CN115285603A - 一种可实现均匀加热的螺旋输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实现均匀加热的螺旋输送装置及其工作原理，包括螺旋输送主体装置、反向旋转取料装置、驱动装置、支撑架与下底板，螺旋输送主体装置包括反向螺旋叶片、正向螺旋叶片、螺旋轴、螺旋壳体、温度传感器和出料口，正向螺旋叶片之间在每段螺距内通过焊接连接，反向螺旋叶片与正向螺旋叶片末端之间设有一定距离，正、反向螺旋叶片与螺旋轴通过焊接在一起，螺旋壳体内壁从外到内依次添加绝热层、保温层和加热层，正向螺旋叶片的背面布置螺旋加热丝Ⅰ，螺旋轴的内部安装有螺旋加热丝Ⅱ。本发明可实现不同螺旋轴转速下物料的均匀受热，并通过温度传感器的实时反馈和控制系统的调节，维持加热区域内温度在设定范围内。

Description

一种可实现均匀加热的螺旋输送装置

技术领域

本发明涉及一种螺旋输送装置，尤其涉及一种可实现均匀加热的螺旋输送装置。

背景技术

目前市场上的螺旋输送机多用于输送粉状、颗粒状和块状物料，例如：煤粉、土壤、沙石和谷物等。这些物料露天堆积会受到雨水的影响，导致物料中含有大量的水分。在运输过程中对于潮湿的物料，会粘结在螺旋装置的筒壁上、叶片上和螺旋轴上，导致物料运输不够充分，造成物料资源的浪费。严重的情况下，会产生堵塞的现象，对螺旋装置造成极大的破坏。因此，在运输潮湿的物料进行加热烘干处理。

近年来，现有的加热装置有的在筒壁设置多个加热的容纳槽(如专利CN208867538U等)，增大了加热区域的面积，但是物料在运输过程中，会陷入凹槽中，不利于颗粒的运输；有的专利采用“螺旋筒内壁加热+风机干燥”(如专利CN206056126U等)为了体现更好的干燥效果，引入风机干燥使结构变得复杂；有的专利采用在螺旋筒内壁通入导热液，通过加热器对导热液加热(如专利CN211662595U等)，实现对物料在运输过程的加热。这些加热装置都是通过对螺旋筒内壁进行加热。若螺旋轴转速低时，物料汇聚在螺旋轴附近，处于螺旋轴附近的物料和靠近螺旋筒内壁的物料受热温度有差距，不利于物料的均匀受热。

为了提高加热效率有的在加热辊内布置多个加热管(如专利CN214612930U等)，这使得加热辊表面热量分布均匀，同时提高了加热效率；有的螺旋轴内部添加加热组件实现对物料的加热(如专利CN102173084A等)。以上装置都是采用在螺旋轴内部加热。若螺旋轴转速较高时，物料因为螺旋叶片产生的离心力会汇聚在螺旋筒内壁附近，使得靠近螺旋筒内壁物料的温度高于处于螺旋轴附近物料的温度，无法实现物料在运输中均匀受热。

有的专利在螺旋叶片上设有凹槽，将电热丝布置在凹槽内，对螺旋叶片进行加热，从而实现对物料的加热(如专利CN106433707A等)。采用对螺旋叶片进行加热，使得处于螺旋轴和螺旋筒内壁的物料受热不均匀。可以实现潮湿的物料在不同螺旋转速下均匀受热，且加热装置传递的热量会随着进入螺旋输送装置内物料做出相应的调整暂未看到相关记载。

发明内容

本发明为了解决现有的螺旋输送加热装置主要针对于螺旋装置的某一部件进行加热，导致螺旋主体内部的温度分布不均匀，从而使得物料在运输过程中无法均匀的受热的问题，提供了一种在螺旋装置的不同位置安装加热元件，实现物料在运输过程中均匀受热，同时，当物料在不断进入螺旋输送装置内温度会发变化，可以通过传感器温度的实时反馈和控制系统的调节，维持加热区域内温度在设定范围内的一种可实现均匀加热的螺旋输送装置。

本发明的技术方案：一种可实现均匀加热的螺旋输送装置，包括螺旋输送主体装置、反向旋转取料装置、驱动装置、支撑架与下底板，所述螺旋输送主体装置包括反向螺旋叶片、正向螺旋叶片、螺旋轴、螺旋壳体内壁、温度传感器和出料口，所述正向螺旋叶片之间在每段螺距内通过焊接进行连接，反向螺旋叶片与正向螺旋叶片末端之间设有一定距离，所述反向螺旋叶片的设置，用于实现物料快速地排送至出料口，正、反向螺旋叶片与螺旋轴通过焊接在一起，所述螺旋壳体内壁上从外到内依次添加绝热层、保温层和加热层，正向螺旋叶片的背面布置螺旋加热丝Ⅰ，所述螺旋轴的内部安装有螺旋加热丝Ⅱ。

