粉末干燥机的设计含6张CAD图
粉末干燥机的设计含6张CAD图,粉末,干燥机,设计,cad
一、选题依据1.研究领域机械工程2论文(设计)工作的理论意义和应用价值针对动物废弃物的干燥利用 ,设计出一种粉末干燥机,主要用于畜禽废弃物的运输,干燥利用的处理。设计需要合理简洁,有较高的效率,能有效的干燥畜禽的废弃物并转化成有用的资源。粉末干燥机分为专业的回转、三筒、单筒等结构,根据加工的物料内部的结构和配套设备也不相同,研究出如何将上料机、烘干机、热风等方配套成一个专业的粉体干燥机设备。一台合格的只要干燥设备,不仅要满足干燥操作的需要,还要满足GMP 的要求,既要满足设备强度,精度,表面粗糙度及运转可靠性等要求,还要从结构考虑可拆卸,易清洗无死角,避免污物渗入,设计时要清除难以清洗和检查部位,采用可靠的密封,制造是设备内壁光洁度高,所有转角要圆滑过渡。据研究测试表明,此粉末干燥机的价值可以体现在以下 5 点。(1)能稳定地保证废弃物的干燥加工精度(2)能减少辅助工时,提高劳动生产(3)能扩干燥机的使用范围,实现一机多能(4)提高生产率、降低成本(5)减轻工人的劳动强度3目前研究的概况和发展趋势中国的现代干燥技术是从 20 世纪 50 年代逐渐发展起来的,迄今对于常用的干燥设备,如气流干燥、喷雾干燥、流化床干燥、旋转闪蒸干燥、红外干燥、微波干燥、冷冻干燥等设备,我国均能生产供应市场, 对于一些较新型的干燥技术如冲击干燥、对撞流干燥、过热干燥、脉动燃烧干燥、热泵干燥等也都已开发研究,有的已工业化应用。而粉体干燥正是干燥技术中重要的一个分支,现在发展正旺的。我国于 1975 年 6 月 23 日在南京召开了第一届干燥会议,标志着我国干燥研究进入正轨。而从那一天到现在,已经 40 多年。40 多年来,我国干燥技术研究队伍不断壮大。目前我国从事干燥技术研究的大专院校、科研院所、研究单位大约有 50 多家,领域涉及化工、医药、染料、轻工、林业、食品、粮食、造纸、硅酸盐、水产业、渔业等行业,全国共有设备制造厂600 多家,已形成了一支强有力的干燥科研开发队伍,广泛开展干燥技术的基础研究、工艺研究及工业化研究,使我国干燥技术研究正向世界水平迈 进,某些技术领域达到了国际先进水平。40 年来,中国对许多干燥技术实现了工业化。主要有喷雾干燥、流态化干燥(普通流化床,振动流化床, 内加热流化床、流化床喷雾造粒干燥)、蒸汽回转干燥、气流干燥、回转 圆筒干燥、旋转快速干燥、圆盘干燥、带式干燥、双锥回转真空干燥、桨 叶式干燥、冷冻干燥、微波及远红外干燥等等,常规干燥设备基本以满足 生产的需要,并有部分机型达到国际当代水平并出口国外。国外的粉末干燥技术总体是要比我国先进的,国际粉末干燥企业多牌号、精细化的特点能很好的满足客户对粉末干燥机各项性能的需求。现在国外的干燥技术主要在研究:1.如何提高热利用率、降低污染;2.使干燥机卫生、无交叉污染、无菌化;3.多用途复合功能干燥过程(造粒、药物包覆);4.功能材料高附加值、高品质化干燥。并且朝着:1. 高温收尘技术;2.超细粉体(纳米与亚微米)的干燥;3.如何控制干燥过程中产物微粒的结构;4.解决环境、生态等问题;5.从产品的使用寿命循环周期考虑干燥工程的最优化等方面展望发展。二、论文(设计)研究的内容1. 重点解决的问题(1)完成蒸煮干燥罐设计;(2)完成配套设备设计2.