整理转筒干燥器的总体与结构设计.docx

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整理转筒干燥器的总体与结构设计

（3）建设项目对环境可能造成影响的分析、预测和评估。

对于安全预评价的内容，要注意安全预评价的目的、时间，安全预评价报告的内容等知识点。

（3）对环境影响很小、不需要进行环境影响评价的建设项目，填报环境影响登记表。

（5）阐述划分评价单元的原则、分析过程等。

（二）安全评价的基本原则

每名环境影响评价工程师申请登记的类别不得超过2个。

1.建设项目环境影响评价文件的报批

2.环境敏感区的界定

（五）建设项目环境影响评价文件的审批

在评估经济效益不能直接估算的自然资源方面，机会成本法是一种很有用的评价技术。

机会成本法特别适用于对自然保护区或具有唯一性特征的自然资源的开发项目的评估。

转筒干燥器的总体与结构设计

学生姓名：

曾传林班级：

0681053

指导老师：

张晓荣

摘要：

在化学生产中，有些原料、半成品或成品含有或多或少的水分或其他溶剂。

为了满足使用的要求，常采用干燥的方法将这些水分或溶剂除去，而干燥的方法和设备是多种多样的。

回转干燥器是一种常见的干燥设备。

它适合于颗粒状、湿物料的干燥，如纯碱、硝铵、和各种盐类等。

回转干燥器能使物料在滚桶内翻动、抛撒、与热空气或烟道气充分接触，干燥速度快，生产力较高，因此广泛应用于化工、食品等工业生产中。

设计的主体部件是1000×8000mm规格的转筒部分,筒的转动依靠齿轮带动,筒的重量主要由两个托轮支撑,而托轮则由两个轴承支撑,抄板翻动物料。

该设备生产能力大、结构简单，但是效率较低。

关键词：

回转托轮齿轮轴承抄板

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指导老师签字：

ROTARYDRYERWITHTHESTRUCTURALDESIGNOFTHEOVERALL

StudentName:

ZengChuanlinClass:

068153

Supervisor:

ZhangXiaorong

Abstract:

Intheprocessingofthechemistryindustry,somematerials、semi-finishedproducesorfinishedproduces,containmoreorlessimprecisionorothersolvents．Inordertosatisfytheuserequests,weneedridthembydryingtechnical.Andthemethodsofdryingandequipmentsarevaried．

Thedryingmachineofturningaround、cylinderisanold、usualequipment.Itisfittodrythewetmaterials,suchassulphur、allkindsofsaltsetc.Itcanmakethematerialsturningover、throwingorscattering,andcontactwiththehotairamply.It’sdryingspeedisfaster,andthemanufactureabilityisalsoverygood.Soitappliestotheprocessingofthechemistry、foodstuffetcwidely.

Theassignmentofthedesignistheturningaroundsectionofserial1000×8000mm.Theturningoftubeshapedobjectdependsonthegears.Theweightissustainedwithtwosupportingwheels.Thesupportingwheelsissustainedwithtwobearing.Thefuntionofliftingofboardistoturnoverthematters.

Themanufactureabilityofthisequipmentislarger,andthestructureissimple,buttheefficiencyisverylower.

Keywords:

turningaround,supportingwheels,thegears,bearing,liftingboard.

SignatureofSupervisor:

转筒干燥器的总体与结构设计

1引言

干燥的操作几乎涉及到国民经济的所有部门，广泛用于生产和生活之中。

所谓干燥，一般是指从固体材料中使液体（主要是水份）挥发和分离的操作，也包括从液体或泥浆状的物料中蒸发除去水分，以达到固体中失去水分的操作。

其目的是除去某些原料、半成品以及成品中的水分或溶剂，以便于加工、使用、运输、储藏等。

干燥是消耗大量热量的操作，在严格要求节省能源的今天，干燥所使用的热源，若能把利用废气及剩余蒸汽等廉价的热源作为方向，对于干燥机本身来说，即使热效率降低，但对整体而言，还是经济的。

