CN206504645U - 一种砂粉物料加热单元及砂粉物料干燥装置 - Google Patents
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Abstract
一种砂粉物料加热单元，属于烘干及干燥设备。包括一个上、下贯通的加热箱体，所述加热箱体内设置有两层以上的加热管组，每层加热管组中排列有一根以上的加热管，所述的加热管为椭圆形管，所述的椭圆形管按长轴竖直的方向排列在加热箱体内；或者所述的加热管为3~6个角的多角形管，所述多角形管内的一个角位于管体断面中最上方的位置。一种砂粉物料干燥装置，包括干燥筒体，所述的干燥筒体至少包括上下连接的两个加热单元，所述的加热单元采用前述的一种砂粉物料加热单元。加热管表面不易堆积砂粉物料，结构简单、造价低、干燥效率高、运行成本低、使用和维修方便，适于各种粉状物料的烘干或干燥，具有较广泛的应用和推广前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种物料干燥装置，特别是一种砂粉物料加热单元及砂粉物料干燥装置，属于烘干及干燥设备技术领域。
背景技术
目前，以石英和长石为代表的硅酸盐矿物砂粉提纯后的干燥，大都采用圆筒烘干机干燥，该干燥方式方法是比较传统的干燥方式方法，最大特点是工艺技术成熟，产量大，其缺点是设备笨重，能耗高，所需的安装场地大，使用时的费用高，或多或少会带入铁质污染。中国专利公开号：CN200993522，公开日：2007年12月19日，名称为《一种高纯石英砂干燥装置》的实用新型专利提供了一种改进的技术方案，它主要包括有支架，装在支架上部的加热器，装在加热器上方的加料斗和下方的下料仓等，其改进是，所述加热器中的加热管为翅片管，且在加热器的一侧安装有空气过滤器，在加热器的另一侧接装有排水蒸汽管；解决了现有干燥设备能耗高，热效率低，粉尘污染大等缺点。该技术方案中所述的加热管均为圆管，对于干燥产量较大的大尺寸加热器而言，圆形加热管的直径也相应较大，但大直径圆管的曲率较小，当圆管某一段的弧面切线与水平线的夹角小于砂粉物料的自然堆积角时，从加料斗落在圆管上的砂粉物料就容易在这段弧面上堆积从而形成堆积层，圆管的直径越大，圆管上堆积层的弧面长度就越长，这就阻隔了加热管壁与后续待干燥砂粉物料的接触，也降低了加热管壁向砂粉物料传递热量的传热速度，拖延了砂粉物料下落和干燥的时间，直接地降低了加热管乃至加热器的加热效率，也直接影响到干燥装置的热效率和加工能力。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中加热管的热量传递不够充分，加热器加热及干燥效率相对较低的缺陷和不足，提供一种砂粉物料加热单元及一种砂粉物料干燥装置，它的传热速度快，加热效率高，加工量较大，制作方便，特别适于制作较大容量的砂粉物料加热单元和砂粉物料干燥装置。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种砂粉物料加热单元，包括一个上、下贯通的加热箱体，所述加热箱体的上方通向进料口，下方通向出料口，所述加热箱体内设置有两层以上的加热管组，每层加热管组中排列有一根以上的加热管，相邻两层加热管组中的加热管上、下错位排列，所述加热箱体的外部设置有与加热箱体内部加热管组对应连通的加热流体进口和加热流体出口，所述的加热管为椭圆形管，所述的椭圆形管按长轴竖直的方向排列在加热箱体内；或者所述的加热管为3~6个角的多角形管，所述多角形管内的一个角位于管体断面中最上方的位置。
所述的加热管为多角形管时，构成管体断面最上方一个角的两斜边与箱体水平线的夹角大于或等于物料的自然堆积角。
所述的加热管采用不锈钢、有色金属或合金，石英玻璃或石英陶瓷材料制成，或采用在钢管外复合有色金属材料或无机材料的复合材料制成。
所述的加热管为等腰三角形管、等边三角形管、正方形管、菱形管、正五角形管或正六角形管。
