CN102744008B - 一种颗粒成型设备 - Google Patents
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Abstract
一种颗粒成型设备，包括用以盛装固体物料的料槽；用以搅拌固体物料的搅拌装置，所述搅拌装置安装于所述料槽内部；用以向所述料槽内喷射液体物料的喷头，所述喷头设置于所述料槽的开口上方；所述料槽具有利于内部固体物料倾倒的角度，所述角度为25-35度。本发明的料槽设置有倾斜角度，具有意想不到的技术效果，其生产的无机硅颗粒接近圆珠状，成型质量好，能耗低，生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及颗粒成型设备，具体涉及一种尤其适用于无机硅固体颗粒生产的颗粒成型设备。
背景技术
在工业生产中，无机硅是一种重要的材料，无机硅主要包括二氧化硅、硅酸钠、偏硅酸钠、原硅酸钠等含硅无机物。其中，二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，是科学研究的重要材料；硅酸钠的用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门，在化工系统被用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、五水偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状硅酸钠、硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品，是硅化合物的基本原料，在轻工业中是洗衣粉、肥皂等洗涤剂中不可缺少的原料，也是水质软化剂、助沉剂，在纺织工业中用于助染、漂白和浆纱，在机械行业中广泛用于铸造、砂轮制造和金属防腐剂等，在建筑行业中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化剂、耐火材料等；在农业方面可制造硅素肥料；偏硅酸钠是无机电解质中活性碱度和PH缓冲指数最高的物质，有较强的润湿、乳化和皂化油脂的作用，在去除、分散和悬浮污垢方面具有优秀的表现，并能阻止污垢的再沉积，偏硅酸钠在洗涤剂、陶瓷、电镀、纺织、印染、造纸、水泥、混凝土、耐火材料、油脂和皮革加工等工业领域有着大量的应用；原硅酸钠广泛应用于配置各类洗剂、金属表面处理、陶瓷助磨剂、耐火剂原料、保塑保水剂原料、除油、纺织印染助剂以及纸张脱墨迹等。
无机硅固体颗粒在制备时，需要进行颗粒成型工序。现有颗粒成型设备一般是圆盘造粒机和滚筒造粒机，结构一般包括具有出料口和加料口的容器，容器内设置有搅拌桨或者容器本身可以滚动，同时容器设置有液体物料喷头。工作时，容器内预先放入晶种，开启液体物料喷头，同时开启搅拌桨或滚动容器本身，液体物料与晶种混溶结晶固化，而在搅拌桨或滚动容器的搅拌、撞击作用下，形成固态晶粒聚集体，当晶粒在容器中的存量达到一定程度，就利用出料口将晶粒导出。
在上述结构造粒设备的基础上，本领域的技术人员有以下技术认识：1.非连续造粒时，容器应该具有容纳固体物料的能力，且使固体物料无法流出，以对其充分搅拌；2.连续造粒时，也使固体物料在容器内存留尽可能长的时间，一般为5-60分钟；3.搅拌桨的转速必须高，为150-1000转/分，因为高转速的搅拌桨才能将固态晶粒聚集体充分打散，形成小粒径的颗粒。
基于以上几点技术认识，现有的无机硅颗粒成型设备在结构上很难得到进一步的改进，也就是说，传统颗粒成型设备的能耗很难降低，生产的偏硅酸钠质量也难以提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种颗粒成型设备，其能够降低造粒设备能耗，提高产品的质量，从而消除上述背景技术中缺陷。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种颗粒成型设备，包括
用以盛装固体物料的料槽；
用以搅拌固体物料的搅拌装置，所述搅拌装置安装于所述料槽内部；
用以向所述料槽内喷射液体物料的喷头，所述喷头设置于所述料槽的开口上方；与传统设备的区别在于：
所述料槽具有利于内部固体物料溢出的倾斜角度，所述倾斜角度为25-35度。
利于内部固体物料倾倒的角度是指料槽的开口会朝向一侧倾斜，利于料槽内部的固体物料流出，而这个倾斜的角度则为25-35度。
作为一种改进，所述料槽的外壁设置有水冷夹层，水冷夹层内通入冷凝水为料槽内的物料降温，利于液体物料结晶。