另外，在进入干燥工序之前的前处理工序，能采用降低水分的方法是经济的。

对于干燥操作来说，干燥器的选择是非常困难而复杂的问题。

因被干燥物料的特性、供热的方法和物料—干燥介质系统的流体动力学等必须全部考虑。

由于被干燥物料的种类繁多，要求各异，决定了不可能有一个万能的干燥器，只能选用最佳的干燥方法和干燥器形式。

转筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体。

湿物料从左端上部加入，经过圆筒内部时，与通过筒内的热风或加热壁面进行有效的接触而被干燥，干燥后的产品从右端下部收集。

在干燥过程中，物料借助于圆筒的缓慢转动，在重力的作用下从较高的一端向较低的一端移动。

筒体内壁上装有顺向抄板（或类似的装置），它不断地把物料抛起又洒下，使物料的热接触面表面增加，以提高干燥速率并促进物料向前移动。

干燥过程中所用的热载体一般为空气，烟道气或水蒸气等。

如果热载体（如热空气、烟道气）直接与物料接触，则经过干燥后，通常用旋风除尘器将气体中所夹带的细粒物料捕集下来，非空气则经旋风除尘器后放空。

转筒干燥器是最古老的干燥设备之一，但由于经济实用工作量大，效率较高，目前仍被广泛使用于冶金、建材、化工等领域。

2概述

2.1干燥的目的

干燥的操作几乎涉及到国民经济的所有部门，广泛用于生产和生活之中。

所谓干燥，一般是指从固体材料中使液体（主要是水分）挥发和分离的操作，也包括从液体或泥浆状的物料中蒸发除去水分，以达到固体中失去水分的操作。

其目的是除去某些原料、半成品以及成品中的水分或溶剂，以便于加工、使用、运输、储藏等。

干燥是消耗大量热量的操作，在严格要求节省能源的今天，干燥所使用的热源，若能把利用废气及剩余蒸气等廉价的热源作为方向，对于干燥机本身来说，即使热效率降低，但对整体而言，还是经济的。

