滾筒干燥器設(shè)計【單滾筒式干燥器】

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Important feed properties are the moisture content, solids, viscosity, and density, as well as any volatile, flammable, or toxic components. Dried product specifications may include average particle size and particle size distribution, density, moisture content, and residual volatiles or solvents. Powder characteristics can be controlled and powder properties maintained constant through continuous operation.Spray DryingSpray drying is a three-step drying process involving both particle formation and drying. (1) The process begins with the atomization of a liquid feed into a spray of fine droplets. (2) Then a heated gas stream suspends the droplets, evaporating the liquid and leaving the solids in essentially their original size and shape. (3) Finally, the dried powder is separated from the gas stream and collected. Spent drying gas is either treated and exhausted to the atmosphere or recirculated to the system. These three steps are accomplished by three components: the atomizer, the disperser, and the drying chamber.The selection and operation of the atomizer is of extreme importance in achieving an optimum operation and production of top-quality powders. There are four main types of atomization: Centrifugal atomization, the most common, uses a rotating wheel or disc to break the liquid stream into droplets. The rotational speed determines the mean particle size, while the particle size distribution about the mean remains fairly constant in a system. Centrifugal atomizers are available in a large variety of sizes, from laboratory scale to very large commercial units. Hydraulic pressure-nozzle atomization forces pressurized fluid through an orifice. Multiple nozzles are used to increase capacity. The particle size depends on the pressure drop across the orifice, so that the orifice size determines the capacity of the system. This type of atomization is simpler than centrifugal, but cannot be controlled as well. It is not suitable for abrasive materials, or materials that tend to plug the orifices. Two-fluid pneumatic atomization uses nozzles, as well, but introduces a second fluid, usually compressed air, into the liquid stream to atomize it. This type of atomization has the advantage of relatively low pressures and velocities and a shorter required drying path. It is most often used in small-scale equipment, laboratory or pilot size. Sonic atomization, not yet widely used, passes a liquid over a surface vibrated at ultrasonic frequencies. It can produce very fine droplets at low flow rates. Current limitations are capacity and the range of different product that can be atomized. After atomization, a disperser brings the heated gas into contact with the droplets. The disperser must accomplish three things: mix the gas with the droplets, begin the drying process, and determine the flow paths through the drying chamber. The drying gas may be heated directly by combustion of natural gas, propane, or fuel oil, or indirectly using shell-and-tube or finned heat exchangers. Electric heaters may be used in small dryers. Industrial radial fans move the heated gas through the system.The drying chamber must be sized to allow adequate contact time for evaporation of all of the liquid to produce a dry powder product. Factors that impact the drying time include the temperature difference between the droplets and the drying gas, and their flow rates. The exact shape of the chamber depends on the drying characteristics and product specifications, but most are cylindrical with a cone-shaped lower section to facilitate collection of the product.Finally, proper configuration of the atomizer, disperser, and drying chamber is essential for complete drying and to avoid the deposit of wet material on the interior surfaces of the dryer. Designs may use co-current, counter-current, or mixed flow patterns.The powder is separated from the drying