一种流化床干燥设备的制作方法

本发明涉及农业及化工机械技术领域，具体地说，涉及一种流化床干燥设备。

背景技术

干燥设备是通过一定技术手段，去除待干燥物料表面的非结合水分，或者其它液体的一系列机械装置的组合，是物料干燥工艺系统的核心。随着我国工农业的发展，大量农业、化工产品需采用干燥设备实现脱水工艺，流化床由于拥有良好的传质、传热效果常被用于干燥物料。传统的流化床干燥设备的工作原理是:物料自进料口进入干燥机，在振动力作用下，物料沿水平方向向前连续运动，热风从进风口进入，并穿过布风板的通孔，使物料颗粒在流化状态下进行干燥，干燥后的废气由出风口排出，干燥物料由出料口排出，进而完成物料的干燥过程。

但现有的流化床干燥设备均设有振动装置，噪声大，物料移动不均匀，出料速度难以控制；热风在箱体内流动不平均，使物料不能被风吹起或粘在床面上，容易出现死床现象。现有的流化床干燥设备功能单一，只能对物料进行干燥，当物料干燥后的产物为多种时，无法对这些产物分别进行收集，难以满足实际的需求。

发明专利cn104913599a提出了“一种密封流化床烘干设备”，该设备的特点是利用振动流化床技术对物料进行干燥。但当物料呈团簇状时，进料斗容易发生堵塞；进风口风速及干燥温度均不可控，不适用于热敏性物料干燥；干燥后的尾气未进行除尘处理，不利于环保。

发明专利cn103393203a公开了“一种自动温控花椒烘干机”，该烘干机的特点是采用的箱型盘架式间歇干燥，设有温控器和定时器，从而实现自动控制。该烘干机采用传统热风干燥技术，其传质、传热效果不够好；需人工加料，干燥后的花椒籽与花椒壳仍混在一起，无法进行分离，且只能在干燥完成后打开箱体进行人工收集。

技术实现要素：

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种流化床干燥设备；该设备基于流化干燥技术和离心原理，对物料干燥、分离和收集设备一体化设计，具有受热均匀、物料停留时间可调、干燥速度快、物料干燥后的产物分离较彻底、自动化程度高的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括空气压缩机、电加热装置、第一电机、传动装置、引风机、除尘装置、plc控制器、温度传感器、支撑板、端盖、挡板、箱体、干燥分离装置和螺旋进料机构，其特征在于所述箱体为空腔长方体结构，一端为封闭端，封闭端中间部位有轴孔用于安装滚筒轴，另一端为敞口端与端盖固连，箱体底板沿轴向设有斜坡，箱体底板与水平面的夹角为θ＝15°～20°，用以使干燥后的物料流输到第一出料口；支撑板位于箱体内靠近敞口端,支撑板设有圆形缺口，用于支承滚筒口，支撑板两侧位于箱体底板上开有第二出料口和第一出料口，箱体顶部靠近敞口端设有排风口；箱体底板中间部位有进风口，进风口处设有两块矩形挡板，挡板由plc控制器控制向内闭合或向外打开；所述箱体采用三层保温结构，箱体内部为导热层、中间为加热层、外部为保温层，中间加热层设有电热丝；箱体外部设有plc控制器、内部设有温度传感器，plc控制器与温度传感器通过导线连接，plc控制器的输出端经电流控制器与电热丝连接；

所述干燥分离装置包括干燥滚筒、第一轴承、滚筒轴、第二轴承、第二肋板、滚筒口，所述干燥滚筒为一端封闭的圆筒形结构，筒体表面周向均布有小孔，所述干燥滚筒另一端的滚筒口呈圆锥形，所述滚筒口设有溢流堰结构，用以使物料在干燥阶段不会被气流带走，且在物料分离阶段能被气流带走而不会积累在干燥筒内；滚筒口与支撑板通过第二轴承连接；滚筒轴一端与干燥滚筒封闭端通过第二肋板固连，滚筒轴另一端与箱体通过第一轴承连接；所述干燥滚筒具有干燥与分离物料的双重作用；