另外，在进入干燥工序之前的前处理工序，能采用降低水分的方法是经济的。

2.1干燥机的选用基准

对于干燥操作来说，干燥器的选择是非常困难而复杂的问题。

因被干燥物料的特性、供热的方法和物料—干燥介质系统的流体动力学等必须全部考虑。

由于被干燥物料的种类繁多，要求各异，决定了不可能有一个万能的干燥器，只能选用最佳的干燥方法和干燥器型式。

在选择干燥器型式时，要考虑下列因素：

（1）被干燥物料的性质

（a）湿物料的物理特性；（b）干物料的物理特性；（c）腐蚀性

（d）毒性；（e）可燃性；（f）粒子大小；（g）磨损性

（2）物料的干燥特性

（a）湿分的类型

（b）初始和最终湿含量；

（c）允许的最高干燥温度；

（d）产品的粒度分布；

（e）产品的色、光泽、味等。

（3）回收问题

（a）粉尘回收；

（b）溶剂回收。

（4）用户安装地点的可行性问题

（a）空间是否能布置此干燥系统；

（b）可用的加热空气的能源类型及电能；

（c）排放的粉尘条件；

（d）噪音；

（e）干燥前后的衔接工序。

（本次设计的题目是转筒干燥器，所以以下介绍转筒干燥器）

2.3转筒干燥器的主要组成及作用

转筒干燥器主要有以下主要部分组成。

筒体是一主要部分，其外廓尺寸决定于反应或操作所需要的空间。

筒内是空的或装有抄板，也有装着链子的，以达到增加传热和粉碎物料的目的。

筒上装有滚圈，筒体及筒中所装物料的重量，通过滚圈而传给支座的托轮，支座装有防止筒体作轴向窜动的装置。

靠近托轮一挡轮座的筒体上，装有齿圈，以带动筒体回转。

装在减速箱轴上的齿轮与此齿圈相连，减速箱和电动机构成一传动机构。

在转筒的物料端，装有一个小室，为卸出物料及传入或引入引出气体而用。

筒的出料端用密封装置（迷宫或端面式的密封）加以密封。

在筒的一端设有卸料装置，用以加卸出被处理的固体物料。

被处理的物料与气流在转筒内即可以并流，也可以逆流。

如果由于过程或反应的进行必须加热，则此热量可由气体直接供给；也可由筒壁传入；可由于筒内被处理物料所放出的反应热；也可由在筒内直接烧燃料供给。

气体加热的方法及其最高温度决定于被处理固体物料的性质及是否允许被弄脏等多种因素。

从制造方便、机械强度大及材料消耗少等方面考虑，转筒通常做成圆形截面。

但是小的转筒，也有做成六边形或多边形的，甚至有的将两端做成锥形的。

圆筒的外廓尺寸决定于所需的生产能力、物料在筒内所停留的时间以及通过圆筒的气体的最大允许速度。

2.4转筒干燥器的工作原理

转筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体。

湿物料从左端上部加入，经过圆筒内部时，与通过筒内的热风或加热壁面进行有效的接触而被干燥，干燥后的产品从右端下部收集。

在干燥过程中，物料借助于圆筒的缓慢转动，在重力的作用下从较高的一端向较低的一端移动。

筒体内壁上装有顺向抄板（或类似的装置），它不断地把物料抛起又洒下，使物料的热接触面表面增加，以提高干燥速率并促使物料向前移动。

干燥过程中所用的热载体一般为空气、烟道气或水蒸气等。

如果热载体（如热空气、烟道气）直接与物料接触，则经过干燥后，通常用旋风除尘器将气体中所夹带的细粒物料捕集下来，非空气则经旋风除尘器后放空。

转筒干燥器是最古老的干燥设备之一，但由于经济实用工作量大、效率较高，目前仍被广泛使用于冶金、建材、化工等领域。

2.5转筒干燥器的特点

