一种干燥机的滚筒结构以及干燥机

技术领域

本发明涉及物料干燥设备技术领域，具体涉及一种干燥机的滚筒结构以及干燥机。

背景技术

蒸发干燥装置，是通过加热使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出，以获得规定湿含量的固体物料的机械设备。利用混合物物料沸点差异，用加热的方式，可将混合物分离、纯化、成形。

滚筒刮板干燥机是一种接触式内加热传导型干燥设备，在化工、食品、生物和农业等多个领域得到了广泛应用。滚筒刮板干燥机主要包括滚筒、进料成膜装置、刮料装置(包括刮刀、支撑架、压力调节器等)、传动装置(包括电机、减速装置等)，传热介质(水蒸汽或导热油)的进出及排液装置等组成。

滚筒为外表面经过加工的金属空心圆筒，由传动装置带动转动，其转速根据物料的干燥时间需要调节，传热介质从外部通入至滚筒内部，滚筒外壁的底部部分浸入待干燥的物料中，一层物料包裹于滚筒外壁面被加热，湿分被汽化分离，滚筒转动一周，物料完成干燥，附着于外壁，然后由刮刀卸料。

上述滚筒刮板干燥机存在滚筒大型化后前后端受热不均、温差大、易变形的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种干燥机的滚筒结构以及干燥机，可以改善滚筒前后受热不均、温差大、易变形的问题。

本申请提供的干燥机的滚筒结构，所述滚筒结构包括至少一个滚筒单元，每个所述滚筒单元包括至少两层同轴设置且依次嵌套的筒体，最外层所述筒体与其内侧相邻的所述筒体，分别为第一筒体和第二筒体，所述第一筒体和所述第二筒体之间形成第一环形腔，所述第一环形腔与所述第二筒体的内侧连通，介质可自所述第二筒体的内侧流向所述第一环形腔。

在一种具体实施方式中，所述滚筒结构包括穿过所述筒体中部的转轴，所述转轴为空心轴，所述空心轴分隔为一个或多个进口腔和出口腔，所述进口腔连通所述第二筒体的内侧，所述第一环形腔和所述出口腔连通。

在一种具体实施方式中，所述滚筒结构包括三层所述筒体，最内层的所述筒体为第三筒体；所述第三筒体和所述第二筒体之间形成第二环形腔，所述第二环形腔连通所述进口腔。

在一种具体实施方式中，所述滚筒结构还包括和所述筒体等长设置的第一隔板，所述第一隔板的至少部分位于所述空心轴内，以分隔出所述进口腔和所述出口腔，所述进口腔通过进口通道连通所述第二环形腔，所述出口腔通过出口通道连通所述第一环形腔。

在一种具体实施方式中，还包括第二隔板和第三隔板，所述空心轴设置有第一开口，所述第三筒体的筒壁设置有第三开口，所述第二筒体的筒壁设置有第二开口；所述第二隔板的一侧和所述第一开口的一侧开口侧壁相接，另一侧和第三开口的一侧开口侧壁相接；所述第一隔板伸出所述空心轴的一侧和所述第二开口的一侧开口侧壁相接；所述第三隔板的一侧和所述第一开口的另一侧开口侧壁相接，所述第三隔板的另一侧和所述第一筒体的筒壁相接，所述第三隔板的板壁和所述第三开口的另一侧开口侧壁相接；所述第一隔板和所述第二隔板之间形成连通所述第二环形腔和所述进口腔的进口通道，所述第一隔板和所述第三隔板之间形成连通所述第一环形腔和所述出口腔的出口通道；

和/或，所述第一隔板位于所述空心轴内，还包括至少一个和所述进口腔连通的进口连接管和至少一个与所述出口腔连通的出口连接管，所述进口连接管的管腔为所述进口通道，所述出口连接管的管腔为所述出口通道。

在一种具体实施方式中，所述滚筒结构包括多个所述滚筒单元，所述转轴同时穿过多个所述滚筒单元，所述进口腔连通多个所述滚筒单元的所述第一环形腔，所述出口腔连通多个所述滚筒单元的所述第二筒体的内侧。

