一种用于油菜籽流化床干燥器的布风板的制作方法

本发明属于流化床技术领域，具体涉及一种用于油菜籽流化床干燥器的布风板。

背景技术：

流化床干燥器是流态化技术原理在固料干燥中的具体应用（又称沸腾干燥器）。流化床干燥装置干燥过程在流化床层内、布风板之上进行。在流化床层上部固料进口处加入定量固料，初始无热空气时，固料由重力作用沉降堆积在布风板上部。通有空气之后，固料在床层内流化干燥。其中布风板作为流化床的关键部件，主要用于均布气体，承载固体颗粒。其设计合理与否直接关系到气体分布是否均匀，进一步影响床层稳定性与流化效果。

对于流化床干燥器在干燥油菜籽过程中，如果布风板设计不合理，可能会导致干燥器中所干燥的油菜籽颗粒较小而引起的颗粒泄露，从而导致油菜籽干燥不均匀达不到合理的含水量、布风板孔径堵塞导致局部死区等问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于油菜籽流化床干燥器的布风板，解决了现有流化床干燥装置中的布风板气体不均布不佳且漏料严重的问题，通过在布风板设置风帽结构的进气孔，一方面能够使热空气进入床层后能够分布均匀，另一方面通过合理的开孔孔径有效防止漏料。

本发明为实现上述目的，主要通过以下技术方案实现：

一种用于油菜籽流化床干燥器的布风板，包括设置在流化床层内的布风板，其特征在于所述布风板设置有若干个进气孔，所述每个进气孔包括两段，其中一段为进气段，所述进气段为直孔，另一段为出气段，所述出气段为锥形孔，所述锥形孔的上端面设置有若干通风槽，所述每个通风槽与锥形孔贯穿，并且所述直孔、锥形孔和通风槽形三者成通风道。

在上述技术方案中，所述布风板为圆柱结构，所述进气孔沿布风板的直径方向分布。

在上述技术方案中，进气孔中的每个通风槽在同一圆周的直径方向上等距设置，且通风槽在该圆周的中心形成通风孔。

在上述技术方案中，所述通风孔的孔径为1.2mm。

在上述技术方案中，通风槽所在圆周的直径大小与进气段的直径大小相同，所述进气段的孔径为6mm。

在上述技术方案中，所述进气段为圆柱结构。

在上述技术方案中，所述布风板与布风板上的进气孔一体化成型。

在上述技术方案中，所述每个进气孔中的通风槽数量为8个。

在上述技术方案中，锥形孔的孔径沿其轴线方向从上至下逐渐增大。

在上述技术方案中，所述锥形孔的孔壁与水平方向的夹角为20度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明具有的有益效果是：

本发明中风帽结构的布风板有利于吹起油菜籽，使油菜籽充分与热空气流接触，干基含水量下降更快，进而干燥速度更快。

本发明中风帽结构的布风板不会出现油菜籽的流化死区，油菜籽的流化区域主要流化床边沿由内而外，形成一体，呈现圆形结构，空气流通量大，外侧的油菜籽持续与内侧的油菜籽进行循环流化，油菜籽流化均匀性更好。

