喷浆造粒干燥机中破碎机的结构改进

2014-05-29雷威跃薛爱芳陈天斌

化工机械 2014年4期

雷威跃薛爱芳陈天斌

(三门峡化工机械有限公司)

喷浆造粒干燥机是复合肥生产的关键设备之一，广泛应用于国内各复合肥厂。其中，采用国家“八五”攻关先进技术的内分级、内返料、内破碎的喷浆造粒干燥机，将传统喷浆造粒复合肥生产中的喷浆、造粒、干燥功能与系统中的返料、破碎、分级与筛分等功能通过合理的设计与布置，压缩安装在一台喷浆造粒干燥机内，可在一台设备内实现造粒、干燥、返料、破碎和筛分功能。其具有结构紧凑、占地面积小、一次投资省的优点。

1 设备简介

喷浆造粒干燥机主要由进气箱、筒体、出料箱、托轮装置、传动装置以及喷枪等部分组成(图1)，进气箱内设有炉气分布器，400～500℃的热炉气从侧面进入进气箱后经炉气分布器使炉气均匀进入筒体内。筒体内的抄料板将物料抄起在筒体内形成均匀料幕，喷枪里喷出雾化料浆喷在料幕上，使料幕长大成粒，并经炉气流干燥制成直径为2～4mm的成品，成品筛分后经出料箱流出设备。直径不合格的大颗粒料经破碎后与筛分后的细料一起经返料管返回炉体前部重新造粒。干燥完成后的大于110℃的热炉气经出料箱顶部的出气口排出[1,2]。

图1 喷浆造粒干燥机结构示意图

2 常见设计结构存在的问题

喷浆造粒干燥机的规格在国内基本上已经定型，主要有4种机型：φ3000mm×12800mm、φ4250mm×16000mm、φ4500mm×16000mm和φ4750mm×18000mm。在多年的生产制造和与使用厂家的接触中发现，喷浆造粒干燥机中的破碎机故障率高，维修不方便[3,4]。笔者重点跟踪了河南某复合肥厂φ3000mm×12800mm喷浆造粒干燥机与山东一家复合肥厂φ4250mm×16000mm喷浆造粒干燥机。这两台设备都采用国内普遍采用的设计结构和安装方式(图2)。大颗粒肥料经抄料板抄起，经进料溜子流入破碎机，破碎过的物料经出料溜子返回到破碎筛内。这样设计看似结构紧凑、简单实用，但在使用中存在问题。首先是破碎机与出料箱体直接连在一起，出料箱体积较大，且都由6～8mm的薄钢板焊接而成，刚性不足，所以破碎机在工作中振动较大，噪音也大；其次，由于破碎机安装在出料箱壳体内部，而出料箱内部温度高、粉尘大，工作环境恶劣，因此，在破碎机内侧的转子轴端安装滚动轴承时安装位置不好，且轴承的拆装、冷却、润滑都十分困难。现在通常的做法是将破碎机靠近出料箱外侧的一端装一组滚动轴承，另一侧装一个轴瓦。由于出料箱内温度高、粉尘大，内侧轴瓦无法润滑与冷却，轴瓦与轴的间隙较大，且工作中轴瓦磨损较快，轴瓦与轴的间隙会更大，从而使破碎机轴近似于悬臂状态，这就容易造成破碎机振动大，滚动轴承受力状态恶化，使破碎机的故障率高，需要经常维修[3,4]。破碎机安装在出料箱体内的这种结构也导致了需要停车将破碎机拆下来才能进行维修。

图2 改进前破碎机的结构及安装方式

3 设计方案的优化和改进

针对以上问题，笔者进行了认真的分析。首先要使破碎机工作状态改善，就要改变这种轴悬臂的状态(图3)，将破碎机轴的两端都装上滚动轴承，同时为了便于轴承的装拆和润滑，两端的滚动轴承都装在破碎机壳体外[5]。这种结构形式有许多优点：轴承的受力状态、冷却、润滑都有很大的改善，而且平时的维修和养护也很容易做到；将破碎机安装在干燥机出料箱外的操作平台上，平台的强度与刚性明显比出料箱体大许多，这样一来，就减轻了设备运行过程中的振动和噪音，使现场的工作环境得以改善；另外，如果一台破碎机出现故障，可将中间连接的插板关死，打开备用破碎机的插板阀，可做到破碎机检修时不停机，避免由此造成的停产，从而减少损失。

图3 改进后破碎机的结构

破碎机方案出来后，怎样安装成了难题，若按传统的出料箱形式，由于干燥机直径所限，破碎机设计的安装方案(图4)会使进料溜子与出料溜子的安装角度小于物料的休止角28°，从而造成破碎机的进、出料不畅，形成物料堆积，使破碎机无法正常工作[4]。为此笔者对出料箱的结构与尺寸重新进行设计，新结构如图5所示。这种结构既不影响干燥机筒体内物料从出料箱流出，又不影响尾气从出料箱顶端的出气口排出，同时破碎机的机体向出料箱内部偏移了一段距离，从而加大了进料、出料溜子的倾斜角度，避免了工作中的积料现象。