拟开展研究的几个主要方面(论文写作大纲或设计思路)(1)通过了解目前粉末干燥技术的主要优缺点与应用场合,并结合其主要技术指标和所需技术,对此系统的组成部件进行构思,对系统的设计方案进行总体规划,确定研究的方向。(2)将整个系统按照不同功能细分为测量部分、控制部分,显示部分,调节部分,记录部分等,完成每个部分的设计方案,对所需器件进行选型并完成相应程序的编写。(3)完成对各个部分设计的连接工作,对整个系统进行测试,通过测试结果来修改系统中不足或有错误的地方,对编写的程序进行验证3. 本论文(设计)预期取得的成果综合查找的相关资料,计算出所设计粉末干燥机的各个部件所需的参数,并绘制出零件图,装配图。在设计中得到锻炼文献检索的能力, 独立设计的能力,综合利用所学知识与绘图的能力等(1)一份说明书(2)一篇外文文献三、论文(设计)工作安排1.拟采用的主要研究方法(技术路线或设计参数);研究方法:采用文献研究法的主要研究方法,通过学习及查阅有关资料掌握其工作原理和结构,对各种干燥机的进料机构以其干燥方式的设计进行系统的归类和总结,吸取前人的经验结合自己所学知识进行设计,选择出最合理的设计方案,完成粉末干燥机的设计。技术参数:容积(m3):5生产量(只鸡废弃物/罐):7000产成品(kg/罐):800 以上2.论文(设计)进度计划第 1 周 完成粉末干燥机调研;第 2 周 查阅粉末干燥机国内外最新文献资料,翻译一篇国外本研究前沿文献;第 3 周 分析、综合各文献,撰写粉末干燥机文献综述; 第 4 周 完成粉末干燥机的设计的开题报告;第 5 周 粉末干燥机主要技术参数的设计计算与确定;第 6 周 综合分析各类粉末干燥机设计资料,提出几个设计方案; 第 7 周 对各方案进行比较、选择,确定最佳设计方案;第 8 周 进行总体设计计算,绘制设计总图; 第 9 周 传动方式及动力的设计计算与选择; 第 10 周 蒸煮干燥罐的设计计算,绘制图纸;第 11 周 风机及各种阀门管路设计计算与选择,除尘器、冷凝器的设计计算与选择,绘制图纸;第 12 周 电器控制的设计计算,绘制图纸; 第 13 周 撰写粉末干燥机的设计论文;第 14 周 补充、修改、整理、排版论文和图纸,评阅,准备答辩。四、需要阅读的参考文献1张德元.粉体干燥设备【J】.有色矿冶.2005.21(1):1-12杨浩基,林伊.粉体干燥工艺研究与实践【J】.煤矿现代化.2010.97(4):1-13 奚天鹏,刘传义,何士安. 粉体干燥-造粒-微波加热干燥新工艺【J】.工艺与设备.2005.52(4):1-24万风岭,谢苏江,周昭军. 干燥设备的现状及发展趋势【J】.化工装备技术.2006.27(1):2-25 程江,涂伟萍,杨卓如,陈焕钦. 粉体冷冻干燥制备技术的应用与进展【A】.第六届全国冷冻十燥会议论文集.华南理工大学化学院.2000:2-26童培云,席晓丽,蒋亚宝,翟立力,聂祚仁.冷冻干燥技术制备超微粉体的研究进展【J】.粉末冶金工业.2007.17(2):2-37宁桂玲,吕秉玲.纳米颗粒的干燥及其研究进展【J】.New Technology Domestic and international.1996.5:3-38王宝和,纳米碳酸钙粉体干燥技术现状【J】.干燥技术与设备.2005.3(4):3-39 诸爱珍, 陶瓷粉体常用的干燥方法【A】. 