gas at the bottom of the chamber. Most often, the gas exits through an outlet duct in the center of the cone. Heavier or coarser particles will be separated at this point, dropping into the cone to be collected through an air lock. Then either cyclones or fabric filters (or both) remove the remaining powder from the exit gas. In systems producing a very fine powder, most of the collection takes place at this point.Fluid-Bed DryingFluid-bed drying is a process in which a gas is forced upward through a bed of moist particles to achieve a fluidized state. The particles are suspended in the gas stream and dry as they flow along with the gas. Fluid beds can be either cylindrical or rectangular. There are two basic types of fluid-bed designs: Plug flow fluid beds are used for feeds that are directly fluidizable. Baffles in the bed limit mixing in the horizontal direction to maintain plug flow. This type of bed is ideal for removal of bound volatiles or for heating and cooling. The volatile content and temperature vary uniformly as the solids pass through the bed. Baffle design depends on the shape and size of the bed, with spiral or radial baffles used in circular beds and straight baffles in rectangular. Back-mixed fluid beds are used for feeds that cannot be fluidized in their original state, but become fluidizable after a short time in the dryer. The feed is distributed over the bed surface, designed to allow total solids mixing. Product temperature and moisture are uniform across the fluidized layer. Heating surfaces may be immersed in the fluidized layer to improve thermal efficiency and performance. A combination system uses a back-mixed fluid bed to reduce the moisture level of the wet feed, followed by a plug-flow section to achieve final specifications. This type of arrangement is quite common.The advantages of fluidized-bed drying are: relatively long residence times allow high heat-transfer coefficients between the particles and the gas; the ability to closely control product temperature makes fluidized beds ideal for processing temperature-sensitive solids; and they have the highest thermal efficiency of any gas-suspension drying system.Disadvantages are: they can process only a limited range of materials; product particles are relatively large; and there may be difficulty processing needle- or platelet-shaped particles.Flash DryingFlash drying forces drying gas through a heater and upward through a duct or flash tube. The high-velocity gas stream instantly suspends the feed, which enters just after the heater, and carries it to the collection equipment, usually cyclones or bag collectors.Flash dryers are the simplest gas-suspension dryers, and require the least space. Residence time within the dryer is very short, usually less than 3 seconds. Particles must be quite small, and the best feed is reasonably dry, crumbly, and not sticky. There are several ways to obtain the required feed qualities: A cage mill may be used to break up the feed into the required small particles. If the feed is too wet or pasty, dry solids may be backmixed to create the proper consistency. An agitated design, using a high-speed disintegrating rotor, will keep all particles moving. This design is shorter and larger in diameter than a flash tube, creating a very compact system. Hybrid DryersThere are a number of hydrid systems used in applications where a single system cannot handle the requirements of both the feed and product. The most common are: Fluidized spray dryers (FSD) combine spray with fluid bed drying to produce agglomerated products. The top of the system is a spray dryer, atomizing the liquid and contacting it with heated gas. Additional heated gas is introduced at the bottom to create a fluidized bed portion of the drying chamber. This type of dryer will produce a dustless, free-flowing agglomerated product. It is ideal for products that must dissolve easily, e.g. food colors, dyestuffs, pigments, and