本发明根据螺旋物料运输的特性，在螺旋壳体内壁内上安装加热片、正向螺旋叶片的底面布置螺旋状的加热丝和螺旋轴内部添加加热丝，构成一个封闭的加热区域，可实现不同螺旋轴转速下物料的均匀受热，并通过温度传感器的实时反馈和控制系统的调节，维持加热区域内温度在设定范围内。

优选地，所述绝热层、保温层和加热层始端布置在取料头上一定距离，末端设置于出料口平行处，所述加热层采用电热阻丝进行加热或者采用导热液的形式加热，所述保温层用来减少螺旋装置内部热量流失，所述绝热层用来减少与外界的热量交换。

优选地，所述螺旋加热丝Ⅰ材料的耐高温并在其表面设置绝缘层，螺旋加热丝Ⅰ始端和末端位置与加热层的始端和末端一致。

优选地，所述螺旋轴为中空轴，所述螺旋加热丝Ⅱ的材料耐高温并在其表面设置绝缘层，螺旋加热丝Ⅱ始端和末端位置与加热层的始端和末端一致。

优选地，螺旋轴内的加热丝、正向螺旋叶片背面的加热丝和螺旋壳体内壁的加热片形成了一个密闭加热区域，其中，散体颗粒自由表面与筒壁的交汇处为料踝，与螺旋轴的交汇处为料趾，正向螺旋叶片与筒壁的交汇处为料踵，用于实现物料在料踵、料踝和料趾处的均匀加热，使得物料可以快速地干燥，减少潮湿物料在螺旋输送内部的粘结，提高物料输送效率。

优选地，加热区域内安装有温度传感器，传感器测得的温度反馈给PID控制系统，然后根据设定的温度范围调节螺旋输送装置内的温度。

优选地，所述螺旋反向旋转取料装置包括取料口、取料头、热轧钢板Ⅰ、热轧钢板Ⅱ、法兰连接装置、挡板、轴承装置、三角支撑架和反旋转取料装置壳体，所述取料头与热轧钢板Ⅰ焊接连接，热轧钢板Ⅰ和热轧钢板Ⅱ进行焊接，所述热轧钢板Ⅱ与螺旋壳体内壁通过螺栓进行连接，热轧钢板Ⅱ与反旋转取料装置壳体通过法兰装置连接，所述反螺旋取料装置壳体上焊接挡板，所述挡板用来破碎大块的物料或者用来破碎粘结在一起的物料，所述轴承装置通过三角支撑架进行固定在反旋转取料装置上。

优选地，所述驱动装置包括电机Ⅰ、减速器Ⅰ、减速器Ⅱ和电机Ⅱ；所述电机Ⅰ采用逆时针旋转，实现取料装置反向旋转，便于物料进入进料口，电机Ⅱ采用顺时针旋转，便于物料的向上输送，所述减速器Ⅰ和减速器Ⅱ用于调节电机的转速。

优选地，所述支撑架用于固定螺旋轴，在支撑架上安装铰链机构，用于调节螺旋输送装置的倾斜角；所述下底板与螺旋轴的端盖采用螺栓进行连接，下底板用于有效防止物料下落到料堆里，从而减少二次输送。