转筒干燥器与其他干燥设备相比，具有如下优点：

1.生产能力大，可连续工作；

2.结构简单，操作方便；

3.故障少，维修费用低；

4.适用范围广，可以用它干燥颗粒状物料，对于那些附着性大的物料也很有利；

5.操作弹性大，生产上允许产品的产量有较大的波动范围，不致影响产品的质量；

6.清扫容易。

该干燥器的缺点是：

1.设备庞大，一次性投资多；

2.安装、拆卸困难；

3.热容量系数小，热效率低（但蒸汽管式转筒干燥器热效率高）；

4.物料在干燥器内停留时间长，且物料颗粒之间的停留时间差异较大，因此不适合于对温度有严格要求的物料。

2.6转筒干燥器的分类及适用范围

2.6.1直接加热式

（1）常规直接加热转筒干燥器

该干燥设备中被干燥的物料与热风直接接触，以对流传热的方式进行干燥。

按热风与物料之间的流动方向又分为并流式和逆流式。

在并流式中热风与物料移动方向相同，入口处温度较高的热风与湿含量较高的物料接触。

因物料温度处于表面汽化阶段，故产品温度仍然大致保持湿球温度。

出口侧的物料虽然温度在升高，但此时的热风温度已经降低，故产品的温度升高不会太大，因此选用较高的热风入口温度，不会影响产品的质量。

这对于那些热敏性物料的干燥包括那些含有易挥发物料的干燥是很适宜的；对于耐高温的物料，采用逆流干燥，热利用率高。

干燥器的空气出口温度在并流式中一般应高于物料出口温度的10——20℃。

在逆流式中，如没有明确规定，一般采用100℃作为出口的温度较为合理。

常规直接加热转筒干燥器的筒体直径一般为0.4——3m，筒体长度与筒体直径之比一般为4——10。

干燥器的圆周速度为0.4——0.6m/s，空气速度在1.5——2.5m/s范围内。

（2）叶片式穿流转筒干燥器

按照热风的吹入方式将叶片式穿流转筒干燥器分为端面吹入型和侧面吹入型两种。

上图是端面吹入型的简图，其筒体水平安装，沿筒体内壁圆周方向等距离装有许多从端面入口侧向出口侧倾斜叶片（百叶窗），热风从端部进入转筒底部，仅从下部有料层的部分叶片间隙吹入筒内，因此能有效地保证干燥在热风与物料的充分接触下进行，不会出现短路现象。

物料在倾斜的叶片和筒体的回转作用下，由入口侧向出口侧移动，其滞留时间可用出口调节隔板调节。

侧面吹入型与端面吹入型不同的是筒体略带倾斜安装，大部分热风从开有许多小孔的筒体外吹入筒内，其方向与筒内物料的移动方向成直角，再穿过三角形叶片的百叶窗孔进入料层。

在回转筒体内壁四周装有箱形壳体，并沿回转筒体长度方向分成3——4个独立的室。

每个室都有独立的鼓风机、空气加热器以及进气口和排气口。

热风温度以及循环风量、排气量均能自行调节。

这种类型的干燥器体积传热系数大，约为349——1745w/（m）；干燥时间短，约为10——30min；物料的填充率较大，约为20%——30%；装置容积相对较小，料层阻力为98——588pa；通道风速一般为0.5——1.5m/s；筒体的转速为常规直接加热转筒干燥器的1/2左右；使用的热风温度为100——300℃。

在工业上常采用这种干燥器干燥粒状、块状或片状物料，例如焦炭、压扁干豆、砂糖等忌破坏的物料，此外，像塑料粒一类必须干燥到很低水分的物料以及像十片、低浆渣等密度小的物料，都可以用它来干燥。

（3）通气管式转筒干燥器

该干燥器的设计和安装与常规式相同，不同的是筒内设有安装抄板，物料自进口端向出口端移动的过程中，始终处于转筒的底部的空间中，形成一个稳定的料层，因而减少了尘土的飞扬。

