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转筒干燥器

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    转筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体。这种装置的工作原理如下:湿物料从左端上部加入,经过圆筒内部时,与通过筒内的热风或加热壁面进行有效的接触而被干燥,干燥后的产品从右端下部收集。


1转筒干燥器的工作原理

转筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体。这种装置的工作原理如下:湿物料从左端上部加入,经过圆筒内部时,与通过筒内的热风或加热壁面进行有效的接触而被干燥,干燥后的产品从右端下部收集。在干燥过程中,物料借助于圆筒的缓慢转动,在重力的作用下从较高一端向较低一端移动。筒体内壁上装有顺向抄板(或类似装置),它不断地把物料抄起又洒下,使物料的热接触表面增大,以提高干燥速率并促使物料向前移动。干燥过程中所用的热载体一般为热空气、烟道气或水蒸气等。如果热载体(如热空气、烟道气)直接与物料接触,则经过干燥器后,通常用旋风除尘器将气体中挟带的细粒物料捕集下来,废空气则经旋风除尘器后放空。转筒干燥器是最古老的干燥设备之一,目前仍被广泛使用于冶金、建材、化工等领域。

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2转筒干燥器的特点

转筒干燥器与其他干燥设备相比,具有如下优点:

(1)生产能力大,可连续操作;

(2)结构简单,操作方便;

(3)故障少,维修费用低;

(5)适用范围广,可以用它干燥颗粒状物料,对于那些附着性大的物料也很有利;

(6)清扫容易。

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3转筒干燥器的操作特性

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抄板的持有量

在转筒干燥器中,抄板上的持有量是确定干燥器中物料填充率的重要参数。在计算抄板持有量时,一般将物料自由表面与水平线之间的夹角假定为物料的休止角。对于不同的休止角以及抄板的几何尺寸等,可以先确定单一抄板单位长度的持有量。

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转筒干燥器内物料填充率

转筒干燥内物料填充率等于干燥干燥器内的物料的体积与干燥器有效容积之比,在确定物料的填充率时,一般考虑有空气流动(通风)和无空气流动(无风)两种情况。对于有空气流动情况,还要考虑热风与物料的接触方式是逆流还是并流。通过对这些问题的分析,可以确定干燥器中适宜的物料填充率,以保证干燥器操作中的经济性和可靠性。

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转筒干燥器的传热

转筒干燥器中热载体向物料传递的热量

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转筒干燥器的传动功率

转筒干燥器的传动功率可用佐野公式计算。该公式将传动所需的总功率分解为四部分,即圆筒内颗粒运动所需功率、圆筒旋转所需功率、克服圆筒支撑部分的摩擦消耗的功率以及传动装置的功率损失。

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4转筒干燥器的结构和强度

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筒体

筒体是干燥器的主体。筒体直径和长度由工艺条件确定,它的大小反映了干燥器生产能力的大小。筒体所用的材质一般为碳钢、不锈钢扥。对于高温干燥的场合,常用耐火材料作衬里。对于腐蚀性非金属材料作衬里。筒体的载荷只要是筒体自重、衬里质量以及物料重量等。

在确定筒体壁厚、验算筒体强度和变形量时,通常把筒体当作受均匀载荷的简支梁来考虑。梁的两个支点之间的距离即转筒两对拖轮之间的跨度,应按等反立原则布置,使两个支撑点处在支反立相等或接近相等,然后结合干燥器实际载荷特点作适当调整。

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抄板

抄板是转筒干燥器的重要部件。它的作用是将物料抄起来并逐渐洒向热气流中,以强化物料与热气流的热质交换,促进干燥过程的进行。抄板的形式及数量选择的正确与否直接影响热效率和干燥强度。根据经验,抄板的数量一般为n=(6-10)D。抄板的角度则要考虑物料的休止角和附着性等情况。

工业上常用的抄板布置形式

(1)升举式抄板

这种抄板在工业上应用十分广泛,主要适用于大块物料和易黏结的物料。用这种抄板结构,干燥器清洗容易,但转筒的填充率较低。

(2)均布式抄板

与升举式抄板相比,它能保证物料更均匀地分布在转筒的全部横截面上。对于粉状物料或带一定分块的物料,,用这种抄板比较适宜。工业上常用在间接加热转筒干燥器中设置这种抄板对于煤粉、磷酸氢钙、轻质氨酸钙和粉状石墨等物料。

(3)扇形式抄板

扇形式抄板由升举式抄板构成的互不相通的扇形部分构成。物料沿着各种曲折的通道逐渐下降,与热气流进行充分接触而干燥。这种抄板适用于块状、易脆和密度大的物料。

(4)蜂巢式抄板

物料被分散在各个小格子中,从而降低了物料落下的高度,减少了干燥过程中产生的粉尘量,因此,它适用于易生粉尘的细碎物料。其填充率较高,可达0.15-0.25。

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滚圈和托轮

滚圈和拖轮是转筒干燥器的一对支撑副。干燥器的重量都是通过滚圈传给拖轮的。一个滚圈通常由一对拖轮来支承。两拖轮中心与滚圈中心连线之间的夹角一般为60度,滚圈的数量视转筒长度而定,有两点、三点、四点等,其中两点支承用的最多。

滚圈和拖轮常用铸铁、型钢、铸钢等材料制成。但考虑到滚圈上某一固定位置的接触频率要尽可能小,应使滚圈的直径不要等于拖轮直径的整数倍。

滚圈和拖轮之间的作用力为两圆柱线接触时的接触应力。

挡轮

转筒干燥器通常是倾斜安装的,在自重与摩擦力的作用下,会产生轴向作用力,使筒体产生轴向位移。挡轮的作用是限制或控制轴向动量,使筒体仅在容许的范围内作轴向移动。移动量的大小取决于挡轮和滚圈侧面的距离,而且大、小齿轮不超过要求范围,同时保证筒体两端的密封装置不致失去作用。

普通挡轮在转筒干燥器中用的较多,这种挡轮是成对安装杂技靠近齿圈的滚圈两侧。当滚圈和锥面挡轮接触时,后者便被前者带动而产生转动,从哪个挡轮发生转动可以判断出筒体是上窜还是下滑。所以常把挡轮称为“信号挡轮”。操作中应避免使上挡轮或下挡轮较长时间连续转动。

除了普通挡轮以外,还有一种球面挡轮,它与滚圈只是点接触,没有滑动问题,不需要精确安装。但它能承受的推力较小,仅在小型干燥器中使用。

参考资料

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