一种可实现均匀加热的螺旋输送装置的工作方法，步骤如下：

1)散体颗粒运输之前，先对各个位置的加热装置进行预热，在温度达到设定值后，通过温度传感器反馈到控制系统上，让加热装置维持在设定的温度范围；

2)开始运输时，启动电机Ⅰ和电机Ⅱ，电机Ⅰ带动取料装置进行逆时针旋转；

3)物料被挡板破碎后进入螺旋主体部分，电机Ⅱ带动螺旋轴顺时针旋转，潮湿的物料在低转速下聚集在料趾附近，在离心力的作用下，物料不断向料踵附近靠拢；

4)无论转速如何物料始终处于加热层、螺旋轴内部的加热装置和正向螺旋叶片背面的加热装置围成了一个封闭的加热区域，不同转速下，物料分布情况不一致；

5)在不同转速下，物料分布位置不一致，三种不同的加热装置根据物料的分布可以提供不同的热量，从而实现物料在输送过程的均匀受热；

6)物料在不断进入输送装置内部时，装置内部的温度会发生改变，通过温度传感器将加热区域内的温度反馈给PID控制系统，调节加热区域内温度维持在设定温度的范围内；

7)物料在正螺旋叶片的推动下不断往上移动，直至被输送到出料口的高度位置，在出料口的高度位置，通过反螺旋叶片将干燥后的物料快速地送出出料口。

本发明在螺旋壳体内壁内添加加热片、螺旋轴内布置螺旋加热丝和正向螺旋叶片的背面安装螺旋加热丝，构成一个封闭的加热区域，可以让螺旋输送装置内的温度均匀分布，从而实现物料在运输过程中均匀受热。当物料进入螺旋输送体内，不同位置的加热装置会根据设定的温度进行调整，同时，物料在运输过程中可以得到充分的干燥，实现物料运输与干燥一体化。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中螺旋壳体内壁加热结构的俯视图；

图3为本发明中正向螺旋叶片加热结构的局部示意图；

图4为本发明中单螺距内封闭加热区域的示意图；

图5为本发明的温度反馈调节原理图；

图中：1.螺旋输送主体装置，11.反向螺旋叶片，12.正向螺旋叶片，121.螺旋加热丝Ⅰ，13.为螺旋轴，131.螺旋加热丝Ⅱ，14.螺旋壳体，141.绝热层，142.保温层，143.加热层，15.温度传感器，16.出料口；2.反向旋转取料装置，21.取料口，22.取料头，23.热轧钢板Ⅰ，24.热轧钢板Ⅱ，25.法兰连接装置，26.挡板，27.轴承装置，28.三角支撑架，29.反旋转取料装置壳体；3.驱动装置，31.减速器Ⅰ，32.电机Ⅰ，33.减速器Ⅱ，34.电机Ⅱ；4.支撑架，5.下底板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，但并不是对本发明保护范围的限制。

如图1-5所示，一种可实现均匀加热的螺旋输送装置，包括螺旋输送主体装置1、反向旋转取料装置2、驱动装置3、支撑架4与下底板5。

螺旋输送主体装置1包括反向螺旋叶片11、正向螺旋叶片12、螺旋轴13、螺旋壳体14、温度传感器15和出料口16。所述正向螺旋叶片12之间在每节螺距内通过焊接进行连接，反向螺旋叶片11与正向螺旋叶片12末端之间设有一定距离。所述反向螺旋叶片的设置，可实现物料快速地排送至出料口。正、反向螺旋叶片通过焊接与螺旋轴进行连接。

螺旋壳体14上，从外到内依次添加绝热层141、保温层142和加热层143。根据螺旋输送物料的特性，物料先是聚集在螺旋轴附近，由于离心力的作用，物料逐渐向筒壁靠拢。因此，所述绝热层141、保温层142和加热层143始端布置在取料头上一定距离，末端设置于出料口平行处。所述加热层可以采用电热阻丝进行加热或者采用导热液的形式加热，所述保温层142用来减少螺旋装置内部热量流失，所述绝热层用来减少与外界的热量交换。

正向螺旋叶片12的背面布置螺旋加热丝Ⅰ121，所述螺旋加热丝Ⅰ材料的耐高温并在其表面设置绝缘层。同时，螺旋加热丝Ⅰ121始端和末端位置与加热层141的始端和末端一致。正向螺旋叶片12的加热形式并不局限于电阻丝的形式，也可以为导热管等加热形式。

螺旋轴13为中空轴，在其内部安装有螺旋加热丝Ⅱ131，所述螺旋加热丝Ⅱ的材料耐高温并在其表面设置绝缘层。同时，螺旋加热丝Ⅱ131始端和末端位置与加热层141的始端和末端一致。所述螺旋轴13的加热形式并不局限于电阻丝的形式，也可以为导热管等加热形式。

螺旋轴内的加热丝、正向螺旋叶片背面的加热丝和螺旋壳体内壁的加热片形成了一个密闭加热区域。其中，散体颗粒自由表面与筒壁的交汇处为料踝，与螺旋轴的交汇处为料趾，正向螺旋叶片与筒壁的交汇处为料踵。可实现物料在料踵、料踝和料趾处的均匀加热，使得物料可以快速地干燥，减少潮湿物料在螺旋输送内部的粘结，提高物料输送效率。

