本发明涉及一种具有加热发泡功能的干燥系统，用于无机海绵性蓄水材料的加热、干燥、发泡。
背景技术
海绵城市建设需要大量的海绵体材料，现有的海绵体材料，采用黄土和钼尾矿为基础原料，加入发泡剂、水、添加剂，机械混合后，在低温环境中发泡成型，再经过100～105℃干燥，最后经高温煅烧成品。低温发泡成型和干燥环节是无机海绵性蓄水材料生产过程的重要环节，发泡与干燥的质量直接决定着产品的品质。
现有的无机海绵性蓄水材料原料颗粒需要与发泡剂混合均匀后，在80～85℃温度下均匀加热一定时间，使其达到最佳的发泡状态，之后在100～105℃下完成干燥。现有技术工艺流程：将即定量的原料、水和发泡剂装入混合机中混合后，装入特制的模具中，再连同模具一起装入干燥小车或者输送线上，运入室式干燥器内同时完成发泡与干燥过程，干燥后产品脱模，进行后续的烧结、检验和包装工序。
现有技术的缺点主要有：（1）仅用一种传统的混合方式混合物料，很难将发泡剂与原料颗粒充分很合；（2）模具内物料断面温差大，发泡不均匀，泡孔大小与数量较难控制；（3）室式干燥器断面温差较大，干燥不均匀，裂纹多，合格率低；（4）需要大量的模具和干燥小车，一次性投资大；（5）模具损耗量大，运营成本增大；（6）成型入模，装车入窑，脱模等工序较多，操作繁琐；（7）生产周期较长，生产成本较高。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种具有加热发泡功能的干燥系统，使得物料在二次混合的同时进行低温加热养护，确保发泡剂在达到发泡温度之前，与原料颗粒充分混合；低温加热养护过程，物料受热均匀，可达到均匀发泡，通过调控料浆的温度掌控泡孔大小和数量，整个过程时间短，工序简单，操作便捷，运行成本低。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具有加热发泡功能的干燥系统，包括给料系统、陶瓷柱塞污泥泵、一级均化加热系统、电动风阀、窑炉余热利用管道、干燥箱、热风管道、循环风机、排废烟囱，所述一级均化加热系统前端设有陶瓷柱塞污泥泵，后端设有干燥箱，上部设有排废烟囱；所述一级均化加热系统与所述循环风机连接，所述陶瓷柱塞污泥泵前端设置有给料系统，所述窑炉余热利用管道与干燥箱连接，所述循环风机与热风管道连接；所述电动风阀设置在所述窑炉余热利用管道上，调节开度控制窑炉余热风的进入量；所述循环风机前端设置电动风阀，调节所述电动风阀开度，适当引入新风调节温度。
所述一级均化加热系统，由壳体和一级均化加热管组成，所述壳体上端设置有排废口，底端侧部设置有进风口，所述排废口与所述排废烟囱连接，所述进风口与所述循环风机连接；所述壳体内设有保温层，所述保温层内设置一级均化加热管，所述一级均化加热管包括进料口出料口及连接进料口和出料口的输送管，所述输送管之间还设有隔板。
所述输送管，由若干无缝钢管和180°弯头焊接而成，呈螺旋形。
所述进料口后端还连接有均分管，出料口前端还连接有汇总管，物料从进料口进入，经均分管均分后进入多根输送管，多根输送管中的物料经汇总管汇总后，从出料口排出。
所述输送管的弯头处开有小孔，外部用螺杆配合螺母密封。
所述干燥箱包括二级均化加热管、翅片管、钢结构骨架，所述钢结构骨架外部有燃烧机和检修门，所述钢结构骨架内上部有干燥腔体，所述干燥腔体内设置有发泡装置，钢结构骨架内下部左边为热风炉，下部右边为加热腔体，所述二级均化加热管连接均分管道，等间距水平设置5个出口，分别与所述翅片管连接，所述翅片管尾部与汇总管连接，汇总管上设置有出料管道，将物料从加热腔体运送至干燥腔体中发泡成型，所述二级均化加热管末端沿所述干燥箱长度方向设置3个发泡装置。
