逆流式冷卻器的結(jié)構(gòu)分析
搞要：
逆流式冷卻器是現(xiàn)代
顆粒飼料生產(chǎn)工藝中冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。它直接影響顆粒飼料的降溫除濕效果和產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。介紹了逆流式冷卻器的冷卻原理，并分析了重要結(jié)構(gòu)部件散料囂、排料機(jī)構(gòu)等的工作原理和特點(diǎn)，在生產(chǎn)實(shí)踐和理論分析的基礎(chǔ)上，為合理選擇和正確使用逆流式冷卻囂提供參考．
關(guān)鍵詞：顆粒飼料；逆流式冷卻器；喂料器；散料器；冷卻倉(cāng)；排料機(jī)構(gòu)
1、逆流式冷卻器原理殛特點(diǎn)
逆流式冷卻器采用冷卻風(fēng)流方向與物料流動(dòng)方向相反的逆流原理。物料由頂部進(jìn)人，冷風(fēng)由底部全方位進(jìn)入冷卻倉(cāng)內(nèi)垂直穿過(guò)物料，冷風(fēng)與冷顆粒先接觸并逐漸升溫后與熱顆粒接觸，在倉(cāng)內(nèi)形成物料從上到下溫度逐漸降低，空氣從下到上溫度逐漸上升。獨(dú)特的原理使其具有風(fēng)速均勻、風(fēng)量大，冷卻介質(zhì)與物料溫差小的特點(diǎn)；冷卻后料溫不超過(guò)室溫3～5℃，降水率不低于3.8%；成品顆粒料冷卻均勻、裂紋少、粉化率低、效率高。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于自動(dòng)化控制、安全可靠、占地面積少、能耗低等特點(diǎn)，在顆粒飼料生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。
2、逆流式冷卻器的結(jié)構(gòu)分析
逆流式冷卻器主要由喂料器、散料器、冷卻倉(cāng)、排料機(jī)構(gòu)等組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
2.1喂料器
喂料器的作用是使物料均勻進(jìn)倉(cāng)的同時(shí)阻斷氣流進(jìn)入，保持倉(cāng)內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。一般采用葉輪式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封效果好、不易堵塞、能耗低；經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)考核其基本結(jié)構(gòu)變化不大。由于顆粒出機(jī)溫度高達(dá)75～90℃，水分14%～17%。因此，多采用不銹鋼材料制作，延長(zhǎng)使用壽命。
2.2散料器
散料器的作用是使物料在冷卻倉(cāng)內(nèi)分布整齊、受風(fēng)均勻、冷卻一致。對(duì)顆粒飼料的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)有較大的影響。
早期產(chǎn)品主要采用菱錐形散料器，現(xiàn)在隨著逆流式冷卻器的發(fā)展有旋轉(zhuǎn)散料器和旋轉(zhuǎn)耙散料器，結(jié)果示意圖如圖2。為防止腐蝕多采用不銹鋼材料制作。
菱錐形散料器：物料從冷卻倉(cāng)頂部進(jìn)入，沿散料器的菱錐形表面自然落下。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)動(dòng)力消耗，通過(guò)移動(dòng)菱錐在支架上的位置，調(diào)整散料范圍。但調(diào)整比較麻煩，散料效果較差。
旋轉(zhuǎn)散料器：物料由冷卻倉(cāng)頂部進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的撒料盤，由于離心力的作用被甩出，改變撥片的位置可調(diào)整散料范圍(轉(zhuǎn)速為28r/min左右，配套動(dòng)力0.75 kW)。物料分布均勻、冷卻一致，能明顯減少顆粒破碎率；散料效果好，得到越來(lái)越多的應(yīng)用。
旋轉(zhuǎn)耙散料器：在旋轉(zhuǎn)散料的同時(shí)增加了旋轉(zhuǎn)耙桿(轉(zhuǎn)速為16r/min左右，配套動(dòng)力0.75～1.1kW)，物料經(jīng)旋轉(zhuǎn)散料器落人冷卻倉(cāng)內(nèi)后，旋轉(zhuǎn)的耙桿對(duì)冷卻倉(cāng)內(nèi)物料再次進(jìn)行強(qiáng)制耙平整理。散料效果好，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，設(shè)備成本高；適用于流動(dòng)性不好的團(tuán)狀、塊狀、片狀等物料，對(duì)膨脹料、膨化料散料效果好。
