除的硬性異物的大小特徵，決定間隙的大小。範圍為2~10mm，一般取5mm。

以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。