動態內螺旋迴轉式液浴烘乾設備及其用途的製作方法與工藝

2023-04-25 16:37:46 2

本發明涉及易燃、易爆物料的烘乾技術領域，尤其涉及一種動態內螺旋迴轉式液浴烘乾設備及其用途和應用該設備組成的液浴烘乾系統。

背景技術：
眾所周知，單質炸藥、混合炸藥、起爆藥、煙火藥、火炸藥、推進劑等是極易燃、易爆類物質，受熱時熱感度高、危險性加大，對這類物質的乾燥加工是非常危險的操作。因此，這類物質的烘乾過程對烘乾設備的要求極高，都必須使用專門設計的設備、經過特殊的操作工藝過程才能滿足使用要求。現有技術中，用於易燃、易爆類物質烘乾的設備主要包括以下幾種典型的烘箱：間歇操作式圓形真空烘箱、間歇式自動化操作的方形烘箱以及手工操作的方形隔爆式液浴烘箱。在實際使用過程中，受上述現有烘箱自身工作原理的限制，無法方便可靠的實現烘乾操作連續化，或者說，現有用於易燃、易爆類物質的烘乾設備的操作為步進式或者間斷式作業。例如，公告號為CN201529531U的中國專利文獻，公開了一種「安全防爆烘箱」，該方案將箱體分隔為工作間和控制間，工作間內設置烘箱，烘箱工作間的外壁具有夾層空間，夾層空間內裝有液態介質並設置防爆電加熱管，控制間內設置防爆電器盒。該防爆烘箱在一定程度上提升了安全性，然而，實際使用過程中仍存在以下不足：其一，烘乾熱源內置於工作間的夾層，其防爆性能取決於防爆電加熱管的質量，因此安全性並不可靠，禁止應用於起爆藥等高危險物料的烘乾操作；其二，該烘箱的容量確定，每次烘乾一箱物料後需要取出後，再繼續進行下一箱物料的烘乾，無法實現連續化烘乾操作，直接影響到烘乾效率無法得以有效提高。因此，針對以上不足，需要提供一種可連續化、自動化烘乾作業的設備，在確保烘乾操作安全性的基礎上，有效提升作業效率。

技術實現要素：
(一)要解決的技術問題本發明要解決的技術問題是解決現有易燃、易爆類物質的烘乾設備，所存在的無法連續化、自動化、人機隔離、安全高效進行烘乾作業的問題。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本發明提供了一種動態內螺旋迴轉式液浴烘乾設備，包括盛有浴液的容器和烘乾物料的螺旋盤管；其中，所述螺旋盤管設置於所述容器中，所述螺旋盤管具有光滑內腔，且其下進料口和上出料口分別自所述容器伸出；所述機架上設置的所述容器傾角斜向上布置，所述容器可相對於所述機架繞所述螺旋盤管的螺旋中心線轉動；轉動驅動機構，其動力輸出端以摩擦方式驅動所述容器轉動，轉動方向與所述螺旋盤管的螺旋升角方向一致。優選的，所述容器的浴液入口通過第一管路與熱浴液源的出口連通，所述容器的浴液出口通過第二管路與所述熱浴液源的入口連通，以建立浴液供熱迴路；且，所述第一管路和第二管路通過迴轉接頭與所述容器相連，所述第一管路上設置有泵送裝置，所述液浴浴液為水或導熱油。優選的，所述容器的本體為兩端封口的圓筒體，其中心線與所述螺旋盤管的螺旋中心線重合，所述容器的外周設置有被動驅動輪，所述轉動驅動機構的動力輸出端設置有主動驅動輪；所述被動驅動輪和所述主動驅動輪的配合部均由彈性非金屬材料製成，且兩者徑向相抵適配以驅動所述容器轉動；所述彈性非金屬材料為導電橡膠、導電塑料、矽膠、尼龍或者加導電膠的布料。