加热区域内安装有温度传感器15，传感器测得的温度反馈给PID控制系统，然后根据设定的温度范围调节螺旋输送装置内的温度。

螺旋反向旋转取料装置2包括取料口21、取料头22、热轧钢板Ⅰ23、热轧钢板Ⅱ24、法兰连接装置25、挡板26、轴承装置27、三角支撑架28和反旋转取料装置壳体29。所述取料头22与热轧钢板Ⅰ23焊接连接，热轧钢板Ⅰ23和热轧钢板Ⅱ24进行焊接。所述热轧钢板Ⅱ24与螺旋壳体14通过螺栓进行连接，热轧钢板Ⅱ24与反旋转取料装置壳体29通过法兰装置25连接。所述反螺旋取料装置壳体29上焊接挡板26，所述挡板用来破碎大块的物料或者用来破碎粘结在一起的物料。所述轴承装置27通过三角支撑架进行固定在反旋转取料装置29上。

驱动装置3包括电机Ⅰ31、减速器Ⅰ32、减速器Ⅱ33和电机Ⅱ34；所述电机Ⅰ采用逆时针旋转，实现取料装置反向旋转，便于物料进入进料口21。电机Ⅱ34采用顺时针旋转，便于物料的向上输送。所述减速器Ⅰ32和减速器Ⅱ33用于调节电机的转速。

支撑架4用于固定螺旋轴，在支撑架4上安装铰链机构，可以调节螺旋输送装置的倾斜角。下底板5与螺旋轴端盖采用螺栓进行连接，下底板可以有效防止物料下落到料堆里，从而减少二次输送。

本发明的工作原理如下：在物料运输前，先对各个位置的加热装置进行预热，在温度达到设定值后，通过温度传感器反馈到控制系统上，让加热装置维持在设定的温度范围。开始运输时，启动电机Ⅰ和电机Ⅱ，电机Ⅰ带动取料装置进行逆时针旋转。物料被挡板破碎后进入螺旋主体部分。电机Ⅱ带动螺旋轴顺时针旋转，潮湿的物料在低转速下聚集在料趾附近，在离心力的作用下，物料不断向料踵附近靠拢。无论转速如何物料始终处于加热层、螺旋轴内部的加热装置和正向螺旋叶片背面的加热装置围成了一个封闭的加热区域。在不同转速下，物料分布位置不一致。三种不同的加热装置根据物料的分布可以提供不同的热量，从而实现物料在输送过程的均匀受热。物料在不断进入输送装置内部时，装置内部的温度会发生改变，通过温度传感器将加热区域内的温度反馈给PID控制系统，调节加热区域内温度维持在设定温度的范围内。物料在正向螺旋叶片的推动下不断往上移动，直至被输送到出料口的高度位置。在出料口的高度位置，通过反螺旋叶片将干燥后的物料快速地送往出料口。

本发明的主要创新在于1.在螺旋壳体内壁、螺旋轴和正向螺旋叶片上安装有加热元件，这些不同位置的加热元件构成了一个封闭的加热区域，可以实现物料在输送过程的均匀受热。

2.在靠近螺旋壳体内壁、螺旋轴内部和正向螺旋叶片上置安装有多个温度传感器。通过传感器对温度的实时反馈，控制系统调节不同位置加热的温度，使得不同位置的温度分布均匀，并维持加热区域在设定范围内。

3.可实现不同转速下物料运输与干燥一体化。

Claims (10)

1.一种可实现均匀加热的螺旋输送装置，其特征在于：其包括螺旋输送主体装置、反向旋转取料装置、驱动装置、支撑架与下底板，所述螺旋输送主体装置包括反向螺旋叶片、正向螺旋叶片、螺旋轴、螺旋壳体、温度传感器和出料口，所述正向螺旋叶片之间在每段螺距内通过焊接进行连接，反向螺旋叶片与正向螺旋叶片末端之间设有一定距离，所述反向螺旋叶片的设置，用于实现物料快速地排送至出料口，正、反向螺旋叶片与螺旋轴通过焊接在一起，所述螺旋壳体内壁上从外到内依次添加绝热层、保温层和加热层，正向螺旋叶片的背面布置螺旋加热丝Ⅰ，所述螺旋轴的内部安装有螺旋加热丝Ⅱ。

2.根据权利要求1所述的一种可实现均匀加热的螺旋输送装置，其特征在于：所述绝热层、保温层和加热层始端布置在取料头上一定距离，末端设置于出料口平行处，所述加热层采用电热阻丝进行加热或者采用导热液的形式加热，所述保温层用来减少螺旋装置内部热量流失，所述绝热层用来减少与外界的热量交换。