some agricultural chemicals. A flash dryer may be used to remove surface moisture, followed by a fluid bed for removal of bound moisture. Niro DryersThe MOBILE MINOR is a laboratory-scale spray dryer known for its flexibility and different levels of control systems. It is used to dry small quantities of solutions, suspensions, and emulsions into representative powder samples. Test results provide important information for selecting the design and technical specification of a given drying project.The PRODUCTION MINOR is a larger spray dryer that can be used for pilot testing or small-scale production. It has a choice of atomizers, heating systems, and powder discharge.The Fluidized Spray Dryer (FSD) was invented and patented by Niro in the early 1980s. It combines fluidization and spray-drying technologies to dry a wide variety of products, including many that cannot be dried using conventional equipment. Advantages include easy control of the size and structure of the particles, making it ideal for agglomerated products, and low powder temperatures for thermally sensitive materials. It is also very energy efficient.中文譯文干燥技術(shù)主要有三種氣體懸浮烘干: 噴霧干燥器,把液體溶液或懸浮于干燥,自由流動的粉末 流化床干燥機(jī),用干,濕濾餅,或漿和污泥干產(chǎn)品再循環(huán) 閃蒸干燥機(jī),在相當(dāng)干燥,松軟,非飼料粘粘 該型干燥器選擇任何特定應(yīng)用取決于雙方的飼料性能和產(chǎn)品的要求. 重要飼料性能是水分含量,固形物,粘度,密度,以及任何揮發(fā)性,易燃或有毒成分. 木片產(chǎn)品規(guī)格可能包括平均粒度分布,密度,含水率,殘留揮發(fā)或溶劑. 粉末特性可控制粉末特性保持不變,通過連續(xù)運行. 噴霧干燥. 噴霧干燥是一個三步走的干燥過程中,涉及兩種粒子形成和干燥. ( 1 )進(jìn)程始于霧化的液體飼料成噴霧霧滴. ( 2 ) ,然后加熱氣流暫時飛沫 96.3%的液體和離開固體基本上是原來的大小和形狀. ( 3 )最后,干粉分離氣流和收集. 用干燥氣體要么是治療和精疲力竭的氣氛或循環(huán)使用該系統(tǒng). 這三個步驟是由三部分組成:霧化,分散,而干燥室.選擇和操作的噴霧器,是極端重要性,實現(xiàn)最佳的操作和生產(chǎn)頂級質(zhì)量 粉末. 主要有4種霧化: 離心霧化,最常見的,用一個旋轉(zhuǎn)輪或盤打破液體流成液滴. 轉(zhuǎn)速確定的平均粒徑, 而粒度分布大約平均維持在相當(dāng)穩(wěn)定的系統(tǒng). 離心式霧化器可有多種尺寸,從實驗室規(guī)模比較大的商業(yè)單位. 液壓噴嘴霧化勢力加壓流體通過一個小孔. 多噴頭用來增加容量. 顆粒大小取決于壓降過孔板, 使孔大小決定了系統(tǒng)的容量. 這種霧化簡單得多離心,但無法控制等. 它是不適合研磨材料,或材料,往往堵塞孔口. 雙流體氣動霧化噴嘴的用途,以及如何引進(jìn),但第二液,通常壓縮空氣 成液體流霧化. 這種霧化的優(yōu)點在于較低的壓力和速度,縮短干燥所需的路徑. 這是最常用的小型設(shè)備,實驗室或中試規(guī)模. 聲波霧化,尚未廣泛使用,在經(jīng)過了超過液體表面振搗,在超聲波的頻率. 它可以產(chǎn)生非常細(xì)微的動作,在低流率. 電流限制能力,以及各種不同的產(chǎn)品,可霧化.霧化后,使分散的熾熱氣體接觸到液滴. 分散必須完成三件事:混合氣體與霧滴,從干燥過程中, 并確定流路徑通過干燥室. 干燥氣體,可直接加熱燃燒天然氣,丙烷或燃油 或間接使用殼管式或翅片式換熱器. 電加熱器,可用于小型烘干機(jī). 工業(yè)徑向球迷提出了激烈的天然氣通過該系統(tǒng). 烘干室必須大小以便有充裕的時間接觸蒸發(fā)所有的液體產(chǎn)生 一個干粉產(chǎn)品. 因素的影響,干燥時間,包括溫差的霧滴和干燥氣體. 而其流率. 確切庭取決于干燥特性及產(chǎn)品規(guī)格, 但大多數(shù)是圓柱與錐形下段,以方便收集的產(chǎn)品. 最后,妥善配置的噴霧器,播種機(jī), 和干燥室必須徹底干燥,以避免存款濕材料的內(nèi)表面 在吹干. 設(shè)計可利用順流,逆流或混合流模式. 粉末分離的干燥氣室底部. 在多數(shù)情況下,出口氣體通過一個插座導(dǎo)管中心的錐. 較重或粗顆粒將會分開,在這一點上, 墜入錐可通過收集空鎖. 然后要么旋風(fēng)或織物過濾器(或兩者)來清除殘留的粉末從出口氣. 在系統(tǒng)產(chǎn)生非常微細(xì)粉末,大部分的收集發(fā)生在這一點.流化床干燥 流化床干燥過程中的氣體被迫通過向上一床濕顆粒實現(xiàn) 沸騰狀態(tài). 這些微粒懸浮在氣流和干燥,因為他們流隨氣. 流化床可分為圓柱形或長方形. 有兩個基本類型的流化床設(shè)計:堵塞流病床被用作飼料,是直接發(fā)霉. 擋板床攪拌限制在水平方向上保持堵塞水流. 這種床是理想的搬遷勢必?fù)]發(fā)或加熱和冷卻. 揮發(fā)量與溫度變化一致的固體通過床底下. 擋板的設(shè)計取決于形狀和尺寸的床, 螺旋或徑向隔板采用圓形床和直擋板的長方形. 返混流化床用作飼料,不能流于原始狀態(tài), 但成為發(fā)霉后,在很短的時間干燥. 飼料派發(fā)超過床面,旨在讓總固體混合. 產(chǎn)品的溫度和濕度都是一刀切流化床層. 受熱面,可沉浸在流態(tài)化層,以提高熱效率和業(yè)績. 組合系統(tǒng)采用返混流化床,以減少水分含量的濕飼料 其次是一個插件流斷面,以達(dá)到最終規(guī)格. 這種安排是司空見慣. 優(yōu)點流化床干燥如下: 較長的停留時間,讓高傳熱系數(shù)與粒子間的氣體; 能密切控制產(chǎn)品溫度使得流化床理想的加工溫度敏感固體; 他們有最高的熱效率氣體懸浮干燥系統(tǒng). 缺點是:它們能過程只是一個范圍有限的材料; 產(chǎn)品顆粒較大; 并有可能難以處理針頭或血小板形顆粒. 速干 速干勢力干燥氣體通過一個加熱器,向上通過導(dǎo)管或閃光燈管. 高速氣流瞬間停止飼料,其中大部分進(jìn)入剛剛加熱器 縹緲,它的采集設(shè)備,通常旋風(fēng)或袋收藏. 閃蒸干燥機(jī)是最簡單的氣體懸浮烘干機(jī),并要求最少的空間. 居留時間內(nèi)干燥,是非常短,通常小于3秒. 粒子必須相當(dāng)小,而最好的飼料是合理的干燥,松軟,不發(fā)粘. 有幾種方法,以取得所需的飼料品質(zhì):籠子軋機(jī)可用于擊破飼料成所需的小顆粒. 如果飼料過于潮濕或糊狀,干物質(zhì)可backmixed創(chuàng)造適當(dāng)?shù)囊恢滦? 激動的設(shè)計,采用高速粉碎轉(zhuǎn)子,會讓所有粒子. 這個設(shè)計是較短時間和較大的直徑比閃光燈管,創(chuàng)造一個非常緊湊的系統(tǒng). 混合式干燥機(jī) 有一些氫化系統(tǒng)在應(yīng)用中,一個單一的系統(tǒng),不能處理的要求,既 飼料和產(chǎn)品. 最常見的有: 流化床噴霧干燥器(消防)結(jié)合噴霧流化床干燥制粒生產(chǎn)的產(chǎn)品. 頂級的系統(tǒng)是一個噴霧干燥機(jī),霧化液接觸,并與熾熱氣體. 新增天然氣加熱介紹,在底部形成流化床部分的干燥室. 這種烘干機(jī)將產(chǎn)生一個無塵,自由流動的壓塊產(chǎn)品. 它是理想的產(chǎn)品,必須解散容易,例如: 食用色素,染料,顏料,以及一些農(nóng)業(yè)化學(xué)品. 