2.3 冷卻倉(cāng)
冷卻倉(cāng)目前多采用截面成八角形的結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)矩形結(jié)構(gòu)的冷卻死角，使冷卻倉(cāng)內(nèi)的氣流更均勻、穩(wěn)定，有利于物料的冷卻處理。冷卻倉(cāng)的集風(fēng)罩容易被腐蝕，多采用不銹鋼制造。
2.4排料機(jī)構(gòu)
排料機(jī)構(gòu)是逆流式冷卻器的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，其影響設(shè)備性能的主要方面有：進(jìn)風(fēng)和排料是否通暢均勻，排料時(shí)對(duì)物料破碎力的大小，調(diào)整、清空是否方便及對(duì)各種物料的適應(yīng)性等。近來(lái)排料機(jī)構(gòu)發(fā)展較快，根據(jù)排料機(jī)構(gòu)的不同，逆流式冷卻器大致分為如下幾種。
2.4.1滑闊式逆流冷卻器
滑閥式冷卻器的排料機(jī)構(gòu)主要由分隔框、活動(dòng)框、固定框和偏心軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。
由圖3可知，排料狀態(tài)時(shí)中間層的活動(dòng)框由減速機(jī)通過(guò)偏心傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，使活動(dòng)框作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)框與固定框之間的相對(duì)位置不斷變化，顆粒料并從這兩個(gè)框的縫隙中排出。冷卻狀態(tài)時(shí)，活動(dòng)框不運(yùn)動(dòng)，冷風(fēng)從滑閥式排料機(jī)構(gòu)底部全方位進(jìn)入，從活動(dòng)框和固定框之間的間隙進(jìn)入冷卻倉(cāng)體內(nèi)，穿過(guò)料層進(jìn)行熱交換。調(diào)整固定框與活動(dòng)框之間的相對(duì)位置可排空、減小或增加排料量。存在的問(wèn)題是活動(dòng)框承受壓力較大，使用時(shí)間長(zhǎng)后易產(chǎn)生變形，生產(chǎn)小顆粒料時(shí)偶爾會(huì)發(fā)生局部漏料現(xiàn)象；排空時(shí)易產(chǎn)生殘留，需人工清理干凈；間歇排料時(shí)對(duì)顆粒有一定的擠壓力；對(duì)團(tuán)狀、塊狀、片狀等物料的排料效果不理想。
2.4.2柵欄式逆流冷卻器
柵欄式逆流冷卻器的排料機(jī)構(gòu)是從滑閥式排料機(jī)構(gòu)改進(jìn)而來(lái)，主要由減壓板、流量調(diào)節(jié)柵欄、排料柵欄、偏心軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。
由圖4可知，排料狀態(tài)時(shí)排料柵欄由減速機(jī)通過(guò)偏心機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，使排料柵欄作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，排料柵欄與調(diào)節(jié)柵欄之間的相對(duì)位置不斷變化，顆粒從這兩個(gè)柵欄的縫隙中排出。冷卻狀態(tài)時(shí)，排料柵欄不運(yùn)動(dòng)，冷風(fēng)從柵欄式排料機(jī)構(gòu)底部全方位進(jìn)入，從減壓板和調(diào)節(jié)柵欄之間的間隙進(jìn)入冷卻倉(cāng)體內(nèi)，穿過(guò)料層進(jìn)行熱交換。調(diào)整調(diào)節(jié)柵欄與排料柵欄之間的相對(duì)位置可排空、減小或增加排料量。減壓板分擔(dān)了排料柵欄的正壓力，解決了由此引起的柵欄變形問(wèn)題，克服了漏料現(xiàn)象。相對(duì)于滑閥排料機(jī)構(gòu)減小了動(dòng)力消耗，進(jìn)風(fēng)面積更大，對(duì)顆粒的擠壓力也較�。灰虼朔刍矢�，排空殘留較少，具有更好的冷卻效果。但對(duì)團(tuán)狀、塊狀、片狀等物料的排料效果不理想。
2.4.3擺式翻板逆流冷卻器
擺式翻板逆流冷卻器的排料機(jī)構(gòu)主要由曲柄連桿、翻板、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有氣力驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)兩種形式，結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。
