专利名称：旋击式粉尘加湿机和粉尘加湿方法
技术领域：
本发明涉及一种粉尘加湿设备，特别是涉及一种粘附性强的粉尘的旋击式粉尘加湿机。此外，还涉及一种使用所述旋击式粉尘加湿机进行粉尘加湿的方法。
现有的各种粉尘加湿机，如滚筒式加湿机，单轴螺旋式加湿机，双轴式加湿机等，其中的任何一种，在粉尘加湿过程中，都会在筒体内壁形成粘附层，中国实用新型专利说明书CN2257213Y公开了一种改进的粉尘加湿机，由于其转速高，离心力也相应增大，更易在筒体内壁形成坚实的粘附层。尤其在加湿粘附性强的粉尘时，这一问题更为突出，不仅使加湿机性能降低，加湿效率下降，能耗增大，加湿部件磨损加剧，而且严重时使电机超载、睹转。为了解决这个问题，目前各种加湿机通常采取的方法例如用陶瓷材料制作刮板或搅拌杆，只能减少加湿部件的磨损；用水冲洗虽然可行，但常常泥水横流，形成二次污染，而且如果下流设备是皮带运输机或其它运输机，就不允许用水冲洗，至于采用振动方法来除去粘附层，通常认为是不可能的，例如在振动输送机的设计中就认为“振动输送机一般不适用于有粘性或粒度小于0.06mm粉料输送”(建筑材料机械设计武汉工业大学出版社1990年7月第一版第160页)。有粘结性的粉尘在加湿机内加湿后粘性更强，湿的粘性物料在激振器的振动下，位于筒体上部内壁的粘附层能被振落，但在筒体底部内壁的粘附层，可能越振越实，水份也会随着振动下移，使靠近筒体底部内壁的粘附物湿度增大。因此，至今还没有采用激振器来解决粉尘粘结的粉尘加湿机。
本发明的目的是要提供一种即使被加湿搅拌物是粘附性强的粉尘，也能防止由于粘附所造成的搅拌效率下降，并且能有效地减少或清除筒体内壁的粘附层，还可以加快被加湿搅拌物从出料口排出的粉尘加湿机。
本发明的另一个目的是提供一种使用所述旋击式粉尘加湿机进行粉尘加湿的方法。
本发明的目的是以如下的技术方案实现的包括传动机构1、轴承座2、水平或倾斜安装的包括给料筒3b和搅拌筒3a的筒体3、支承在轴承座2上的搅拌轴5、位于给料筒3b上的进料口4、筒体3上的喷射装置7，支承传动机构1和筒体3的机架8、位于筒体3下方与进料口相对一端的出料口10的旋击式粉尘加湿，其特征在于装有防粘结装置。此外，本发明还涉及一种使用所述旋击式粉尘加湿机进行粉尘加湿的方法，连接在传动电动机和激振器之间的电流继电器或电流传感器根据搅拌轴传动电动机的电流大小来启动或停止激振器。
搅拌轴上装设端部向前弯曲的搅拌杆6能显著改善旋击式粉尘加湿机的性能。高速旋转的圆柱形搅拌杆具有旋击打散作用，被打散的物料互相碰撞进行混合。搅拌杆端部向前弯曲的部分把靠近筒体内壁的湿度较大的被加湿搅拌物击向筒体中心，而搅拌杆的直线部分把被加湿搅拌物击向筒体内壁，既加强了混合作用，又可减少对筒体内壁的粘附。搅拌杆应在整个筒体内部均匀分布，至于搅拌杆在搅拌轴上的排列方式可以是任意的，是否按螺旋状排列对于搅拌杆的旋击特性并无影响，但是螺旋状排列是一种使搅拌杆在整个筒体三维空间中均匀排列的一种简单明了的排列方式。此外端部前弯部分可用耐磨材料制作，例如硬质合金、陶瓷、超高分子量聚乙烯等，也可采用堆焊耐磨合金的方法。