一個旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī),可用于去除表面水分,然后由流化床去除一定水分. Niro干燥 移動輕微是一個實驗室規(guī)模噴霧干燥機(jī)已知的靈活性和不同層次的控制系統(tǒng). 它是用來干少量溶液,懸浮,乳液為代表的粉末樣本. 測試結(jié)果提供了重要信息,為選擇設(shè)計和技術(shù)規(guī)格,某一干燥工程. 生產(chǎn)小型是一個較大型噴霧干燥機(jī),可用于試驗或小規(guī)模生產(chǎn). 它可以選擇霧化器,暖氣系統(tǒng),粉塵排放. 04-0357噴霧干燥機(jī)(消防) ,發(fā)明和專利niro在八十年代初期. 它集流和噴霧干燥技術(shù),干燥的多種產(chǎn)品, 其中有許多是不能曬干使用常規(guī)設(shè)備. 優(yōu)點包括易于控制的規(guī)模和結(jié)構(gòu)的粒子,使之適合壓塊產(chǎn)品 低氣溫粉熱敏感材料. 這也是很有效的能源. 編號無錫太湖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 滾筒干燥器設(shè)計 信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動化 專業(yè)學(xué) 號： 0923011學(xué)生姓名： 呂春輝 指導(dǎo)教師： 戴寧 （職稱：副教授 ） （職稱： ）2013年5月25日無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）誠 信 承 諾 書本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 滾筒干燥器設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機(jī)械91 學(xué) 號： 0923011 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日摘要預(yù)糊化營養(yǎng)米粉具有速溶即食的特點，是最易消化的大米制品。根據(jù)不同消費對象和不同配方又可分為：嬰幼兒營養(yǎng)米粉、老年營養(yǎng)米粉和方便營養(yǎng)米粉。目前，這類食品具有廣闊的市場前景.滾筒干燥器是通過轉(zhuǎn)動的圓筒，以熱傳導(dǎo)的方式，將吸附在筒體外壁的液狀物料或帶狀物料，進(jìn)行干燥的一種連續(xù)操作設(shè)備。其操作過程為：需干燥的處理的料液由高位槽流入滾筒干燥器的受料槽內(nèi)。干燥滾筒在傳動裝置的驅(qū)動下，按規(guī)定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。物料由布膜裝置，在滾筒壁面上形成料膜。筒內(nèi)連續(xù)通入供熱介質(zhì)，加熱筒體，由筒壁傳熱傳熱使料膜的濕分汽化，在通過刮刀將達(dá)到干燥要求的物料刮下，經(jīng)過螺旋輸送最后干燥器將成品輸送到儲槽內(nèi)，然后進(jìn)行包裝。關(guān)鍵詞 ：米粉；干燥；滾筒干燥器AbstractPregelatinization nutrition with instant noodles, ready-to-eat characteristics is the most indigestible parts of rice products. According to different consumer targets and can be divided into different formula : Infant nutrition rice noodles, rice noodles and the elderly nutrition convenient nutrition rice noodles. At present, such food has broad market prospects.Drum dryer through the rotating cylinder to heat conduction, will be adsorbed on the outer shell of liquid material or herpes materials, a dry continuous operation of equipment. Its operating process : the need to dry the feed trough flows from the peak of the drum dryer subject within the trough. Drum drying in the driving gear, according to the rotational speed. Materials from cloth membrane device, the cylinder wall to form membrane materials. Tube leads to continuous heating medium, the heating cylinder, heat from Wall heat transfer membrane material made of moisture evaporation, through scraper will reach the requirements of the dry material scraped through the last screw conveyor dryer will be finished sending tanks, then packaged. Key Words: rice noodles;dry ;drum dryer 目錄摘要.IIIABSTRACT.IV目錄.V1 緒論.1 1.1本課題研究的內(nèi)容的意義 .1 1.2國內(nèi)外的發(fā)展概況 .1 1.3本課題設(shè)計的目的.2 1.4本課題設(shè)計的要求和思想.2 1.5概述.2 1.6原材料供應(yīng)情況及公用設(shè)施要求.2 1.7工藝設(shè)計.3 1.8主要設(shè)備（年產(chǎn)1000噸生產(chǎn)能力）.32 滾筒干燥器特性原理.6 2.1滾筒干燥器的特點.6 2.2滾筒干燥器的基本原理.6 2.3滾筒干燥器的分類.7 2.4被干燥物料及干燥介質(zhì)的特性.72.4.1被干燥物料的特性.72.4.2干燥介質(zhì)的特性.8 2.5干燥過程的節(jié)能. 8 2.6改進(jìn)干燥設(shè)備，強(qiáng)化干燥過程. 83 滾筒干燥器的計算.10 3.1滾筒干燥器的條件參數(shù).10 3.2滾筒干燥器結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算.10 3.2.1物料和熱量衡算 干燥器的生產(chǎn)負(fù)荷. 10 3.2.2滾筒干燥器干燥面積，筒體直徑，長度確定. 10 3.2.3滾筒干燥器的功率計算.11 3.2.4傳動裝置設(shè)計.12 3.2.5滾筒組件的強(qiáng)度和剛度計算.16 3.2.6密封罩和排氣管的設(shè)計.244 設(shè)備的安裝和調(diào)試.26 4.1設(shè)備的安裝.26 4.2可能的故障現(xiàn)象和解決方案.265 設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng).276 設(shè)計小結(jié).28致謝.29參考文獻(xiàn).3029滾筒干燥器設(shè)計1 緒論1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義干燥技術(shù)的應(yīng)用，在我國具有十分悠久的歷史，聞名于世的造紙技術(shù)就有干燥技術(shù)的應(yīng)用。干燥設(shè)備廣泛應(yīng)用于化工、食品、糧油、飼料等工業(yè)。中國的現(xiàn)代干燥技術(shù)是從20 世紀(jì)50年代逐漸發(fā)展起來的，迄今對于常用的干燥設(shè)備如氣流干燥、噴霧干燥、流化床干燥、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥、紅外干燥、微波干燥、冷凍干燥等設(shè)備，我國均能生產(chǎn)供應(yīng)市場。對于一些較新型的干燥技術(shù)如沖擊干燥、對撞流干燥、過熱干燥、脈動燃燒干燥、熱泵干燥等也都已開發(fā)研究，有的已工業(yè)化應(yīng)用。我國的現(xiàn)代干燥技術(shù)取得的成績是我國相關(guān)科研人員和企業(yè)界共同努力的結(jié)果，雖然取得了不少可喜的成果，但是企業(yè)間的競爭尚不規(guī)范阻礙了干燥技術(shù)的健康發(fā)展，很多成果尚未能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力使企業(yè)的產(chǎn)品得不到更新。