陶瓷噴霧干燥塔出料裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)*

譚 亮 劉建川 曹詩桂

(1 東莞市唯美陶瓷工業(yè)園有限公司 廣東 東莞 523000)

(2 廣東家美陶瓷有限公司 廣東 清遠(yuǎn) 511500)

陶瓷墻地磚生產(chǎn)是一個(gè)較復(fù)雜的過程,其主要生產(chǎn)工序包括物料球磨、粉料制備、壓制成形、窯爐干燥、施釉印花、燒成拋光等,其中,噴霧干燥制粉過程是陶瓷生產(chǎn)中一個(gè)重要環(huán)節(jié),而噴霧干燥塔是粉料制備必不可少的生產(chǎn)設(shè)備。其工作原理是由熱風(fēng)爐通過熱風(fēng)管向塔體內(nèi)提供高溫?zé)犸L(fēng),把經(jīng)過球磨工序加工出來的含水率為33%～40%的泥漿由泥漿泵送至霧化器,通過霧化器噴嘴自下往上噴射霧化成直徑微小的泥漿霧滴,使泥漿霧滴與高溫?zé)犸L(fēng)充分接觸進(jìn)行脫水干燥,得到適用于后續(xù)壓制成形的球狀粉料顆粒,并在重力作用下聚集于塔底卸出儲(chǔ)存?zhèn)溆谩５窃谏a(chǎn)過程中,經(jīng)過高溫干燥后得到的粉料往往溫度較高,隨著粉料熱氣的散發(fā),遇到空氣中的水分子就會(huì)在粉料輸送帶上凝結(jié)成水霧,當(dāng)粉料卸落在粉料輸送帶上時(shí)容易沾到水霧,從而導(dǎo)致粉料在輸送過程中回潮結(jié)塊,不利于后續(xù)粉料的過篩與儲(chǔ)存。

為降低噴霧干燥塔的出粉溫度,可以采取增加降溫設(shè)備的方式對(duì)粉料進(jìn)行冷卻,但這種方式不僅增加設(shè)備投入和生產(chǎn)環(huán)節(jié),同時(shí)會(huì)提高能源消耗,不利于生產(chǎn)成本的控制。目前傳統(tǒng)的噴霧干燥塔是在出料器上設(shè)置固定大小的配風(fēng)口,由于塔內(nèi)氣壓為負(fù)壓,出料器圓周排列設(shè)置的圓形配風(fēng)孔及矩形配風(fēng)孔打開后外部氣體從孔內(nèi)進(jìn)入塔體內(nèi),與沿塔體下部的錐體內(nèi)壁向下流動(dòng),經(jīng)過出料器匯集到下方的下料斗中的粉料進(jìn)行熱交換,達(dá)到降溫的效果。但是傳統(tǒng)的噴霧干燥塔出料器的配風(fēng)孔一般是固定大小,當(dāng)氣溫較高時(shí),粉料出塔的溫度較高。由于粉料溫度過高,其經(jīng)過輸送帶送到料倉(cāng)后緩慢降溫過程中易產(chǎn)生大量的水蒸氣,水蒸氣遇倉(cāng)壁冷凝后倒流,使粉料大量結(jié)團(tuán),從而導(dǎo)致料倉(cāng)下料不流暢,堵塞電子稱出料通道;同時(shí)結(jié)團(tuán)的粉料含水量過高,不利于后續(xù)粉料的過篩與儲(chǔ)存,造成配料精準(zhǔn)度降低,影響粉料壓制成形的質(zhì)量。

1 改進(jìn)方案

為了解決由于氣溫變化導(dǎo)致粉料在輸送及儲(chǔ)存過程中產(chǎn)生回潮結(jié)塊的問題,對(duì)傳統(tǒng)噴霧干燥塔的出料裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化,設(shè)計(jì)一種粉料降溫效率高且冷卻效果可控,具有操作簡(jiǎn)便和節(jié)省制備成本的陶瓷噴霧干燥塔出料裝置,其設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖1。