虽然整个筒体3都可以用不易粘结材料制作，但是通常只是搅拌筒3a用不易粘结材料例如不锈钢或超高分子量聚乙烯制作。虽然整个筒体内壁都可衬以不易粘结材料，但是通常只在筒体的搅拌段装设衬板，其优点是可以降低制造成本。衬板19可用不易与被加湿搅拌物粘结的材料，如聚四氟乙烯、聚乙烯、超高分子量聚乙烯、不锈钢制成，通常是用螺钉、铆钉或粘结剂把衬板19固定在筒体3或搅拌筒3a内，也可以采用喷镀方法在筒体内部喷镀聚四氟乙烯、聚乙烯或其它不粘结材料。
在搅拌筒3a外壳上装设一个或多个激振器9，和/或搅拌筒3a用不易粘结材料制作或其内壁衬以用不易粘结材料制作的衬板19都能有效地减少或除去筒体内壁粘附层。激振器可以装在筒体的上方，也可以装在筒体侧面，可以装一台也可装两台，当然也可以装两台以上。但是装一台结构简单而且可以使筒体产生近似圆振动，有利于去除筒壁粘附层。每次停机前先停止给水给料，然后开动激振器，在筒体内壁粘附层硬实前将其清除，还可以通过在搅拌过程中连续或间歇地开动激振器，及时清除筒体内壁的粘附层。这种结构也适用于对现有的粉尘加湿机进行技术改造。
所说的防粘结装置还包括装在搅拌轴(5)上的端部向前弯曲的搅拌杆(6)，内壁衬有用不易粘结材料制作的衬板(19)的或用不易粘结材料制作的搅拌筒(3a)，和装在筒体(3)的外壳上的一个或多个激振器(9)三种装置其中任意两种的组合，或同时采用上述三种装置，主要根据粉尘的粘结性进行选择，也便于对现有的粉尘加湿机进行技术改造。
为了减少搅拌杆切入内壁内壁粘附层的阻力，搅拌杆6的端部前弯部份是头部变尖的圆锥形6a，搅拌杆端部的另一种型式是前弯部份是扁平的刀口形6b，刀口a-a与筒体的纵向轴线的倾斜角度α为0°至60°。当刀口向出料口方向倾斜时，还具有把被加湿搅拌物击向出料口方向的作用，能有效地加快被搅拌物排出，减少筒体内部的存料量，减小搅拌阻力。如果把部份刀口向相反方向倾斜则可加强混合搅拌作用。但是搅拌轴上对应于出料口的那些搅拌杆的刀口应与筒体轴线平行，有利于被加湿搅拌物从出料口排出避免出料口睹塞。在一根搅拌轴上，可以只采用上述两种端部向前弯曲的搅拌杆中的一种，但是以同时采用两种搅拌杆最佳，且两种搅拌杆应交替排列。
衬板结构的最佳方案是充分利用板材弯曲强度高的特点，把板材弯成外径小于筒体内径的圆筒形放入筒体3或搅拌筒3a内，撤去外力后，板材靠其弹性紧贴在筒体3或搅拌筒3a的内壁上，即不易粘结的衬板(19)与搅拌筒(3a)的联接是利用板材的高弹性使其紧贴在搅拌筒(3a)的内壁上，不用螺栓、铆钉或粘结剂等固定装置，结构简单，装拆方便，尤其是热涨冷缩时可以不受限制地自由伸缩。这种方法还特别适用于对现有的粉尘加湿机进行技术改造。板材的厚度根据筒体的直径和材料的弹性确定，既保证板材与筒体3或搅拌筒3a之间有足够的贴紧力，又保证板材弯曲成圆筒形时所产生的内应力不超过材料的许用应力。
对于粘附性强的粉尘，需较大的激振力，筒体的振幅也相应增大。为满足筒体大振幅的要求，筒体3或搅拌筒3a用隔振支承装置12支承在机架8上。隔振支承装置保证筒体3或搅拌筒3a有较大的振幅，但整机的振幅则较小。筒体的振动部分与其它不振动部件之间需要有一定的间隙，粉尘就可能从这一间隙中逸出，为此在振动部件与不振动部件之间装设挠性密封装置，挠性密封装置可以防止粉尘外逸，且不影响筒体振动。挠性密封装置包括挠性密封圈和卡箍，挠性密封圈可用薄橡胶、涤纶帆布、石棉帆布、人造革等材料制作，最好制成波纹管形。