本发明中风帽结构的布风板流通性更大，油菜籽被吹起的高度更高，有利于油菜籽流化干燥。

本发明中风帽结构的布风板中通风孔设置为1.2mm，能有效防止漏料，对原料节约，具有良好的经济效益，适合大规模推广使用。

附图说明

图1是本发明中布风板的整体结构示意图。

图2是本发明中布风板沿处置方向上的截面结构示意图。

图3是本发明中布风板安装在流化床干燥器中的结构示意图。

图4是图2中a部分放大结构示意图。

图5是本发明中通风孔的结构示意图。

图6本发明中布风板仰视结构示意图。

图7是通风孔径为1mm、1.2mm的气体布风板速度云图。

图8是直径孔径为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm的气体布风板速度云图。

图9是夹角为5°、10°、15°、20°、25°的气体布风板速度云图。

图10是夹角为5°、10°、15°、20°、25°距离布风板上部100m处的径向速度分布曲线图。

图11是通风槽数量为4、6、8、9、10的气体布风板速度云图。

图12是通风槽数量为4、6、8、9、10距离布风板上部10mm处的径向速度分布曲线图。

其中：1、布风板，2、进气孔，3、进气段，4、出气段，5、通风槽，6、通风孔，7、流化床层，8、油菜籽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种用于油菜籽流化床干燥器的布风板，包括设置在流化床层内的布风板，如图3所示，布风板设置有若干个进气孔，如图2所示，布风板与布风板上的进气孔一体化成型。布风板为与流化床层相适应的圆柱结构，并且进气沿着布风板的直径方向上分布，在竖直方向设置。为了更好的对油菜籽进行干燥以及防止漏料，布风板包括两段，如图4所示，其中一段为进气段，另一段为出气段，这样布风板实际为具有风帽结构的布风板。

布风板的进气段为圆柱结构的直孔，如图6所示，出气段为锥形孔。锥形孔的上端面设置有若干通风槽，如图5所示，并且每个通风槽与其对应的锥形孔贯穿，直孔和锥形孔、通风槽三者形成通风道，热风通过通风通道进入流化床层对油菜籽进行干燥处理。热风从直孔进入锥形孔后流速增加，锥形孔的孔径沿其轴线方向从上至下逐渐增大，即锥形孔的上孔径小于下孔径，锥形孔的孔壁与水平方向的夹角范围在5°至25°之间。进气孔中的每个通风槽在同一圆周的直径方向上设置，且通风槽在该圆周的中心形成通风孔，即通风槽的一端在圆周中心连通形成通风孔，另一端在圆周上等距设置且通风槽所在圆周的直径大小与进气段的直径大小相同。

油菜籽生长达到可采收时的颗粒直径一般在1.27mm至2.10mm，因此通风孔的直径应参考油菜籽颗粒的最小直径来选择，对通风孔径为1mm、1.2mm的孔布风板进行了实验，如图7所示，图中左右分别为通风孔径为1mm、1.2mm的布风板速度云图，热空气经过布风板防漏料结构加速之后，速度主要集中分布在布风板板孔出口处。从图中看出，越靠近壁面，气流速度越小，特别是在热空气进口部分，壁面附近较大一部分区域，气流速度基本为0，这与壁面无滑移理论相吻合，越靠近布风板的位置，空气速度越大。其中1.0mm直径通风孔的布风板上孔道内速度分布不均匀，出现速度断层现象，分布在布风板上部的空气速度局部较大，可能主要是孔径太小，不利于空气不能达到较好的流化状态。1.2mm直径通风孔的布风板，分布板下方速度分布均匀，靠近分布板的区域不存在速度突变，板孔未出现堵塞现象。从速度矢量云图看出，整体速度方向未出现扭曲，因此不存在涡流。综上所述，通风孔1mm直径无法达到吹起油菜籽的作用，优选1.2mm的布风板。

直孔孔径的范围在5mm-9mm之间，但直孔孔径不宜过小，过小会造成流过孔径的速度过小，不利于吹起油菜籽，并且会容易造成空气堵塞现象；同时直径孔径也不宜过大，过大会使流过孔径的速度过大，空气在一定时间内达到均匀分布是比较困难的，从而导致较上部部分的油菜籽难以达到流化均匀状态，并且气体分布板上表面速度分布不均匀，速度大小由轴线向壁面方向呈不规则变化。

因此，在通风孔为1mm的基础上，分别选取了直径孔径为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm的气体布风板进行了实验。如图8所示，图中从左至右依次为直径孔径为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm气体布风板速度云图，对于5mm孔径的气体布风板，由于孔径过小，流过孔径的速度过小，不利于吹起油菜籽，并且容易造成空气堵塞现象，对于7mm、8mm、9mm孔径的布风板孔径过大，流过速度过大，空气在一定时间内达到均匀分布是比较困难的，从而导致较上部部分的油菜籽难以达到流化均匀状态，并且气体分布板上表面速度分布不均匀，速度大小由轴线向壁面方向呈不规则变化。在靠近布风板上表面，空气出口处气速较大，空气在一定时间内达到均匀分布是比较困难的，从而导致较上部部分的油菜籽难以达到流化均匀状态，在出口处分布的油菜籽也比较少，因此，空气在径向截面上不均匀分布，空气在上部流通方向偏移较大，容易导致油菜籽颗粒干燥不均匀，而内部靠近布风板上部的颗粒会形成较多旋涡运动。而6mm孔径的布风板中,整体速度分布均匀，速度突变不大，在轴向和径向方向上未出现扭曲，涡流现象不明显。因此，直径的孔径优选为6mm。