圖1 新設(shè)計(jì)的陶瓷噴霧干燥塔出料裝置結(jié)構(gòu)示意圖

所設(shè)計(jì)的陶瓷噴霧干燥塔出料裝置包括噴霧干燥塔下錐體的筒體組件(見圖2)、配風(fēng)調(diào)節(jié)板、出料口配風(fēng)組件(見圖3)和放料器組成,其中筒體組件由銜接圈、與銜接圈連接的筒體、導(dǎo)流板組成,筒體圓周壁設(shè)有出料裝置配置冷風(fēng)的配風(fēng)口,配風(fēng)口下方設(shè)有供螺栓調(diào)節(jié)及固定的螺栓孔,筒體內(nèi)壁表面呈45°焊接覆設(shè)防粉料粘壁的導(dǎo)流板;出料口配風(fēng)組件由喇叭狀的夾層錐體、貫通連接在錐體內(nèi)層壁的分風(fēng)器組成,分風(fēng)器由斗笠狀錐形外板,套裝在斗笠狀錐形外板內(nèi)壁并形成隔腔的斗笠狀錐形內(nèi)板,貫穿連接在斗笠狀錐形內(nèi)板上呈傘狀分布的若干根導(dǎo)風(fēng)管,與導(dǎo)風(fēng)管端口通過連接圈與吊環(huán)螺釘連接的配風(fēng)蓋板組成。通過調(diào)節(jié)配風(fēng)蓋板的開合角度調(diào)整進(jìn)冷風(fēng)量,同時(shí)外部冷風(fēng)可順著導(dǎo)風(fēng)管穿過斗笠狀內(nèi)板到達(dá)斗笠狀外板內(nèi)壁的內(nèi)側(cè)表面;為延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,在粉料流經(jīng)墜落之處的夾層錐體內(nèi)板壁還鋪設(shè)耐磨陶瓷磚;放料器由開設(shè)有通孔的連接板、焊接在連接板上的放料斗組成,放料斗上部通過連接板連接出料口配風(fēng)組件。

圖2 筒體組件結(jié)構(gòu)爆炸示意圖

圖3 出料口配風(fēng)組件夾層錐體與分風(fēng)器結(jié)構(gòu)示意圖

出料裝置設(shè)于噴霧干燥塔下方,噴霧干燥塔內(nèi)腔中物化干燥而成的粉料顆粒在重力作用落到塔底出料裝置中,經(jīng)出料裝置分風(fēng)器的斗笠狀錐形外板分流,使散落的粉料呈傘型落到導(dǎo)流板上,落到夾層錐體上再落到放料器里放料。通過控制分風(fēng)器,松開吊環(huán)螺釘,調(diào)節(jié)配風(fēng)蓋板的開合角度,再擰緊吊環(huán)螺釘,然后再經(jīng)筒體組件配風(fēng)調(diào)節(jié)口的調(diào)節(jié),先松開螺栓,沿著調(diào)節(jié)槽向上或向下移動(dòng)配風(fēng)調(diào)節(jié)板到適合的位置,再擰緊吊環(huán)螺釘,進(jìn)而控制進(jìn)風(fēng)量,冷風(fēng)進(jìn)入出料裝置內(nèi)部后不斷順著離心風(fēng)機(jī)風(fēng)管方向帶走熱量,快速對(duì)粉料進(jìn)行冷卻降溫,使粉料冷卻效率大幅度提高。圖4為傳統(tǒng)噴霧干燥塔出料設(shè)備,圖5為新設(shè)計(jì)的噴霧干燥塔出料設(shè)備。

圖4 傳統(tǒng)噴霧干燥塔出料設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)圖

圖5 新設(shè)計(jì)的噴霧干燥塔出料設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)圖

按照噴霧干燥制粉流程進(jìn)行粉料制備,并利用紅外線溫度槍對(duì)傳統(tǒng)出料口和新設(shè)計(jì)出料口粉料按夏季和冬季兩個(gè)不同季節(jié)、早中晚時(shí)間段進(jìn)行溫度檢測(cè),對(duì)比結(jié)果如表1所示。

表1 傳統(tǒng)出料裝置粉料溫度與新設(shè)計(jì)出料裝置粉料溫度對(duì)比

傳統(tǒng)出料口冷卻器的配風(fēng)孔大小固定,無法控制冷卻效果。從表1可以看出,夏季時(shí)由于外部溫度較高,粉料出料溫度一般在45～55℃,冬季時(shí)由于外部溫度較低,粉料出料溫度為20～30℃,粉料出料溫度可控性較差,對(duì)后續(xù)粉料入倉(cāng)儲(chǔ)存造成了一定的影響;而新設(shè)計(jì)的出料口冷卻器可根據(jù)需要調(diào)節(jié)配風(fēng)蓋板的開合角度,隨意調(diào)整進(jìn)冷風(fēng)量,無論夏季還是冬季均能保證粉料出料溫度控制在29～39℃,可控穩(wěn)定性強(qiáng),提升了生產(chǎn)效率和連續(xù)性。

2 結(jié)語

(1)通過在出料裝置內(nèi)部設(shè)置分風(fēng)器,使粉料經(jīng)分風(fēng)器上的大圓錐型蓋板分流呈傘型散落到導(dǎo)流板上,增加粉料與冷風(fēng)的接觸面積;同時(shí)根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)節(jié)配風(fēng)蓋板的開合角度進(jìn)行調(diào)整進(jìn)冷風(fēng)量,降溫效率高、冷卻效果可控,提高了粉料的制備效率。

(2)新設(shè)計(jì)的陶瓷噴霧干燥塔出料裝置的應(yīng)用,使粉料出塔溫度常年保持在29～39℃,改善夏季和冬季粉料出塔溫度相差大、粉料粘壁、成團(tuán)結(jié)塊等問題,提升生產(chǎn)的連續(xù)性。

(3)通過在粉料顆粒流經(jīng)墜落之處的錐型斗內(nèi)側(cè)鋪設(shè)一層瓷質(zhì)耐磨陶瓷磚,延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,節(jié)約設(shè)備維修成本。