如果整个筒体都振动，挠性密封装置应设在旋击式粉尘加湿机与进料口上方的给料机之间，为此把进料口4的内管16伸入进料管14中，进料口4的外管15与进料管14之同用挠性密封圈17密封，挠性密封圈17的一端用卡箍18固定在进料口外管15上，另一端用卡箍固定在进料管14上。进料口内管16和外管15与进料管之间的间隙应保证进料管14随筒体3一起振动时既不会与内管16相碰，也不会与外管15相碰。
如果筒体部分参振，则把给料筒3b和搅拌筒3a分开成为两个部件，给料筒3b固定在机架8上，并伸入搅拌筒3a内，搅拌筒3a用隔振支承装置12支承在机架8上，两者之间用挠性密封圈11密封，挠性密封圈11的一端用卡箍13固定在搅拌筒3a上，另一端用卡箍13固定在给料筒3b的法兰20上，由于进料口不参振，因此，进料口上方与给料机之间可以不装设挠性密封装置。这种结构还特别适用于对现有的粉尘加湿机进行技术改造。
轴承座装在机架上，搅拌轴穿过筒体3的端盖23的部位应有足够大的间隙，必要时装设如下挠性密封结构筒体3的端盖23上装有法兰24，法兰24与盖子25之间用挠性密封圈26密封，挠性密封圈26的一端用卡箍射固定在法兰24上，另一端用卡箍27固定在盖子25上，盖子25与搅拌轴5之间装有密封圈28。
控制激振器启动或关闭用的电流继电器或电流传感器22串联在搅拌轴传动电动机21的电源线上，用于启动或关闭激振器的交流接触器与电流继电器或电流传感器22的常开接点相联，当搅拌轴传动电动机21的电流超过设定值时，电流继电器或电流传感器22动作，常开接点闭合，用于启动或关闭激振器的交流接触器动作，激振器启动，反之，激振器闭合。
在加湿拌合过程中，当筒体内壁粘附层逐渐变厚变坚实时，搅拌阻力增大，搅拌轴传动电机的电流也相应增大，就启动激振器；筒体内壁的粘附层被振脱后，搅拌轴传动电机的电流恢复正常，就关闭激振器；因此激振器是用电流继电器或电流传感器22根据搅拌轴传动电动机的电流大小来启动或停止。控制水的电磁阀和控制进料的给料机与激振器联动。当然，也可以由人工根据经验或通过电流表观察搅拌轴传动电机的电流大小进行操作。
用激振器清除粘结层的方法是装在筒体上的激振器启动前停止给水，或同时停止给水和进料，或停止给水后延时停止进料。通常认为湿的粘性物料在激振器的振动下，位于筒体内壁上部的粘附层能被振落，但在筒体底部的粘附层，可能越振越实，水份也会随着振动下移，使靠近筒体底部内壁的粘附物湿度增大。因此，至今还没有采用激振器来解决粉尘粘结的粉尘加湿机。为此本发明在采用激振器时采取了以下措施在加湿搅拌过程中启动激振器前喷水装置停止给水，或停止给水后延时停止进料，使被振脱的含水率高的粘附层与从给料筒进入的于粉尘拌合，使含水率降低，粘附性也相应降低，既能有效地清除粘附层，又可节能节水。此外，每次停机前先停止给水、给料，或停止给水后延时停止进料再启动激振器，在筒体内壁粘附层变得坚实之前及时将其清除。当然也可以在启动激振器时停止给料而继续给水，利用振动和水来清洗筒壁，但常常泥水横流，形成二次污染，不宜采用。
筒体3倾斜安装有利于加快被加湿搅拌物外排，尤其是可以加快被激振器振落的粘附层外排。与振动输送机相似，激振器倾斜安装也可以加快被加湿搅拌物外排。
