轉筒干燥器的總體與結構設計開題報告

1、畢業(yè)設計（論文）開題報告題目 轉筒干燥器的總體與結構設計專 業(yè) 名 稱 機械設計制造及其自動化班 級 學 號 05802438學 生 姓 名 曾傳林指 導 教 師 張曉榮填 表 日 期 2010 年 03 月 10 日一 選題的依據(jù)及意義：干燥的操作幾乎涉及到國民經濟的所有部門，廣泛用于生產和生活之中。所謂干燥，一般是指從固體材料中使液體（主要是水份）揮發(fā)和分離的操作，也包括從液體或泥漿狀的物料中蒸發(fā)除去水分，以達到固體中失去水分的操作。其目的是除去某些原料、半成品以及成品中的水分或溶劑，以便于加工、使用、運輸、儲藏等。干燥是消耗大量熱量的操作，在嚴格要求節(jié)省能源的今天，干燥所使用的熱源，若能

2、把利用廢氣及剩余蒸汽等廉價的熱源作為方向，對于干燥機本身來說，即使熱效率降低，但對整體而言，還是經濟的。另外，在進入干燥工序之前的前處理工序，能采用降低水分的方法是經濟的。對于干燥操作來說，干燥器的選擇是非常困難而復雜的問題。因被干燥物料的特性、供熱的 方法和物料 干燥介質系統(tǒng)的流體動力學等必須全部考慮。由于被干燥物料的種類繁多，要求各異，決定了不可能有一個萬能的干燥器，只能選用最佳的干燥方法和干燥器形式。在選擇干燥器形式時，要考慮下列因素：（1）被干燥物料的性質（a）濕物料的物理特性；（b）干物料的物理特性；（c）腐蝕性；（d）毒性；（e）可燃性；（f）粒子大??；（g）磨損性。（2）物料的干

3、燥特性（a）濕份的類型；（b）初始和最終濕含量；（c）允許的最高干燥溫度；（d）產品的粒度分布；（e）產品的色、光澤、味等。（3）回收問題（a）粉塵回收；（b）溶劑回收。（4）用戶安裝地點的可行性問題（a）空間是否能布置此干燥系統(tǒng)；（b）可用的加熱空氣的能源類型及電能；（c）排放的粉塵條件；（d）噪音；（e）干燥前后的銜接工序。轉筒干燥器的主體是略帶傾斜并能回轉的圓筒體。這種裝置的工作原理簡圖如上。濕物料從左端上部加入，經過圓筒內部時，與通過筒內的熱風或加熱壁面進行有效的接觸而被干燥，干燥后的產品從右端下部收集。在干燥過程中，物料借助于圓筒的緩慢轉動，在重力的作用下從較高的一端向較低的一端移動

4、。筒體內壁上裝有順向抄板（或類似的裝置），它不斷地把物料拋起又灑下，使物料的熱接觸面表面增加，以提高干燥速率并促進物料向前移動。干燥過程中所用的熱載體一般為空氣，煙道氣或水蒸氣等。如果熱載體（如熱空氣、煙道氣）直接與物料接觸，則經過干燥后，通常用旋風除塵器將氣體中所夾帶的細粒物料捕集下來，非空氣則經旋風除塵器后放空。轉筒干燥器是最古老的干燥設備之一，但由于經濟實用工作量大，效率較高，目前仍被廣泛使用于冶金、建材、化工等領域。二 國內外研究概況及發(fā)展趨勢：轉筒干燥器的主體是略帶傾斜(也有水平的)并能回轉的圓筒體，濕物料由其一端加入，經過圓筒內部時，與通過筒內的熱風或加熱壁面有效地接觸而被干燥。轉

5、筒干燥器是一種既受高溫加熱又兼輸送的設備，在食品、化工、冶金、建材等行業(yè)都有廣泛的應用。實用干燥器的最小直徑為0.5米左右，最大為3米以上。長度短的為2米左右，長的可達50米。隨著中國加入wto以及經濟的高速增長，使得這些行業(yè)的產 品激增，對轉筒干燥器也就不可避免地產生更大的需求。長期以來，對轉筒干燥器的研究僅限于對干燥過程的試驗研究和提出數(shù)學模型，這些研究并不能完全揭示轉筒干燥器內部物料的運動軌跡和熱力學參數(shù)的分布信息，常規(guī)的測試手段又很難測得，因而，對這種干燥器的運用和發(fā)展受到了一定的限制。在很長的時期內，轉筒干燥器已經沒有真正意義上的技術創(chuàng)新。在1996年，日本東京的yamato san

