CN104803732A - 一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置，由差动造粒机和振动机构组成，通过振动机构使造粒喷头在水平旋转的同时垂直振动。本发明的利用该差动造粒装置造粒的方法，布料器和造粒喷头绕同一轴心水平旋转，通过差动造粒装置的振动机构的振动使造粒喷头在水平旋转的同时垂直振动，完成熔融液从布料器的供料漏斗进入、通过供料管直至从造粒喷头的喷嘴中断裂为均匀的液滴喷出的过程。本发明的一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置及方法利用振动机构使差动造粒器的造粒喷头在水平旋转的同时伴有一个上下垂直振动的动作，这使得复合肥熔体射流在离开造粒喷头时还受到一个特定的机械振动切割，从而使得熔体喷出后断裂为更加均匀的液滴。

Description

一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置及方法

技术领域

本发明属于化工造粒技术领域，具体涉及一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置，还涉及一种利用该差动造粒装置造粒的方法。

背景技术

目前在化肥塔式熔体法喷淋造粒方面有许多成熟的技术，比如在传统的尿素成粒过程中采用最多的就是这种技术，再比如目前国内普遍采用的高塔复合肥差动造粒技术也属于这类技术。

高粘度复合肥塔式熔体旋转喷淋造粒工艺，是将含氮元素的物料(尿素或硝酸铵)熔融至工艺温度，再与含磷元素的粉体物料及含钾元素的粉体物料在热熔状态下搅拌混合成具有一定温度的可流动液态复合料浆，然后通过专用的造粒喷头将混合好的料浆以液滴的形式送入到造粒塔的顶部，液滴从造粒塔的顶部向塔底自然降落的过程中与塔内的空气接触换热自动收缩冷却成圆球形的固体颗粒。

国内目前已成功开发了氮-磷(N-P)、氮-钾(N-K)两元复合肥以及氮-磷-钾(N-P-K)三元复合肥等多项熔体造粒配方工艺。在氮素熔融液中配入一定比例的磷、钾元素以及填料等固态的粉状物料使其与熔融液混合，在加热措施的温度及机械混合搅拌的双重作用下熔融液被迅速复合成了具有一定流动性的低温共熔体，然后经造粒喷头喷淋造粒。复合熔融液出造粒喷孔后的成粒原理和过程与纯颗粒尿素的相似，该工艺被化工行业称之为熔体法复合肥造粒工艺。

由于熔体法复合肥工艺的三元素物质在熔融复合过程中其粘度比纯硝铵或纯尿素熔液的粘度大成百数千乃至数万倍且含有相当数量的固相悬浮颗粒，因此传统的尿素喷淋造粒工艺的造粒设备根本无法完成生产。为解决高粘度的、含有相当比例的固相悬浮颗粒的熔融物料在塔式旋转喷淋造粒工艺中既能达到对产量、粒径、合格率以及颗粒强度、粉尘排放等指标，又能满足工业化生产对单机连续工作时间的要求，除了需要研制相应的工艺流程和制浆装置外，还必须研发一种能适应上述要求的造粒装置。

为此国内现已成功开发出了能够适应上述要求的全新结构的差动造粒机和差动造粒喷头，比如：

申请日为2004年4月27日、申请号为00106184.4、名称为《差动双速旋转造粒机及造粒方法》以及申请日为2005年9月9日、申请号为200510096010.0、名称为《用于差动旋转造粒的造粒喷头》的专利分别公开了差动造粒机和差动造粒喷头的具体结构。

差动造粒机的核心技术就是由两个同心设置的工作主轴组成的机械传动结构，这两个主轴称为内轴和外轴，两个轴分别负责驱动造粒喷头(锥体)和驱动喷头内的布料机构(物料分配装置)，通过各自独立的电器装置来控制两个传动机构做同心旋转运动，令其各自的主轴以造粒工艺需要的旋转速度以及旋转方向工作。

从造粒喷头母面上喷出的复合肥熔融液细流断裂成多个独立的液滴收缩后即成为一个个固态的圆球状颗粒，液滴体积的均匀度也就决定了成品颗粒的均匀度，但是由于液滴断裂的过程中受射流的运动速度、流体在空气中的波动性、空气阻力以及熔融液自身的黏度、表面张力和重力等多种原因的影响，不可能断裂的绝对一致，故其粒径就自然要有一定的差异，比如国家标准GB15063-2009中对复混肥料颗粒的直径范围就有明确的规定，即直径1-4.75毫米范围内的球型颗粒占总量的90％即为合格品。然而目前很多复合肥料生产企业希望能将这个直径范围更窄一点，比如一些企业将本企业的颗粒粒径标准定为2-4毫米范围内的球型颗粒占总量的90％，使得颗粒大小更加均匀，这样就对差动造粒机提出了新的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置，提高了现有的差动造粒机生产的成品颗粒均匀度。

