9GG1000型管束干燥机的设计与开发

摘要：9GG1000型管束干燥机主要用作对9FR型畜禽废弃物熔炼设备生产的羽毛粉或肠羽粉进行二次干燥，在结构设计上尽可能做到提高干燥机的热效率及回收干燥过程中产生的微细颗粒。

关键词：管束干燥机；畜禽废弃物熔炼设备；热效率

中图分类号：TS201.3 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2012）-09-0237-1

近几年长春市农机研究院在开发9FR型畜禽废弃物熔炼设备过程中，遇到羽毛粉或肠羽粉的二次干燥问题，为此我们研制了9GG1000型管束干燥机，经过实践考核，各项指标达到了设计和使用要求。

1 结构及工作原理

1.1 主要结构 该干燥机主要由上壳体、下壳体、转子、进料口、出料口、喂料口、出风口、蒸气加热系统，动力传动系统，废气中细料回收系统组成。其中上壳体为半圆外型扣在机器上部，并在一侧安装有入料口，另一侧安装有观察口，其上部安装有出风口。下壳体为一个半圆型，安装在机器下部，可做成夹套型，也可做成多条半圆管焊接在壳体外面，里面通入加热蒸汽对物料进行加热，下部设有入料口，转子是该干燥机的主要干燥部件，是由很多管束焊接而成，通过转子两端的旋转接头向管束内通入蒸汽和放出冷凝水，旋转时对物料进行加热并完成物料同物料入口向出口处的推进。

蒸汽加热系统主要由阀门、仪表和疏水阀等组成，保证干燥机的蒸汽供应量和冷凝水的排出。

动力传动系统由电机、减速机、链轮、链条等组成，保证设备的正常运转进行干燥作业。

排出废气中进入回收系统，干燥机在作业时产生带有水蒸汽和少许细粉料的废气，其中细粉料也是很好的饲料，应该回收。该系统主要是由集尘器和下部的集料箱和上部的引风机级成，具体结构见示意图。

1.上壳体 2.下壳体 3.转子 4.喂料系统 5.动力传动系统 6.废气中细料回收系统 7.入料口 8.出料口 9.旋转接头

1.2 工作原理及工作过程 当干燥机一切准备好之后，首先向下壳体、夹套和转子中通入压力为0.6MPa的加热蒸汽，打开冷凝水排水阀门及疏水阀，调整喂料口上面调速电机的转速，使其输送量达到干燥机干燥效率的要求。转动转子，并投料，物料在干燥机腔体内受到下壳体内表和转子管束的联合作用下加热，逐步得到干燥，并在转子刮板的作用下，由入料口端逐步向出料口端移动，最后由出料口排出机外获得干燥后的成品。在干燥过程中，空气由出料口和喂料口等处进入，物料经加热散发的水蒸汽与空气混合，排出的含有细料的废气进入回收系统上的风机，由风机进入沙克龙回收细粉后排入大气。

2 干燥机在结构设计和实验中主要考虑的问题

2.1 干燥机的热效率问题 任何一种干燥机在设计时除满足使用要求外，必须尽量达到最大热效率。因我国是能源大国，但其能源的热效率有效利用和发达国家比较还是比较低的，这是一种极大的浪费。所以干燥机在设计和试验时必须考核其热效率。

干燥机的热效率η=干燥机中蒸发水分的耗热量/对干燥物质中加入的总热量

其中干燥机中蒸发水分的耗热量是包括物料外温的耗热量和蒸发水分的耗热量

η=[W（r*1.88t1-4.187t2）+wr]/KQ×100%

式中：w：干燥机中蒸发水量 t1：物料表面温度

r：0℃的汽化潜热 t2：物料进入干燥机的温度

r：分离热 KQ：干燥系统总供热量

其中：水蒸汽比热为1.88，水的比热为4.187

为追求高的热效率η，我们在设计和试验中，首先是对基础参数的确定，并对系统进行计算和试验，最后确定机器的基本参数和使用条件。

2.2 结构设计中考虑的几个问题 干燥机在设计中除满足设计指标外，必须保证坚固、耐用、可靠、物美价廉。结构主要考虑以下几个问题。

1.转子两端的管束平盘。由于传统的管束干燥机两端都是平盘结构，管束端都焊在这个平盘上，平盘腔内承受压力，这样平盘即相当于压力容器的平封头。为满足工作压力要求，结构必须很厚、很重。我们将此改为内外两层粗管束。通过粗管内的特殊结构设计，使蒸汽很容易进入管束内，而管束在工作时产生的冷凝水在转子转动时非常容易的进入内外两层粗管内，最后进入主管空管，通过旋转接头排出机外。2.传统的管束干燥机下壳体，就是一个一般的夹层焊接结构，其内层受外压，外层受内压，迫使内层钢板做得很厚，焊接要求也比较高。对此我们采用了两种解决方式，一是在夹层上一定距离安装有拉掌，另外一个是将外层去掉，换成半圆钢管，并排焊在内层上。实践证明这两种解决办法都比较理想。3.因设备长度较长，为保证整个机体和转子受热均匀以及热蒸汽分布均匀，工作时产生的冷凝水很快排出机器外部，采取了两处进气管和两处冷凝水排放系统，每个系统内部都设有单独回路。4.一般干燥机由于工作过程中冷热变化比较大，机器经常处于膨胀、收缩状态，有些部件很容易相互干涉和碰撞，严重时甚至断裂，不能很好维持工作，有时会发生危险。我们在设计时对机器的每个部件设计成单独系统化整为零，相互之间留足空间和距离，较好的解决此问题。5.废气排出细料回收系统。在设计中除了科学的选择风机的风量和风压，还必须设计回收性能良好的旋风除尘器使细料很好回收。

3 结论

3.1 该机在使用中证明，设计中所选用的参数合理，特别是转子的转速，管束的表面积，刮板的数量和角度形状等，以及转子内部结构等都比较理想。3.2 试验实测值与理论计算（传热计算，热平衡计算等）基本相符，与同类机器相比，热效率比较高。3.3 以上的结构设计，在生产实践中证明是合理的，是符合客观现实的，在走向市场开发中发挥了作用。

参考文献

[1] 陶波，王立新，李延国，等.9FR.9FR（A）家禽废弃物熔炼设备的开发.饲料广角，2011，22.

[2] 夏红军.管束干燥机的设计、制作与选用.粮食加工，2004，29（1）：38-40.

[3] 薛珠国.GZG型管束干燥机传热计算与分析.淀粉与淀粉糖，1993，3：20-23.

作者简介：陶波（1975-），专科，长春市农业机械研究院工程师，从事农业机械研制和推广工作。