所述的加热管上沿轴向分布有散热翅片。
所述的散热翅片的外形为圆形、三角形或四边形，所述的散热翅片22采用不锈钢、有色金属或合金，石英玻璃或石英陶瓷材料制成。
一种砂粉物料干燥装置，包括干燥筒体，干燥筒体的上方设置有进料口，干燥筒体的底部设置有出料口，所述的干燥筒体至少包括上下连接的两个加热单元，所述的加热单元采用本实用新型所述的一种砂粉物料加热单元。
在最靠近进料口的加热单元上方的干燥筒体上设置有水蒸汽排出口。
所述干燥筒体的上方设置有进料斗，所述进料斗的底部设置有进料管，所述的进料口设置在进料管伸入干燥筒体内部的一端上。
所述的干燥筒体由4个加热单元从下向上连接而成，位于下方的第一加热单元的加热流体进口经管道与加热流体源相连通，第一加热单元的加热流体出口经管道与第二加热单元的热流体进口相连通，第二加热单元的加热流体出口经管道与第三加热单元加热流体进口相连通，第三加热单元的加热流体出口经管道与第四加热单元加热流体进口相连通，第四加热单元的加热流体出口经管道与加热流体排放装置或加热流体循环利用装置相连通。
与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型的砂粉物料加热单元将其中的加热管由圆形改为椭圆形管且各椭圆形管均按长轴竖直的方向摆放在加热单元中，使椭圆形管上曲率最大，且圆弧路径最长的圆弧段朝向砂粉物料的下落方向，当砂粉物料下落至椭圆形管的上表面后，椭圆形的加热管壁先对砂粉物料传热及加热，然后引发砂粉物料沿管壁向下流动并继续进行传热和加热，在这一过程中，由于椭圆形管上半部的曲率大，弧形路径长，就使得砂粉物料在椭圆形管表面上流过时，受热路径较长且流动速度较快，在保证和增强对砂粉物料加热效果的同时，更主要的是杜绝或减少了砂粉物料在椭圆形管表面滞留或堆积的可能性。
本实用新型砂粉物料加热单元中的加热管也可以是3-6角的多角形管，且多角形管内的一个角位于管体断面中最上方的位置，同样可使得砂粉物料在多角形管表面上流过时，砂粉物料与加热管壁接触充分、受热均匀且流动速度较快，可以保证和增强对砂粉物料加热效果，又由于加热管外壁光滑，砂粉物料流动速度较快，破坏了砂粉物料在加热管表面粘附和堆积条件，还可以杜绝或减少砂粉物料在多角形管表面滞留或堆积的可能性。最好是多角形管中位于管体断面中最上方位置一个角的两斜边与水平线的夹角分别大于或等于被加热物料的自然堆积角，避免在多角形管的表面形成砂粉物料堆积层，确保多角形加热管管壁可直接接触在其表面流过的砂粉物料并对其进行加热。
3.本实用新型砂粉物料加热单元中所述加热管的外表面上沿轴向分布有散热翅片，以增加加热管的与砂粉物料的接触及换热面积，并提高加热管整体的加热或干燥效率。
4.本实用新型砂粉物料加热单元中所述的加热管采用不锈钢、有色金属或合金，石英玻璃或石英陶瓷材料制成，或采用在钢管外复合有色金属材料或无机材料的复合材料制成，从而避免对被加热或干燥的砂粉物料产生铁元素污染。
5.本实用新型的砂粉物料干燥装置，采用了本实用新型的砂粉物料加热单元，使干燥后的物料迅速下落，从而提高干燥速度，达到提高产量的目的，整个装置的物料处理速度加快，干燥时间缩短，干燥效率大大提高。
6.本实用新型的砂粉物料干燥装置，在最靠近进料口的加热单元上部设置有水蒸汽排出口，在干燥过程中，可以及时将干燥装置中所产生的水蒸汽顺利排出，加速了砂粉物料所携带水份和各加热单元中水蒸汽的排出，减少了本实用新型干燥装置及加热单元中加热能量的消耗，也减少了干燥的时间。
7.本实用新型的砂粉物料干燥装置，由于其中的加热单元中砂粉物料的下落和流动极为顺畅，砂粉物料的处理量高，为确保对砂粉物料的加热和干燥效果，最好将本实用新型中所述的干燥筒体由4个加热单元从下向上连接而成，通过增加加热单元的数量来提高和延长对砂粉物料的加热时间，确保干燥的效果。