所述检修门，由门框钢结构，门框，门框壳体，密封材料，密封垫板，门把手，门框保温，合页组成，所述门框钢结构与干燥箱钢结构骨架焊接，所述门框焊接于门框钢结构上，检修门关闭时所述门框插入所述密封材料中，起到密封作用；所述门框壳体填充有密封材料；所述密封垫板，粘接在所述门框壳体外边框四周；所述门把手固定在门框壳体和门框钢结构上，用于所述检修门关闭时锁紧；所述门框保温，填塞在所述门框壳体形成的大空腔中；所述合页，与所述门框壳体连接，并将所述检修门固定在所述门框钢结构上。
所述干燥箱外部还设有输送系统，包括不锈钢冲孔链板，主动端由减速机组带动主轴转动，主轴上设置2个链轮带动冲孔链板运动，减速机组配备变频器，可调节链板传输速度；在被动端轴上也设置2个链轮，辅助支撑链板运动；所述输送系统设置钢结构，支撑链板以及主被动转动机构，并固定在所述钢结构骨架上。
所述干燥箱内发泡装置下部还设有废水托盘，用于收集发泡成型或干燥初期析出的废水并引流，所述废水托盘设置出水管，所述出水管外侧用管箍固定软管，将废水排入排水沟。
所述输送系统外部安装有密封罩，防止冷空气进入所述干燥腔体，所述密封罩包括密封罩框架，其中间设有开孔，用于安装有机玻璃，所述有机玻璃安装在所述密封罩内部，设置内外两件法兰将所述有机玻璃夹住并用螺栓固定，其间隙用硅胶条密封。
本发明一种具有加热发泡功能的干燥系统，确保发泡剂在达到发泡温度之前，与原料颗粒充分混合；低温加热养护过程，物料受热均匀，可达到均匀发泡，通过调控料浆的温度掌控泡孔大小和数量。干燥腔体高度较低，风速较高，断面温差较小，干燥均匀，合格率高。发泡完全的物料经发泡装置后挤在传输链板上，无需特制模具，更不需要二次人工搬运，链板按程序带动产品完成干燥。
附图说明
图1为本发明公开的一种具有加热发泡功能的干燥系统结构示意图；
图2为一级均化加热系统结构主视剖面图；
图3为一级均化加热系统结构侧视剖面图；
图4为图2中a处放大示意图；
图5为干燥箱结构示意图；
图6为干燥箱结构剖视图；
图7为检修门结构图；
图8为检修门剖视图；
图9为废水托盘结构示意图；
图10为发泡装置结构示意图；
图11为发泡装置分布图；
图12为密封罩结构图；
图13为密封罩剖视图；
附图标记：1-给料系统，2-陶瓷柱塞污泥泵，3-一级均化加热系统，301-进料口，302-均分管，303-输送管，304-保温层，305-钢结构壳体，306-汇总管，307-出料口，308-排废口，309-隔板，310-进风口，311-螺母，312-螺栓，4-电动风阀，5-窑炉余热利用管道，6-干燥箱，601-燃烧机，602-检修门，602a-门框钢结构，602b-门框，602c-门框壳体，602d-密封材料，602e-密封垫板，602f-门把手，602g-门框保温，602h-合页，603-二级均化加热管，604-钢结构骨架，605-保温系统，606-输送系统，607-废水托盘，607a-托盘，607b-出水管，607c-管箍，607d-软管，608-热风炉，609-出风口，610-翅片管，611-加热腔体，612-干燥腔体，613-发泡装置，613a-焊接件，613b-发泡口，613c-活接头，614-密封罩，614a-封罩框架，614b-螺栓，614c-法兰，614d-有机玻璃，614e-密封，7-热风管道，8-电动风阀，9-循环风机，10-排废烟囱。
具体实施方式