热空气从端部进入不随筒体转动的中心管后，高速地从埋在料层中的粉质管小孔中喷出，与物料强烈接触。

通气管式干燥器的体积传热系数约是常规式的两倍。

转筒的圆周速度约为常规式的1/2，在相同的生产能力下，干燥筒体的长度仅是常规式的1/2，因此大大降低了设备的费用。

2.6.2间接加热转筒干燥器

1.常规间接加热转筒干燥器

该干燥器筒体砌在炉内，用烟道气加热外壳。

筒内设置一个同心圆筒。

烟道气进入外壳和炉壁之间的环状空间后，穿过连接管进入干燥筒内的中心管。

常规直接加热转筒干燥器特别适用于干燥那些降速干燥阶段较长的物料。

因为它可以在相当稳定的干燥温度下，使物料有足够的停留时间，同时可以借助转筒的回转作用，有效的防止物料的结块。

该干燥器适用于干燥热敏性物料，但不适用于粘性大，特别易结块的物料。

2.蒸汽管间接加热转筒干燥器

在干燥筒内以同心圆方式排列1——3圈加热管，其一端安装在干燥器出口处集管箱的排水分离室上；另一端用可以热膨胀的结构安装在通气头的管板上。

物料在干燥器内受到加热管的开举和搅拌作用而被干燥，并借助干燥器的倾斜度从较高一段向较低一端移动，从设在端部的排料斗排出。

该干燥器具有常规间接加热转筒干燥器的所有优点，它的单位容积干燥能力是常规直接加热式的3倍左右，热效率高达80%——90%，物料的填充率为0.1——0.2。

2.6.3复式加热转筒干燥器

该干燥器主要由转筒和中央内管组成。

热风进入内筒，由物料出口端折入外筒后，由原料供给端排出。

物料则沿着外壳壁和中央内壁的环状空间移动。

所需的热量，一部分由热空气经过内筒传热壁面，以热传导的方式传给物料；另一部分通过热风与物料在外壳壁与中央内筒的环状空间中逆流接触，以对流传热的方式传给物料。

该结构的优点是：

热风先通过内筒，可以把夹带的粉尘沉降下来，同时减少了对与周围环境的热损失，提高了热量的有效利用率。

3转筒的结构部分

设计规格为1000×8000mm，并以CaCo3为例校核，则物料的重要尺寸如下：

S阴＝2×（S扇－S△）

＝2×（

－

×

×

）

＝2×（

×

×

－

）

＝0.04516

V＝S阴*L＝0.04516×8＝0.36

∴

＝ρv＝2.6×

×0.36＝939kg

此处省略 NNNNN

NNNNNNN

NNNN

NNN

NN

字

由图11-7得，

，又

计算中心距a

=（6+1）

=580mm

考虑到转筒的安装尺寸及其安装减速机的尺寸要求，及增加保温层的需要取a=876mm

估算模数m=（0.007--0.02）a

=（0.007--0.02）×876

=6.132--17.52

取标准模数m=12mm

齿数

取

∴i=

分度圆的直径

∴

=0.4m/s

由表11-6，选齿轮的精度等级为8级。

③验算齿面的接触疲劳强度

由电动机驱动，中等冲击，

由表11-3，取

由图11-2（a），按8级精度

查表取

齿宽b=4a=0.3×876=262.8mm

圆整取b=265mm

由图11-3（a），按

，悬挂布置

∴

由表11-4，

∴

=1.0×1.01×1.25×1.1

=1.38875

由图11-4，得

∴

由图11-6，得

∴齿面接触应力

=271.3M

∴安全。

④校核齿根弯曲疲劳强度

按

由图11-10得，

由图11-11得，

由图11-12得，

由图11-16（b），得

由图11-17得，

由图11-18得，

取

∴计算许用弯曲应力：

=

=414M

=

=217M

计算齿根的弯曲应力

=22.6

=

=20.5

∴安全。

⑤齿轮的主要几何参数

m=12mm

=

=

齿宽

，

注：

本节所用表格选自《机械设计》。

3.11转筒的密封

回转的圆筒的密封是一件重要而且困难的工作。

转筒与固定端的密封，可采用三种方式：

密封件间不接触的、密封件在径向接触的以及密封件在轴向接触的。

这三类密封的典型是：

迷宫式的、填料式的和端面式的。

不可避免的由于筒体的制造不精确、椭圆度和筒的挠曲，筒的几何轴与回转轴的不重合，使筒端在很大的空间内晃动，加工安装的不精确和筒体外表面加工的粗糙等原因，而导致软填料的急剧损坏。