8.本实用新型砂粉物料加热单元和砂粉物料干燥装置，解决了大直径加热管表面易形成砂粉物料堆积层的技术难题，提高了加热单元和干燥装置的干燥效率和加工产量，特别是实现了现有加热单元和装置在大型化过程中难以达到的高效、高产技术目标，具有结构简单、造价低、干燥效率高、运行成本低、使用和维修方便等特点，不仅适于石英砂粉的干燥，也适于其他各种粉状物料的加热或干燥，具有较广泛的应用和推广前景。
附图说明
图1是本实用新型砂粉物料干燥装置的一种结构示意图；
图2是图1中加热管21为三角形管的A-A剖视图；
图3是图1中加热管21为三角形管并装有圆形散热翅片22的A-A剖视图；
图4是图1中加热管21为三角形管并装有方形散热翅片22的A-A剖视图；
图5是图1中加热管21为正方形管的A-A剖视图；
图6是图5中正方形管最上方一个角的两斜边与箱体水平线23夹角的示意图；
图7是图1中加热管21为正方形管并装有圆形散热翅片22的A-A剖视图；
图8是图1中加热管21为椭圆形管的A-A剖视图；
图9是图8中椭圆形加热管21上装有长方形散热翅片22的局部视图。
图中，1支架，2加热箱体，21加热管，22散热翅片，23水平线，201第一加热单元，202第二加热单元，203第三加热单元，204第四加热单元，3进料斗，31进料口，4出料斗，41出料口，5引风机，6水蒸汽排放口，7加热流体源，8引流管，9过滤池。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
参见图1，本实用新型的一种砂粉物料干燥装置，包括干燥筒体，干燥筒体的上方设置有进料口31，干燥筒体200的底部设置有出料口41，所述的干燥筒体至少包括上下连接的两个加热单元，图1中，所述的干燥筒体由4个加热单元从下向上连接而成，位于下方的第一加热单元201的加热流体进口经管道与加热流体源7相连通，图1所示一种砂粉物料干燥装置所采用的加热流体是高温烟气，其中加热流体源7为热风炉，第一加热单元201的加热流体出口经管道与第二加热单元202的热流体进口相连通，第二加热单元202的加热流体出口经管道与第三加热单元203加热流体进口相连通，第三加热单元203的加热流体出口经管道与第四加热单元204加热流体进口相连通，第四加热单元204的加热流体出口经管道与加热流体排放装置相连通，在图1中，加热流体排放装置至少包括引风机5，引流管8和过滤池9，引风机5将流经干燥筒体中4个加热单元的高温烟气通过引流管8抽入过滤池9，过滤池9内的水将高温烟气所携带的尘埃颗粒过滤下来，再将干净的烟气排入大气。
当本实用新型的一种砂粉物料干燥装置采用高温热水作为加热流体时，可将加热流体源7改为热水锅炉，第一加热单元201的加热流体出口经管道与第二加热单元202的热流体进口相连通，第二加热单元202的加热流体出口经管道与第三加热单元203加热流体进口相连通，第三加热单元203的加热流体出口经管道与第四加热单元204加热流体进口相连通，第四加热单元204的加热流体出口经管道与加热流体循环利用装置，这时所述的加热流体循环利用装置至少包括水泵和连通热水锅炉的热水回流管道等，水泵使热水锅炉的热水流入干燥筒体中的4个加热单元，并将对砂粉物料加热后降温的热水经管道泵回热水锅炉，进行加热，循环使用。
参见图1，图8至图9，本实用新型一种砂粉物料干燥装置中所述的加热单元采用本实用新型所述的一种砂粉物料加热单元，它包括一个上、下贯通的加热箱体2，所述加热箱体2的上方通向进料口31，下方通向出料口41，所述加热箱体2内设置有两层以上的加热管组，每层加热管组中排列有一根以上的加热管21，对于加热流体是高温烟气的加热单元，可设置有8-10层加热管组，如图8中所示，设置有8层加热管组，每层加热管组中可排列8-10根加热管21，如图8中所示，排列有15根加热管21。相邻两层加热管组中的加热管21上、下错位排列，所述加热箱体2的外部设置有与加热箱体2内部加热管组对应连通的加热流体进口和加热流体出口，所述的加热管21为椭圆形管，所述的椭圆形管按长轴竖直的方向排列在加热箱体2内。