如图1所示，一种具有加热发泡功能的干燥系统，包括给料系统1、陶瓷柱塞污泥泵2、一级均化加热系统3、电动风阀4、窑炉余热利用管道5、干燥箱6、热风管道7、电动风阀8、循环风机9、排废烟囱10。所述一级均化加热系统3前端设置所述陶瓷柱塞污泥泵2，所述一级均化加热系统3后端设置所述干燥箱6，所述一级均化加热系统3上部设置所述排废烟囱10，所述一级均化加热系统3与所述循环风机9连接；所述陶瓷柱塞污泥泵2前端设置所述给料系统1；所述窑炉余热利用管道5与所述干燥箱6连接；所述循环风机9与所述热风管道7连接。
因物料粘度较大，含水量较大，流动性较差，所述给料系统1，选用螺旋给料装置，避免送料不连续。
如图2～4所示，所述一级均化加热系统3，由壳体和一级均化加热管组成，壳体包括钢结构壳体305、保温层304，排废口308，隔板309，进风口310组成；一级均化加热管包括进料口301，均分管302，输送管303，汇总管306，出料口307，螺母311，螺栓312组成；
所述钢结构壳体305，选用国标型材焊接骨架，外部铺贴0.5-2mm铝板装饰，内部固定1-3mm不锈钢板，钢结构骨架和内外板材形成空腔体，骨架喷涂耐高温油漆，避免在高温环境中油漆脱落生锈；所述保温层304，选用容重60-120kg/m³岩棉板，填塞在钢结构壳体305的空腔体中，确保填塞密实，达到保温效果；
所述排废口308和进风口310，选用1-3mm不锈钢板制作，四周与所述钢结构壳体305内部板材焊接严密，避免漏风；所述排废口308与所述排废烟囱10连接，所述进风口310与所述循环风机9连接，外部铺贴容重60-120kg/m³，厚度80-100mm岩棉板保温，岩棉板外选用0.3-0.6mm铝皮装饰；
所述隔板309，选用2.5-5mm不锈钢制作，焊接在所述钢结构壳体305内板上，等间距布置10块，左右各设置5块，引导热风呈s型流动，与所述输送管303进行均匀对流热交换，之后送排废口308排出；
所述进料口301和出料口307，选用φ60的无缝钢管（壁厚3mm）与法兰焊接而成，所述进料口301设置在所述一级均化加热系统3上部，所述出料口307设置在所述一级均化加热系统3下部，刚进入所述输送管303冷物料与换热尾部较低温度的热风交换，随着物料的流动以及热交换的进行，物料温度逐渐升高，再与入口处较高温度的热风交换；
所述均分管302和汇总管306，其实为相同部件，但作用相反，采用2-3mm不锈钢板制作呈方形，一侧与所述进料口301或者出料口307焊接，一侧与多根输送管303焊接，物料从所述进料口301进入，经均分管302均分后进入多根输送管303，最后多根输送管303中的物料经汇总管306汇总后，从出料口307排出；
所述输送管303，选用壁厚3mm外径φ60的无缝钢管和180°弯头焊接而成，与所述均分管302严密焊接，横向均匀设置4根，每根输送管呈螺旋型，一方面延长输送距离，另一方面总体积不至于很大，节省空间；物料料浆经均分后，进入单根输送管，经长距离输送完成均化与均匀加热，再经所述汇总管306混合后，进入下一工序；
为避免一级均化加热系统因长时间不用可能造成的堵塞，特殊设计疏通小孔和密封螺栓组，即在所述输送管303可能堵塞的弯头处开φ10-φ16的小孔，外部焊接对应尺寸的螺母，用螺杆加生料带配合螺母的方式密封；疏通时，拧开螺杆，用柱塞泵加压后的高压自来水逐层清洗所述输送管303；
所述电动风阀4设置在所述窑炉余热利用管道5上，根据程序设定的温度范围，自动调节开度控制窑炉余热风的进入量；若余热风温度过高，自动打开侧部的风阀，根据程序引入适量的冷风，将合适温度的热风引入热风炉；
所述窑炉余热利用管道5，采用1-3mm不锈钢板制作，与所述干燥箱6的热风炉进风口法兰连接，外部铺设容重60-120kg/m³，厚度80-100mm岩棉板保温，岩棉板外选用0.3-0.6mm铝皮装饰；