江苏省陶瓷研究所.2000.:3-310林芸,畜禽废弃物处理成套设备之蒸煮干燥器的研制【J】. 中国科技信息.2007.5:4-511谭笑,刘雪东. 粉体干燥技术的现状及未来发展【J】.粉体工程与设备.2013.6.18:5-512朱德文,陈永生,朱德泉.畜禽粪便快速干燥设备的研究【J】. 现代农业装备.2005.12.28.5-513Environmental and human health challenges of industrial livestock and poultry farming in China and their mitigation.Yuanan Hu; Hefa Cheng; Shu Tao.201714A fluidized bed equipment for drying or cooling of powder and a process for drying or cooling of powder by use thereof.POWDERING JAPAN K K (JP).1999附:文献综述或报告文献综述粉末在工业一般都是超细的物料,由于达到超细粉未状,在国内各个领域都十分常见,如:石灰、石英石、石墨、石膏粉加工成品的都属于粉末,由于这些物料的超细状态,在生产磨粉作业过程中会里边的含水份比较多,为了更好的便于存储,需要粉末干燥机的作业。干燥机在很多生产领域都可以应用到,分为专业的回转、三 筒、单筒等结构,根据加工的物料内部的结构和配套设备也不相同,其中以粉体为例,粉体是粉末,根据不同的粉体特性,所采用的设备也不相同,通过将上料机、烘干机、热风等方配套成一个专业的粉体干燥机设备,它是当今最主要的加工烘干设备,是整个工业粉体最主要的烘干设备。很多金属、非金属及化工产品都呈粉粒体状态。常用粉粒体物料干燥设备加热方式主要有对流加热和传导加热。传导加热方式设备结构复杂,造价高,节能。 对流加热方式设备结构简单,制造成本低,热效率低。采用何种加热方式的干燥设备 ,要考虑物料的特性, 现场条件,投资大小等综合因素。而我国的粉末干燥机分为下列几类:1 对流加热类:(1)振动流化床(2)振动载体干燥机:环状孔板上放置小球形氧化铝,玻璃类载体,物料加在载体上,振动使物料和载体混合循环,热风穿过孔板使载体和物料加热干燥。适合粉料 , 糊状料,浆料干操加石英,碳化硅,氧化铝,氯化石蜡等。(3)闪蒸旋风干燥机:闪蒸干燥机在千燥滤饼类物料得到了广泛应用, 如轻质 碳酸钙, 氧化铝, 二氧化钦等。 增加分级机可干燥超细粉, 如 纳米碳酸钙, 增加二级旋风干燥可提高含水要求低物料干燥 产量, 如氧化镍。 针对比重大矿产品, 考虑到沉降速度较大, 闪蒸干燥机上部按气流和旋风干燥理论计算, 缩小直径, 可提 高效率和产量。(4)固定流化床(5)雾干燥器(6)滚筒干燥机:技术成熟,设备可靠,产量大,占地大,靠磨擦传动,制造简单,加喷射管可提高效率,体积传热系数提高一倍,长度缩短一半, 设备费用大大降低(7)脉冲气流干燥器;2 传导加热类:(1)震动传导加热干燥机:多个圆盘型夹层叠落一起,通入热油,蒸汽,振动使物料在盘上运动,物料从上到下层层下落,走行时间可调,适合云母等超细粉末(2)多层圆盘刮板干燥机;3 复合加热类:(1)内热流化床(2)微波干燥。 