参见图1，图2至图6，本实用新型的一种砂粉物料加热单元，包括一个上、下贯通的加热箱体2，所述加热箱体2的上方通向进料口31，下方通向出料口41，所述加热箱体2内设置有两层以上的加热管组，每层加热管组中排列有一根以上的加热管21，对于加热流体是高温烟气的加热单元，可在加热箱体2内设置8-10层加热管组，如图2中所示，所述加热箱体2内设置有8层加热管组，每层加热管组中可排列8-10根加热管21，如图2中所示，每层加热管组中排列有8根加热管21。
对于加热流体是高温热水的一种砂粉物料加热单元，可在加热箱体2内设置8-10层加热管组，每层加热管组中可采用1根加热管21弯曲成水平盘管的形式，上、下相邻两层间的加热管21串联连通，并在加热箱体2外部分别设置与加热管21连通的高温热水的进水口和出水口。
如图2至图6所示，加热箱体2内部可设置8-10层加热管组，每层加热管组中可排列8-10根加热管21。相邻两层加热管组中的加热管21上、下错位排列，所述加热箱体2的外部设置有与加热箱体2内部加热管组对应连通的加热流体进口和加热流体出口，所述的加热管21为3~6个角的多角形管，所述多角形管内的一个角位于管体断面中最上方的位置，以便于砂粉物料沿多角形管最上方一个角所构成的两个斜面向下方滑落，并不产生堆积现象。
参见图2至图7，本实用新型一种砂粉物料加热单元所述3~6个角的多角形管的形状可以多样，但最好采用通用的多角形管，如图2，图3，图4中，所述的加热管21的横截面为三角形，故称为三角形管，图5，图6，图7中，所述的加热管21的横截面为四边形，故称为四边形管。也可以使所述的加热管21为等腰三角形管、等边三角形管、正方形管、菱形管、正五角形管或正六角形管。
参见图7，为避免砂粉物料附着在管体外壁上，当所述的加热管21为多角形管时，最好是使构成管体断面最上方一个角的两斜边与箱体水平线23的夹角大于或等于物料的自然堆积角。如图7中正方形加热管21管体断面最上方一个角左边的斜边与箱体水平线23的夹角a和这个角右边的斜边与箱体水平线23的夹角b均大于或等于物料的自然堆积角。
参见图3，图4，图6，图9，所述的加热管21上沿轴向分布有散热翅片22。至于所述的散热翅片22外形，如图3，图6中，散热翅片22的外形为圆形，图4中散热翅片22的外形为正方形，图9中散热翅片22的外形为长方形，所述散热翅片22的外形可以为三角形，椭圆形，上小下大的梯形或其他形状。
参见图2至图9，对于硅酸盐矿物砂粉的干燥而言，为避免铁质污染，最好是使所述的加热管21采用不锈钢、有色金属或合金，石英玻璃或石英陶瓷材料制成，或采用在钢管外复合有色金属材料或无机材料的复合材料制成。同理，所述的散热翅片22最好采用不锈钢、有色金属或合金，石英玻璃或石英陶瓷材料制成。
参见图1，图2至图9，本实用新型的一种砂粉物料干燥装置，包括干燥筒体，干燥筒体的上方设置有进料口31，干燥筒体的底部设置有出料口41，所述的干燥筒体至少包括上下连接的两个加热单元，所述的加热单元采用本实用新型所述的一种砂粉物料加热单元。
参见图1，在最靠近进料口31的加热单元上方的干燥筒体上设置有水蒸汽排出口6，水蒸汽排出口6外部可设置抽风机或烟囱，以加快干燥筒体内部水蒸汽的排出，避免干燥筒体内部加热后产生的蒸发气体，因进料口31进料所出现的封闭现象，而造成蒸发气体即水蒸汽的流动不畅或堵塞，有利于干燥筒体内部蒸发的水蒸汽快速排出干燥装置外部，并可进一步加快干燥速度，缩短干燥时间，提高干燥效率。
参见图1，所述干燥筒体的上方设置有进料斗3，所述进料斗3的底部设置有进料管，所述的进料管一端固定在进料斗的底部，另一端伸入干燥筒体内并指向最上方的第四加热单元204，所述的进料口31设置在进料管的伸入干燥筒体内部的一端上。将进料口31靠近第四加热单元204的上表面，是为了防止砂粉物料在进料高位时产生尘雾现象，避免进料斗3下落时细颗粒砂粉物料被吸入水蒸汽排出口6，产生砂粉物料的浪费和污染。