如图5、图6所示，所述干燥箱6，由燃烧机601，检修门602，二级均化加热管603，钢结构骨架604，保温系统605，输送系统606，废水托盘607，热风炉608，出风口609，翅片管610，加热腔体611，干燥腔体612，发泡装置613，密封罩614组成；热源首先选用窑炉余热，余热热量不足时，采用燃烧机补热；
如图7、图8所示，所述检修门602，由门框钢结构602a，门框602b，门框壳体602c，密封材料602d，密封垫板602e，门把手602f，门框保温602g，合页602h组成；所述门框钢结构602a，采用国标型材与所述干燥箱钢结构骨架604焊接，表面喷涂耐高温油漆；
所述门框602b，采用2-3mm不锈钢板折成如图8所述形状，并焊接在所述门框钢结构602a上，四周焊接严密，避免漏风，检修门关闭时所述门框602b插入所述密封材料602d中，达到高温密封的效果；
所述门框壳体602c采用2-3mm不锈钢板制作而成，并特殊设置沟槽用于放置所述密封材料602d，所述门框壳体中间形成大空腔，用于填塞保温材料；
所述密封材料602d，选用容重较低的硅酸铝棉填塞在所述门框壳体602c设置的沟槽中，受到所述门框602b的挤压变形，达到密封；
所述密封垫板602e，选用1-2mm厚耐高温硅胶条，粘接在所述门框壳体602c外边框四周；
所述门把手602f，选用不锈钢材质，用螺栓固定在门框壳体602c和门框钢结构602a上，用于所述检修门602关闭时锁紧；
所述门框保温602g，选用容重60-120kg/m³的岩棉板，填塞在所述门框壳体602c形成的大空腔中，填塞密实，避免局部填塞不合格造成大量的热量损失；
所述合页602h，选用不锈钢合页，与所述门框壳体602c连接，并将所述检修门602固定在所述门框钢结构602a上；
所述二级均化加热管603，由外径φ60的无缝钢管（壁厚3mm）引入外径φ150的均分管道，等间距水平设置5个出口，分别于所述翅片管610连接，所述翅片管610尾部与外径φ150的汇总管连接，汇总管上设置一个外径φ60出料管道，将物料从所述加热腔体611运送至所述干燥腔体612中发泡成型，所述二级均化加热管603末端沿所述干燥箱6长度方向设置3个所述发泡装置613；
所述钢结构骨架604，由国标型材焊接而成，目的支撑内外装饰板并形成中间空腔，表面喷涂耐高温油漆；
所述保温系统605，在所述钢结构骨架604与内外装饰板形成的空腔中，填塞容重60-120kg/m3，厚度80-100mm岩棉板，确保岩棉填塞均匀且密实，内装饰板采用1-2mm不锈钢固定在所述钢结构骨架604上，外装饰板选用1-3mm铝板用自攻螺钉固定；所述保温系统将所述干燥箱6分成3个部分，上部为所述干燥腔体612，下部左边为所述热风炉608，右边为所述加热腔体611；
所述输送系统606，选用不锈钢冲孔链板，主动端由减速机组带动主轴转动，主轴上设置2个链轮带动冲孔链板运动，减速机组配备变频器，根据生产工艺可自动调节链板传输速度；在被动端轴上也设置2个链轮，辅助支撑链板运动；所述输送系统606设置钢结构，支撑链板以及主被动转动机构，并固定在所述钢结构骨架604；
如图9所示，所述废水托盘607，选用1-2mm不锈钢焊接成40-60mm高的托盘607a，所述废水托盘607设置出水管607b，所述出水管607b外侧用管箍607c固定软管607d，将废水排入排水沟；因料浆含水量较大，当发泡成型并在干燥的初期会析出一定的水分，这些水被废水托盘收集并引流；
所述热风炉608外设置所述燃烧机601和所述窑炉余热利用管道5，若余热风温度不足时，所述燃烧机601自动点火，火焰与余热风在所述热风炉内混合后，进入所述干燥腔体612；