湿物料加入干燥机后,在筒内均匀布的抄板器翻动下,物料在干燥机内均匀分布与分散,并与并流(逆流)的热空气充分接触,加快了干燥传热,传质去湿的方法按作用原理可以分为机械 法、热物理法和物理化学法三种。一般情况下热物理法去湿称为干燥,干燥就是利用热能使湿物料中的湿分(水分或其他溶剂)汽化, 水汽或蒸汽经气流带走或由真空泵将其抽出除去,而获得固体产品的操作过程。对湿物料进行干燥时,有两种干燥过程, 一种是表面汽化过程,热量从周围环境传递至物料表面,使表面湿分蒸发;另一种是内部扩散控制过程,物料内部湿分传递到物料表面,然后再蒸发。一直以来,粉体的干燥都是沿用传统的干燥设备和工艺,通过燃煤炉、燃油炉或者电热炉来产生热量,对预干燥的粉体进行闪蒸干燥,整套干燥设备存在能耗高、成本高、污染环境等一系列的问题。设计的干燥机如果能结合焙炒工艺、电磁炉原理,以及蒸汽螺旋干燥机原理,势必能具有干燥均匀、干燥效率高、自动化水平高等特点。物料的干燥速率由上述两个过程中速率较慢的一个控制。通过物料干燥特性试验可知, 物料干燥过程可以分为三个阶段。第一阶段为物料预热阶段,在此期间主要是对湿物料进行预热,同时也有少量湿分汽化, 物料的温度很快升到近似等于湿球温度;第二阶段为恒速干燥阶段,此阶段主要特征是热空气传给物料的热量全部用 来汽化湿分,物料表面温度一直保持不变, 湿分则按一定速率汽化; 第三阶段为降速干燥阶段,此时物料的干燥速率由内部扩散过程控制, 热空气所提供的热量只有一小部分用来汽化湿分, 而大部分则用来加热物料, 使物料表面温 度上升,但是干燥速率则逐步降低, 直至达到平衡含湿量为止。粉体前期预干燥,终湿含量控制在 15 再对这种松散湿物料进行辊压造粒,对颗粒物料用微 波加热方法进行干燥,这样使整个工艺过程没有严重的粉尘飞扬和污染环境,干燥速率高,节能,干燥-造粒- 干燥可安排一条龙生产,便于实现自动化生产和管理。随着工农业的迅猛发展, 干燥设备工业正不断成熟和壮大, 成为机械工业中一个具有蓬勃生机的新兴行业。需进行干燥的既有数千万吨的大批量物料,也有年产仅几十公斤的贵重物品; 因而既有一些大型干燥设备以适应独特的工艺要求和生产能力,又有一些中小型通用干燥设备。干燥设备广泛应用于化工、建材、食品、药物及生化等行业。中国的现代干燥技术是从 20 世纪 50 年代逐渐发展起来的,迄今对于常用的干燥设备,如气流干燥、喷雾干燥、流化床干燥、旋转闪蒸干燥、红外干燥、微波干燥、冷冻干燥等设备,我国均能生产供应市场,对于一些较新型的干燥技术如冲击干燥、对撞流干燥、过热干燥、脉动燃烧干燥、热泵干燥等也都已开发研究,有的已工业化应用。而粉体干燥正是干燥技术中重要的一个分支,现在发展正旺的我国于 1975 年 6 月 23 日在南京召开了第一届干燥会议,标志着我国干燥研究进入正轨。而从那一天到现在,已经 40 多年。40 多年来,我国干燥技术研究队伍不断壮大。目前我国从事干燥技术研究的大专院校、科研院所、研究单位大约有 50 多家,领域涉及化工、医药、染料、轻工、林业、食品、粮食、造纸、硅酸盐、水产业、渔业等行业,全国共有设备制造厂 600 多家,已形成了一支强有力的干燥科研开发队伍,广泛开展干燥技术的基础研究、工艺研究及工业化研究,使我国干燥技术研究正向世界水平迈进,某些技术领域达到了国际先进水平。