優選的，所述螺旋盤管的出料管段的管徑小於其螺旋盤管本體的直徑，且所述出料管段呈直線狀。優選的，所述螺旋盤管的本體由內徑為50mm～300mm、壁厚為1mm～15mm的不鏽鋼管盤製成形，且所述不鏽鋼管內壁的經過拋光加工處理，表面粗糙度為0.5μm～5.0μm；所述螺旋盤管的本體螺旋的中徑為所述不鏽鋼管的內徑的4～8倍，且總圈數為5～30圈。優選的，所述螺旋盤管的螺旋中心線與機架水平面之間的夾角為1°～45°。優選的，還包括低速引風系統，所述引風系統的吸風入口與所述螺旋盤管的下進料口連通，進風口為所述螺旋盤管的上出料口。優選的，所述轉動驅動機構包括帶有減速機和變頻器的防爆電動機，所述 容器由兩個軸承盤固定在所述機架上。本發明還提供一種液浴烘乾系統，包括至少兩個如前所述的動態內螺旋迴轉式液浴烘乾設備，並配置成：沿物料流動路徑，串聯和/或並聯設置。本發明提供的所述動態內螺旋迴轉式液浴烘乾設備，用於起爆藥、猛炸藥、火藥、推進劑或煙火藥的烘乾作業；或用於起爆藥、猛炸藥、火藥、推進劑或煙火藥的冷卻降溫作業。(三)有益效果本發明的上述技術方案具有如下優點：實際應用時，容器內可注入加熱後的浴液，將待烘乾的易燃、易爆物料不斷投入螺旋盤管的下進料口，置於熱浴液中的螺旋盤管受熱、並傳熱至管內物料；在轉動驅動機構的驅動下，容器帶動置於其內腔的螺旋盤管繞其螺旋中心線轉動，並沿著被加熱的螺旋盤管內壁前進和抬升，當達到螺旋盤管上進料口的物料送出時，物料已被加熱乾燥完畢。上述過程循環進行即可實現物料的連續化、自動化烘乾作業，對被烘乾的物料實施動態傳導、對流和輻射傳熱，可自位置相對較高的出料口落到低處的接料器皿中，或者自動流入下道工序。同時，上述烘乾過程中，熱浴液通過注入的方式實現連續供給，也就是說，將加熱完成後的浴液注入烘乾機內對螺旋盤管加熱，以避免電熱源或蒸汽熱源直接加熱危險物料產生意外燃燒爆炸事故。此外，當浴液的溫度低於待處理物料的溫度時，可實現對物料的冷卻降溫作業附圖說明圖1是本發明實施例所述液浴烘乾設備的整體結構示意圖；圖2是圖1中所示螺旋盤管的結構示意圖；圖3是圖1中所示防爆電機及其動力輸出的主視圖；圖4是圖3的俯視圖。圖中：機架1、框架11、軸承12、容器2、螺旋盤管3、下進料口31、上出料口32、出料管段33、轉動驅動機構4、防爆電動機41、蝸杆減速機42、變頻器43、聯軸器44、主動驅動輪45、被動驅動輪46、第一管路51、熱浴液源52、第二管路53、迴轉接頭54、泵送裝置55。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。如圖1所示，本發明實施例提供的液浴烘乾設備，包括設置在機架1上的容器2，其內腔中設置的螺旋盤管3，其中，螺旋盤管3的下進料口31自容器2的下部伸出，其上出料口32自容器2的上部伸出。通過支承軸承，容器2斜向上放置于于機架1上、可繞螺旋盤管3的螺旋中心線L轉動；由此，轉動驅動機構4的動力輸出端驅動容器2轉動；且轉動方向與螺旋盤管3的螺旋升角方向一致。