由圖5可知，排料狀態(tài)時(shí)由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)曲柄連桿，使翻板翻轉(zhuǎn)一定的角度，物料從翻板間的縫隙中落下。冷卻狀態(tài)時(shí)，翻板保持水平，冷卻空氣從翻板底部重疊部分的縫隙中全方位進(jìn)入冷卻倉(cāng)體內(nèi)，穿過(guò)料層進(jìn)行熱交換。為加強(qiáng)冷卻效果，翻板可由沖孔板制作。調(diào)整接近開關(guān)的距離可控制翻板的翻轉(zhuǎn)角度達(dá)到排空、減小或增加排料量。排料時(shí)對(duì)顆粒的擠壓力小，粉化率低；翻轉(zhuǎn)角度大，排空干凈無(wú)殘留。與旋轉(zhuǎn)耙散料器共同使用，對(duì)團(tuán)狀、塊狀、片狀等物料冷卻處理效果好，尤其適用于膨脹料、膨化料、壓片料等物料的冷卻處理。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。
2.4.4葉輪式逆流冷卻器
葉輪式逆流冷卻器的排料機(jī)構(gòu)主要由底部孔板、唇形板、葉輪及變頻傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)組成，結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。
由圖6可知，排料狀態(tài)時(shí)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，強(qiáng)制帶動(dòng)物料排出。改變電機(jī)轉(zhuǎn)速可方便精確的實(shí)現(xiàn)排空、減小和增加排料量。排料連續(xù)均勻，排空無(wú)殘留。冷卻狀態(tài)時(shí)，葉輪不轉(zhuǎn)．冷空氣從底都孔板全方位均勻進(jìn)入冷卻倉(cāng)體內(nèi)，穿過(guò)料層進(jìn)行熱交換。尤其適用于小顆粒物料的冷卻處理。不適合團(tuán)狀、塊狀、片狀等物料的冷卻處理。
2.4.5振動(dòng)式逆流冷卻器
振動(dòng)式逆流冷卻器，它的排料機(jī)構(gòu)主要由卸料斗、流量調(diào)節(jié)閥、振動(dòng)淌料板等組成，結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示。
由圖7可知，排料狀態(tài)時(shí)，振動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)淌料板振動(dòng)，激活淌料板上的物料沿淌料板排下。通過(guò)開啟流量調(diào)節(jié)閥門的大小調(diào)節(jié)排料的流量�？蓪�(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定均勻排料，排空無(wú)殘留，對(duì)物料無(wú)破碎作用。冷卻狀態(tài)時(shí)，淌料板不振動(dòng)，物料可靜止在淌料板上。冷空氣從卸料斗底部進(jìn)入冷卻倉(cāng)體內(nèi)，穿過(guò)料層進(jìn)行熱交換。不適合團(tuán)狀、塊狀、片狀等物料的冷卻處理。
3小結(jié)
逆流式冷卻器是現(xiàn)代顆粒飼料生產(chǎn)工藝中冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。它直接影響顆粒飼料的降溫除濕效果和產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)，如水分、粉化率等。20世紀(jì)90年代初期滑閥式逆流冷卻器研制成功后，迅速取代了立式和臥式冷卻器進(jìn)而得到了廣泛的推廣應(yīng)用。10多年來(lái)，科研人員根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和飼料工業(yè)的發(fā)展不斷改進(jìn)技術(shù)和創(chuàng)新，使產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、適應(yīng)性得到不斷地提高，并各有特色。我們?cè)谀媪魇嚼鋮s器的使用中，要根據(jù)自身產(chǎn)品的特點(diǎn)和要求認(rèn)真的選型，科學(xué)的配套風(fēng)網(wǎng)系統(tǒng)，并加強(qiáng)工人的職業(yè)培訓(xùn)，熟練的掌握使用方法，正確的掌握顆粒冷卻的時(shí)間，才能使設(shè)備的性能更好發(fā)揮。
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