1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況干燥技術(shù)的應(yīng)用，在我國具有十分悠久的歷史。聞名于世的造紙技術(shù)，就有干燥技術(shù)的應(yīng)用。干燥設(shè)備廣泛應(yīng)用于化工、食品、糧油、飼料等工業(yè)，中國的現(xiàn)代干燥技術(shù)是從20 世紀(jì)50年代逐漸發(fā)展起來的，迄今對于常用的干燥設(shè)備，如氣流干燥、噴霧干燥、流化床干燥、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥、紅外干燥、微波干燥、冷凍干燥等設(shè)備，我國均能生產(chǎn)供應(yīng)市場，對于一些較新型的干燥技術(shù)如沖擊干燥、對撞流干燥、過熱干燥、脈動燃燒干燥、熱泵干燥等也都已開發(fā)研究，有的已工業(yè)化應(yīng)用。我國的現(xiàn)代干燥技術(shù)取得的成績是我國相關(guān)科研人員和企業(yè)界共同努力的結(jié)果，雖然取得了不少可喜的成果，但是企業(yè)間的競爭尚不規(guī)范阻礙了干燥技術(shù)的健康發(fā)展，很多成果尚未能轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，使企業(yè)的產(chǎn)品得不到更新。干燥技術(shù)的研究既要研究不同物料的干燥性能，也要研究各種節(jié)能高效的新型干燥設(shè)備，以及一定的物料在某種干燥設(shè)備中的合理操作參數(shù)。人們一直希望通過干燥理論的研究建立干燥模型，以期在計算機(jī)上取得最佳結(jié)果。遺憾的是，直到今天，對于大多數(shù)干燥操作，在無經(jīng)驗的情況下，只能通過試驗取得相關(guān)數(shù)據(jù)，來指導(dǎo)生產(chǎn)實踐。干燥技術(shù)有三項目標(biāo)是業(yè)界公認(rèn)的，即干燥操作要保證產(chǎn)品質(zhì)量、干燥作業(yè)對環(huán)境不造成污染、干燥的節(jié)能研究。干燥也是一個能耗較大的單元操作，直接決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是高性能材料的生產(chǎn)，對干燥操作有著更高的要求。針對這些問題，近些年來，干燥技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了一些創(chuàng)新成果。為了節(jié)能以及生產(chǎn)附加值高的產(chǎn)品、解決干燥過程中出現(xiàn)的問題，需要結(jié)合現(xiàn)存的各種有效的干燥技術(shù)，或者研究開發(fā)特殊的干燥技術(shù)和新型的干燥設(shè)備，同時也需要強(qiáng)化干燥過程中的智能化控制。在油脂制取的原料干燥上，目前我國此類干燥設(shè)備大部分是采用對流干燥技術(shù),主要使用滾筒烘干機(jī)、流化床烘干機(jī)和塔式干燥機(jī)。簡而言之，目前干燥技術(shù)發(fā)展的總趨勢為： A. 干燥設(shè)備研制上向?qū)I(yè)化、大型化、系列化和自動化發(fā)展； B. 強(qiáng)化干燥過程； C. 采用新的干燥方法和組合干燥方法； D. 降低干燥過程中能量的消耗； E. 閉路循環(huán)干燥流程的開發(fā)和應(yīng)用； F. 消除干燥過程造成的公害問題。1.3 本課題設(shè)計的目的本次設(shè)計的目的是設(shè)計出一種單滾筒式干燥器，要求其結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)濟(jì)適用，操作方便，易于維護(hù)，通用性好。 通過本次設(shè)計，希望能夠進(jìn)一步改進(jìn)和完善現(xiàn)有機(jī)型，改善加工機(jī)的通用性，并為后來的設(shè)計奠定一定基礎(chǔ)。再者，本次設(shè)計是綜合教學(xué)和實踐的重要環(huán)節(jié)，增強(qiáng)分析和解決機(jī)械設(shè)計的相關(guān)問題，鞏固、加深和拓寬所學(xué)的理論知識。通過設(shè)計的實踐過程，逐步樹立正確的設(shè)計思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識，熟悉掌握機(jī)械設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。通過設(shè)計計算、繪圖以及運用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計手冊等設(shè)計資料，進(jìn)行全面的機(jī)械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練。1.4 本課題設(shè)計的要求和思想根據(jù)干燥要求，干燥物料的品種及含水量工藝的不同，應(yīng)達(dá)到如下技術(shù)要求(1) 干燥效果好，干燥物料均勻，而且有比較高的干燥率；(2) 通用性好，盡可能的適用于多種物料的干燥；(3) 進(jìn)出料自動化，工作安全可靠。功能上產(chǎn)品必須實現(xiàn)的任務(wù)或說是產(chǎn)品的用途，因此必須按照干燥器所要求的任務(wù)和目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，其設(shè)計原則有：(1) 保證干燥物料的均勻性；(2) 防止附屬功能的遺漏（如自動輸送）；(3) 盡量減少不必要的功能設(shè)置；(4) 注意要求達(dá)到基本功能的條件，防止其和具體環(huán)境等因素的不協(xié)調(diào)。1.5 概述 速溶營養(yǎng)米粉自八十年代末在我國逐步推廣，已形成一個較成熟的市場在嬰幼兒營養(yǎng)米粉產(chǎn)品中出現(xiàn)了“亨氏”、“未來”等優(yōu)秀品種，市場發(fā)展迅猛另外，在老年營養(yǎng)米粉和方便早餐米粉方面存在潛在的大市場。由于預(yù)糊化大米粉是最易消化的大米制品，符合營養(yǎng)、保健、方便及經(jīng)濟(jì)的特點，深受消費者歡迎。預(yù)糊化營養(yǎng)米粉具有速溶即食的特點，是最易消化的大米制品。根據(jù)不同消費對象和不同配方又可分為：嬰幼兒營養(yǎng)米粉、老年營養(yǎng)米粉和方便營養(yǎng)米粉。 以下介紹目前世界上最先進(jìn)的轉(zhuǎn)鼓干燥方法生產(chǎn)速溶營養(yǎng)米粉工程項目。1.6 原材料供應(yīng)情況及公用設(shè)施要求： 速溶營養(yǎng)米粉的主原料大米、大豆、面粉，市場供應(yīng)充足。主要燃料為煤炭或柴油，易供應(yīng)。供電需50kw三相電源。 需廠房面積500m2，普通廠房即可1.7 工藝設(shè)計： 工藝流程： 圖1.1 工藝流程圖 生產(chǎn)流程： 圖1.2 生產(chǎn)流程圖1.8 主要設(shè)備（年產(chǎn)1000噸生產(chǎn)能力）表1-1 主要設(shè)備1.1-2噸鍋爐及管道 1臺20萬元2.水處理 1臺套4萬元3.磨漿機(jī) 1臺0.3萬元4.攪拌機(jī) 1臺2.8萬元5.膠體磨 1臺1.55萬元6.儲罐 1臺2.0萬元7.濃漿泵 4臺1.8萬元8.預(yù)煮裝置及配套設(shè)施 1套6.2萬元9.滾筒干燥機(jī) 1臺49.5萬元10.造粒過篩機(jī) 1臺1.8萬元 11.包裝機(jī) 4臺10萬元12.各種控制臺、電線、橋架、管道 10萬元總 合 計 ：109.95萬元 主要設(shè)備介紹： 1水處理設(shè)備 國家瓶裝飲用純凈水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的某些指標(biāo)如下表中所示。我國生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)是用于檢測自來水經(jīng)預(yù)處理、除鹽、滅菌、消毒后才能制得合格 的飲用純凈水。用水處理設(shè)備使生產(chǎn)使用水最少達(dá)到生活用水的標(biāo)準(zhǔn)。2 膠體磨膠體磨是流體超微粉碎機(jī)械，兼?zhèn)浞鬯椤⑷榛?、分散、均質(zhì)、攪拌等功能可以代替石磨、砂磨機(jī)、球磨機(jī)、組織搗碎機(jī)等。膠體磨主要用途、適用范圍：食品行業(yè)：果茶、豆奶、冰淇淋、月餅餡、豆制品、飲料、果汁、果醬。建筑行業(yè)：內(nèi)外墻涂料、冷瓷涂料、多彩涂料、防腐防水涂料、阻燃涂料。文化用品行業(yè)：墨水、油墨、鉛筆芯、廣告色、油畫色?；ば袠I(yè)：潤滑脂、油漆、乳化瀝青、膠粘劑、洗滌劑、皮革染料。醫(yī)藥行業(yè)：生物制品、疫苗、藥膏、各種口服液。日用化工行業(yè)：洗發(fā)精、牙膏、鞋油、夾克油、化妝品。此外、膠體磨還應(yīng)用于塑料工業(yè)、紡織工業(yè)、造紙工業(yè)等方面。