一种用于粉体流冷却器的过滤防过载装置
技术领域
本实用新型涉及物料冷却领域，具体是涉及一种用于粉体流冷却器的过滤防过载装置。
背景技术
粉体流冷却器是一种新型节能的物料冷却系统，较流化床冷却系统能降低能耗，是替代传统流化床的理想产品，粉体流冷却器包含进料仓、第一板组、第二板组、第三板组、出料仓、铰链式下料门及其控制系统、料位探头、温度探头等附属部件。其工作原理为物料从进料仓内进入后经一二三板组换热后，待到达冷却温度后由下料门放出，下料门的开度大小由进料仓的料位探头控制。板组内部为冷却的脱盐水经第三板组逆流至第一板组将物料的热量带走。
目前，粉体流冷却器内部换热板片与板片之间的间距为30mm，当上游振网筛筛网破损或工作不良时会有大块物料进入粉体流，或斗提机内壁脱落的片状大物料，抑或是原料拆包时混入的编织袋丝，均会进入粉体流冷却器造成其堵塞，影响进料。另外，若超出粉体流冷却器的处理量，则会造成系统停车。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于粉体流冷却器的过滤防过载装置，能够对进入粉体流冷却器的物料进行过滤，防止编织袋丝等杂物进入到粉体流冷却器内，而且能够将超出粉体流冷却器处理量的这一部分直接运送至下一级工序，保证系统的稳定运行。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种用于粉体流冷却器的过滤防过载装置，该过滤防过载装置包括过滤单元和防过载单元，所述过滤单元用于对进入粉体流冷却器的物料进行过滤，所述防过载单元与粉体流冷却器的进料仓相连接。
进一步，所述过滤单元为安装在进料仓内部的过滤筛网。
进一步，所述防过载单元包括短路斗提机、出料溜槽、翻板，所述出料溜槽位于短路斗提机和进料仓之间，且出料溜槽伸入进料仓的内部，所述翻板可转动的设置于过滤筛网的上方，且所述翻板处于遮盖住仓口以使物料通过翻板、出料溜槽而进入短路斗提机，或者敞开仓口使物料经由过滤筛网进入进料仓两种状态。
进一步优选的，所述出料溜槽伸入进料仓的端部转动连接有套装部，所述翻板通过套装部与出料溜槽转动连接。
进一步优选的，所述出料溜槽倾斜设置。
进一步优选的，所述翻板连接有摇柄，且摇柄的把手端伸出至进料仓的外部。
进一步优选的，该过滤防过载装置还包括电机，所述电机用于驱动翻板转动。
进一步优选的，所述进料仓的上侧开设有筛网清理孔。
本实用新型的有益效果如下：
(1)物料在进入到粉体流冷却器之前，过滤单元对物料进行过滤，可以阻止编织袋丝、大颗粒物料等进入设备中。当需要清理粉体流冷却器，可以直接将上一级工序运送的物料不经过粉体流冷却器直接运送至下一级工序，而不会因粉体流冷却器的停车导致整个系统的停车，保证整个系统的稳定运行，进而保证产品的产量。另外，当上一级运送的物料超过粉体流冷却器的处理量时，可以直接将这部分物料运送至下一级工序，保证粉体流冷却器的正常运行。
(2)出料溜槽倾斜设置，方便物料进入到短路斗提机，防止物料在该处堵塞。
(3)通过摇柄转动翻板，方便快捷；使用电机驱动翻板转动，高效省时。
(4)翻板位于过滤筛网的上方，当翻板转动至贴合在出料溜槽上时，过滤出来的杂物可以直接通过短路斗提机运送至整个系统的外部。
附图说明
图1和图2为本实用新型的粉体流冷却器的过滤防过载装置的结构图；
图3为本实用新型的图1中的进料仓的放大图；
图4为本实用新型的图3的左视图；
图5为本实用新型的粉体流冷却系统的结构图；
图6为本实用新型的防超载装置的结构图；
图7和图8为本实用新型的图6中I处的放大图；
图9为本实用新型的回转窑的结构图；
图10和图11为本实用新型的图9中II处的放大图；
图12为本实用新型的图11中的第一斜铁的侧视图；
图13为本实用新型的粉体流冷却器的结构图；
图14a为本实用新型的16-16-16产品的各温度曲线；
图14b为本实用新型的高氮产品各温度曲线。
图中标注符号的含义如下：
10-进料斗提机 100-进料溜槽 11-短路斗提机 12-过滤筛网 13-翻板
130-套装部 131-摇柄 14-出料溜槽
20-粉体流冷却器 200-进料仓 2000-空气平衡阀 2001-料位发射器
2002-料位变送器 2003-温度发射器 2004-温度变送器 2005-温度表
201-第一换热板组 2010-第一温度传感器 2011-第一调节阀
2012-第一冷却剂流通管
202-第二换热板组 2020-第二温度传感器 2021-第二调节阀
2022-第二冷却剂流通管
203-第三换热板组 2030-第三温度传感器 2031-第三调节阀