6、kyo制造公司申請了一個新型轉筒干燥器的專利，其新穎之處在于干燥空氣從中心管穿過多條分支管而噴射到旋轉的筒壁上，它不僅熱質傳遞速率幾乎是原來的兩倍，而且，具有尺寸小、結構簡單、成本低等優(yōu)點，這是這些年來，在轉筒干燥器領域的主要創(chuàng)新。 轉筒干燥與其他干燥設備相比，生產能力大，可連續(xù)操作；結構簡單，操作方便；故障少，維修費用低；適用范圍廣，流體阻力小，可以用它干燥顆料狀物料，對于那些附著性大的物料也很有利；操作彈性大，生產上允許產品的流量有較大波動范圍，不會影響產品的質量；清掃容易。缺點是：設備龐大，一次性投資多；安裝、拆卸困難；熱損失較大，熱效率低(蒸汽管式轉筒干燥器熱效率高)；物料在干燥器內停

7、留時間長，物料顆料之間的停留時間差異較大。 轉筒干燥器的國內外現(xiàn)狀 目前，國內使用的轉筒干燥器與國外的型式基本相同。為了提高干燥性能，國內外新型設備研制動向亦大體相似，即通過組合設置不同幾何形狀的抄板，發(fā)展具有聯(lián)合裝置的轉筒干燥器。按照被干燥物料的加熱方式，可將目前的轉筒干燥器分為五種類型，即直接加熱式干燥器、間接加熱式干燥器、復合加熱式干燥器、蒸汽煅燒干燥器、噴漿造粒干燥器。（1）直接加熱式轉筒干燥器 此種干燥器內載熱體直接與被干燥物料接觸，主要靠對流傳熱，使用最廣泛。分為常規(guī)直接加熱轉筒干燥器、葉片式穿流轉筒干燥器和通氣管式轉筒干燥器三種。 常規(guī)直接加熱轉筒干燥器中被干燥的物料與熱風直接接

8、觸，以對流傳熱的方式進行干燥。按照熱風與物料之間的流動方向，分為并流式和逆流式。干燥器的空氣出口溫度在并流式中一般應高于物料出口溫度1020，在逆流式中空氣出口溫度沒有明確規(guī)定，但設計時采用100作為出口溫度比較合理。筒體直徑一般為 0.43，筒體長度與筒體直徑之比一般為410。干燥器的圓周速度為0.40.6m/s，空氣速度在1.52.5m/s范圍內。 按照熱風的吹入方式可將葉片式穿流轉筒干燥器分為端面吹入型和側面吹入型兩種。端面吹入型的筒體水平安裝，沿筒體內壁圓周方向等距離裝有許多從端部入口側向出口側傾斜的葉片，熱風從端部進入轉筒底部，僅從下部有料層的部分葉片間隙吹入筒內，因此能有效地保證干

9、燥在熱風與物料的充分接觸下進行，不會出現(xiàn)短路現(xiàn)象。物料則在傾斜的葉片和筒體的回轉作用下，由入口側向出口側移動，其滯留時間可用出口調節(jié)隔板調節(jié)。側面吹入型與端面吹入型不同的是：筒體略帶傾斜安裝，大部分熱風從開有許多小孔的筒體外吹入筒內，其方向與筒內物料的移動方向成直角，再穿過三角形葉片的百葉窗孔進入料層。在回轉筒體外壁四周裝有箱型殼體，并沿回轉筒體長度方向分成34個獨立的室。每個室都有獨立的鼓風機、空氣加熱器以及進氣口和排氣口，熱風溫度以及循環(huán)風量、排氣量均能自行調節(jié)。這種干燥器體積傳熱系數(shù)大，約為3491745w/m3，干燥時間短，約為1030min，物料的填充率較大，約為 20%30%。裝置