工作過程中，容器2內注入加熱後的浴液，由機械手自動將待烘乾的物料自下進料口31投入螺旋盤管3，隨著螺旋盤管3繞其螺旋中心線的轉動，由於轉動方向與螺旋盤管3的螺旋升角方向一致，沿著被加熱的螺旋盤管3內壁前進並抬升，當達到螺旋盤管3的上進料口32時由重力作用自然排出，與此同時，受熱完成加熱乾燥的物料可落到低處的接料器皿(圖中未示出)中，或者自動流入下道工序。在滿足連續化、自動化烘乾作業的基礎上，本方案將加熱完成後的浴液注入烘乾機內對螺旋盤管3加熱，可以精確地控制加熱溫度，並可避免電熱源或蒸汽熱源直接加熱危險物料產生意外燃燒爆炸事故。需要說明的是，容器2優選設置外保溫層，降低熱散失、提高熱效率。熱液浴的注入可以通過管路與熱浴液源建立浴液供熱迴路；當然，也可以一次加注，待工作預定時間浴液溫度降低後，重新更換熱浴液。相比較而言，供熱迴路的建立可進一步提高連續烘乾作業的時間。本方案中，容器2的浴液入口通過第一管路51與熱浴液源52的出口連通，相應地，其浴液出口通過第二管路53與熱浴液源52的入口連通，從而建立浴液供熱迴路；當然，第一管路51和第二管路53通過迴轉接頭54與容器2相連，由此滿足一者固定、另一者轉動的不斷加入熱浴液的使用需要。這裡，熱浴液源52可以為具有加熱器的浴液箱，迴轉接頭54可以採用現有技術實現，只要滿足耐高溫的密封需要均可。如圖1所示，第一管路51上設置有泵送裝置55，泵送裝置55將熱浴液源52加熱後的熱浴液泵送至第一管路51，形成液浴供熱迴路的可靠壓力循環，以滿足輸送至容器2的用熱需要。應當理解，第一管路51和第二管路53的設置 長度可以根據實際需要進行設定，只要滿足與容器2的安全距離均可。應當理解，用於傳熱的浴液可以為水或者導熱油，例如：導熱矽油等，確保導熱效率、低腐蝕性和安全性。其中，螺旋盤管3的本體尺寸應當根據烘乾設備的總體烘乾效率和生產效率進行設定，將鋼盤管連接成不同的長度、通過調節盤管的轉動速度控制被烘乾物料在盤管內的加熱乾燥時間、乾燥程度，滿足不同品種物料烘乾的要求。例如，螺旋盤管3的螺旋中心線與水平面之間的夾角大小與物料在管內的烘乾時間長度成反比，優選可以在1°～45°進行選定。優選地，螺旋盤管3的本體由內徑為50mm～300mm、壁厚為1mm～15mm的不鏽鋼管盤製成形，且不鏽鋼管的內壁經拋光處理，表面粗糙度在0.5μm～5.0μm範圍內，以避免物料在管內形成阻滯影響物料品質和安全性。進一步地，螺旋盤管的本體螺旋的中徑為不鏽鋼管的內徑的4～8倍，且總圈數為5～30圈，可滿足不同生產能力的需求。具體請一併參見圖2，該圖示出了螺旋盤管的結構示意圖。其中，圖中所示的容器2呈圓筒狀，端部帶有橢球封頭；且其中心線與螺旋盤管3的螺旋中心線重合；顯然，對於其基本功能需要而言，容器2不局限於圖中所示的形狀，只要能夠在轉動驅動機構4的驅動下相對於機架1轉動，均在本申請請求保護的範圍內。其中，機架1的底部結構採用直角三角形鋼結構框架11，通過螺栓釘或其他方式固定於地基面。這樣，一方面其斜面滿足容器2斜向設置的需要，同時，框架式鋼結構可減少用料成本，降低整機重量。與容器2相應地，在機架1上固定設置有兩組軸承12，容器2的兩端內置於相應的軸承12內，該轉動驅動機構4通過具有減速機42和變頻器43的防爆電動機41實現其轉動驅動，並通過變頻器43調節電機41的轉動速度，從而實現對螺旋盤管3的轉速進行調節。