所述螺旋进料机构包括料斗、物料输送管、螺旋轴和第二电机，物料输送管与端盖通过第一肋板固定焊接，料斗与物料输送管固连，物料输送管嵌套在螺旋轴上，第二电机与螺旋轴固连位于端盖的外侧，物料输送管伸入干燥滚筒内的部分沿周向均布有若干小孔，以减轻物料输送管重量，同时减小进风口的气流对输送管的风阻作用；

所述传动装置与第一电机配合安装在箱体封闭端外侧,传动装置采用同步带传动，其中,小带轮与第一电机通过联轴器连接，用以缓冲减振和补偿轴向位移的作用，传动装置的大带轮与滚筒轴通过平键固连；

所述空气压缩机和电加热装置分别位于箱体的外侧，空气压缩机与电加热装置之间、电加热装置与进风口之间均通过进风管密封连接，通过同时调节空气压缩机的气流速度与电加热装置的温度，以保证进入进风口的气流气压和温度；

所述引风机和除尘装置分别位于箱体的上部，引风机与除尘装置之间、除尘装置与排风口之间均通过出风管密封连接；

所述第一出料口和第二出料口处均设有耐压密封袋，在进风口通入气流时扎紧密封袋以免漏气，在气流停止时打开密封袋对干燥后的物料进行收集；尾气在引风机的作用下经除尘装置处理后排入空气中。

所述箱体内壁导热层为陶瓷材料，箱体外壁保温层为硅酸铝材料。

所述干燥滚筒采用双支承，干燥滚筒的两端为动密封连接；干燥滚筒材料选用q235a；干燥滚筒与物料输送管表面的小孔孔径、分布方式均依待干燥物料而定。

所述传动装置与干燥滚筒之间设有齿轮减速器。

有益效果

本发明提出的一种流化床干燥设备，其干燥方式属于卧式流化干燥。该设备基于流化干燥技术和离心原理，对物料干燥、分离和收集设备一体化设计，具有受热均匀、物料停留时间可调、干燥速度快、物料干燥后的产物分离较彻底，并能同时对干燥后的多种产物进行分别收集，自动化程度高的特点。

流化床干燥设备的箱体由内部导热层、中间加热层和外部保温层组成，其热能利用率高、干燥速度快；并设有温控器和定时器，从而实现自动控制；流化床内温度分布均匀，传热效果良好；温度与风速可同时自动控制，物料在干燥滚筒内的停留时间可调节，避免物料局部受热不均现象，特别适用于对热敏物料干燥。

流化床干燥设备的螺旋进料机构可靠性高；设有除尘装置，减少废气中的粉尘量，利于环保；无需振动与减振装置，避免因振动对床体造成损害；结构简单紧凑，功能齐全。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种流化床干燥设备作进一步的详细说明。

图1为本发明流化床干燥设备结构示意图。

图2为本发明的箱体示意图。

图3为本发明的干燥滚筒结构示意图。

图4为本发明的螺旋进料机构结构示意图。

图5为本发明的箱体层结构示意图。

图6为本发明的进风口挡板结构示意图。

图7为本发明的螺旋轴示意图。

图中:

1.空气压缩机2.电加热装置3.第一电机4.传动装置5.箱体6.干燥滚筒7.引风机8.排风口9.螺旋进料机构10.第二电机11.第二出料口12.第一出料口13.进风口14.支撑板15.物料输送管16.第一肋板17.端盖18.料斗19.第一轴承20.滚筒轴21.第二轴承22.第二肋板23.滚筒口24.电热丝25.挡板26.螺旋轴27.plc控制器28.温度传感器29.进风管30.出风管31.除尘装置