膠體磨的特點： (1) 膠體磨的工作是靠一對錐形的轉(zhuǎn)齒與定齒作相對運動，物料通過定轉(zhuǎn)齒之間的間隙受到剪切力、摩擦力、離心力和高頻振動、而達(dá)到粉碎、乳化、均質(zhì)、分散的目的。 （2）膠體磨接觸物部分均采用不銹鋼材料制成，耐腐蝕性好、對醫(yī)藥、食品及化工原料無污染。磨齒采用高硬度耐腐蝕合金制成，硬度可達(dá)HRC55左右，可粉碎較硬物料。3 濃漿泵 單桿濃漿螺桿泵（又名螺桿泵），適應(yīng)高粘度介質(zhì)的特殊輸送，尤其在化工、釀造廠、食品廠、造紙廠、罐頭廠、藥廠、酒廠等單位使用廣泛。4 造粒過篩機(jī)工作原理：物料由料斗經(jīng)螺旋輸送器進(jìn)入粉碎室，被高速旋轉(zhuǎn)的刀片剪切粉碎，粉體越過導(dǎo)向圈進(jìn)入分級室，因分級輪是旋轉(zhuǎn)的，流入葉道內(nèi)的粉體同時受到空氣動力和離心力的作用。粉體中大于臨界直徑（分級粒徑）的顆粒因質(zhì)量大，被甩回粉碎室繼續(xù)粉碎，小于臨界直徑的顆粒通過負(fù)壓風(fēng)運的方法經(jīng)出料管進(jìn)入旋風(fēng)分離器、袋式除塵器，排出物料達(dá)到產(chǎn)品的要求由主機(jī)、輔機(jī)、電控箱三個部分組成，具有風(fēng)選式、無篩、無網(wǎng)、出料粒度大小均勻等多種性能，生產(chǎn)過程連續(xù)進(jìn)行，能處理如化學(xué)制品、食品、藥品、藥劑、化妝品、塑料、染料、樹脂、顏料、谷物等物料的粉碎。5 滾筒干燥機(jī)用途：廣泛應(yīng)用于米粉，麥片，淀粉，馬鈴薯全粉等食品的干燥，也用于化工，環(huán)保，醫(yī)藥飼料中粘稠物料干燥，成品可做成片狀，粉狀，顆粒狀。工作原理：在滾筒中通入飽和水蒸汽或?qū)嵊?，物料以不同方式涂布在滾筒表面，對其進(jìn)行加熱，熟化及制皮。特制的刮刀將其刮下后送到后續(xù)工序進(jìn)行成品處理。特點：產(chǎn)品的干燥質(zhì)量穩(wěn)定。滾筒共熱方式便于控制，筒內(nèi)溫度和間壁的傳熱速率能保持相對穩(wěn)定，使料膜能處于穩(wěn)定傳熱狀態(tài)下干燥。適用范圍廣，采用滾筒干燥的液相物料，必須具有流動性，黏附性和對熱的穩(wěn)定性。物料的形態(tài)可分為溶液 非勻相的懸濁液，乳濁液，溶膠等。道氣供熱介質(zhì)簡單，常用飽和水蒸氣。2 滾筒干燥器特性原理2.1 滾筒干燥器的特點 1 熱效率高。筒內(nèi)供給的熱量，除少數(shù)熱輻射和筒體的端蓋部分散熱損失外，大部分熱量用于濕分的汽化，熱效率可高達(dá)70%-80%。2 干燥速率大。筒壁上濕料膜的傳熱與傳質(zhì)過程，由里到外，方向一致，溫度梯度較大，使料膜表面保持較高的蒸發(fā)強(qiáng)度3 產(chǎn)品的干燥質(zhì)量穩(wěn)定。滾筒共熱方式便于控制，筒內(nèi)溫度和間壁的傳熱速率能保持相對穩(wěn)定，使料膜能處于穩(wěn)定傳熱狀態(tài)下干燥。4 適用范圍廣。采用滾筒干燥的液相物料，必須具有流動性，黏附性和對熱的穩(wěn)定性。物料的形態(tài)可分為溶液 非勻相的懸濁液，乳濁液，溶膠等。5 單機(jī)的生產(chǎn)能力，受到筒體尺寸的限制。一般滾筒干燥器的干燥面積不宜過大，單筒的干燥面積很少超過12。同一規(guī)格的設(shè)備，其處理料液的能力，還受到料液的性質(zhì)，濕含量控制，料膜厚度，滾筒轉(zhuǎn)速的影響，變化范圍較大。6 道氣供熱介質(zhì)簡單。常用飽和水蒸氣，壓力范圍為 0.2-0.6 MPa.對于某些要求在低溫下干燥的物料，可采取熱水做為媒介；一般不采用過熱蒸汽和煙。7 刮刀容易磨損，使用周期短。筒體受到料液腐蝕和刮刀切削狀態(tài)下的磨損后，難以修補(bǔ)，必須從新更換。2.2 滾筒干燥器的基本原理膜料的行成和干燥時間：液相物料在筒壁上成膜的厚度和干燥特性，對干燥產(chǎn)品的產(chǎn)率和質(zhì)量有直接的影響。形成膜的厚度，與物料的性質(zhì)，滾筒的線速度，筒壁溫度，筒壁材料，以及布膜的方式的因素有關(guān)。料液的表面張力是同分類液體分子之間的引力，黏附力則是液體與金屬筒壁之間不同分子的引力。只有黏附力大于表面張力時，才能行成膜。表面張力接近于水的物料，在干燥中可獲得較高的產(chǎn)率。料液的黏度是液體流動時的內(nèi)摩擦力，與料液的流動性成反比。流動性好，便于輸送和布膜，因此對于黏度過大的料液，應(yīng)提高溫度，以降低黏度。此外，由于筒壁材料的表面吸附力不同，對附料也有影響，筒壁溫度低比高容易附料，筒體轉(zhuǎn)速快，線速度高的也容易附料。在實際生產(chǎn)中，滾筒干燥器的料膜形成，常借助與布膜器或膜厚控制器，使之成膜進(jìn)行干燥。附在筒壁上料膜的干燥特性，與料液物性有關(guān)。勻相物液的干燥，是在溶劑被汽化后，溶質(zhì)結(jié)晶于筒壁上而行成固態(tài)膜。非勻相的懸濁液，乳濁液的干燥，則利用粒子的分散度和粒子表面的自由能較大而具有聚集的特性，在溶劑汽化或破乳脫水時，使粒子聚集沉積于筒壁面，形成固態(tài)膜。料液在筒壁上形成膜和干燥的過程中，料膜的厚度，是隨濕分汽化而不斷的收縮變化。確定物料停留干燥時間，可在實驗或生產(chǎn)裝置中，通過調(diào)節(jié)各種影響干燥效果的操作條件，取得較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益時的滾筒實際轉(zhuǎn)速，做為設(shè)計依據(jù)。滾筒干燥過程中的傳熱與傳質(zhì)：筒壁表面上料膜干燥的基本原理是基于筒體與料膜傳熱間壁的熱阻，形成溫度梯度，筒內(nèi)的熱量傳到料膜，并按索萊效應(yīng)，引起料膜內(nèi)濕分向外轉(zhuǎn)移，當(dāng)料膜外表面的蒸汽壓力超過環(huán)境空氣中的蒸汽分壓時，產(chǎn)生蒸發(fā)和擴(kuò)散的作用。料膜干燥的過程可分為，預(yù)熱，等速和降速3個階段。筒壁浸于料液中的成膜區(qū)域是預(yù)熱，蒸發(fā)作用還不明顯。在料膜脫離料液主體后，干燥作用開始，膜表面汽化，并維持恒定的汽化速度。當(dāng)膜內(nèi)擴(kuò)散速度小于表面汽化速度時，則進(jìn)入降速階段的干燥歲隨著料膜內(nèi)濕含量降低，汽化速度大幅度下降。降速段的干燥時間，占總停留時間的80%-98%。2.3 滾筒干燥器的分類 按結(jié)構(gòu)形式分為：單滾筒干燥器、雙筒型干燥器、多筒型干燥器，另外也可按操作壓力分為常壓和減壓兩種形式。 (1) 單滾筒干燥器，用于溶液或稀漿狀是浮液的物料干燥。布膜方式常為浸液式或噴濺式，筒體用鑄鐵或鋼板焊制，筒內(nèi)供熱介質(zhì)的進(jìn)出，采用填料函密封形式的進(jìn)氣頭結(jié)構(gòu)，筒內(nèi)凝液，采取虹吸管并利用筒內(nèi)蒸汽的壓力與疏水閥之間的壓差，使之連續(xù)地?zé)崤懦鐾餐狻?(2) 雙筒型干燥器，雙筒型干燥器由同一套減速傳動裝置，經(jīng)相同模數(shù)和齒數(shù)的一對齒輪嚙合，使兩組相同直徑的滾筒相對轉(zhuǎn)動，根據(jù)布膜位置的不同，分為對滾式和同槽式兩類。 (3) 多筒型干燥器，多筒型干燥器應(yīng)用于帶狀物料的干燥，進(jìn)、出料的方式與液相物料干燥完全不同，帶狀物料的干燥，除控制濕含量外，還需控制外形的改變，故滾筒采用滾動軸承，以減小阻力，壁面在輸送過程中拉伸而變形。2.4 被干燥物料及干燥介質(zhì)的特性 2.4.1 被干燥物料的特性 (1) 物料的狀態(tài) A. 溶液及泥漿狀物料，如工程廢液及鹽類溶液等。 B. 凍結(jié)物料，如食品、醫(yī)藥制品等。 C. 膏糊狀物料，如活性污泥及壓濾機(jī)濾餅等。 D. 粉粒狀物料，如硫酸銨及樹脂粉末等。 E. 塊狀物料，如焦炭及礦石等。 F. 棒狀物料，如木材等。 G .短纖維狀物料，如人造纖維等。 H. 不規(guī)則形狀的物料，如陶瓷制品等。 I. 連續(xù)的薄片狀物料，如帶狀織物、紙張等。 J. 零件及設(shè)備的涂層，如機(jī)械產(chǎn)品的涂層等。 (2) 物料的物理化學(xué)性質(zhì)與被干燥物料的物理化學(xué)性質(zhì)是決定干燥介質(zhì)種類、干燥方法和干燥設(shè)備的重要因素，因此，干燥器的設(shè)計者要了解。 A . 物料的化學(xué)性質(zhì)。如組成、熱敏性（軟化點、熔點或分解點），物料的毒性,可燃性，氧化性和酸堿性（度）、摩擦帶電性、吸水性等。 B. 物料的熱物理性質(zhì)。如物料含水率、假密度、真密度、比熱容、熱導(dǎo)率及粒度和粒度分布等。對于原料液還應(yīng)當(dāng)知道濃度、粘度及表面張力等。 C. 其他性質(zhì)，如膏糊狀物料的粘附性、觸變性（即膏糊狀物料在振動場中或在攪動條件下，物料可從塑性狀態(tài)，過渡到具有一定流動性的性質(zhì)），這些性質(zhì)在設(shè)計干燥器及加料器時可加以利用。 (3) 物料與水分結(jié)合的性質(zhì)固體與水分結(jié)合的方式是多種多樣的，它可以是物料表面附著的，也可以是多孔性物料孔隙中滯留的水分，也可以是物料所帶的結(jié)晶水分及透入物料細(xì)胞內(nèi)的溶脹水分等。物料與水結(jié)合方式不同，除去的方法也不盡相同。例如物料表面附著的水分和大毛細(xì)管中的水分，是干燥可以除去的；化學(xué)結(jié)合水，不屬于干 燥的范圍，經(jīng)干燥后，它仍殘存在物料中。 2.4.2 干燥介質(zhì)的特性 大多數(shù)工業(yè)干燥過程均采用預(yù)熱后的空氣作為干燥介質(zhì)。 環(huán)境空氣是含有少量水蒸 氣的氣汽混合物，所以又稱為濕空氣。干燥理論中之所以稱其為“干燥介質(zhì)”是因為它在干燥過程中承擔(dān)著熱濕載體的作用。它將熱量傳遞給濕物料，為其提供干燥能量；同時，又把濕物料中的濕分（通常是水分）攜帶出干燥器，從而達(dá)到了干燥的目的。2.5 干燥過程的節(jié)能干燥是能量消耗較大的單元之一。因為不論是干燥液體物料、漿狀物料，還是含濕的固體物料，都要將液態(tài)水變成氣態(tài)，所以需要供給較大的汽化潛熱。通常把干燥過 程中蒸發(fā)1水分所消耗的能量稱為單位能耗。2.6 改進(jìn)干燥設(shè)備，強(qiáng)化干燥過程近年來，常用的干燥設(shè)備（噴霧、流態(tài)化、氣流干燥等），仍在原有的基礎(chǔ)上改進(jìn)和發(fā)展。 (1) 改善設(shè)備內(nèi)物料的流動狀況（或干燥介質(zhì)的流體力學(xué)狀況），強(qiáng)化和改善干燥過程。例如氣流干燥器，從直管氣流干燥，改成脈沖氣流，使被干燥粒子在脈沖氣流的作用下多次的加速，強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)過程。又如，改進(jìn)噴霧干燥器的進(jìn)風(fēng)裝置，達(dá)到控制霧滴的運動狀況等。 (2) 增添附屬裝置，改善干燥器的操作，擴(kuò)大干燥設(shè)備的使用范圍。在氣流干燥器的流程中，增添分散器，使氣流干燥器用于分散性差的濕物料的干燥；增添破碎機(jī)，使氣流干燥器用于塊狀物料的干燥；增添混合器，使氣流干燥器用于含水量很高的物料；增添分級機(jī)，以解決產(chǎn)品粒度的均勻化等。在噴霧干燥方面，研制了高粘度物料的霧化器；研制各種噴霧干燥器的進(jìn)氣分布裝置，使干燥塔中心與塔壁的氣速基本一致，減少噴霧干燥的粘壁；安裝電磁自動振動裝置，防止物料粘壁等。在流化床干燥器中，增添附屬裝置，改善其操作性能。例如在單層圓筒形流化床中，添加旋轉(zhuǎn)分隔板，分隔板從流化床中部開始旋轉(zhuǎn)分隔直至出料口。濕物料從流化床中部加入,在旋轉(zhuǎn)隔板的控制下，物料從進(jìn)口至出口一邊流化一邊運動，而不會“短路” ，因此，物料在流化床中的停留時間均勻。在雙層流化床中的上層，增添擺動的物料松動器，當(dāng)流化床操作時，松動器不停擺動，松動物料，避免形成死床層，以改善流化床的特性。在臥式多室流化床中的第一室，增添攪拌裝置，使凝聚的濕物料分散，同時排除不能流化的大顆粒。此外，在臥式多室流化床，把固定隔板改成懸掛在回轉(zhuǎn)鏈上的運動隔板，在運動隔板的作用下，物料從加料端均勻地移到出料端,實現(xiàn)了物料的“活塞流” ，可使被干燥物料停留時間均勻，產(chǎn)品含水率均勻。3 滾筒干燥器的計算3.1 滾筒干燥器的條件參數(shù) 產(chǎn)量1000t/a, 操作方式全年全天。物料性質(zhì)和工藝操作條件：料液濕含量1=70%，密度1=1.2/cm, 漿狀，流動性好，沉淀物不多。干燥產(chǎn)品為粉末狀，刮料點處的濕含量2=5%，堆積密度=0.8/cm，安息角40。度比熱容c2=1.674KJ/(kgC)。進(jìn)料料液溫度t1=95度，進(jìn)料刮點處料溫t2=85度。供熱介質(zhì)為P=0.39MPa飽和水蒸汽，最高操作壓力P= 240s ，并采取全封閉罩，強(qiáng)制引風(fēng)。3.2 滾筒干燥器結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算 3.2.1 物料和熱量衡算 干燥器的生產(chǎn)負(fù)荷：G2=114.2kg/h。蒸發(fā)水量：W=G2=249kg/h。料液處理能力：G1=W+G2=249+115=364kg/h。 干燥器的有效平均熱負(fù)荷：Qm=0.278(W+G2C2t-G2C2t1-WCt1)=1.172W。干燥器的總熱負(fù)荷，取滾筒干燥器的熱效率m=0.75。Qh=W。飽和水蒸汽的消耗量查P=0.39MPa蒸汽的tL= 151.1C度，iH=2746kl/kg ,Cl=4.18kl/kgC。取蒸汽利用系數(shù)=0.85。GW=313kg/h 3.2.2 滾筒干燥器干燥面積，筒體直徑，長度確定: 干燥面積：根據(jù)蒸發(fā)強(qiáng)度可以計算=8.3滾筒長度和直徑的計算：保證滾筒料膜有效干燥弧面角，設(shè)取筒體的長徑比為1,1.5,2D=分別帶入數(shù)據(jù)得當(dāng)1.5時 D=1.510m,L=2.265m,設(shè)1.5時D=1500mm,L=2300mm 3.2.3 滾筒干燥器的功率計算:滾筒驅(qū)動狀態(tài)下的功率消耗，由刮刀，進(jìn)氣頭軸封，支撐阻力和螺旋輸送干燥器的功率等4部分組成。 (1) 刮刀作用力矩M4的確定 考慮筒體較長，設(shè)計分成4組刮刀，刮刀頂緊力取q1=3N/mm(最大為5N/mm);刮刀接觸桶體總長度LD=。染料固態(tài)膜剝離筒壁的作用力取q2=2N/mm ,刮刀材料設(shè)計取Q235c 筒體材料取Q235A刮刀與筒體之間的摩擦系數(shù)f1=0.15 .計算滾筒的阻力矩M4=（Pf1+Pd）R=M4max= (2) 進(jìn)氣頭填料函的組里矩計算 蒸汽進(jìn)氣管內(nèi)外徑確定蒸汽體積流量 設(shè)計取正常操作壓力下的蒸汽狀態(tài)計，P=大氣壓，t1=151.1, 為飽和蒸汽壓密度=2. 619kg/Vh =3.319 冷凝液排除管取252.5無縫鋼管，ds=2.5cm。取飽和蒸汽在進(jìn)氣頭出處的流速WH=20m/s。蒸汽管內(nèi)徑：Dh=0.0532m取無縫鋼管。填料函的結(jié)構(gòu)尺寸確定：選用的優(yōu)質(zhì)石棉填料。填料室外徑D=60+=80mm.填料室軸向長度H=mm.摩擦阻力矩M0=1.233=4.735,。 (3) 螺旋輸送干燥器功率消耗Ns ：采取由滾筒主動端軸的鏈傳動輸出功率。物料輸送量Q=G2=115kg/h 水平輸送距離，LS=4m 物料屬性按照無磨蝕性粉狀物計，取阻力系數(shù)=1.2備用系數(shù)取K=1.2 按照標(biāo)準(zhǔn)螺旋輸送器的軸功率計算公式=KW (4) 設(shè)備自重和刮刀作用力共同作用下在滾筒兩端軸處的摩擦阻力矩M3在未確定滾筒壁厚等參數(shù)之前，取滾筒阻力矩的5%計算。 (5) 綜上，干燥器的驅(qū)動軸功率可計算N1=滾筒轉(zhuǎn)速：正常下為2r/min ,考慮可調(diào)范圍為3r/min。鏈傳動效率：=0 .93根據(jù)滾筒直徑，長度和轉(zhuǎn)速估算驅(qū)動軸功率的范圍：（m=1）=0.15_0.35 N1=Kw在n=2r/min時：N1=（0761_1.755Kw）在n=3時N1=（1.142_2.633）kW 設(shè)計取N1=1.773 Kw (6) 電動機(jī)功率和型號的確定電動機(jī)的功率確定：干燥器減速傳動裝置。設(shè)取分為3及，其傳動效率：第一級：三角皮帶傳動=0.92-0.96 第二級：采用減速機(jī)= 0.94-0 .98 第三級：直齒圓弧齒輪傳動=0.92-0.96傳動總功率取底值：=0.796 取儲備系數(shù)K=1.5電動機(jī)功率：Nd=3.34 kW 電動機(jī)選擇設(shè)計取Y132M1-6電動機(jī)，技術(shù)性能參數(shù)：n1=960r/min ND=4 kW 3.2.4 傳動裝置設(shè)計 (1) 總傳動比 =480 (2) 減速裝置傳動比分配：第一級：取名義傳動比i1=2 第二級：i2=40.17 第三級：名義傳動比i3=5.975 (3) 三角皮帶傳送的實際傳動比：根據(jù)電動機(jī)的功率 ，查取機(jī)械設(shè)計手冊。確定選用A型三角皮帶，并選取小皮帶輪直徑D1=125mm, 大皮帶輪直徑D2=D1 i1=250mm。由于三角皮帶滑動系數(shù)=0.02,應(yīng)做轉(zhuǎn)速和傳動比的校正：大皮帶輪的實際轉(zhuǎn)速： 實際傳動比：i1= (4) 齒輪傳動部分的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定：A設(shè)計基準(zhǔn)：減速機(jī)的出軸的傳動最大功率：齒輪結(jié)構(gòu)選型：采用開式傳動漸開線圓柱直齒輪 齒輪材料：大小齒輪都采用QT600球墨鑄鐵；HB=190-270。