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ST型三筒烘干机的设计与研究
发布时间：2013-10-10 09:35 来源：未知
一、产品研究背景
1、禁止现场搅拌砂浆。2007年6月6日，商务部、公安部、建设部、交通部、质检总局、环保总局六部门联合下发《关于在部分城市限期禁止现场搅拌砂浆工作的通知》，“全国中心城市、国家环境保护模范城市、全国文明城市等要积极创造条件，分期分批开展禁止在施工现场使用水泥搅拌砂浆工作（家装等小型施工现场除外）”，要求T程中使用预拌砂浆（含干拌砂浆和湿拌砂浆），该通知已经明令禁止北京、天津和上海等127个中心城市在i年时间内分期分批开展在施工现场禁止搅拌砂浆工作。
这意味着预拌砂浆在我国的应用将进入一个快速发展的阶段。但预拌砂浆的成本是砂浆生产企业和使用砂浆企业关注的焦点，相对同一地区预拌砂浆原辅材料和劳动力成本均是相同的，所以预拌砂浆生产设备的有效运行是降低预拌砂浆成本的关键，而湿砂烘干部份的效率又是设备有效运行的关键点之一。富通新能源不但生产销售木屑烘干机等锯末木屑成型机械设备，而且还大量销售颗�；�、木屑颗粒机等生物质燃料成型机械设备。
2、传统筒式烘干的缺点。传统筒式烘干有两种解决方案：一种是采用现有单筒烘干机（类似于水泥厂、沥青拌和站），对湿骨料进行烘干，工作时骨料在一端进料，另一端出料；第二种是采用双筒烘干机，对湿骨料进行烘干，工作时骨料在同一端进料、出料，支装及维护困难。这二种筒式烘干机存在以下的缺点：
(1)热效率低。传统单筒烘干机热效率为35%，双筒烘干机热效率为60%，单筒烘干机截面常出现空洞而引起的热交换面积小、单位容积蒸发强度低的缺陷。
(2)出料温度高。必须长时间仓贮和加装风冷系统骨料才能进入正常生产。
(3)烘干筒工作时能耗高，单筒烘干机采用常规的齿轮、齿圈传动，需经常维护，配套的传动功率和引风机功率较大。
(4)设备占用空间大，土建成本高。
(5)设备制造时，耗材多，工作时骨料落差大，叶片容易磨损。
由于传统筒式烘干机存在上述缺点，使烘干机未能发挥出节能、维护方便等应有的优越性，所以它实际上还不能满足预拌砂浆骨料烘干的需要。鉴于此，我们引进了国际先进技术，研究设计了ST型三筒烘干机，以提供一种环保节能、高效的烘干设备，解决干拌砂浆骨料烘干的需求。其热效率可达75%以上，是单筒烘干机效率的210%，是双筒烘干机效率的1 25%。
二、结构及工作原理
1、结构。ST型三筒烘干机包括底座、托轮、万向联轴器、减速箱、电动机、滚道、内筒、中筒、外筒、导料板、数字式测温仪、出料嘴、控制系统。
2、工作原理。电动机通过减速箱和万向联轴器带动托轮转动然后通过磨擦力带动滚道使烘干机筒身转动；热风和湿骨料进入内筒通过螺旋型导料板，将骨料推向前方，即进入内筒和中筒的空腔。同样原理通过中筒上的螺旋型导料板将骨料推向中筒和外筒的空腔，同理外筒上导料板将烘干的骨料，通过出料嘴排出烘干机。
本控制系统可以通过数字测温仪反馈的温度的信号（因骨料温度和含水率成比例关系）对湿骨料的进料量、烘干筒的转速和燃料进料量进行自动闭环变频调速，以提高烘干机的产能，降低能耗�？刂葡低衬诓可栌胁煌康谋曜伎刂颇Ｊ�，用户也可根据经验自己设定。
三、技术参数和技术优势
1、技术参数。