作为一种改进，所述搅拌装置包括安装于所述料槽内部的至少两根搅拌桨。
作为一种改进，所述两根搅拌轴的旋转方向相反，且相对旋转。一般而言，靠近所述料槽出料边沿一侧的搅拌桨会给固体物料施加一个翻向槽内的力；而远离所述料槽出料边沿一侧的搅拌桨会给固体物料施加一个向槽外溢出的力。
作为一种进一步的改进，所述搅拌桨有两根，均具有转动安装的搅拌轴和安装于搅拌轴上的搅拌叶片，所述两根搅拌轴平行并排安装于所述料槽内。
作为一种进一步的改进，所述两根搅拌轴中，靠近所述料槽出料边沿一侧的搅拌轴的转速高于另一侧搅拌轴的转速。
作为一种进一步的改进，所述两根搅拌轴中，靠近所述料槽出料边沿一侧的搅拌轴与另一侧搅拌轴的转速比在1.3：1-2.1：1之间。
作为一种改进，所述料槽的出料边沿连接有出料斜板。
作为一种改进，所述料槽安装于支架上，且底部的一侧设置有旋转支撑。该旋转支撑包括丝杠、液压杆、气压杆等可伸缩支撑杆，利于调节料槽的倾斜角度。
很显然，所述两根搅拌轴均动力连接有驱动电机。
发明人在设计本发明创造时，也曾沿用以前的技术构思，即：将料槽水平安装，使料槽的侧壁垂直于水平面，从而可以保证固体物料在料槽内存留尽可能长的时间，直至固体物料充满料槽才会溢出。
但是发明人在使用料槽倾倒固体物料时意外发现：当设备工作时，料槽保持一个利于内部固体物料倾倒的角度，使之开口朝出料一侧倾斜，尤其是该倾斜角度在25-35度时，具有几点发明人意料之外的效果：1.固体物料在料槽内边翻动边向料槽出料边沿转移，从而液体物料喷射到固体物料表面时，不会出现固体物料与液体物料反复接触的情况，每一个固体颗粒与液体物料接触的概率大大提高，固体物料颗粒会非常接近圆珠状，不容易形成大块的固态晶粒聚集体；2.由于设置该倾斜角度，固体物料更容易溢出，液体物料结晶速率更快，生产连续性更强，效率更高；3.由于固体物料更易溢出，使得搅拌装置需要的功率也相应的减小，从而降低了整套设备的能耗。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的料槽具有利于内部固体物料倾倒的角度，角度为25-35度，起到本领域技术人员预料之外的效果，具体为：料槽内的固体物料在搅拌下会向料槽的出料边沿转移，从而可以避免固体物料与液体物料反复接触，不容易形成大块的固态晶粒聚集体，提高了产品的质量；设置的倾斜角度利于固体物料的溢出，出料快，生产连续性强，效率高；由于固体物料存在转移现象，尤其在远离料槽出料边沿的一侧搅拌桨阻力小，需要的功率也相应减小，从而降低了整套设备的能耗。
本发明在料槽的外壁设置有水冷夹层，水冷夹层内通入冷凝水为料槽内的物料降温，利于液体物料结晶，尤其在本发明中，起到很好的效果，提高了无机硅的结晶质量。
本发明在料槽内部设置有两根搅拌桨，两根搅拌桨旋转方向相反，且远离所述料槽出料边沿一侧的搅拌轴与另一侧搅拌轴的转速比在1：1.3-1：2.1之间，基于这种结构，料槽内的固体物料会受到旋转方向相反的两根搅拌桨的摩擦、撞击，不会粘结成大块聚集体，同时会进行有效的翻动并发生转移，液体物料会均匀的喷洒到固体物料上，与之混合均匀，不易形成大块的固态结晶体，搅拌桨也因此不需要太高的转速对形成的结晶体撞击、剪切和粉碎，只起到搅拌的作用即可，远离料槽出料边沿一侧的搅拌轴转速一般在20-40转/分就能满足搅拌的需求，同样的，降低了设备的能耗，提高了产品的质量。
本发明的料槽安装于支架上，且底部的一侧设置有旋转支撑，利用该旋转支撑可以调节料槽的倾斜角度，实现对倾斜角度的微调。
附图说明
附图是本发明结构示意图；
图中：1.料槽，2.搅拌装置，3.喷头，4.支架，5.旋转支撑，6.固体物料，7.出料斜板，8.搅拌轴，9.搅拌叶片，10.水冷夹层。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如附图所示，一种颗粒成型设备，包括料槽1、搅拌装置2和喷头3，所述料槽1安装于支架4上，且底部的一侧设置有旋转支撑5，该旋转支撑5包括丝杠、液压杆、气压杆等可伸缩支撑杆，一般采用丝杠，丝杠可以伸缩，从而能够对料槽1的倾斜角度进行微调；料槽1为U型槽，具有盛装固体物料6的槽腔，固体物料6在槽腔内盛满后会溢出，溢出物料的一侧称之为出料边沿，在出料边沿连接有出料斜板7，以利于固体物料6的导出，料槽1的外部设置有水冷夹层10，利于内部物料的结晶；搅拌装置2安装于所述料槽1内部，用来搅拌翻动料槽1内的固体物料6，搅拌装置2一般包括安装于所述料槽1内部的两根搅拌桨，两根搅拌桨均具有转动安装的搅拌轴8和安装于搅拌轴8上的搅拌叶片9，所述两根搅拌轴8平行并排安装于所述料槽1内，并且都连接有动力电机（图中未示出），在工作时靠近所述料槽1出料边沿一侧的搅拌轴8的转速高于另一侧搅拌轴8的转速，且附图中靠近所述料槽1出料边沿一侧的搅拌轴8顺时针旋转，而靠近所述料槽1出料边沿一侧的搅拌轴8逆时针旋转；喷头3设置于所述料槽1的开口上方，用以向所述料槽1内喷射液体物料。