40 年来,中国对许多干燥技术实现了工业化。主要有喷雾干燥、流态化干燥(普通流化床,振动流化床,内加热流化床、流化床喷雾造粒干燥)、蒸汽回转干燥、气流干燥、回转圆筒干燥、旋转快速干燥、圆盘干燥、带式干燥、双锥回转真空干燥、桨叶式干燥、冷冻干燥、微波及远红外干燥等等,常规干燥设备基本以满足生产的需要,并有部分机型达到国际当代水平并出口国外。国外的粉末干燥技术总体是要比我国先进的,国际粉末干燥企业多牌号、精细化的特点能很好的满足客户对粉末干燥机各项性能的需求。国外的粉末干燥机的结构设计都要优于我国。国外(以日本为例)的粉末干燥机以其极为精密的零件组合出精密的干燥机,使其干燥效果得到很大的提高,生产出的产品也有较高的质量, 并且自动化程度高,可减少很多的人力物力,有着较高的生产效率。现在国外的干燥技术主要在研究:1.如何提高热利用率、降低污染;2.使干燥机卫生、无交叉污染、无菌化;3.多用途复合功能干燥过程(造粒、药物包覆);4.功能材料高附加值、高品质化干燥。并且朝着:1.高温收尘技术;2.超细粉体(纳米与亚微米)的干燥;3.如何控制干燥过程中产物微粒的结构;4.解决环境、生态等问题;5.从产品的使用寿命循环周期考虑干燥工程的最优化等方面展望发展。去湿的方法按作用原理可以分为机械法、热物理法和物理化学法三种。一般情况下热物理法去湿称为干燥,干燥就是利用热能使湿物料中的湿分(水分或其他溶 剂)汽化,水汽或蒸汽经气流带走或由真空泵将其抽出除去,而获得固体产品的操作过程。对湿物料进行干燥时,有两种干燥过程,一种是表面汽化过程, 热量从周围环境传递至物料表面,使表面湿分蒸发; 另一种是内部扩散控制过程, 物料内部湿分传递到物料表面,然后再蒸发。物料的干燥速率由上述两个过程中速率较慢的一个控制。通过物料干燥特性试验可知,物料干燥过 程可以分为三个阶段。第一阶段为物料预热阶段,在此期间主要是对湿物料进行预热, 同时也有少量湿分汽化, 物料的温度很快升到近似等于湿球温度; 第二阶段为恒速干燥阶段,此阶段主要特征是热空气传给物料的热量全部用 来汽化湿分,物料表面温度一直保持不变,湿分则按一定速率汽化; 第三阶段为降速干燥阶段,此时物料的干燥速率由内部扩散过程控制,热空气所提供的热量只有一小部分用来汽化湿分,而大部分则用来加热物料,使物料表面温度上升, 但是干燥速率则逐步降低, 直至达到平衡含湿量为止。我国的冷冻干燥工艺和设备制造技术发展很快 ,而冻干产品却仍以传统的各类瓶装生物制剂(如针剂)和颗粒状食品及调味品为主 。迈进新世纪 ,冻干食用粉体(如蛋 白粉 ) 、非针剂医用粉体材料及超微细粉末功能材料的制备研究日益受到重视。冷冻干燥是一种直接从溶液中提取超细、 超微粉的方法,具有制得粉末尺寸细小,形状规则,分布均匀、 团聚少等优点,是一种极具前景的制备超微细粉材料的方法。 已有用冷冻干燥法制取 Al2O3、ZrO2、TiO2 、Ba2Ti9O20、ErBaCu3O7-8。等超微细粉末的报导,主要用于生产具有特殊光、 电、磁等性能的特殊精细陶瓷。真空冷冻干燥技术的基本原理就是将待干燥的物料冻结到其共晶点温度以下, 使水分变成固态的冰,然后在适当的低温低压下,使冰直接升华为水蒸气,从而获得干燥制品的技术。干燥过程是水的物态变化和移动的过程。