在一种具体实施方式中，所述滚筒结构包括穿过所述筒体中部的转轴，最内层的所述筒体和所述转轴之间、以及相邻所述筒体之间，至少一者设置有加强支架。

本申请还提供一种干燥机，包括料槽和上述任一项所述的滚筒结构，所述滚筒结构的至少部分位于所述料槽内。

在一种具体实施方式中，所述料槽设置有进料通道，所述进料通道包括顶部进料通道，所述料槽包括顶部，所述顶部设置有所述顶部进料通道。

在一种具体实施方式中，所述进料通道包括侧部进料通道，所述料槽包括位于所述顶部两侧的侧部，所述侧部设置有所述侧部进料通道，所述顶部进料通道的一侧连通一侧所述侧部进料通道，所述顶部进料通道的另一侧连通另一侧的所述侧部进料通道，物料可自一侧所述侧部进料通道进入并自另一侧所述侧部进料通道流向所述料槽的底部。

在一种具体实施方式中，所述料槽包括外侧槽壁和内侧槽壁，所述内侧槽壁和所述外侧槽壁之间形成所述进料通道；所述内侧槽壁的下端向内延伸形成开口朝上的槽结构，所述槽结构用于收集冷凝液体。

在一种具体实施方式中，还包括刮刀，所述刮刀位于所述滚筒结构的底部。

在一种具体实施方式中，还包括料液搅拌部件，以及导流物料至所述滚筒结构底部的导流片。

该申请中传热介质先进入到第二筒体的内侧中，然后流向第一环形腔，第一环形腔的外壁用于和物料直接接触，用于和物料进行换热，以干燥物料，而第二筒体内侧的传热介质可以对第一环形腔的传热介质进行补热，防止传热介质在第一环形腔中温度下降过快而导致的受热不均，避免在温度场作用下筒体变形，即本申请中多层筒体的设置可以进行补热，以提高整体的换热效率和保障滚筒结构的受热均匀性。可见，第一环形腔为传热腔，第一环形腔内侧为蓄热腔，具有蓄热能力。

附图说明

图1为本申请实施例中干燥机的示意图；

图2为图1中滚筒结构的示意图；

图3为图2中滚筒结构的轴向剖视图；

图1-3中附图标记说明如下：

1-料槽；11-外侧槽壁；12-内侧槽壁；121-槽结构；1a-物料进口；1b-第一侧部进料通道；1c-顶部通道；1d-第二侧部进料通道；

2-滚筒结构；21-第一筒体；22-第二筒体；22a-第二开口；23-第三筒体；23a-第三开口；24-转轴；24a-进口腔；24b-出口腔；24c-第一开口；25-第一隔板；26-加强支架；27-第二隔板；28-第三隔板；2a-第一环形腔；2b-第二环形腔；

3-排渣口；

4-刮刀；

5-排料口；

6-导流片；

7-料液搅拌桨。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本申请实施例中干燥机的示意图。

该实施例中的干燥机，包括滚筒结构2和料槽1，滚筒结构2的至少部分位于料槽1中，图1中料槽1为相对封闭的槽体结构，滚筒结构2整体位于料槽1内，具体的工作原理是，物料进入到料槽1中，具体地，可以在搅拌桨7与导流片6的作用下，可以与滚筒结构2的底部接触，使得料液粘附在滚筒结构2外侧，滚筒结构2内部流动有传热介质，传热介质可以是水蒸气或者导热油等，这样滚筒结构2在转动过程中，可以通过传热介质不断地对粘附的料液进行加热、干燥。

本实施例中干燥机的滚筒结构2可以参考图2理解，图2为图1中滚筒结构2的示意图。

此滚筒结构2包括至少一个滚筒单元，图2示意的为一个滚筒单元的横截面，每个滚筒单元包括至少两层同轴设置且依次嵌套的筒体，最外层筒体与其内侧相邻的筒体，分别为第一筒体21和第二筒体22，第一筒体21和第二筒体22具有间隔，以在二者之间形成第一环形腔2a，第一环形腔2a与第二筒体22的内侧连通，传热介质可自第二环形腔2b流向第一环形腔2a。

具体在本实施例中，每个滚筒单元包括三层筒体，由外向内，依次是第一筒体21、第二筒体22、第三筒体23，三个筒体依次嵌套并同心设置，这里的内、外，即靠近滚筒结构2中心轴线的方向为内、反之为外。第一筒体21和第二筒体22之间的环形腔为第一环形腔2a，第二筒体22和第三筒体23之间的环形腔为第二环形腔2b，第二环形腔2b位于第二筒体22的内侧。此时，传热介质可从第二环形腔2b向第一环形腔2a向流动。