加激振器后虽增加了能耗，但由于搅拌杆与筒体内壁粘附层的摩擦阻力减少，总的还是节能的。在生产实践中几台生产能力相似的粉尘加湿机，其中一台粉尘加湿机的功率为11KW，经常发生堵转，改为22KW才解决问题；一台国外引进的粉尘加湿机的功率为18KW；另一台粉尘加湿机在加湿粘结性更强的粉尘时，功率为7.5KW，由于装设一台0.75KW的振动电机，运转正常，不暏转。
因此，本发明提供了一种使用上述旋击式粉尘加湿机进行粉尘加湿的方法，其中激振器是用电流继电器或电流传感器根据搅拌轴传动电动机的电流大小来启动或停止。
在上述加湿方法中，装在筒体外壳上的激振器启动前停止给水，或同时停止给水和进料，或停止给水后延时停止进料。
如上所作的详细说明，本发明的旋击式粉尘加湿机筒体内壁的粘附层，在端部向前弯曲的搅拌杆，和/或筒体的外壳上装设的激振器，和/或防粘结材料的作用下，可以有效地被刮落或振落，因此，即使所处理的粉尘的粘附性强，也可以防止筒体内壁粘附层所造成的搅拌性能下降。由于是在粘附层刚形成但尚未硬实前将其振落，因此能耗低，效果好。并且开动激振器时是采取停止喷水的方式，使被刮落或振落的含水率高的粘附层与从进料口进入的干粉尘混合，使其湿度降低，粘附性和搅拌阻力也随着降低并易于从出料口排出。因此，在减少和去除粘附层的同时，可以节水、节能。
图1是本发明一个实施例的主视图。
图2是本发明另一个实施例的俯视图。
图3是本发明第三个实施例的主视图。
图4是本发明第四个实施例的主视图。
图5是进料口挠性密封圈的剖视图。
图6是给料筒与搅拌筒之间的挠性密封圈的剖视图。
图7是筒体与搅拌轴之间的挠性密封圈的剖视图。
图8是装有衬板的搅拌筒的剖面图。
图9是用电流继电器控制激振器的电路图。
图10是表示两种搅拌杆交替排列的示意图。
图11是本发明端部前弯部份是圆锥形的搅拌杆的主视图。
图12是本发明端部前弯部份是扁平的刀口形的搅拌杆的主视图。
图1、图2、图3和图4是本发明的四个实施例，如图所示传动装置1是三角胶带传动，当然也可以用链传动或齿轮传动，但三角胶带传动结构简单成本低。搅拌轴5装在轴承座2上，轴承座2装在机架8上，搅拌杆6装在搅拌轴上。当然轴承座也可以装在筒体3端盖上如中国实用新型专利说明书CN2257213Y公开的一种粉尘加湿机和一种国外引进的粉尘加湿机都是把轴承座装在筒体3的端盖上，搅拌轴将和筒体一起参振，参振质量增大，激振器功率也相应加大，而且轴承负荷也相应增大。轴承座装在机架上，搅拌轴穿过筒体3的端盖部位应有足够大的间隙，保证筒体振动时不会与轴相碰，必要时也可以采用挠性密封结构。机架8可以是水平的也可以是倾斜的，倾斜的目的是使筒体3倾斜。喷射装置7装在筒体3上方，也可以装在筒体的侧面或端面，筒体上装有激振器时，至少有一段管子是软管，使喷射装置不会阻碍筒体的振动。出料口10装在搅拌筒3a的出料端的下方。
图1、图3和图4所示的实施例是一个激振器9装在筒体3的上方图2所示的实施例是两个激振器9装在筒体3的侧面，也可以只在其中一侧装一个激振器。激振器可以采用惯性激振器或电磁激振器，也可采用液力或气动激振器，图1、图2、图3和图4所示的实施例都是采用振动电机，振动电机结构简单，安装维护方便。
图3和图4所示的实施例都在筒体与机架8之间装有隔振支承装置12，隔振支承装置与一般振动机械如振动筛是类似的，弹性元件可以用螺旋弹簧、橡胶弹簧，本实施例采用把橡胶与螺旋弹簧模压成一体的复合弹簧。