10、容積相對較小，料層阻力為98588pa，通過風速一般為0.51.5m/s，筒體的轉速約為常規(guī)直接加熱轉筒干燥器的1/2左右，使用的熱風溫度為100300。常用這種干燥器干燥粒狀、塊狀或片狀物料，例如壓扁大豆、砂糖等物料。 通氣管式轉筒干燥器轉筒的設計和安裝與常規(guī)式相同，不同的是轉筒內沒有安裝抄板，物料自進口端向出口端移動的過程中，始終處于轉筒底部的空間中，形成一個穩(wěn)定的料層。熱空氣從端部進入不隨筒體轉動的中心管后，高速地從埋在料層內的分支管小孔中噴出，與物料強烈接觸。由于分支管是沿著中心管長度方向均勻分布，而沿著圓周方向則主要集中于中心管下部分布。所以這種設計不僅保證了熱風與物料的有效接觸，強

11、化了傳熱傳質過程，而且與葉片式穿流轉筒干燥器相比，氣體在干燥器長度上的分布則更加均勻。通氣管式干燥器的體積傳熱系數(shù)約是常規(guī)式的兩倍。轉筒的圓周速度約是常規(guī)式的1/2。在相同的生產能力下，干燥筒體的長度僅是常規(guī)式的1/2。（2）間接加熱式轉筒干燥器 其載熱體不直接與被干燥的物料接觸，而干燥所需的全部熱量都是經過傳熱壁傳給被干燥物料的。間接加熱轉筒干燥器根據(jù)熱載體的不同，分為常規(guī)式和蒸汽管式兩種。常規(guī)間接加熱轉筒干燥器的轉筒砌在爐內，用煙道氣加熱外殼。此外，在轉筒內設置一個同心圓筒。煙道氣進入外殼和爐壁之間的環(huán)狀空間后，穿過連接管進入干燥筒內的中心管。煙道氣的另一種走向是首先進入中心管，然后折返到

12、外殼和爐壁的環(huán)狀空間，被干燥的物料則在外殼和中心管之間的環(huán)狀空間通過。為了及時排除從物料中汽化出的水分，可以用風機向干燥筒中引入適量的空氣，但所需的空氣量比直接加熱式要小得多。由于風速很小(一般為0.30.7m/s)，所以廢氣夾帶粉塵量很少，幾乎不需氣固分離設備。在許多場合下，也可以不用排風機而直接采用自然通風除去汽化出的水分。蒸汽管間接加熱轉筒干燥器的干燥筒內以同心圓方式排列13 圈加熱管，其一端安裝在干燥器出口處集管箱的排水分離室上，另一端用可熱膨脹的結構安裝在通氣頭的管板上。蒸汽、熱水等熱載體則由蒸汽軸頸管加入，通過集管箱分配給各加熱管，而冷凝水則借干燥器的傾斜度匯集至集管箱內，由蒸汽軸

13、頸管排出。物料在干燥器內受到加熱管的升舉和攪拌作用而被干燥，并借助干燥器的傾斜度從較高一側向較低一側移動，從設在端部的排料斗排出。它的單位容積干燥能力是常規(guī)直接加熱式轉筒干燥器的3倍左右，傳熱系數(shù)約為每平方米加熱面積40120w/(m2)，熱效率高達80%90%，物料的填充率為0.10.2。（3）復合加熱式轉筒干燥器 其一部分熱量是由干燥介質經過傳熱壁傳給被干燥物料，另一部分熱量則由載熱體直接與物料接觸而傳遞的，是熱傳導和對流傳熱兩種形式的組合，熱利用率較高。主要由轉筒和中央內管組成，熱風進入內筒，由物料出口端折入外筒后，由原料供給端排出。物料則沿著外殼壁和中央內筒的環(huán)狀空間移動。干燥所需的熱