如此设置，传热介质先进入到第二环形腔2b中，然后流向第一环形腔2a，第一环形腔2a的外壁即位于最外侧的第一筒体21的筒壁，这样，第一环形腔2a的外壁用于和物料直接接触，用于和物料进行换热，以干燥物料，而第二环形腔2b内的传热介质可以对第一环形腔2a的传热介质进行补热，防止传热介质在第一环形腔2a中因与外部物料换热而温度下降过快，进而导致的受热不均，避免在温度场作用下筒体变形，即本实施例中多层筒体的设置可以进行补热，以提高整体的换热效率和保障滚筒结构2的受热均匀性。可见，本实施例中第一环形腔2a为传热腔，第一环形腔2a内侧为蓄热腔，具体即第二环形腔2b为蓄热腔。

具体地，滚筒结构2包括穿过筒体中部的转轴24，滚筒结构2是在转轴24的带动下转动，转轴24可通过传动装置实现转动，传动装置例如可以包括电机、减速器等。转轴24可以设置为空心轴，空心轴的空腔又分隔为进口腔24a和出口腔24b，进口腔24a连通第二筒体22的内侧，在图2中即连通第二环形腔2b，第一环形腔2a则和出口腔24b连通。将转轴24设置为空心轴，以提供传热介质流动的通道，可以充分利用转轴24的体积，且转轴24与滚筒结构2是同步转动，这样传热介质的流动稳定性不受影响。但可知，传热介质的流动不限于通过空心的转轴24，比如，可以直接将第一环形腔2a和第二环形腔2b轴向的端部连接外接管路。

此外，转轴24与多层筒体具有径向间距，为了满足第一环形腔2a、第二环形腔2b与转轴24的出口腔24b、进口腔24a的连通，可以通过设置隔板实现。

如图2所示，滚筒结构2还包括第二隔板27、第一隔板25、第三隔板28，转轴24设置有第一开口24c，第三筒体23的筒壁设置有第三开口23a，第二筒体22的筒壁设置有第二开口22a。第二隔板27的一侧和第一开口24c的一侧开口侧壁相接，另一侧和第三开口23a的一侧开口侧壁相接；第一隔板25的一侧和第二开口22a的一侧开口侧壁相接，第一隔板25插入转轴24的空腔内以将转轴24的空腔分隔出进口腔24a和出口腔24b，第一隔板25穿过第三开口23a，和第三开口23a的两侧开口侧壁均保持一定间距；第三隔板28的一侧和第一开口24c的另一侧开口侧壁相接，第三隔板28的另一侧和第一筒体21的筒壁相接，第三隔板28的板壁和第三开口23a的另一侧开口侧壁相接。

这样，第二隔板27和第一隔板25之间形成进口通道2c，第一隔板25和第三隔板28之间形成出口通道2d，进口通道2c连通进口腔24a和第二环形腔2b，出口通道2d连通出口腔24b和第一环形腔2a。图2中以箭头示意出传热介质的流动方向，传热介质先流入转轴24的进口腔24a，然后从进口腔24a进入进口通道2c，再进入到第二环形腔2b，绕第二环形腔2b一周后，由第三隔板28和第二开口22a的一侧开口侧壁之间的间隔位置流向第一环形腔2a，绕第一环形腔2a流动一周后，从部分第二开口22a(第二开口22a处于第一隔板25和第三隔板28之间的部分)进入出口通道2d，并进入到出口腔24b流出。

如此设置，一方面，利用隔板连通进口腔24a和第二环形腔2b、出口腔24b和第一环形腔2a，结构较为简单，传热介质流动更为顺畅，隔板可以沿轴向延伸，与筒体结构等长设置，这样，在整个轴向上传热介质的流动也更为均匀，可知，设置多个通道管路连通转轴24和第一环形腔2a、第二环形腔2b也可以；另一方面，该设置方式下，第一环形腔2a和第二环形腔2b中传热介质的流动方向相反，即互为逆向流动，从而加强补热效果。隔板设置形成进口通道2c和出口通道2d仅仅是实现转轴24与第一环形腔2a、第二环形腔2b连通的一种实施方式，但显然不限于此，比如，转轴24上可以设置出多个沿轴向分布的进口连通孔、出口连通孔，多个进口连通孔通过一个管道或者多个管道连通到第一环形腔2a，多个出口连通孔通过一个管道或者多个管道连通到第二环形腔2b，实施方式有多种，本实施例不再一一例举。