2、技术优势。(1)由于采用了彼此镶嵌的组合式结构，内筒和中筒被外筒所包围，这样便形成了一个自我保温结构筒体，使散热面积大大减少，而热交换面积大大增加，而且外筒的散热面积处于低温区。为了进一步提高烘干机的热效率，减少散热损失，还可以在外筒的外表面加一层保温材料，用白铁皮或0.2mm不锈钢板包起来。由于采用了三筒式结构，在内筒和中筒的外表加设扬料板，这样不但增加了简体的热容量，同时使物料在筒内的分散度进一步提高，增加了物料的热交换面积，大大提高了蒸发强度，进一步提高了烘干效率，更符合物料的干燥机理，热量得到了充分利用，降低了排出废气和干物料温度，从而进一步提高了热效率，提高了干物料产量，降低了能耗。
(2)由于采用了三筒式结构，使简体的长度大大缩短，从而减少了机体的占地面积，一般减少2/3一1/2，降低了土建投资费用。
(3)简化了传动系统，去掉了大小齿轮传动和笨重的传动系统，采用行星减速和电动机直联的减速电机，直接驱动托轮和轮带，从而降低了造价，提高了传动效率，降低了噪音。
(4)由于采用了三筒式结构，降低了物料在筒内的落差，从而降低了噪音和简体的磨损。
(5)由于与传统的单筒回转烘干机工艺流程相同，所以可取代单筒和双筒回转烘干机。
四、关键技术
本研究的技术关键在于三简直径和长度的设计、单片机变频控制导料板和扬料板的组合结构设计。
1、三筒直径和长度的设计。由于用于干混砂浆的骨料有江砂、河砂、机制砂、建筑垃圾及工业废弃物骨料的含水量、流动性（即安息角）及水存在形式（表面游离水、分子级吸附水）和材料的容重均不同，所以在设计内中外三个筒的直径和长度时既要考虑相邻二个筒的空间，便于烘干物料的流动和水份的蒸发，又要考虑烘干物料在烘干机内的停留时间。
本研究通过烘干机三个筒直径和长度的多次优化设计，才能保证烘干机效率最高、能耗最低、适应范围广。
2、单片机变频控制。本研究使用了单片机变频控制技术，可以根据数字测温仪反馈的信号，智能化控制湿骨料的进料、滚筒的转速和燃料给料量，而且PC程序中预设了不同骨料、不同含水率的控制模式，供用户选择使用，用户也可自行设定和存储控制模式，使烘干物料的含水率达到精确控制。
3、导料板和扬料板的组合结构设计。由于ST型烘干滚筒是水平布置的，确保了设备运转的平稳性，烘干骨料由内筒经中筒进入外筒，均是通过简体内焊接成螺旋型的导料板拉制烘干物料的流向和速度（滚筒转速恒定时），而物料在筒内的干燥，必须使物料与热空气进行充分的热交换，来提高单位面积的蒸发强度；保证物料在筒截面上均匀布撒，是提高蒸发强度的关键；改进扬料板的结构形状，是提高烘干热效率的关键技术；采用导料板和扬料板的组合结构设计是三筒烘干机的关键技术。导料板和扬料板的设计不合理即使烘干筒的直径和两筒中空间最大，单位面积的蒸发强度低，物料也无法顺利流动，达不到产量和烘干的效果。
本研究特殊的螺旋角度并将导料板辅助以巧妙的倾斜结构设计，达到导料和扬料的最佳组合功能，通过多次试验，成功地解决了这一问题。
五、结语
从产品的检测结果和工程的实际应用来看，ST型三筒烘干机的技术达到了国内滚筒型烘干机先进水平，填补了国内筒烘干机时产大吨的技术空白。经济和社会效益推广应用价值大。
我们相信随着我国干混砂浆事业的进一步发展，在干混砂浆设备的配套中，将被越来越多的有识之士选用，得以广泛推广使用。