各类型夹角的布风板中热空气经过气体布风板上的进气孔加速，速度集中分布在布风板上表面的出口处。在通风孔孔径为1mm、直径孔的孔径为6mm的基础上，分别对夹角为5°、10°、15°、20°、25°的布风板进行了实验，根据单相模拟，各孔径的布风板所在的流化床内气体的速度云图如图9所示，图中从左至右依次为夹角为5°、10°、15°、20°、25°的气体布风板速度分布云图，其中15°和25°角度的布风板分别在最外圈和最内圈的孔道处，风向和风速都比较小，由于布风板孔径不适于流通热空气，也会导致油菜籽流通不均匀，因此可首先排除15°和25°夹角的布风板干燥效果不是很理想。如图10所示的距离布风板上部100m处的径向速度分布曲线：在布风板附近的径向气流速度波动很大，且均呈“山峰”状，其中各峰值对应布风板小孔正对位置，而谷值则对应布风板未开孔正对部分，因此容易形成回流，有利于油菜籽与热空气流充分接触。从图中，发现应用20°夹角布风板时，气流速度的谷峰值相差最大。综上所述，20°角度的布风板最优。

通风槽的数量不小于四个，一般为2n个，n为偶数，形成类似雪花孔结构。通常通风槽的数量选取为4、6、8、9、10，在通风孔孔径为1mm、直径孔的孔径为6mm、夹角为20°的基础上，分别对通风槽数量为4、6、8、9、10的布风板进行了实验，各类通风槽开口数下气体分布速度云图如图11所示，图中从左至右依次为通风槽（即开口）数量为4、6、8、9、10的气体布风板速度云图。气体分布板上表面速度分布较均匀，速度沿轴线向壁面方向变化不明显，分布板下方速度分布均匀，靠近分布板与两侧壁面的区域不存在速度突变，板孔因而未出现堵塞现象。从速度矢量云图看出，整体速度方向未出现扭曲，因此不存在涡流。随着通风槽的增多，热空气风速并没有随之增大，反而在通风槽数为6、8个时，风速较大并且更均匀，其中4个通风槽的布风板相比于其他数量通风槽的布风板风速均匀性较小，且风速方向偏移较大，容易导致油菜籽吹不起来。如图12所示，距离布风板上部10mm处的径向速度分布曲线：在布风板附近的径向气流速度波动很大，且均呈“山峰”状，其中各峰值对应布风板通风孔正对位置，而谷值则对应布风板未开孔正对部分，因此容易形成回流，有利于油菜籽与热空气流充分接触。从图中发现应用每个进气孔的通风槽数量为8的布风板时，各个孔道上侧的气流速度的谷峰值相差都比较均匀。综上所述，每个通风孔开设8个通风槽的布风板更好。

因此，布风板优选为1.2通风孔、6mm直孔、20°夹角、通风槽的数量为8的布风板。

油菜籽的干燥过程为：当油菜籽处于静止状态下时，进口热空气流经布风板通入堆积静止油菜籽内，此时油菜籽与油菜籽之间空隙较小，油菜籽与热空气之间的粘性力不能忽略，入口热空气的流速也在一定程度上减小。定量热空气流经整个床层时，由于摩擦力较大，油菜籽震荡现象不明显，干燥效果更加不明显，并且气流阻力随着热空气流速增大而增大。当油菜籽流化速度达到临界状态时，热空气流速增加，油菜籽压降变化不大，气固两项之间的摩擦力逐渐增大，直至热空气通过油菜籽之间的力大于油菜籽之间的阻力，导致油菜籽发生悬浮，此时流化床层内的气固相对运动阻力与油菜籽保持稳定。当油菜籽流化状态持续处于连续运动状态时，热空气流速在床层内达到持续稳定状态，热空气阻力持续增大，直到气体无法经过油菜籽时，床层压降持续减小，逐步增大气速，颗粒被高速气流速度吹出，床层不复存在，油菜籽流化，颗粒在床层内悬浮、震荡在，以达到干燥的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。