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    長期以來，用于建材工業(yè)及礦物烘干的回轉(zhuǎn)烘干機(jī)一直沿用L型揚(yáng)料板結(jié)構(gòu)，這種烘干機(jī)產(chǎn)量低、熱耗高、熱效率低、出料水分高且難以控制，一直處于低效工作狀態(tài)。針對目前回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)存在的問題，我們設(shè)計(jì)出新型組合式烘干機(jī)揚(yáng)料板，解決了傳統(tǒng)烘干機(jī)存在的問題。
1、傳統(tǒng)揚(yáng)料板結(jié)構(gòu)形式及存在問題
    回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)的L型揚(yáng)料板均布于筒體圓周上，沿筒體軸向L型揚(yáng)料板呈螺旋分布。烘干機(jī)筒體圓周揚(yáng)料板的分布，如圖1所示。
    裝有L型揚(yáng)料板的烘干機(jī)由于風(fēng)洞1及風(fēng)洞2的存在，工作效率低，物料難以烘干，熱交換差。若提高L型揚(yáng)料板烘干機(jī)的產(chǎn)量，常引起出料水分提高，超出控制指標(biāo)，所以產(chǎn)量達(dá)到某個數(shù)值后，很難再提高。L型揚(yáng)料板烘干機(jī)工作效率低的主要原因，有以下幾點(diǎn)。
1.1  物料在筒體橫截面上分散度低如圖1所示，烘干機(jī)安裝L型升舉式揚(yáng)料板，在筒體截面上形成風(fēng)洞1及風(fēng)洞2，物料只分布于部分空間；另外，物料落下后有一段時(shí)間堆積于L型揚(yáng)料板之上，在斷面上分散度低，只有在表面物料才與熱空氣接觸，料堆內(nèi)部不能充分與熱空氣接觸。
1.2存在由前至后的風(fēng)洞  筒體內(nèi)裝有由前至后的同一規(guī)格的L型升舉式揚(yáng)料板，風(fēng)洞1及風(fēng)洞2將從進(jìn)料端延伸到尾部，部分熱空氣來不及進(jìn)行熱交換，直接通過風(fēng)洞排走。
1.3  傳質(zhì)傳熱時(shí)間短  L型揚(yáng)料板將物料提到空中后，物料馬上拋落，在空氣中停留時(shí)間也短，因而與熱空氣接觸時(shí)間也短。此外，由于L型揚(yáng)料板軸向阻力小，物料在筒體內(nèi)停留時(shí)間短，也縮短了料與熱空氣的接觸時(shí)間。
1.4  熱煙氣與物料接觸面小  由于物料堆積于L型揚(yáng)料板上，在空中拋落時(shí)飛行時(shí)間短，所以煙氣與物料接觸面小，傳質(zhì)傳熱難以進(jìn)行。
1.5烘干機(jī)傳導(dǎo)傳熱極小  轉(zhuǎn)筒烘干機(jī)主要以煙氣的對流方式傳熱，但L型揚(yáng)料板烘干機(jī)由于揚(yáng)料板裝在筒體上和物料較長時(shí)間堆積在揚(yáng)料板上，揚(yáng)料板溫度接近于筒壁溫度，傳導(dǎo)傳遞的熱量極小。
    由于上述幾個因素的影響，降低了物料與熱空氣的傳質(zhì)傳熱，使烘干機(jī)處于低效工作狀態(tài)。
2、新一代組合式揚(yáng)料板結(jié)構(gòu)及原理
    在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，影響烘干機(jī)效率的因素有很多，為提高烘干機(jī)在筒體截面上的分散度，延長傳質(zhì)傳熱時(shí)間，消除由前至后的風(fēng)洞，使烘干機(jī)處于高效傳熱狀態(tài)，我們設(shè)計(jì)了新一代組合式揚(yáng)料板，并將其用于黏土烘干，取得了較好的效果。
2.1總體結(jié)構(gòu)方案  在∮2.2×12m的烘干機(jī)中，采用的揚(yáng)料板情況如圖2所示。