14、量，一部分由熱空氣經過內筒傳熱壁面，以熱傳導的方式傳給物料；另一部分通過熱風與物料在外殼壁與中央內筒的環(huán)狀空間中逆流接觸，以對流傳熱的方式傳給物料。（4）蒸汽煅燒干燥器 在蒸汽煅燒干燥器內，一方面進行煅燒，一方面進行干燥。并設有自身返料裝置。熱量是通過設在回轉筒內的翅片管蒸汽加熱而獲得的。傳熱系數(shù)高，熱效率可達到75%，蒸發(fā)強度為150kg/3(水)。（5）噴漿造粒干燥器 它將產品干燥和造粒在一個回轉圓筒中完成。料漿由噴嘴噴射到筒內，筒體內部設有返料螺旋抄板，使成品自身返料而減少返料倍數(shù)，簡化流程，降低設備負荷，提高設備生產強度。（6）應用實例 日本生產的5.423大型轉筒干燥器，是一種具有聯(lián)

15、合裝置的轉筒干燥器，主要特點是內部分段設置羽狀揚料板，普形揚料板和鐵鏈環(huán)，物料水份可由12%降到4%。 芬蘭生產的新型轉筒干燥器規(guī)格為2.424，首段設直板形揚料板，中段設結構密集的套索板，其后為空筒段，尾部在筒壁上開設有20mm 的小孔，用以分離粉料和塊狀物料，物料水份可從8%降至1%。 由原民主德國和蘇聯(lián)合作設計一種干燥器，主要特點是共設有四種結構形式的揚料裝置，并呈多段、交叉布置。 美國生產的新型干燥器的結構特點是設置了五種結構形式的揚料板和阻料圈，揚料板呈不同高度，進料端較高，向出料端逐漸降低。在筒體斷面上裝有可調整位置的環(huán)形擋板，構成阻料圈，從而可延長物料在干燥器內的停留時間。 由合

16、肥水泥研究設計院研制成功的一種組合揚料板式烘干機，已申報國家專利。特點是設置多段不同形狀的揚料板，以及徑向折流板和導向阻料圈，作用在于使物料沿軸呈“波浪”向前“蠕動”，使物料在圓斷面均勻撒落，延長物料通過烘干機的時間。在實際應用中，1.512 轉筒烘干機產量達6.5t/h，物料水份從19%可降到2%。還研制有一種套筒式烘干機，特點是由兩段不同直徑的筒體同軸組合而成，該機長度縮短了50%，外筒體對內筒體保溫，可減少散熱損失，提高熱效率。 山東天力干燥設備有限公司開發(fā)出了糟渣類物料轉筒干燥器、帶自清理結構的新型回轉圓筒干燥器等產品，并應用了惰性粒子回轉圓筒干燥技術以及與流化床技術、氣流技術相結合的

17、新工藝。極大地拓寬了常規(guī)轉筒的使用范圍，在保留轉筒的處理量大、運行平穩(wěn)的優(yōu)點的同時，能處理粘性物料、膏糊狀物料，甚至能處理液體物料。很好地克服了常規(guī)轉筒干燥器中存在的結疤、粘壁、產品品質不均勻的缺點，成功地用于具熱粘性質的氯化膽堿粉劑、氨基酸、棕櫚油渣的干燥，取代了原始的烘房，性能指標優(yōu)于國外設備。在轉筒內加入惰性粒子及相應的返料篩分裝置，可在轉筒內實現(xiàn)對膏糊狀、液體產品的干燥。 djh型烘干機國內開發(fā)的一種轉筒干燥器，它依據(jù)物料性狀和干燥運行的具體條件，確定揚料板的結構尺寸、干燥器的轉速和傾角，以最佳組合參數(shù)運轉，提高了干燥能力。制造簡單，維修方便，維修所需備品備件少。還通過采取筒體保溫措施

18、，以減小散熱損失，提高烘干熱效率。若以該規(guī)格烘干機與日本聯(lián)合裝置烘干機相比較，兩者干燥能力相當，但該機有效烘干容積僅為后者的26.7%，整機性能要優(yōu)于后者。2 發(fā)展趨勢 隨著人們對轉筒干燥器研究的不斷深入以及生產經驗的不斷積累，一些問題將會得到進一步的解決。轉筒內抄板的結構形式對干燥效果的影響，將得到進一步的研究。也將會為轉筒轉數(shù)、傾斜度、干燥介質溫度、速度對干燥速率的影響，提供較為準確的最佳參數(shù)范圍。為進一步提高效率、降低能耗、優(yōu)化干燥器性能，提高控制水平和產品質量，不斷增強在線檢測的能力，計算機技術、專家系統(tǒng)將在轉筒干燥器的應用領域得到進一步的應用和發(fā)展。三 原始資料及設計技術要求：（一）