图4所示的实施例把筒体3分成给料筒3b和搅拌筒3a两部分，两者之间的间隙用挠性密封圈11密封，给料筒3b固定在机架8上，搅拌筒3a则用隔振支承装置12支承在机架8上。隔振支承装置的结构与图3相似。
图5是进料口挠性密封圈的剖面图，进料口4包括外管15和内管16，内管16伸入进料管14中，两者之间的间隙应保证进料管14随筒体3一起振动时不会与内管16或外管15相碰。为防止粉尘外逸，进料口4的外管15与进料管14之间用挠性密封圈17密封，挠性密封圈17的一端用卡箍18固定在进料口外管15上，另一端用卡箍固定在进料管14上。
图6是给料筒与搅拌筒之间的挠性密封圈的剖视图。由于给料筒的外径小于搅拌筒的外径，为此在给料筒3b上装有法兰20，使两者外径相等，便于挠性密封圈的安装。给料筒3b伸入搅拌筒3a内是为了防止被加湿搅拌物进入挠性密封圈内。
图7是筒体的端盖与搅拌轴之间的挠性密封圈的剖视图，筒体3的端盖23上装有法兰24，法兰24与盖子25之间用挠性密封圈26密封，挠性密封圈26的一端用卡箍27固定在法兰24上，另一端用卡箍27固定在盖子25上，盖子25与搅拌轴5之间装有密封圈28。
图8是装有衬板19的搅拌筒的剖面图。是筒体3或搅拌筒3a装衬板的最佳实施例。衬板材料是超高分子量聚乙烯板材(也可以用其他高弹性材料，如聚炭酸脂等)，充分利用其高弹性的特点，把板材弯成外径小于搅拌筒内径的圆筒形放入搅拌筒内，撤去外力后，超高分子量聚乙烯靠其弹性紧贴在筒体3或搅拌筒3a的内壁上，不用螺栓、铆钉或粘结剂等固定装置，结构简单，装拆方便，而且热涨冷缩时可以不受限制地自由伸缩。内衬可以留有缺口，如本图所示，也可采用类似活塞环的各种搭接结构，但都应留有热涨冷缩的余地，因超高分子量聚乙烯的膨胀系数比钢大十多倍。
图9是用电流继电器控制激振器的电路图，电流继电器或电流传感器22串联在搅拌轴传动电动机21的电源线上，当筒体内壁粘附层逐渐变厚变坚实时，搅拌阻力增大，搅拌轴传动电机的电流也相应增大，当搅拌轴传动电动机的电流增大至设定值时，电流继电器或电流传感器22动作，常开接点闭合，交流接触器动作，激振器启动；当筒体内壁的粘附层被振脱后，搅拌轴传动电机的电流恢复正常，电流继电器或电流传感器22复位，就关闭激振器；也可以采用时间继电器延时关闭激振器。
图10是表示两种搅拌杆交替排列的示意图，是本发明的一个最佳实施例，一部份搅拌杆的端部前弯部份是头部变尖的圆锥形，可显著减少搅拌杆切入粘附层时的阻力。而前弯部份是扁平的刀口形的搅拌杆，刀口a-a(即图2中刀口a-a)与筒体纵向轴线的倾角使刀口旋击的方向都指向出料口，可加快被加湿搅拌物外排。本图所示搅拌杆是排列在一条直线上，当然也可以是呈螺旋状排列的。
权利要求
1.一种旋击式粉尘加湿机，包括传动机构(1)、轴承座(2)、水平或倾斜安装的包括给料筒(3b)和搅拌筒(3a)的筒体(3)、支承在轴承座(2)上的搅拌轴(5)、位于给料筒(3b)上的进料口(4)、筒体(3)上的喷射装置(7)，支承传动机构(1)和筒体(3)的机架(8)、位于筒体(3)下方与进料口相对一端的出料口(10)，其特征在于装有防粘结装置。
2.根据权利要求1所述的旋击式粉尘加湿机，其特征在于所说的防粘结装置是装在搅拌轴(5)上的端部向前弯曲的搅拌杆(6)。