    在筒體內(nèi)，共布置有圓弧形揚(yáng)料板、弧齒形揚(yáng)料板及Z形揚(yáng)料板，圓弧形揚(yáng)料板單獨(dú)作為一組安裝，弧齒形揚(yáng)料板和Z形揚(yáng)料板配合呈組合式安裝。為方便起見，組合式與圓弧形揚(yáng)料板交替安裝，即沿軸向組合式之間安裝兩段圓弧形的。安裝新結(jié)構(gòu)的烘干機(jī)改變了L型揚(yáng)料板揚(yáng)料的低效狀態(tài)，提高了熱效率，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)力烘干。
2.2圓弧形揚(yáng)料板工作原理  圖3所示為圓弧形揚(yáng)料板零件圖，圖4為其安裝布置及工作原理圖。圓弧形揚(yáng)料板零件為半圓形，沿半圓的周向，撒料邊FD為斜邊。在∮2.2×12m烘干機(jī)內(nèi)，圓弧形揚(yáng)料板環(huán)向布置12塊，相鄰二塊圓弧形揚(yáng)料板固定于同一支座上；在筒體軸向，相鄰二排圓弧形揚(yáng)料板相互錯開。
    隨著筒體的旋轉(zhuǎn)，物料從起始點(diǎn)A處被帶起。由于圓弧形揚(yáng)料板上斜邊的作用，使物料在被帶起后，從圓弧形揚(yáng)料板上逐漸溢出。在環(huán)向旋至B點(diǎn)約125°時(shí)，物料開始依次不斷地被拋撒下來，至轉(zhuǎn)到C點(diǎn)約大于250。時(shí)撒料才基本結(jié)束。在筒體的軸向，圓弧形揚(yáng)料板隨筒體的旋轉(zhuǎn)，物料首先在D點(diǎn)開始撒料，撒料點(diǎn)從D點(diǎn)擴(kuò)展到F點(diǎn)，如圖3所示；D、E、F各點(diǎn)的切線與徑向線OH的夾角分別為其中e1接近180°，在實(shí)驗(yàn)室中我們已經(jīng)得出。，起始揚(yáng)料角l3隨L形揚(yáng)料板兩邊夾角e的增大而減小，終止揚(yáng)料角a隨L形揚(yáng)料板兩邊夾角e的減小而增大，所以，D點(diǎn)撒料狀態(tài)接近直邊揚(yáng)料板，有效縮小風(fēng)洞1；F點(diǎn)撒料狀態(tài)比直角邊揚(yáng)料板的撒料狀態(tài)，更能縮小風(fēng)洞2，故圓弧形揚(yáng)料板有效縮小了風(fēng)洞1及風(fēng)洞2，消除單獨(dú)使用一種角度的L形揚(yáng)料板出現(xiàn)的問題。
    在筒體圓截面，瞬間每塊圓弧形揚(yáng)料板撒料是在一個撒料區(qū)域，而不是L形揚(yáng)料板的線狀撒料，這也增大了瞬間物料與熱空氣的傳熱面積和物料在筒體截面的分散度。由于二排圓弧形揚(yáng)料板交錯排列，從筒體軸向看，物料呈較完整的致密的雨?duì)盍夏�，風(fēng)洞小，分散度大，從而增加了物料與熱風(fēng)的熱交換面積。
2.3組合式揚(yáng)料板工作原理  每一組合式揚(yáng)料板周邊有弧齒形揚(yáng)料板，中間有9個Z形揚(yáng)料板。Z形揚(yáng)料板用槽鋼固定于筒體上，隨著筒體一起回轉(zhuǎn)。
    組合式揚(yáng)料板工作原理，如圖5所示。每個Z形揚(yáng)料板的效果相當(dāng)于兩塊L形舉升式揚(yáng)料板，在筒體截面上9個Z形揚(yáng)料板就等于增加了18個L形舉升式揚(yáng)料板，從而極大地增加了筒體截面上揚(yáng)料板的數(shù)目。
    筒體上的弧齒形揚(yáng)料板將物料提起拋落到Z形揚(yáng)料板上，每個Z形揚(yáng)料板又將物料拋落到相鄰的Z形揚(yáng)料板上。隨著筒體的回轉(zhuǎn)，物料在空中被反復(fù)揚(yáng)起且曲折而緩慢下降，提高了物料的分散度和在空氣中的停留時(shí)間。