19、原始資料1） 轉筒干燥機的設計規(guī)格10008000mm；2） 轉筒干燥機的其它主要技術參數(shù)：傾斜度3-5%；轉速3-8r/min;進氣溫700；功率7.5kw；生產能力0.8-2.5t/h；重量4t。（二）轉筒干燥器的設計技術要求1） 根據(jù)主要技術參數(shù)設計轉筒干燥機的結構（托輪、進出料裝置、傳動裝置與齒輪罩等）。2) 要求英文資料翻譯忠實原文。3) 要求完成的設計能滿足實際要求，圖面及文字說明表達簡潔、清晰、易讀懂，圖紙設計規(guī)范，符合制圖標準。能用于指導實際的生產、裝配。4) 要求畢業(yè)論文敘述條理清楚，設計計算正確，論文格式規(guī)范。四 目標、主要特色及工作進度：1 目標通過這次對轉筒干燥機總體與

20、結構的設計，學會利用查參考書和某些圖表正確計算零件的尺寸和一些參數(shù)。培養(yǎng)自己掌握一般機械設計的思路，設計方法和設計步驟。提高自己利用計算機繪制二維圖紙和三維實體模型的設計能力。最終目標是：設計一個轉筒干燥器系統(tǒng)以及繪制轉筒干燥機總裝配圖，托架裝置、密封裝置、出料箱和筒體焊接的二維圖紙。2 主要特色轉筒干燥器與其他干燥設備相比，具有如下優(yōu)點：（1）生產能力大，可連續(xù)工作；（2）結構簡單，操作方便；（3）故障少，維修費用低；（4）適用范圍廣，可以用它干燥顆粒狀物料，對于那些附著性大的物料也很有利；（5）操作彈性大。大生產上允許產品的產量有較大的波動范圍，不致影響產品的質量；（6）清掃容易。該干燥器

21、的缺點是：（1）設備龐大，一次性投資多；（2）安裝、拆卸困難；（3）熱容量系數(shù)小，熱效率低（但蒸汽管式轉筒干燥器熱效率高）；（4）物料在干燥器內停留時間長，且物料顆粒之間的停留是差異較大，因此不適合于對溫度有嚴格要求的物料。3 工作進度畢業(yè)設計（論文）工作內容及完成時間：1）查閱有關資料，撰寫開題報告； 3月1日-3月14日2) 英文資料翻譯（6000字符以上）； 3月15日-3月22日3）分析與研究：了解現(xiàn)有類似設備的工作原理，制訂設備工作原理圖； 3月23日-4月2日4）轉筒干燥機主要結構及相關尺寸的計算； 4月3日-4月27日5）轉筒干燥機各主要配件圖紙和總裝圖的繪制（以上合計a1圖3張

22、，a2圖2張）；4月28日-5月17日6）撰寫畢業(yè)論文一份； 5月18日-6月3日7）畢業(yè)設計審查、畢業(yè)答辯。 6月4日-7月2日五 參考文獻：1 王大康 盧頌峰 機械設計課程設計 北京：北京工業(yè)大學出版社，2002.22 汪愷機械工業(yè)基礎標準應用的手冊 北京：機械工業(yè)出版社，2001.63 機械設計手冊(新版) 第一卷、第二卷、第四卷、第五卷.北京：機械工業(yè)出版社，2004.84 吳宗澤 機械零件設計手冊 北京：機械工業(yè)出版社，2003.115 時鈞 化學工程手冊 北京：化學工業(yè)出版社，1996.16 日本化學技術 化工機械設計和保養(yǎng) 上海：上?？茖W技術文獻出版社，19857 calcula