本发明的目的还在于提供一种利用该差动造粒装置造粒的方法，解决了利用现有的差动造粒机生产出来的成品颗粒均匀度不够理想的缺点。

本发明所采用的一种技术方案是：一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置由差动造粒机和设置于差动造粒机上的振动机构组成，差动造粒机的布料器和造粒喷头分别由一个旋转机构带动绕同一轴心水平旋转，通过振动机构使造粒喷头在水平旋转的同时垂直振动。

本发明的特点还在于，

振动机构为振动电机。

振动电机通过调整偏心块的位置使得其振幅在0.5mm-2mm。

振动电机通过变频器调整其振动频率。

还包括基座，基座上设置有用于放置差动造粒机的安装孔，基座上的安装孔周围设置有多组弹簧缓冲承压支架，差动造粒机上设置有与弹簧缓冲承压支架形状相适应的卡口。

本发明所采用的另一种技术方案是：利用该差动造粒装置造粒的方法，由差动造粒装置的两个旋转机构分别带动布料器和造粒喷头绕同一轴心水平旋转，通过差动造粒装置的振动机构的振动使造粒喷头在水平旋转的同时垂直振动，完成熔融液从布料器的供料漏斗进入、通过供料管直至从造粒喷头的喷嘴中断裂为均匀的液滴喷出的过程。

本发明的特点还在于，

差动造粒装置由差动造粒机和设置于差动造粒机上的振动机构组成，差动造粒机的布料器和造粒喷头分别由一个旋转机构带动绕同一轴心水平旋转，通过振动机构使造粒喷头在水平旋转的同时垂直振动。

差动造粒装置的振动机构为振动电机。

振动电机通过调整偏心块的位置使得其振幅在0.5mm-2mm，振动电机通过变频器调整其振动频率。

差动造粒装置还包括基座，基座上设置有用于放置差动造粒机的安装孔，基座上的安装孔周围设置有多组弹簧缓冲承压支架，差动造粒机上设置有与弹簧缓冲承压支架形状相适应的卡口。

本发明的一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置及方法具有以下有益效果：

1、利用振动机构使工作中的差动造粒器的造粒喷头在水平旋转的同时伴有一个上下垂直振动的动作，这将使得复合肥熔体射流在离开造粒喷头时还受到一个特定的机械振动切割，从而使得熔体喷出后断裂为更加均匀的液滴，最终使得冷却后的复合肥颗粒均匀、品质稳定，同时也延长了造粒喷头的工作时间；

2、利用多组弹簧缓冲承压支架和差动造粒机上的卡口配合通过弹簧的形变作用来弥补振动电机对造粒喷头施加一定机械振动所产生的位移变化。

附图说明

图1是本发明的一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置的结构示意图；

图2是图1的分解示意图；

图3是图1中布料器和造粒喷头的结构分解示意图。

图中，1.差动造粒机，2.布料器，3.造粒喷头，4.振动电机，5.基座，6.弹簧缓冲承压支架，7.卡口，8.供料漏斗，9.供料管。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供的一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置的结构如图1-图3所示，由差动造粒机1和设置于差动造粒机1上的振动机构组成，差动造粒机1的布料器2和造粒喷头3分别由一个旋转机构带动绕同一轴心水平旋转，通过振动机构使造粒喷头3在水平旋转的同时垂直振动。

振动机构为振动电机4。

振动电机4通过调整偏心块的位置使得其振幅在0.5mm-2mm、通过变频器调整其振动频率。

本发明的差动造粒装置还包括基座5，基座5上设置有用于放置差动造粒机1的安装孔，基座5上的安装孔周围设置有多组弹簧缓冲承压支架6，差动造粒机1上设置有与弹簧缓冲承压支架6形状相适应的卡口7。

利用本发明的差动造粒装置造粒的方法具体为：由差动造粒装置中差动造粒器1的两个旋转机构分别带动布料器2和造粒喷头3绕同一轴心水平旋转，通过差动造粒装置的振动机构的振动使造粒喷头3在水平旋转的同时垂直振动，使得熔融液从布料器2的供料漏斗8进入、通过供料管9直至从造粒喷头3的喷嘴中断裂为均匀的液滴喷出，液滴从造粒塔的顶部向塔底自然降落的过程中与塔内的空气接触换热并自动收缩冷却成圆球形的固体颗粒落在塔底，完成整个复合肥造粒过程。