如图10、图11所示，所述发泡装置613，按三种不同的长度l1,l2,l3制作三个，并与所述二级均化加热管603连接，包括焊接件613a，发泡口613b，活接头613c组成，所述活接头613c，方便所述发泡装置613拆卸清洗，所述三个发泡装置613，平行布置；
如图12、图13所示，所述密封罩614，安装在所述输送系统606被动端外部，防止冷空气进入所述干燥腔体612，密封罩框架614a选用1.5-3mm不锈钢制作，中间开200×400mm孔，用于安装有机玻璃614d，所述有机玻璃614d安装在所述密封罩614内部，设置内外两件法兰614c将所述有机玻璃614d夹住并用螺栓614b固定，彼此间粘接1mm硅胶条614e密封；安装所述有机玻璃614d，为了在运行过程在线观看干燥过程。所述热风管道7，采用1-2mm不锈钢板焊接而成，与所述干燥腔体出风口609连接，通过所述循环风机9将所述干燥箱6中的热风引入所述一级均化加热系统3中加热料浆，所述循环风机9前端设置所述电动风阀8，若进入所述一级均化加热系统3热风温度过高，系统根据程序设定自动调节所述电动风阀8开度，适当引入新鲜风调节温度；所述热风管道7、所述循环风机9外部铺设容重60-120kg/m³，厚度80-100mm岩棉板保温，岩棉板外选用0.3-0.6mm铝皮装饰；
所述循环风机9，与所述一级均化加热系统进风口310连接，选用离心式风机并配备变频器，自动调节进风量；
所述排废烟囱10，采用2-3mm不锈钢板制作，设置在所述一级均化加热系统3顶部，并与所述排废口308连接，将废气排出室外；
本发明的工作原理和工作过程如下：在一种实施方式中，所述循环风机9采用压力100-300pa，流量1000-3000m³/h离心风机，配备变频器，依据工艺需求自动调节进风量和进风压力。所述输送系统606，主动端动力电机配备变频器，根据工艺要求变频调节转速，即链板的运动速度。
将制备好的料浆从混料机中注入所述给料系统1料仓中，螺旋给料装置将物料推送到所述陶瓷柱塞污泥泵2入料口，所述陶瓷柱塞污泥泵2作为该套系统料浆的运输动力源，首先物料通过管道被运送至所述一级均化加热系统3，达到均化和温度条件后，即出料温度为60-70℃，接下来被运送至所述二级均化加热管603，经均分后进入所述翅片管610，之后经汇总管汇总后从所述发泡装置613中发泡成型在所述输送系统606链板上，由链板带动发泡半成品完成干燥，最后由所述干燥箱出口运出，进行后续的煅烧、检验、包装。所述二级均化加热管603、均分管和所述5个翅片管610布置在所述干燥箱6的加热腔体内，汇总管尾部和3个发泡装置613布置在所述干燥箱6的干燥箱体中。该系统热源来自窑炉余热和燃烧机的补热，窑炉余热风通过所述电动风阀4开度调节进风量及温度，若窑炉余热风温度过高，系统自动打开所述窑炉余热利用管道5侧部所述电动风阀4，配入冷风，之后将混合风送入所述热风炉608；若窑炉余热风温度低，系统自动打开所述燃烧机601补热，在所述热风炉608混合后被送入顶部所述干燥腔体612，完成干燥后通过所述干燥腔体612尾部的风孔被送入所述加热腔体611，对料浆的二级均化加热系统进行均匀加热，之后从所述出风口609通过所述热风管道7，经所述循环风机9被送入所述一级均化加热系统3，完成料浆的一级加热，最后通过一级均化加热系统顶部的所述排废烟囱10排出室外。所述加热腔体温度控制在80-85℃，所述干燥腔体612温度控制在100-105℃之间。所述循环风机9前端设置所述电动风阀8，主要目的是当此处的温度超过设定值时，调节风阀开度引入部分冷风，满足一级均化加热系统的温度要求。