23、tion of the dimensions blades for drum dryers. v.f.pershin, a.a. koryagin,v. l.negrov, and a.g.sidelnikov. khimicheskoe i neftyanoe mashinostroenie, no. 11, pp. 21-22, november。09/20 11:46 102機體齒飛面孔雙臥多軸組合機床及cad設計09/08 20:02 3kn微型裝載機設計09/20 15:09 45t旋挖鉆機變幅機構液壓缸設計08/30 15:32 5噸卷揚機設計10/30 17:12 c620軸撥桿

24、的工藝規(guī)程及鉆2-16孔的鉆床夾具設計09/21 13:39 ca6140車床撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計83100308/30 15:37 cpu風扇后蓋的注塑模具設計09/20 16:19 gdc956160工業(yè)對輥成型機設計08/30 15:45 ls型螺旋輸送機的設計10/07 23:43 ls型螺旋輸送機設計09/20 16:23 p-90b型耙斗式裝載機設計09/08 20:17 pe10自行車無級變速器設計10/07 09:23 話機機座下殼模具的設計與制造09/08 20:20 t108噸自卸車拐軸的斷裂原因分析及優(yōu)化設計09/21 13:39 x-y型數(shù)控銑床工作臺的

25、設計09/08 20:25 yd5141syz后壓縮式垃圾車的上裝箱體設計10/07 09:20 zh1115w柴油機氣缸體三面粗鏜組合機床總體及左主軸箱設計09/21 15:34 zxt-06型多臂機凸輪軸加工工藝及工裝設計10/30 16:04 三孔連桿零件的工藝規(guī)程及鉆35h6孔的夾具設計08/30 17:57 三層貨運電梯曳引機及傳動系統(tǒng)設計10/29 14:08 上蓋的工工藝規(guī)程及鉆6-4.5孔的夾具設計10/04 13:45 五噸單頭液壓放料機的設計10/04 13:44 五噸單頭液壓放料機設計09/09 23:40 儀表外殼塑料模設計09/08 20:57 傳動蓋沖壓工藝制定及沖

26、孔模具設計09/08 21:00 傳動系統(tǒng)測繪與分析設計10/07 23:46 保護罩模具結構設計09/20 15:30 保鮮膜機設計10/04 14:35 減速箱體數(shù)控加工工藝設計10/04 13:20 鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝探索設計09/08 21:33 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備設計10/30 15:26 制定左擺動杠桿的工工藝規(guī)程及鉆12孔的夾具設計10/29 14:03 前蓋板零件的工藝規(guī)程及鉆8-m16深29孔的工裝夾具設計10/07 08:44 加油機油槍手柄護套模具設計09/20 15:17 加熱缸體注塑模設計10/07 09:17 動模底板零件的工藝規(guī)程及鉆52孔的工裝夾具設

27、計10/08 20:23 包縫機機體鉆孔組合機床總體及夾具設計09/21 15:19 升板機前后輔機的設計09/09 22:17 升降式止回閥的設計09/22 18:52 升降桿軸承座的夾具工藝規(guī)程及夾具設計09/09 16:41 升降杠桿軸承座零件的工藝規(guī)程及夾具設計08/30 15:59 半自動鎖蓋機的設計（包裝機機械設計）08/30 15:57 半軸零件的機械加工工藝及夾具設計10/29 13:31 半軸零件鉆6-14孔的工裝夾具設計圖紙09/26 13:53 單吊桿式鍍板系統(tǒng)設計08/30 16:20 單級齒輪減速器模型優(yōu)化設計08/30 16:24 單繩纏繞式提升機的設計09/09 23:08 臥式加工中心自動換刀機械手設計09/08 22:10 厚板扎機軸承系統(tǒng)設計09/18 20:56 叉桿零件的加工工藝規(guī)程及加工孔20的專用夾具設計08/30 19:32 雙臥軸混凝土攪拌機機械部分設計09/09 22:33 雙模輪胎硫化機機械手控制系統(tǒng)設計09/09 22:32 雙輥驅動五輥冷軋機設計09/08 20:36 變位器工裝設計-0.1t普通座式焊接變位機09/28 16:50 疊層式物體制造快速成型機機械系統(tǒng)設