請一併參見圖3和圖4，圖中示出了防爆電機41的輸出端經由蝸杆減速機42實現動力輸出及輸出軸方向的改變，該蝸杆減速機42通過聯軸器44與主動驅動輪45同軸固定連接；與主動驅動輪45相適配的，被動驅動輪46設置在容器2的外周，本方案中，被動驅動輪46和主動驅動輪45均由彈性非金屬材料製成，且兩者徑向相抵適配以驅動容器2轉動，由此可防止產生摩擦和撞擊產生火花，防止藥劑粉塵沉積在輪的表面產生意外發火。這裡，該彈性非金屬材料可以為 導電橡膠、導電塑料、矽膠、尼龍或者加導電膠的棉線布，或者至少主動驅動輪45和被動驅動輪46兩者配合面採用彈性非金屬材料製成。另外圖中所示，螺旋盤管3的出料管段33的管徑小於其螺旋盤管本體的直徑，且出料管段33呈直線狀。如此設置是為了將物料集中流出，同時此端為螺旋盤管引風系統的入風口、將此埠縮小有利於控制引風量和風的流速，以免被烘乾的藥劑揚塵，提高安全性。為了更好提供烘乾效率，還可以增設引風系統(圖中未示出)，將該引風系統的吸入口與螺旋盤管3的下進料口31連通。工作過程中，使房間內乾燥的常溫空氣從螺旋盤管3的上出料口32進入到熱的螺旋管中，並將螺旋盤管3中的溼氣帶著向低端溼度大的方向流動，從而將烘乾體系中的溼氣抽出、加速了物料的對流傳熱乾燥。經生產試製表明，本方案提供的上述液浴烘乾設備，其單機生產能力比現用烘乾箱可提高5倍以上，同樣布置情況下，生產線使用的烘箱數量減至到了最低配置數量1臺，可大大減少生產線建設的設備費用和工房建築費用。特別說明的是，基於將加熱完成後的浴液注入烘乾設備內對螺旋盤管加熱的特點，本發明提供的液浴烘乾設備，能夠安全高效的用於一般高感度、危險性大的易燃、易爆物料的烘乾作業，起爆藥、猛炸藥、火藥、推進劑或煙火藥類高威力高危險性物料的烘乾作業。特別說明的是，基於將加熱完成後的浴液注入烘乾設備內對螺旋盤管加熱的特點，本發明提供的液浴烘乾設備，同樣用於將製冷完成後的浴液注入設備內對螺旋盤管冷卻，實現有控制地對物料的冷卻降溫，有利於防止烘乾後的物料回潮、吸溼、揚塵等副作用，能夠安全高效的用於一般高感度、危險性大的易燃、易爆物料的冷卻降溫作業，起爆藥、猛炸藥、火藥、推進劑或煙火藥類高威力高危險性物料的冷卻降溫作業。除前述液浴烘乾設備外，本發明還提供一種動態內螺旋迴轉式液浴烘乾系統，包括至少兩個如前所述的液浴烘乾設備，並配置成：沿物料流動路徑，串聯和/或並聯設置。例如串聯設置，也即上遊設備的出料進入下遊設備的進料口，從而能夠實現複雜的烘乾過程；配置成並聯設置，可在同一時間內由兩臺設備同時實施烘乾過程，提高了單位時間內的生產能力，可滿足大產能生產線的使 用要求。綜上所述，通過簡潔、穩定的方法，實現了傳導、輻射和對流三種方式共存的高效烘乾高度危險性物料的連續化自動化烘乾方式和工藝操作方法；並在自動加料、自動出料的烘乾過程，對被烘乾的物料實施動態傳導、對流和輻射傳熱，消除危險物料由人工送往和取出烘乾裝置的危險操作過程，提高了烘乾操作的安全性；連續加入新物料、不斷送出烘乾後的物料連續化操作過程，提高了生產效率、消除了人工傳遞過程、提高了生產安全性。最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。