冷冻干燥与常规干燥相比,其优势在于可以有效地抑制颗粒间的硬团聚。其原理为首先让溶液温度快速冷却下降,此时对冷冻干燥物提供一定的热量,使溶剂直接升华除去,即液态固态 气 态的过程。在冻干过程中,颗粒之间是由溶剂形成的“固桥”,颗粒间的相对位置固定,并且颗粒间不存在气液界面的表面张力。随着溶剂的升华,“固桥”不断减少,但颗粒间的相对位置不再发生变化,直到 “固桥”完全消失。因此冷冻干燥可有效地抑制硬团聚的产生,不会引起一次粒子聚集。纳米颗粒,由于其表面效应和体效应所产生的特殊效果 ,使得由纳米颗粒构成的材料、陶瓷或催化剂等在断裂韧性、应变速度、超塑性、烧结性能及催化活性等方面都表现出了不同于大块物质的优异性能 ,这使得各种纳米粉体的制备工艺和技术得到迅速发展。纳米粒子的聚集和长大 , 降低了颗粒的表面能而导致了粉体及其制成材料的各项性能的劣化,为了防止和减少纳米粒子在干燥过程中的聚集和长大,主要有以下几种:1 冷冻干燥法,2 溶剂置换干燥法,3 超临界干燥法。在纳米粉体制备过程中,颗粒大小及聚集 状态不仅受到合成反应条件的影响,其干燥方法也起到关键作用。纳米碳酸钙粉体是指 1-100nm,并且具有与常规碳酸钙性能不同的无机物产物,当采用湿化学法合成纳米碳酸钙时,一般都要涉及沉淀物干燥这一后处理过程。由于纳米级碳酸钙粉体的粒度小,表面能高。处于热力学非稳定状态,如果干燥方法不当,就会出现纳米碳酸钙颗粒的团聚,这将对它的使用性能产生不良的影响。国内现有的纳米碳酸钙技术尚未很好解决干燥过程中颗粒团聚的问题,所以因团聚而引起的粒子分散性差的问题已成为当前纳米碳酸钙生成产和研究急需解决的问题。目前,我国的生猪存栏量和宰杀量都居世界前列,全国有大型屠宰厂几十 家,散落在全国各地的个体屠宰场也不 计其数。这些屠宰场除了每天向市场供 应数以吨计的人民生活必需的猪肉外,在其宰杀过程中也会伴随大量废弃物的 产生,如病、死猪,猪骨、猪胃内容物等等。如何处理这些废弃物,是屠宰厂家十分头痛的问题。一些个体屠宰场甚至将这些废弃物随地丢弃,既污染了环境,又造成资源的浪费。随着我国对环保要求的不断提高,以及对动物蛋白质饲料需求量的增加,市场迫切需要一种既能对屠宰畜禽时形成的下脚料进行无害化处理,又能使其变废为宝成为蛋白质饲料的设备。畜禽废弃物处理成套设备就是在这种需求下构思出来的,它能够将屠宰厂屠宰生产时所产生的废弃物进行蒸煮、干燥、粉碎,以至最终形成动物蛋白质饲料。这样,既能防止污染环境,又能变废为宝,是目前颇具市场前景的环保设备。如何构建环保型和节约型社会是近年来讨论得最多的话题, 中共中央更是在 2006 年一号文件中对废弃物处理提出了明确要求。相信这一环保型设备将会迎来新一轮的生机。畜禽废弃物处理成套设备由带式输送机、破碎机、蒸煮干燥装置、螺旋输送机、油脂压榨机、粉碎机及旋风除尘器等主要设备构成。生产流程如下:病、死猪,猪骨等畜禽废弃物经带式输送机送入破碎机中破碎,变成较小的块状物,这些块状物进入蒸煮干燥装置中进行蒸煮、搅拌、油脂分离、干燥;干燥后的产物经螺旋输送机送至油脂压榨机中进一步榨出油脂;脱油后的产品进入粉碎机中粉碎,形成最终产品肉骨粉。肉骨粉是一种动物蛋白质饲料,可用于家禽、水产品的饲养。分离出的油脂还可作进一步的深加工,生产出明胶。而本次设计也是主要围绕着此方面编写的,设计出能干燥畜禽废弃物的机器。
收藏