本发明在工作时，预先在料槽1盛装无机硅固体颗粒作为晶种，然后开启喷头3向固体颗粒喷射液体物料，同时开动搅拌装置2对料槽1内的固体颗粒进行翻动，液体物料均匀喷洒在固体颗粒上结晶成为固体物料6，之后固体物料6则起到晶种的作用，使液体物料结晶。
本发明的料槽1具有利于内部固体物料6倾倒的角度，所述角度为25-35度，也就是说，料槽1向出料的一侧倾斜，以利于固体物料6的倾倒，而倾斜角度即为25-35度。这种结构具有意想不到的效果，具体为：料槽1内的固体物料6在搅拌下会向料槽1的出料边沿转移，从而可以避免固体物料6与液体物料反复接触，不容易形成大块的固态晶粒聚集体，提高了产品的质量；设置的倾斜角度利于固体物料6的溢出，出料快，生产连续性强，效率高；由于固体物料6存在转移现象，尤其在远离料槽1出料边沿的一侧搅拌桨阻力小，需要的功率也相应减小，从而降低了整套设备的能耗。
同时，本发明对两根搅拌轴8的差速比进行了反复的探索，得到：当远离料槽1出料边沿一侧的搅拌轴8与另一侧搅拌轴8的转速比在1：1.3-1：2.1之间时，颗粒成型的效果较佳，能耗较低，出料速率也较快；而且，本发明中，由于料槽1内的固体物料6不但会翻动，而且会发生转移，因此不会形成大块的固态晶粒聚集，因此搅拌桨不需要太高的转速对形成的结晶体撞击、剪切和粉碎，只起到搅拌的作用即可，远离料槽出料边沿一侧的搅拌轴8转速一般在20-40转/分就能满足搅拌的需求，进一步降低了设备的能耗，提高了产品的质量。
为了进一步说明本发明的工作性能，列举了几个实施例。
实施例1
本实施例中，料槽1的倾斜角度为25度，远离料槽1出料边沿一侧的搅拌轴8与另一侧搅拌轴8的转速比为1：1.3，远离料槽1出料边沿一侧的搅拌轴8转速为40转/分。
实施例2
本实施例中，料槽1的倾斜角度为35度，远离料槽1出料边沿一侧的搅拌轴8与另一侧搅拌轴8的转速比为1：2.1，远离料槽1出料边沿一侧的搅拌轴8转速为20转/分。
实施例3
本实施例中，料槽1的倾斜角度为30度，远离料槽1出料边沿一侧的搅拌轴8与另一侧搅拌轴8的转速比为1：1.7，远离料槽1出料边沿一侧的搅拌轴8转速为30转/分。
下表为上述实施例提供设备与滚筒造粒机、圆盘造粒机的生产速率对比表。
| 设备功率（KW） | 生产速率（吨/小时） | |
| 滚筒造粒机 | 55 | 35 |
| 圆盘造粒机 | 55 | 34 |
| 实施例1 | 55 | 61 |
| 实施例2 | 55 | 63 |
| 实施例3 | 55 | 59 |
从上述表格可知，在各设备功率一致的情况下，本发明各实施例的生产速率明显高于传统的滚筒造粒机和圆盘造粒机；所以在产量相同时，利用本发明进行生产可以大大降低能耗。
本发明不局限于上述具体实施方式，一切基于本发明的技术构思，所作出的结构上的改进，均落入本发明的保护范围之中。
Claims (4)
1.一种颗粒成型设备，包括
用以盛装固体物料的料槽；
用以搅拌固体物料的搅拌装置，所述搅拌装置安装于所述料槽内部；
用以向所述料槽内喷射液体物料的喷头，所述喷头设置于所述料槽的开口上方；其特征在于：
所述料槽具有利于内部固体物料溢出的倾斜角度，所述倾斜角度为25-35度；所述料槽的出料边沿连接有出料斜板；
所述搅拌装置包括安装于所述料槽内部的两根搅拌桨，均具有转动安装的搅拌轴和安装于搅拌轴上的搅拌叶片，所述两根搅拌轴平行并排安装于所述料槽内；所述两根搅拌轴中，靠近所述料槽出料边沿一侧的搅拌轴的转速高于另一侧搅拌轴的转速；靠近所述料槽出料边沿一侧的搅拌轴与另一侧搅拌轴的转速比在1.3：1-2.1：1之间。
2.如权利要求1所述的一种颗粒成型设备，其特征在于：所述料槽的外壁设置有水冷夹层。
3.如权利要求1所述的一种颗粒成型设备，其特征在于：所述两根搅拌桨的旋转方向相反，且相对旋转。
4.如权利要求1所述的一种颗粒成型设备，其特征在于：所述料槽安装于支架上，且底部的一侧设置有旋转支撑。
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