3.根据权利要求2所述的一种可实现均匀加热的螺旋输送装置，其特征在于：所述螺旋加热丝Ⅰ材料的耐高温并在其表面设置绝缘层，螺旋加热丝Ⅰ始端和末端位置与加热层的始端和末端一致。

4.根据权利要求2所述的一种可实现均匀加热的螺旋输送装置，其特征在于：所述螺旋轴为中空轴，所述螺旋加热丝Ⅱ的材料耐高温并在其表面设置绝缘层，螺旋加热丝Ⅱ始端和末端位置与加热层的始端和末端一致。

5.根据权利要求3或者4中任意一项所述的一种可实现均匀加热的螺旋输送装置，其特征在于：螺旋轴内的加热丝、正向螺旋叶片背面的加热丝和螺旋壳体内壁的加热片形成了一个密闭加热区域，其中，散体颗粒自由表面与筒壁的交汇处为料踝，与螺旋轴的交汇处为料趾，正向螺旋叶片与筒壁的交汇处为料踵，用于实现物料在料踵、料踝和料趾处的均匀加热，使得物料可以快速地干燥，减少潮湿物料在螺旋输送内部的粘结，提高物料输送效率。

6.根据权利要求5所述的一种可实现均匀加热的螺旋输送装置，其特征在于：加热区域内安装有温度传感器，传感器测得的温度反馈给PID控制系统，然后根据设定的温度范围调节螺旋输送装置内的温度。

7.根据权利要求6所述的一种可实现均匀加热的螺旋输送装置，其特征在于：所述螺旋反向旋转取料装置包括取料口、取料头、热轧钢板Ⅰ、热轧钢板Ⅱ、法兰连接装置、挡板、轴承装置、三角支撑架和反旋转取料装置壳体，所述取料头与热轧钢板Ⅰ焊接连接，热轧钢板Ⅰ和热轧钢板Ⅱ进行焊接，所述热轧钢板Ⅱ与螺旋壳体内壁通过螺栓进行连接，热轧钢板Ⅱ与反旋转取料装置壳体通过法兰装置连接，所述反螺旋取料装置壳体上焊接挡板，所述挡板用来破碎大块的物料或者用来破碎粘结在一起的物料，所述轴承装置通过三角支撑架进行固定在反旋转取料装置上。

8.根据权利要求7所述的一种可实现均匀加热的螺旋输送装置，其特征在于：所述驱动装置包括电机Ⅰ、减速器Ⅰ、减速器Ⅱ和电机Ⅱ；所述电机Ⅰ采用逆时针旋转，实现取料装置反向旋转，便于物料进入进料口，电机Ⅱ采用顺时针旋转，便于物料的向上输送，所述减速器Ⅰ和减速器Ⅱ用于调节电机的转速。

9.根据权利要求8所述的一种可实现均匀加热的螺旋输送装置，其特征在于：所述支撑架用于固定螺旋轴，在支撑架上安装铰链机构，用于调节螺旋输送装置的倾斜角；所述下底板与螺旋轴的端盖采用螺栓进行连接，下底板用于有效防止物料下落到料堆里，从而减少二次输送。

10.一种如权利要求9所述的可实现均匀加热的螺旋输送装置的工作原理，其特征在于：其步骤如下：

1)在物料运输前，先对各个位置的加热装置进行预热，在温度达到设定值后，通过温度传感器反馈到控制系统上，让加热装置维持在设定的温度范围；

2)开始运输时，启动电机Ⅰ和电机Ⅱ，电机Ⅰ带动取料装置进行逆时针旋转；

3)物料被挡板破碎后进入螺旋主体部分，电机Ⅱ带动螺旋轴顺时针旋转，潮湿的物料在低转速下聚集在料趾附近，在离心力的作用下，物料不断向料踵附近靠拢；

4)无论转速如何物料始终处于加热层、螺旋轴内部的加热装置和正向螺旋叶片背面的加热装置围成了一个封闭的加热区域；

5)在不同转速下，物料分布位置不一致，三种不同的加热装置根据物料的分布可以提供不同的热量，从而实现物料在输送过程的均匀受热；

6)物料在不断进入输送装置内部时，装置内部的温度会发生改变，通过温度传感器将加热区域内的温度反馈给PID控制系统，调节加热区域内温度维持在设定温度的范围内；

7)物料在正向螺旋叶片的推动下不断往上移动，直至被输送到出料口的高度位置，在出料口的高度位置，通过反螺旋叶片将干燥后的物料快速地送至出料口。

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