逆流式冷卻器的結構分析
搞要：
逆流式冷卻器是現代
顆粒飼料生產工藝中冷卻系統的關鍵設備。它直接影響顆粒飼料的降溫除濕效果和產品的質量指標。介紹了逆流式冷卻器的冷卻原理，并分析了重要結構部件散料囂、排料機構等的工作原理和特點，在生產實踐和理論分析的基礎上，為合理選擇和正確使用逆流式冷卻囂提供參考．
關鍵詞：顆粒飼料；逆流式冷卻器；喂料器；散料器；冷卻倉；排料機構
1、逆流式冷卻器原理殛特點
逆流式冷卻器采用冷卻風流方向與物料流動方向相反的逆流原理。物料由頂部進人，冷風由底部全方位進入冷卻倉內垂直穿過物料，冷風與冷顆粒先接觸并逐漸升溫后與熱顆粒接觸，在倉內形成物料從上到下溫度逐漸降低，空氣從下到上溫度逐漸上升。獨特的原理使其具有風速均勻、風量大，冷卻介質與物料溫差小的特點；冷卻后料溫不超過室溫3～5℃，降水率不低于3.8%；成品顆粒料冷卻均勻、裂紋少、粉化率低、效率高。它具有結構簡單、易于自動化控制、安全可靠、占地面積少、能耗低等特點，在顆粒飼料生產中得到了廣泛的應用。
2、逆流式冷卻器的結構分析
逆流式冷卻器主要由喂料器、散料器、冷卻倉、排料機構等組成，其結構示意圖如圖1所示。
2.1喂料器
喂料器的作用是使物料均勻進倉的同時阻斷氣流進入，保持倉內氣流運動平穩。一般采用葉輪式，其結構簡單、密封效果好、不易堵塞、能耗低；經過多年的生產考核其基本結構變化不大。由于顆粒出機溫度高達75～90℃，水分14%～17%。因此，多采用不銹鋼材料制作，延長使用壽命。
2.2散料器
散料器的作用是使物料在冷卻倉內分布整齊、受風均勻、冷卻一致。對顆粒飼料的產品質量指標有較大的影響。
早期產品主要采用菱錐形散料器，現在隨著逆流式冷卻器的發展有旋轉散料器和旋轉耙散料器，結果示意圖如圖2。為防止腐蝕多采用不銹鋼材料制作。
菱錐形散料器：物料從冷卻倉頂部進入，沿散料器的菱錐形表面自然落下。其結構簡單，無動力消耗，通過移動菱錐在支架上的位置，調整散料范圍。但調整比較麻煩，散料效果較差。
旋轉散料器：物料由冷卻倉頂部進入旋轉的撒料盤，由于離心力的作用被甩出，改變撥片的位置可調整散料范圍(轉速為28r/min左右，配套動力0.75 kW)。物料分布均勻、冷卻一致，能明顯減少顆粒破碎率；散料效果好，得到越來越多的應用。
旋轉耙散料器：在旋轉散料的同時增加了旋轉耙桿(轉速為16r/min左右，配套動力0.75～1.1kW)，物料經旋轉散料器落人冷卻倉內后，旋轉的耙桿對冷卻倉內物料再次進行強制耙平整理。散料效果好，但結構較為復雜，設備成本高；適用于流動性不好的團狀、塊狀、片狀等物料，對膨脹料、膨化料散料效果好。
2.3 冷卻倉
冷卻倉目前多采用截面成八角形的結構，克服了傳統矩形結構的冷卻死角，使冷卻倉內的氣流更均勻、穩定，有利于物料的冷卻處理。冷卻倉的集風罩容易被腐蝕，多采用不銹鋼制造。
2.4排料機構
排料機構是逆流式冷卻器的關鍵機構，其影響設備性能的主要方面有：進風和排料是否通暢均勻，排料時對物料破碎力的大小，調整、清空是否方便及對各種物料的適應性等。近來排料機構發展較快，根據排料機構的不同，逆流式冷卻器大致分為如下幾種。
2.4.1滑闊式逆流冷卻器
滑閥式冷卻器的排料機構主要由分隔框、活動框、固定框和偏心軸傳動機構組成，結構示意圖如圖3所示。
由圖3可知，排料狀態時中間層的活動框由減速機通過偏心傳動機構帶動，使活動框作往復運動，活動框與固定框之間的相對位置不斷變化，顆粒料并從這兩個框的縫隙中排出。冷卻狀態時，活動框不運動，冷風從滑閥式排料機構底部全方位進入，從活動框和固定框之間的間隙進入冷卻倉體內，穿過料層進行熱交換。調整固定框與活動框之間的相對位置可排空、減小或增加排料量。存在的問題是活動框承受壓力較大，使用時間長后易產生變形，生產小顆粒料時偶爾會發生局部漏料現象；排空時易產生殘留，需人工清理干凈；間歇排料時對顆粒有一定的擠壓力；對團狀、塊狀、片狀等物料的排料效果不理想。