具体实施方式

本实施例是一种流化床干燥设备。

参照图1～图7，本实施例流化床干燥设备，由空气压缩机1、电加热装置2、第一电机3、传动装置4、引风机7、除尘装置31、plc控制器27、温度传感器28、支撑板14、端盖17、挡板25、箱体5、干燥分离装置和螺旋进料机构9组成；其中，箱体5为空腔长方体结构，一端为封闭端，封闭端中间部位有轴孔用于安装滚筒轴20,另一端为敞口端与端盖17固连；箱体底板沿轴向设有斜坡,箱体底板与水平面的夹角为θ＝15°～20°，用以使干燥后的物料流输到第一出料口12；支撑板14位于箱体5内靠近敞口端,支撑板14设有圆形缺口，用于支承滚筒口部位,支撑板14两侧位于箱体底板上开有第二出料口11和第一出料口12,箱体顶部靠近敞口端设有排风口8；箱体底板中间部位有进风口13，进风口处设有矩形挡板25，挡板由plc控制器27控制向内闭合或向外打开。箱体采用三层保温结构，箱体5内为导热层、中间为加热层、外部为保温层，中间加热层设有电热丝24；箱体壁外部设有plc控制器27、内部设有温度传感器28，plc控制器与温度传感器通过导线连接，plc控制器的输出端经电流控制器与电热丝24连接。本实施例中，箱体5内部导热层为陶瓷材料，箱体外部保温层为硅酸铝材料。

本实施例中，干燥分离装置安装在箱体5内。干燥分离装置包括干燥滚筒6、第一轴承19、滚筒轴20、第二轴承21、第二肋板22、滚筒口23；干燥滚筒6为一端封闭的圆筒形结构，筒体表面周向均布有小孔，小孔孔径为4mm，孔心距为8mm，以向筒内沿小孔径向通入热风，同时也起着振动筛和减轻滚筒体重量的作用；干燥滚筒6另一端的滚筒口23呈圆锥形，滚筒口23设有溢流堰结构，用以使物料在干燥阶段不会被气流带走，且在物料分离阶段能被气流带走而不会积累在干燥筒内；滚筒口23与支撑板14通过第二轴承21连接；滚筒轴20一端与干燥滚筒6封闭端通过第二肋板22固连，滚筒轴20另一端与箱体5通过第一轴承19连接。本实施例中，干燥滚筒6采用双支承，干燥滚筒的两端为动密封连接。干燥滚筒6材料选用q235a，干燥滚筒6与物料输送管表面的小孔孔径、分布方式均依待干燥物料而定；干燥滚筒6起着干燥与分离物料的双重作用。

螺旋进料机构9包括料斗18、物料输送管15、螺旋轴26和第二电机10，物料输送管15与端盖17通过第一肋板16固定焊接，以增大输送管的支撑刚度。料斗18与物料输送管15固连，物料输送管嵌套在螺旋轴上,第二电机与螺旋轴固连位于端盖17的外侧，物料输送管伸入干燥滚筒6内的部分沿周向均布有若干小孔，小孔孔径为4mm，孔心距为20mm，以减轻物料输送管重量，同时减小进风口13的气流对输送管的风阻作用。

本实施例中，传动装置4采用同步带传动，传动装置4与第一电机3配合安装在箱体封闭端外侧,其中,小带轮与第一电机通过联轴器连接，用以缓冲减振和补偿轴向位移的作用，传动装置的大带轮与滚筒轴20通过平键固连。由于第一电机3的转速比较大，而传动装置4的传动比较小，故在传动装置4与干燥滚筒6之间安装齿轮减速器用以降低转速。空气压缩机1和电加热装置2分别位于箱体5的外侧，空气压缩机1与电加热装置2之间、电加热装置2与进风口13之间均通过进风管29密封连接；空气压缩机1与进风管之间、进风管与进风口之间均为密封连接；通过同时调节空气压缩机的气流速度与电加热装置的温度，以保证进入进风口13的气流气压和温度。引风机7和除尘装置31分别位于箱体的上部，引风机7与除尘装置31之间、除尘装置31与排风口8之间均通过出风管30密封连接。第一出料口12和第二出料口11处均设有耐压密封袋，在进风口13通入气流时扎紧密封袋以免漏气，在气流停止时根据需要打开密封袋对干燥后的物料进行收集；尾气在引风机7的作用下经除尘装置处理后排入空气中。