可以理解，上述实施例中第一隔板25可以将空心的转轴24分隔出进口腔24a和出口腔24b，第一隔板25伸出转轴24的部分，与第二隔板27、第三隔板28配合形成进口通道2c、出口通道2d。但可以理解，转轴24可以不设置第一开口24c，此时第一隔板25整体位于转轴24内，将转轴分隔出进口腔24a和出口腔24b，并可以设置一个或者多个进口连接管、一个或者多个出口连接管，进口连接管的管腔作为进口通道，出口连接管的管腔作为出口通道，转轴24的外周壁可以设置多个连接孔，进口连接管和出口连接管均与对应的连接孔连接，则进口连接管的一端、出口连接管的一端与对应的进口腔、出口腔连通，第三筒体23也可以开设连接孔，进口连接管的另一端可以和第三筒体23的连接孔连通，这样，可以将进口腔24a与第二环形腔2b连通，出口连接管的另一端可以贯穿第三筒体23并与开设在第二筒体22的连接孔连通，这样，可以将出口腔24b和第一环形腔2a连通。也就是说，只要第一环形腔2a和出口腔24b可以导通，第二环形腔2b可以和进口腔24a导通即可，具体实现的结构形式有多种，本申请不再一一例举。

以上描述的滚筒结构2的一个滚筒单元包括三层筒体，可知，设置至少两层筒体即可，以图2为视角，如果不设置第三筒体23，第二筒体22的整个筒腔作为蓄热腔也可以，但应知，这里设置第三筒体23，与第二筒体22配合形成第二环形腔2b作为蓄热腔，流动在第二环形腔2b中的传热介质的量相对较少，流动性更强，可以更好地蓄热以及对第一环形腔2a进行补热。第一环形腔2a的径向尺寸可以设计为相对较小，比如第一环形腔2a的径向尺寸可以是第二环形腔2b的径向尺寸1/4～1/10，这样，第一环形腔2a内的传热介质可以更好地与外部物料进行快速换热，第二环形腔2b具有较多的热量可以更好地补热。可知，设置多余三层的筒体也可以，比如在第三筒体23的内侧再嵌套一个第四筒体，第四筒体和第三筒体23之间形成第三环形腔，传热介质由第三环形腔进入第二环形腔2b、再进入第一环形腔2a，第三环形腔对第二环形腔2b补热，第二环形腔2b对第一环形腔2a补热，这样也可以，但这里设置三层筒体，形成两层环形腔，且有一个环形腔作为蓄热腔，已经可以满足蓄热需求，传热介质的流动阻力也较小。

可继续参考图3理解，图3为图2中滚筒结构2的轴向剖视图。

本实施例中的滚筒结构2可以包括多个滚筒单元，即包括两个或两个以上的滚筒单元。此时，转轴24可以同时穿过多个滚筒单元，且转轴24的进口腔24a连通多个滚筒单元的第一环形腔2a，出口腔24b连通多个第二筒体22的内侧，具体在本实施例中，即连通第二筒体22内侧的第二环形腔2b。如图3所示，总共设置三个滚筒单元，传热介质从转轴24的左端进入，由进口腔24a分别向各个滚筒单元的进口通道2c进入第二环形腔2b，传热介质再从多个滚筒单元的第一环形腔2a汇流至出口腔24b中，出口腔24b的出口设置在进口腔24a进口的一侧，或者相反侧都可以，即出口腔24b中传热介质的流动可以向左也可以向右，本实施例不做限制，另外，显然，滚筒单元还可以是三以外的其他数量。

背景技术中传热介质自滚筒的一端进入、另一端流出，传热介质在前端换热后，会影响后端传热介质的初始温度，滚筒换热在长度方向上并不均匀，即先热后冷。而本实施例进行如上设置后，滚筒结构2在轴向上或者说长度方向上，多个滚筒单元结构形式上为串联，但多个滚筒单元的内部传热介质流动实际为并联模式，相邻滚筒单元内传热介质温度互不影响，一个转轴24可以同时给多个滚筒单元提供传热介质，使得滚筒结构2整体的受热较为均匀，滚筒结构2长度方向的物料干燥速率较为一致。

请继续参考图3，该实施例中的滚筒结构2包括穿过筒体中部的转轴24，且至少最内层的筒体和转轴24之间设置有加强支架26，图3中最内层的筒体为第三筒体23，即在第三筒体23和转轴24之间设置有加强支架26，加强支架26连接转轴24和第三筒体23，这样可以增强滚筒结构2的整体结构刚度，在温度与重量作用下，结构更为稳固，不易发生变形，从而保证整体设备刮料干净、且不易发生卡轴。可知，第二筒体22和第一筒体21之间、第三筒体23和第二筒体22之间也可以设置加强支架，该实施例中第三筒体23与转轴24之间具有较大的间距，而且，筒体结构2是由转轴24带动转动，故主要在第三筒体23和转轴24之间设置加强支架26。本实施例中，加强支架26具体为桁架式轴网，包括多根杆件，杆件可以是空心杆，在保证强度的前提下可以减重。