    圖6所示的弧齒形揚(yáng)料板，缺口處物料的撒料情況與直邊型揚(yáng)料板撒料時(shí)相同，圓弧處物料的撒料終止位置接近于直角型揚(yáng)料板。隨著筒體的旋轉(zhuǎn)，物料從筒體低點(diǎn)被帶起，缺口處物料在約125°的起始揚(yáng)料角時(shí)開始拋撒，至轉(zhuǎn)到約等于250°時(shí)，圓弧段上的物料拋撒結(jié)束，撒料區(qū)域較大。另一方面，由于有齒形結(jié)構(gòu)，每塊揚(yáng)料板在筒體截面上瞬間撒料呈兩條線狀料，改變了單一角度揚(yáng)料板在筒體截面上瞬間撒料為一條線狀的狀態(tài)。以上二個方面可有效提高物料在筒體截面上的分散度，使物料較均勻撒落在中間的9個Z形揚(yáng)料板上。
    圖7為Z形揚(yáng)料板工作原理圖。Z形揚(yáng)料板用槽鋼固定于旋轉(zhuǎn)的筒體內(nèi)腔，從運(yùn)動學(xué)角度來講，每個Z形揚(yáng)料板的運(yùn)動，分解為Z形揚(yáng)料板中心繞筒體截面中心O的轉(zhuǎn)動和Z形揚(yáng)料板繞自身中心的O’自轉(zhuǎn)，自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速等于筒體的轉(zhuǎn)速。0′為Z形揚(yáng)料板中心，O'A為Z形揚(yáng)料板上一端的起始揚(yáng)料位置，此時(shí)料面與水平面成休止角，物料開始拋落；O'B為Z形揚(yáng)料板上該端的終止位置，這時(shí)L形揚(yáng)料板短邊與水平面成休止角，物料拋落結(jié)束。隨著Z形揚(yáng)料板的自轉(zhuǎn)，Z形揚(yáng)料板的每塊板依次重復(fù)拋料運(yùn)動。由于Z形揚(yáng)料板中心點(diǎn)繞筒體截面中心O旋轉(zhuǎn)，每塊板在轉(zhuǎn)到的位置上拋出己載物料和接受相鄰其它揚(yáng)料板拋落的物料，在筒體的旋轉(zhuǎn)中Z形揚(yáng)料板有二次撒料，筒體截面上物料的分散度高。此外，由于Z形揚(yáng)料板在筒體內(nèi)阻礙了物料下落，物料在空中有循環(huán)，且在筒體中間停留時(shí)間長，從而避免了加速拋落現(xiàn)象，加之路線曲折，延長了傳質(zhì)傳熱時(shí)間。
    綜上所述，圓弧型揚(yáng)料板和組合式揚(yáng)料板的應(yīng)用，克服了單獨(dú)使用L形揚(yáng)料板所帶來的問題，物料在筒體截面上分散度高，風(fēng)洞小，熱煙氣與物料接觸面積大。由于相鄰Z形揚(yáng)料板距離較小，路線曲折，物料在空中停留時(shí)間長，延長了傳質(zhì)傳熱時(shí)間；揚(yáng)料板軸向阻力大，降低了物料軸向流速，也延長了傳質(zhì)傳熱時(shí)間。組合式揚(yáng)料板還增強(qiáng)了Z形揚(yáng)料板對物料的熱傳導(dǎo)。由此可見，采用組合式揚(yáng)料板后，傳熱面積增大，傳熱時(shí)間延長，加強(qiáng)了熱交換，可有效提高熱效率，減少煤耗，提高烘干機(jī)的產(chǎn)量。
    此外，由于大部分物料均布于筒體橫截面上，還縮小了物料的偏心距，使烘干機(jī)動力消耗降低。
3、使用效果
    新型組合式揚(yáng)料板安裝于∮2.2×12m的烘干機(jī)上，用于烘干黏土。進(jìn)料黏土含水量約14%，運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果如表1所列。由表1可知，在同等入口水分的情況下，改造后的∮2.2×12m烘干機(jī)平均臺時(shí)產(chǎn)量由10. 5t/h提高到14. 9t/h;物料的平均煤耗由46 kg煤／t下降到32.2 kg煤/t;黏土終水分由7%下降到3%。生產(chǎn)中采用組合式揚(yáng)料板后，出料水分低且易于控制，烘干機(jī)的性能有較大提高。
4、結(jié)論
    1．組合式揚(yáng)料板可提高物料在筒體橫截面上的分散度，縮小由前至后的風(fēng)洞，延長傳質(zhì)傳熱時(shí)間，增加熱煙氣與物料的接觸面積及傳導(dǎo)傳熱。
    2．組合式揚(yáng)料板可加強(qiáng)熱交換，減少煤耗，提高熱效率及回轉(zhuǎn)烘干機(jī)的產(chǎn)量，降低其出料水分。