2.4.2柵欄式逆流冷卻器
柵欄式逆流冷卻器的排料機構是從滑閥式排料機構改進而來，主要由減壓板、流量調節柵欄、排料柵欄、偏心軸傳動機構組成，結構示意圖如圖4所示。
由圖4可知，排料狀態時排料柵欄由減速機通過偏心機構帶動，使排料柵欄作往復運動，排料柵欄與調節柵欄之間的相對位置不斷變化，顆粒從這兩個柵欄的縫隙中排出。冷卻狀態時，排料柵欄不運動，冷風從柵欄式排料機構底部全方位進入，從減壓板和調節柵欄之間的間隙進入冷卻倉體內，穿過料層進行熱交換。調整調節柵欄與排料柵欄之間的相對位置可排空、減小或增加排料量。減壓板分擔了排料柵欄的正壓力，解決了由此引起的柵欄變形問題，克服了漏料現象。相對于滑閥排料機構減小了動力消耗，進風面積更大，對顆粒的擠壓力也較��；因此粉化率更低，排空殘留較少，具有更好的冷卻效果。但對團狀、塊狀、片狀等物料的排料效果不理想。
2.4.3擺式翻板逆流冷卻器
擺式翻板逆流冷卻器的排料機構主要由曲柄連桿、翻板、驅動系統組成；驅動系統有氣力驅動和液壓驅動兩種形式，結構示意圖如圖5所示。
由圖5可知，排料狀態時由驅動系統帶動曲柄連桿，使翻板翻轉一定的角度，物料從翻板間的縫隙中落下。冷卻狀態時，翻板保持水平，冷卻空氣從翻板底部重疊部分的縫隙中全方位進入冷卻倉體內，穿過料層進行熱交換。為加強冷卻效果，翻板可由沖孔板制作。調整接近開關的距離可控制翻板的翻轉角度達到排空、減小或增加排料量。排料時對顆粒的擠壓力小，粉化率低；翻轉角度大，排空干凈無殘留。與旋轉耙散料器共同使用，對團狀、塊狀、片狀等物料冷卻處理效果好，尤其適用于膨脹料、膨化料、壓片料等物料的冷卻處理。但結構復雜，成本較高。
2.4.4葉輪式逆流冷卻器
葉輪式逆流冷卻器的排料機構主要由底部孔板、唇形板、葉輪及變頻傳動等機構組成，結構示意圖如圖6所示。
由圖6可知，排料狀態時葉輪轉動，強制帶動物料排出。改變電機轉速可方便精確的實現排空、減小和增加排料量。排料連續均勻，排空無殘留。冷卻狀態時，葉輪不轉．冷空氣從底都孔板全方位均勻進入冷卻倉體內，穿過料層進行熱交換。尤其適用于小顆粒物料的冷卻處理。不適合團狀、塊狀、片狀等物料的冷卻處理。
2.4.5振動式逆流冷卻器
振動式逆流冷卻器，它的排料機構主要由卸料斗、流量調節閥、振動淌料板等組成，結構示意圖如圖7所示。
由圖7可知，排料狀態時，振動電機帶動淌料板振動，激活淌料板上的物料沿淌料板排下。通過開啟流量調節閥門的大小調節排料的流量。可實現連續穩定均勻排料，排空無殘留，對物料無破碎作用。冷卻狀態時，淌料板不振動，物料可靜止在淌料板上。冷空氣從卸料斗底部進入冷卻倉體內，穿過料層進行熱交換。不適合團狀、塊狀、片狀等物料的冷卻處理。
3小結
逆流式冷卻器是現代顆粒飼料生產工藝中冷卻系統的關鍵設備。它直接影響顆粒飼料的降溫除濕效果和產品的質量指標，如水分、粉化率等。20世紀90年代初期滑閥式逆流冷卻器研制成功后，迅速取代了立式和臥式冷卻器進而得到了廣泛的推廣應用。10多年來，科研人員根據生產的實踐經驗和飼料工業的發展不斷改進技術和創新，使產品的性能、質量、適應性得到不斷地提高，并各有特色。我們在逆流式冷卻器的使用中，要根據自身產品的特點和要求認真的選型，科學的配套風網系統，并加強工人的職業培訓，熟練的掌握使用方法，正確的掌握顆粒冷卻的時間，才能使設備的性能更好發揮。
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