差动造粒的原理为：差动造粒机1的造粒喷头3工作时其轴线与造粒塔的轴线相重合，即造粒喷头3工作时其轴线与水平面相垂直，熔融液分别从水平旋转的造粒喷头3母面上的众多喷孔中射出，经喷孔射出的细流状态的熔融液受射流的运动速度、流体在空气中的波动特性、遇空气的阻力以及熔液自身的粘度、表面张力和重力等原因很快就断裂成了一个个独立的液滴，这些液滴收缩冷却后即成为了一个个固态的圆球状颗粒。依据物理化学原理，液滴的体积决定了成品颗粒的圆球直径，因此，液滴体积的均匀度也就决定了成品颗粒的均匀度。

而由于影响液滴体积大小的因素很多，因此差动造粒机喷出形成的液滴体积均匀度较差，从而使得最终冷却后的成品复合肥的颗粒均匀度也较差。针对这个问题，本发明的差动造粒装置利用振动电机工作时产生的机械振动，这个机械振动通过造粒机1的刚性材质传递施加到水平旋转的造粒喷头3上，令造粒喷头3在水平旋转的同时还伴有一个垂直振动的动作，这个动作使得熔体射流在离开造粒喷头时受到一个特定的机械振动切割，从而断裂成更加均匀的液滴，最终使得冷却后的复合肥颗粒均匀度得到保证。

通过人为的调节振动电机工作时产生的振动幅度和振动频率，就可以满足不同配比粘度的熔体对球形固体颗粒的合格率要求，比如：通过调节振动电机4的偏心块位置即可改变工作时振动幅度的大小，使振动幅度的调节范围在0.5mm-2mm之间。

而可选择的商品振动电机有普通和高频两种，根据不同的造粒塔直径、不同的造粒量、不同的物料配比即熔体的粘度等因素，选用不同的频率和功率的振动电机，再通过变频器就可改变振动电机工作时震动频率大小的微调。

而且差动造粒机1的底座设在基座5的上端，差动造粒机1放置在基座5的安装孔内，基座5上的安装孔周围设置的3-6组弹簧缓冲承压支架6与差动造粒机1上的卡口配合设置，通过弹簧的形变作用来弥补振动电机4对造粒喷头3施加一定机械振动所产生的位置变化。

Claims (10)

1.一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置，其特征在于，由差动造粒机(1)和设置于差动造粒机(1)上的振动机构组成，差动造粒机(1)的布料器(2)和造粒喷头(3)分别由一个旋转机构带动绕同一轴心水平旋转，通过所述振动机构使造粒喷头(3)在水平旋转的同时垂直振动。

2.如权利要求1所述的一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置，其特征在于，所述振动机构为振动电机(4)。

3.如权利要求2所述的一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置，其特征在于，所述振动电机(4)通过调整偏心块的位置使得其振幅在0.5mm-2mm。

4.如权利要求2所述的一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置，其特征在于，所述振动电机(4)通过变频器调整其振动频率。

5.如权利要求1所述的一种具有振动功能的熔体复合肥差动造粒装置，其特征在于，还包括基座(5)，所述基座(5)上设置有用于放置差动造粒机(1)的安装孔，所述基座(5)上的安装孔周围设置有多组弹簧缓冲承压支架(6)，所述差动造粒机(1)上设置有与所述弹簧缓冲承压支架(6)形状相适应的卡口(7)。

6.利用如权利要求1-5任一项所述的差动造粒装置造粒的方法，其特征在于，由所述差动造粒装置的两个旋转机构分别带动布料器(2)和造粒喷头(3)绕同一轴心水平旋转，通过所述差动造粒装置的振动机构的振动使造粒喷头(3)在水平旋转的同时垂直振动，完成熔融液从布料器(2)的供料漏斗(8)进入、通过供料管(9)直至从造粒喷头(3)的喷嘴中断裂为均匀的液滴喷出的过程。

7.如权利要求6所述的利用差动造粒装置造粒的方法，其特征在于，所述差动造粒装置由差动造粒机(1)和设置于差动造粒机(1)上的振动机构组成，差动造粒机(1)的布料器(2)和造粒喷头(3)分别由一个旋转机构带动绕同一轴心水平旋转，通过所述振动机构使造粒喷头(3)在水平旋转的同时垂直振动。

8.如权利要求7所述的利用差动造粒装置造粒的方法，其特征在于，所述差动造粒装置的振动机构为振动电机。

9.如权利要求8所述的利用差动造粒装置造粒的方法，其特征在于，所述振动电机(4)通过调整偏心块的位置使得其振幅在0.5mm-2mm，所述振动电机(4)通过变频器调整其振动频率。

10.如权利要求6或7所述的利用差动造粒装置造粒的方法，其特征在于，所述差动造粒装置还包括基座(5)，所述基座(5)上设置有用于放置差动造粒机(1)的安装孔，所述基座(5)上的安装孔周围设置有多组弹簧缓冲承压支架(6)，所述差动造粒机(1)上设置有与所述弹簧缓冲承压支架(6)形状相适应的卡口(7)。