齒輪傳動比i3=5.855B齒輪傳動中心距A的確定：參照機(jī)械設(shè)計手冊，按接觸強(qiáng)度計算：A=設(shè)計取圓整后中心距A=864mm。 式中U齒數(shù)比 K綜合系數(shù) 齒輪傳遞的最大轉(zhuǎn)矩=，對中心距的齒寬系數(shù)= （設(shè)計取=03）。為分度圓直徑的吃寬系數(shù)=0.1 齒輪的接觸疲勞極限。本設(shè)計按球墨鑄鐵HB=250時的MQ級要求，查取=570N/C 齒輪模數(shù)和主要的幾何尺寸確定：模數(shù)：按照結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求，模數(shù)參數(shù)選擇范圍為 m=(0.007-0.2)A。本設(shè)計取0,014 A=12.096 mm 根據(jù)GB1357-87標(biāo)準(zhǔn)的第一系列取m=12mm 。大小齒輪的主要幾何尺寸及參數(shù)，按機(jī)械設(shè)計手冊有關(guān)計算 表3-1 開式傳動圓柱直齒輪幾何尺寸及參數(shù)項目符號關(guān)系式單位小齒輪大齒輪模數(shù)mm=0.014Amm1212中心距A 見前計算mm864實際齒數(shù)比u5857分度圓螺旋角度0分度圓直徑dmm2521476齒寬系數(shù)見前計算03工作齒寬bb=Amm260齒行角標(biāo)準(zhǔn)值度20齒頂高系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值10頂隙系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值025變位系數(shù)x按本設(shè)計條件下0 齒數(shù)Z見前計算21123 （5）螺旋輸送裝置和鏈傳動的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定：設(shè)取螺旋漿轉(zhuǎn)速n5=2n4(即i4=),當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)速n4=2r/min時，螺旋漿螺距s=.當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)速n4=3r/min時s= 設(shè)計考慮以滿足物料在最終干燥器上的停留時間為基準(zhǔn)，取螺距s=0.15,則當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)速n4=2r/min 操作條件下停留時可達(dá)：=400sn4=3r/min操作條件下停留時可達(dá)：=266.7s螺旋漿直徑D 取裝料系數(shù)，水平輸送時，c=1.0物料輸送量G0=0.88kg/轉(zhuǎn) 物料堆積密度=0.8g/=800kg/D=設(shè)計取D=0.15m 。傳動鏈輪參數(shù)及幾何尺寸的確定：用與螺旋干燥器的傳動，設(shè)計采取單排鏈輪傳動。其主動大鏈輪安裝于干燥器的主動軸端上，其轉(zhuǎn)速即為滾筒轉(zhuǎn)速；小鏈輪安裝在螺旋干燥器的主動端上，因此該傳動為增速傳動。按設(shè)計要求的螺旋干燥器停留的時間確定的螺旋漿轉(zhuǎn)速為滾筒轉(zhuǎn)速的2倍，則鏈傳動比i4=2,參照機(jī)械設(shè)計手冊有關(guān)鏈傳動的計算關(guān)系，計算參數(shù)和幾何尺寸。鏈傳動的參數(shù)及幾何尺寸如下表所示。 表3-2 鏈傳動參數(shù)及主要幾何尺寸項目符號關(guān)系式單位小鏈輪大鏈輪齒數(shù)ZZ1=29-2iZ2=iZ1 i=2Z1=25Z2=50鏈條節(jié)距t按結(jié)構(gòu)要求確定mm25.4鏈條節(jié)數(shù)LpLp=118計算中心距acac =mm1016實際中心距aa = ac-mm1012鏈條速度UU=m/s0043分度圓直徑dmm25354045齒頂圓直徑damm2693261442044132齒根圓直徑dtmm23763887齒寬bB=0.95b1mm1534鏈條材料鋼45 3.2.5 滾筒組件的強(qiáng)度和剛度計算 圖3.1 單滾筒軸向和截面徑向尺寸布置 (1) 滾筒組件承受外力的作用位置的確定 根據(jù)以上計算的筒體長度和直徑 傳動件的外行尺寸，填料函的深度刮刀作用位置和減速傳動裝置，可以先進(jìn)行滾筒組件受力的軸向和徑向位置的布置設(shè)計 見上圖。 (2) 作用力計算 確定滾筒組件的受力參數(shù)時，應(yīng)按實際的配置的電動機(jī)的功率做為依據(jù)。 A 傳動大齒輪對主動端的作用力，按配置的電機(jī)，允許的最大功率： 大齒輪傳遞的最大扭矩：=節(jié)圓處的最大圓周力作用于軸上的徑向力：徑向水平分力：徑向垂直分力： B 螺旋輸送干燥器鏈傳動對主動軸端的作用力輸出功率：傳遞的扭矩：鏈條工作拉力：徑向作用力：水平徑向分力：垂直徑向分力： C 滾筒組件自重的估算 為確定滾筒支座反力，可預(yù)先估算滾筒組件的自重力。筒體部分：S1估算的筒體壁厚端蓋部分：設(shè)取筒體自重的30%并兩側(cè)一致。設(shè)中心位于筒體兩端端部 G2= D 按實際配置的電動機(jī)功率計算允許刮刀對對筒體的作用力 按配置電動機(jī)的最大輸入功率，除去消耗于填料函，支撐軸承的阻力以及輸出到螺旋干燥器的功率外，則均可作為刮刀對筒體摩擦阻力的消耗。M0 填料函的阻力矩,M0=M1 大鏈輪輸出的扭矩, M1=8452M3A M3B 支撐軸承處的摩擦阻力矩,設(shè)M3A+ M3B=0.05M2max.刮刀對對筒體最大的允許阻力矩:M4max=可估算刮刀對筒體允許的頂緊力:在次種狀態(tài)下,筒體單位長度的頂緊力為: 相當(dāng)于設(shè)計確定的操作條件q1=3N/mm的15.5倍.筒體承受的最大徑向力:按照筒體允許的最大阻力矩狀況下計算,最大徑向力為:徑向水平分力:徑向垂直分力: (3) 支座反力計算 見滾筒組件布置圖Y軸方向（垂直） 圖3.2 Y軸方向受力分布圖 X軸方向（水平） 圖3.3 X軸方向受力分布圖 A 主動端軸的支座反力和作用力方向:支座反力: y為垂直分力.RAx為水平分力主動端最大的支座反力:作用力方向: B 從動軸端的支座反力和作用力方向:支座反力: RB= RB 從動側(cè)支座的垂直分力RBx 從動側(cè)支座的水平分力,從動端最大的支座反力:RB=作用力方向:按配置電動機(jī)的功率所計算的支座反力,可以做為設(shè)計軸承時的最大負(fù)荷,從動端比主動端大些,可以異由此為依據(jù).根據(jù)受力方向,設(shè)計可以選擇滑動軸承. (4) 滾筒危險斷面的彎矩.扭矩和當(dāng)量彎矩計算 根據(jù)單滾筒受力分析,應(yīng)計算危險斷面在主動端軸的大齒輪安裝中心的斷面,主動端軸承中心斷面處以及筒體與端蓋連接部位附近的斷面,其余部位可免計算.彎矩 ：Y方向 圖3.4 Y方向彎矩圖2點處彎矩（圓柱齒輪安裝中心）3點處彎矩（支座A的中心）4點處彎矩（A端端蓋中心）5點處彎矩（B端端蓋中心）X軸方向 圖3.5 X方向彎矩圖各點受力總彎矩圖3.6 總彎擠圖 A 大齒輪安裝處的軸斷面 彎矩：=14425扭矩：當(dāng)量彎矩： B 主動端軸承處的軸斷面：彎矩 =扭矩：（式中，Mk1=M0+M1）當(dāng)量彎矩： C 筒體的主動側(cè)斷面：彎矩 式中 筒體危險斷面的垂直方向彎矩筒體危險斷面的水平方向彎矩則扭矩（式中為B支撐的阻力矩）根據(jù)支座阻力矩可以取Mk5=當(dāng)量彎矩： (5) 滾筒組件各危險斷面的壁厚和直徑的確定 A 滾筒壁厚：滿足強(qiáng)度需要的筒體基本壁厚，S0=式中Sp 筒體承受內(nèi)壓P時應(yīng)具有的壁厚SP=mmP 筒內(nèi)共熱介質(zhì)設(shè)計壓力，取1.05倍最大工作壓力；P=1.05P=1.050.49=0.5145Mp; 筒體采用Q235A鋼板，在時許用應(yīng)力為113MPa; 焊縫系數(shù)，設(shè)計取單面焊局部探傷=0.8;D 筒體外徑，D=1500 mm;SM 筒體承受當(dāng)量彎矩時應(yīng)具有的壁厚；基本壁厚：筒體的設(shè)計壁厚：設(shè)計取14mm。 B 從動端軸安裝支撐軸承的軸徑 考慮滿足剛度要求，設(shè)軸承支撐斷面的軸徑d1=0.12D=180mm,滿足強(qiáng)度需要時，危險斷面的計算內(nèi)徑，危險斷面的計算內(nèi)徑d端蓋的厚度確定 設(shè)計采用端蓋端軸整體鑄造，材質(zhì)為HT250鑄鐵，端蓋部分的結(jié)構(gòu)，結(jié)合筒體結(jié)構(gòu)計算設(shè)計考慮澆鑄質(zhì)量的影響和環(huán)境腐蝕的因數(shù)，設(shè)計確定最小壁厚S2=25mm圖3.7 端蓋 3.2.6 密封罩和排氣管的設(shè)計 （1）設(shè)計依據(jù)：干燥器蒸發(fā)器蒸發(fā)水量W=249kg/h 全年平均氣溫t1=雨季最大的相對濕度。干燥器密封罩內(nèi)濕空氣溫度50。取相對濕度。如考慮采取引風(fēng)機(jī)強(qiáng)制