请继续参考图1，本实施例还提供一种干燥机，包括上述所述的滚筒结构2，具有与上述滚筒结构2相同的技术效果，不再重复论述。

此外，本实施例中干燥机的料槽1包括进料通道，即物料可经过进料通道进入到料槽1内，以便与滚筒结构2的外壁接触换热、干燥。该实施例中的进料通道包括顶部进料通道1c，如图1所示，料槽1的外壳具有顶部，且顶部设置该顶部进料通道1c。此时，在布料过程中，物料会经过顶部进料通道1c，而滚筒结构2在转动过程中和料槽1底部的物料接触换热，物料中的湿分(水分或其他可挥发性液体成分)会蒸发为蒸汽向上流动，经过顶部进料通道1c的物料会和上升到料槽1顶部的蒸汽进行换热，则可以对物料进行预热，一方面可以提高物料的干燥效果、速度，另一方面相当于利用余热，可以提高能效。可见，顶部进料通道1c兼具有进料导流、热回收以及密封功能，即将料槽1的顶部封住，以保存热量，保障干燥效果，进料通道中可以设置导流板，以导流进料的方向。

如图1所示，进料通道还包括位于料槽1两侧侧部的侧部进料通道，分别为第一侧部进料通道1b、第二侧部进料通道1d；顶部进料通道1c的一侧连通第一侧部进料通道1b，另一侧连通第二侧部进料通道1d，第一侧部进料通道1b的一侧端口连接物料进口1a，第二侧部进料通道1d的端口为物料出口，物料自物料进口1a流入，并从物料出口流向料槽1的底部。如此设置，将布料形式设置为“瀑布式”，料槽1的外壳包裹在滚筒结构2的外侧，物料可以相对平稳地流入和流向料槽1的底部，蒸汽在上升的过程中也可以和侧部进料通道内的物料进行换热。

该实施例中的料槽1为夹套结构，如图1所示，料槽1包括外侧槽壁11和内侧槽壁12，内侧槽壁12和外侧槽壁11之间形成顶部进料通道1c、第一侧部进料通道1b、第二侧部进料通道1d，这样，易于形成所需的顶部进料通道1c和侧部进料通道。且，内侧槽壁12的下端向内延伸形成开口朝上的槽结构121，上述的蒸汽在上升过程中以及上升到顶部时都会与物料进行换热，换热冷却后的蒸汽可能发生冷凝，内侧槽壁12形成的槽结构121可用于收集冷凝后的液体，以避免液体再次进入到待干燥的物料中。

如前所述，本实施例中布料采取的是“瀑布式”布料，对物料位于料槽1底部的深度要求较低。图1中，干燥机还包括设置在料槽1底部的料液搅拌部件，料液搅拌部件具体是料液搅拌桨7，干燥机还包括导流物料至滚筒结构2底部的导流片6，料液搅拌桨7和导流片6可以偏心设置，以便形成所需的流动效果。这样，料液搅拌桨7可以造成物料料液的单向流动，并在导流片6的作用下，形成高出原液面高度的上浮物料，与滚筒结构2的底部接触进行换热。即，本实施例中滚筒结构2的底部无需浸入物料的料液中，相较于背景技术中的浸液式布料，不易因搅拌带来的浮末、浮渣引起表面布料不均匀，且滚筒结构2不长期浸泡在物料内，不会导致初始物料浓度发生波动，使得整体物料与干燥产生产物性质更稳定，同时也不会因为料液浸泡干燥结垢，并利于增加有效换热面积。

如图1所示，本实施例中的干燥机还包括刮刀4，刮刀4位于滚筒结构2的底部。背景技术中，滚筒浸入在物料中，刮刀一般布置在滚筒的中部位置，刮刀和滚筒浸在物料中的部分之间，均无法作为有效换热表面，故实际的有效换热表面只有3/4左右，而本实施例中的布料方式不再是浸液式，刮刀4布置位置不受浸料高度限制，可以设置在较低的位置，比如布置在图1中滚筒结构2的底部位置，这样，滚筒结构2的几乎整个外表面都可以用于包裹物料加热，从而可以增加滚筒结构2的有效换热表面。

图1中，干燥机还包括排渣口3，刮刀4可以布置在排渣口3的顶部，刮刀4刮除滚筒结构2上的干燥的物料，刮除的物料可以直接落入到排渣口3内，便于收集。另外，还可以在料槽1的底部设置排料口5，料槽1底部的物料可以从排料口5排出。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。