3.根据权利要求1所述的旋击式粉尘加湿机，其特征在于所说的防粘结装置是内壁衬有用不易粘结材料制作的衬板(19)或用不易粘结材料制作的搅拌筒(3a)。
4.根据权利要求1所述的旋击式粉尘加湿机，其特征在于所说的防粘结装置是装在筒体(3)的外壳上的一个或多个激振器(9)。
5.根据权利要求1所述的旋击式粉尘加湿机，其特征在于所说的防粘结装置是包括装在搅拌轴(5)上的端部向前弯曲的搅拌杆，和/或内壁衬有用不易粘结材料制作的衬板(19)或用不易粘结材料制作的搅拌筒(3a)，和/或装在筒体(3)的外壳上的激振器(9)的三种装置其中任意两种的组合，或同时采用上述三种装置。
6.根据权利要求2所述的旋击式粉尘加湿机，其特征在于搅拌杆(6)的端部前弯部分是头部变尖的圆锥形(6a)或扁平的刀口形(6b)，刀口a-a与筒体的纵向轴线的倾斜角度α为0°至60°。
7.根据权利要求3所述的旋击式粉尘加湿机，其特征在于不易粘结的衬板(19)与搅拌筒(3a)的联接是利用板材的高弹性使其紧贴在搅拌筒(3a)的内壁上，不用螺栓、铆钉或粘结剂。
8.根据权利要求4或5所述的旋击式粉尘加湿机，其特征在于装设在振动部件与不振动部件之间的挠性密封装置是进料口(4)的内管(16)伸入进料管(14)中，进料口外管(15)与进料管(14)之间用挠性密封圈(17)密封，挠性密封圈(17)的一端用卡箍(18)固定在进料口外管(15)上，另一端用卡箍固定在进料管(14)上。
9.根据权利要求4或5所述的旋击式粉尘加湿机，其特征在于装设在振动部件与不振动部件之间的挠性密封装置是筒体(3)分成给料筒(3b)和搅拌筒(3a)两部份，给料筒(3b)固定在机架(8)上，并伸入搅拌筒(3a)内，搅拌筒(3a)用隔振支承装置(12)支承在机架(8)上，两者之间用挠性密封圈(11)密封，挠性密封圈(11)的一端用卡箍(13)固定在搅拌筒(3a)上，另一端用卡箍(13)固定在给料筒(3b)的法兰(20)上。
10.根据权利要求4所述的旋击式粉尘加湿机，其特征在于控制激振器启动或关闭用的电流继电器或电流传感器22串联在搅拌轴传动电动机21的电源线上，用于启动或关闭激振器的交流接触器与电流继电器或电流传感器22的常开接点相联。
11.一种使用权利要求1-10中任一项的旋击式粉尘加湿机进行粉尘加湿的方法，其特征在于激振器是用电流继电器或电流传感器根据搅拌轴传动电动机的电流大小来启动或停止。
12.根据权利要求11所述粉尘加湿方法，其特征在于装在筒体上的激振器启动前停止绐水，或同时停止给水和进料，或停止给水后延时停止进料。
全文摘要
本发明涉及一种旋击式粉尘加湿机,包括机架8、传动机构1、筒体3、进料口4、出料口10、喷射装置7和搅拌轴5,其特征在于在搅拌轴5上装有端部向前弯曲的搅拌杆,和/或在筒体3的外壳上装有激振器9,和/或在筒体内壁衬以防粘结材料,此外,本发明还涉及一种使用所述旋击式粉尘加湿机进行粉尘加湿的方法,连接在传动电动机和激振器之间的电流继电器或电流传感器根据搅拌轴传动电动机的电流大小来启动或停止激振器。
文档编号B01F7/02GK1212178SQ98100090
公开日1999年3月31日 申请日期1998年2月4日 优先权日1997年9月24日
发明者胡健美, 胡志强 申请人:胡健美