因此，转筒中只采用迷宫式或端面式密封。

由于在本次设计中，整个系统是在微负压下操作的，漏气对本系统没有太大的影响，故采用迷宫式密封。

结构形式如图3.4所示：

图3.4迷宫式密封

优点是该装置结构简单，便于加工、制造和安装。

与其他的密封方式相比，从机械性考虑其无泄露问题，无摩擦，不需要润滑。

从其适应性考虑不限制介质种类，不须考虑压力、温度、周速等问题，且抗震动能力强。

除此以外，还有对场合无严格要求、装配容易、不需要调整、使用寿命长、价格低廉缺和对灰尘杂质的适应性强等特点。

缺点是加工精度要求高，难于装配，间隙过小，机器长周期运转，磨损后使密封性能大大下降，不能应用于受热伸长量大的转筒。

4转筒的安装、调整和运转

转筒安装得不好，就会使其所受应力增加，回转时所消耗的功率增加，并使传动的齿轮、滚圈及托轮的磨损增加。

转筒安装正确的第一个先决条件，就是要使全部托轮座都应该在水平线成一规定角度的直线上。

检查托轮底座板安装得是否正确，需要进行测评工作。

转筒的安装工作完成得好，则当它安装在托轮上以后，应该仍保持其外表的圆筒形以及轴心的直线性，且在回转时也不失去这些性能。

全部托轮都应当承担部分载荷。

检查转筒的外形及其安装是否正确，可以在筒内加入物料进行试车。

如停车后转筒还继续转动，则说明转筒的安装正确而且筒体是十分直的；相反的，如果停车后转筒很快便停下了，则说明筒体弯曲或托轮座调节不正确。

在运转时筒体也有可能失去原来的形状，由于筒体的局部过热、检修的错误或由于托轮的磨损、地基下沉等各种原因而破坏了托轮装置的正确性所致。

所以，应该经常检查、注意转筒工作得是否良好，便于及时调整及消除不良现象，不允许托轮过度的磨损。

筒体由于片面受热或检修时筒体安装不正确而引起变形，可以用沿着筒体轴线拉紧的金属线而测量该线到筒壁的距离的方法检查出来。

筒体过度加热及在热的状态下突然停车，这是筒体弯曲和下垂的最危险原因，所以筒的加热必须在它已经回转之后。

在停车之前，则首先应熄灭火或喷燃管，直到筒体逐渐冷却，才可以停车。

调整托轮，不仅要达到使压力平均分配在全部托轮上，而且为了使机器更好的操作。

托轮调节的正确与否，决定着转筒轴向力的大小，该力能引起筒的窜动。

对于转筒，力求所有的托轮轴均装得上转筒轴才行。

托轮的单方向的倾斜，可能引起很大的轴向力，使两边的凸缘破坏。

托轮的歪斜，如果是不同方向的，会使滚圈及托轮的磨损增大，从而增加了功率的消耗。

5结论

干燥装置是一种耗能高，投资较大的单元操作系统。

一套比较完整的干燥装置，由于费用较高，因此在干燥某种物料时，要合理选择干燥技术、合理的干燥技术。

以降低干燥的成本。

一套功能完备的干燥装置，除主机外，大多还包括热源、给料、排料、尾气处理系统及电气控制系统等，有的还包括物料的预处理装置或溶剂回收及热量回收系统，还有计算机自动检测及控制系统。

根据物料的不同，大多数情况下辅机的价格与主机相差无几，大多数辅机，如风机、旋风分离器等均为标准化定型产品，故成本主要决定于主机的形式，因此主机的设计是整个装置中的重点。

研制的成品费用包括产品试验考察费，设计研制费，市场调研及宣传广告费，销售费用，生产设备折旧费等非生产性开支费用。

变成的费用还有干燥机的原材料、动力、燃烧消耗以及运输费用、占地厂房的费用等，另外，还有技术含量等各方面的因素。

在本设计中，钢材多采用碳钢，这样在设计成型时备材方便，便于统一，只在重要的部分，由于强度的要求采用强度高的钢材，这样既保证了经济的实用性，又保证了产品的可靠性。

回转干燥机是一种比较古老而通用的产品，生产技术已逐步成熟，可以节省一大笔研制的费用而且设备无故障运行时间较长。

另外，该设备干燥技术衰败期长，从它是一种古老的设备，而现在社会上又有一定大量的需求可以看出。

该设备有自己适用的范围，可以连续作业，生产的效率较高，在当今的市场中仍占有相当大的比例。

所以，它是一个比较可行的设计方案。

主要参考文献

1.王大康，卢颂峰，机械设计课程设计.北京：

北京工业大学出版社，2002.2

2.汪恺，机械工业基础标准应用手册.北京：

机械工业出版社，2001.6

3.机械设计手册（新版）.第一卷、第二卷、第四卷、第五卷.北京：

机械工业出版社，2004.8

4.吴宗泽，机械零件设计手册