本实施例干燥方式属于间歇式、卧式流化干燥，具有周期性。本实施例中的待干燥物料为花椒，基于花椒干燥现状，根据花椒的“籽壳”分离特性，运用流化干燥技术和离心原理对花椒的干燥和分离收集装置进行一体化设计，所设计产品为用以集花椒干燥和分别收集花椒籽与花椒壳于一体的流化床干燥设备，实现花椒“干燥—收集”的全过程。

本实施例工作过程:

(1)干燥前预热阶段:

扎紧第一出料口12和第二出料口11处的耐压密封袋，打开进风口13处的挡板25、启动空气压缩机1、开启电加热装置2、电加热丝24通电、开启引风机7，调节空气压缩机1的风速和电加热装置2的温度，通入适当温度和气压的热风，排除整个干燥滚筒6内的冷空气，进行恒温预热。

(2)干燥阶段:

干燥阶段，干燥滚筒6静止，启动第二电机10，调整好进料速度，新鲜湿花椒通过螺旋进料机构9进入干燥滚筒6内。新鲜湿花椒进入干燥滚筒6后，关闭第二电机10，停止进料。干燥用的热风以一定速度径向吹入干燥滚筒6内，当花椒所受重力和气体曳力接近平衡时，花椒开始松动，进一步提高风速，便形成流化床。花椒在干燥滚筒6内均匀受热完成干燥，尾气由排风口8经除尘装置31通过引风机7排出。

(3)“籽壳”分离阶段:

进行充分干燥后的花椒的籽与壳脱离，但仍混在一起，该阶段需将花椒籽与花椒壳进行分离。干燥完全后，依次关闭引风机7、空气压缩机1、电加热器12和挡板25，电加热丝24停止通电；然后开启第一电机3，并通过传动装置4带动干燥滚筒6转动起来；此时，干燥滚筒6的作用是对分离花椒籽和花椒壳的振动筛，花椒籽与壳的混合物在干燥滚筒6内做离心旋转运动。花椒籽与花椒壳相比，比重较大，且流动性好，而铺在最底层；干燥滚筒6表面的小孔孔径介于花椒籽的粒径与花椒壳的粒径之间，花椒籽在离心力和振动筛的作用下，通过干燥滚筒6表面的小孔“甩”出去，并在第一出料口12处打开耐压密封袋进行收集，花椒壳继续留在筒内。从而实现花椒籽与花椒壳的分离。

(4)花椒壳收集阶段:

花椒籽收集完成后，扎紧第一出料口12处的耐压密封袋，关闭第一电机3，干燥滚筒6停止转动，打开挡板25；依次开启空气压缩机1、引风机7，将进风口13处的风速提高至最大风速，此时花椒壳在气流作用下被“带出”干燥滚筒6，并在第二出料口11处打开耐压密封袋进行收集。实现了花椒的干燥、花椒籽与花椒壳的分离、收集过程，完成一个干燥周期。

本实施例对新鲜湿花椒进行干燥，并对干燥后的成品—花椒壳和花椒籽进行彻底分离并分别收集，干燥滚筒6既起着干燥作用，又充当了振动筛，提高了花椒干燥质量的同时又大大缩短了干燥和收集时间。干燥设备不仅能干燥花椒，还可干燥胡椒、同粒径及同性质的颗粒物，尤其适用于需分离产物的物料干燥；改变干燥滚筒6与物料输送管15表面的小孔及其分布方式，可干燥、分离和收集不同的物料。该设备具有受热均匀、物料停留时间可调、温度与风速可控、物料干燥后的产物分离较彻底、自动化程度高的特点，在农作物、化工产品的干燥与分离领域具有广阔的应用前景。