参见图1，由于本实用新型所述的砂粉物料加热单元中砂粉物料的下落和流动极为顺畅，砂粉物料的处理量高，为确保对砂粉物料的加热和干燥效果，最好将所述的干燥筒体由4个加热单元从下向上连接而成，位于下方的第一加热单元201的加热流体进口经管道与加热流体源7相连通，第一加热单元201的加热流体出口经管道与第二加热单元202的热流体进口相连通，第二加热单元202的加热流体出口经管道与第三加热单元203加热流体进口相连通，第三加热单元203的加热流体出口经管道与第四加热单元204加热流体进口相连通，第四加热单元204的加热流体出口经管道与加热流体排放装置或加热流体循环利用装置相连通。通过增加加热单元的数量来提高和延长对砂粉物料的加热时间，确保干燥的效果。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种砂粉物料加热单元，包括一个上、下贯通的加热箱体（2），所述加热箱体（2）的上方通向进料口（31），下方通向出料口（41），所述加热箱体（2）内设置有两层以上的加热管组，每层加热管组中排列有一根以上的加热管（21），相邻两层加热管组中的加热管（21）上、下错位排列，所述加热箱体（2）的外部设置有与加热箱体（2）内部加热管组对应连通的加热流体进口和加热流体出口，其特征在于：所述的加热管（21）为椭圆形管，所述的椭圆形管按长轴竖直的方向排列在加热箱体（2）内；或者所述的加热管（21）为3~6个角的多角形管，所述多角形管内的一个角位于管体断面中最上方的位置。
2.根据权利要求1所述的一种砂粉物料加热单元，其特征在于：所述的加热管（21）为多角形管时，构成管体断面最上方一个角的两斜边与箱体水平线（23）的夹角大于或等于物料的自然堆积角。
3.根据权利要求1所述的一种砂粉物料加热单元，其特征在于：所述的加热管（21）采用不锈钢、有色金属或合金，石英玻璃或石英陶瓷材料制成，或采用在钢管外复合有色金属材料或无机材料的复合材料制成。
4.根据权利要求1或3所述的一种砂粉物料加热单元，其特征在于：所述的加热管（21）为等腰三角形管、等边三角形管、正方形管、菱形管、正五角形管或正六角形管。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种砂粉物料加热单元，其特征在于：所述的加热管（21）上沿轴向分布有散热翅片（22）。
6.根据权利要求5所述的一种砂粉物料加热单元，其特征在于：所述的散热翅片（22）的外形为圆形、三角形或四边形，所述的散热翅片（22）采用不锈钢、有色金属或合金，石英玻璃或石英陶瓷材料制成。
7.一种砂粉物料干燥装置，包括干燥筒体，干燥筒体的上方设置有进料口（31），干燥筒体的底部设置有出料口（41），所述的干燥筒体至少包括上下连接的两个加热单元，其特征在于：所述的加热单元采用权利要求1至5中任一项所述的一种砂粉物料加热单元。
8.根据权利要求7所述的一种砂粉物料干燥装置，其特征在于：在最靠近进料口（31）的加热单元上方的干燥筒体上设置有水蒸汽排出口（6）。
9.根据权利要求7或8所述的一种砂粉物料干燥装置，其特征在于：所述干燥筒体的上方设置有进料斗（3），所述进料斗（3）的底部设置有进料管，所述的进料口（31）设置在进料管伸入干燥筒体内部的一端上。
10.根据权利要求7或8所述的一种砂粉物料干燥装置，其特征在于：所述的干燥筒体由4个加热单元从下向上连接而成，位于下方的第一加热单元（201）的加热流体进口经管道与加热流体源（7）相连通，第一加热单元（201）的加热流体出口经管道与第二加热单元（202）的热流体进口相连通，第二加热单元（202）的加热流体出口经管道与第三加热单元（203）加热流体进口相连通，第三加热单元（203）的加热流体出口经管道与第四加热单元（204）加热流体进口相连通，第四加热单元（204）的加热流体出口经管道与加热流体排放装置或加热流体循环利用装置相连通。
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