204-下料器 2040-空气振动器 21-冷凝液槽 22-换热器 23-冷却水塔
24-干空气风机 25-空气除湿器 26-补热管道
30-储料斗 300-底板 301-缺口
31-储料溜槽 310-支撑角铁 32-转动部 33-螺杆 34-闸板
40-出料斗提机 41-窑体 410-第一斜铁 4100-通孔 42-从动齿轮
43-主动齿轮 44-轮带 45-托轮 46-间隙 47-第二斜铁
具体实施方式
以下结合实施例和说明书附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
基于粉体流冷却器的物料冷却生产线包括过滤防过载装置、粉体流冷却系统、斗提机的防超载装置、回转窑，下面分别进行说明。
过滤防过载装置
如图1和图2所示，该过滤防过载装置包括过滤单元，过滤单元安装在粉体流冷却器20的进料仓200内部，用于过滤运送至粉体流冷却器20的物料。
过滤单元为倾斜安装在进料仓200内部的过滤筛网12，过滤筛网12能够振动，进料仓200的上侧开设有筛网清理孔。
该过滤防过载装置还包括短路斗提机11，短路斗提机11上设置有出料溜槽14，出料溜槽14的进料端伸入到进料仓200的内部，如图3所示，出料溜槽14位于进料仓200内部的上端设置有翻板13，翻板13和出料溜槽14铰接。本实施例中，出料溜槽14上转动设置有套装部130，翻板13的底端连接在套装部130上。如图4所示，翻板13上连接有摇柄131，摇柄131的把手端伸出至进料仓200的外部。
本实施例中，可以手动转动摇柄131，改变翻板13的放置位置。也可以通过电机驱动摇柄131，进而改变翻板13的放置位置。
粉体流冷却系统
粉体流冷却系统包括粉体流冷却器20、冷却剂温度调节机构和干空气补充机构，冷却剂温度调节机构的冷却剂出口与粉体流冷却器20的冷却剂进口相连通，粉体流冷却器20的冷却剂出口与冷却剂温度调节机构的冷却剂进口相连通；冷却剂温度调节机构不仅用于对粉体流冷却器20流出的冷却剂进行热交换，而且还用于升高粉体流冷却器20内的冷却剂温度，进而减小冷却剂与物料之间的温差，使得冷却剂的温度大于物料的露点值，防止物料出现异常现象，异常现象至少包括结露、潮解、结块。
干空气补充机构连通粉体流冷却器20，用于向粉体流冷却器20输送干空气。
粉体流冷却器20包括若干换热板组，换热板组依次串联连通；干空气补充机构与各个换热板组连通；物料从上至下依次通过各个换热板组，冷却剂从下至上依次流通至各个换热板组。
如图5所示，冷却剂温度调节机构包括冷凝液槽21、换热器22、冷却水塔23和补热单元，冷凝液槽21连通换热器22的第一冷却剂进口，换热器22的第一出口连通位于粉体流冷却器20下端的换热板组的冷却剂进口，位于粉体流冷却器20上端的换热板组的冷却剂出口连通冷凝液槽21；冷却水塔23的出口连通换热器22的第二进口，换热器22的第二出口连通冷却水塔23的进口，冷凝液槽21流向换热器22的冷却剂的温度高于冷却水塔23流向换热器22的液体的温度。
每个换热板组的内部或每个换热板组的出口位置处设置有温度传感器，温度传感器用于采集每个换热板组的冷却剂的温度，若温度传感器采集的换热板组的冷却剂的温度低于设定温度值，则补热单元向该换热板组输送温度补充水，用于升高该换热板组内的冷却剂温度，否则，补热单元停止向该换热板组输送温度补充水。
补热单元为连通在冷凝液槽21和换热板组之间的补热管道26，补热管道26上设置有与每个换热板组相对应的调节阀，调节阀与相对应的换热板组内部的温度传感器或换热板组出口位置处的温度传感器电连接。
如图5和图13所示，粉体流冷却器20包括三个换热板组，从上至下依次为第一换热板组201、第二换热板组202、第三换热板组203。第一换热板组201的上端设置有进料仓200，进料仓200上端设置有空气平衡阀2000。第三换热板组203的下端设置有下料器204。
冷凝液槽21中注入有脱盐水，即冷却剂。冷凝液槽21通过两根并联的两根管道向换热器22的第一进口供应冷却剂，冷凝液槽21的两根管道上分别设置有冷却水泵。换热器22的第一出口通过管道连通第三换热板组203的冷却剂进口，该管道上设置有闸阀、过滤器和安全阀。第三换热板组203的冷却剂出口靠近其下端，第三换热板组203的冷却剂进口靠近其上端，第三换热板组203的冷却剂出口和第二换热板组202的冷却剂进口之间连接有第二制冷剂流通管2022，第二换热板组202的冷却剂出口和第一换热板组201的冷却剂之间连接有第一制冷剂流通管2012。第二换热板组202的冷却剂进口靠近其下端，第二换热板组202的冷却剂出口靠近其上端。第一换热板组201的冷却剂进口靠近其下端，第一换热板组201的冷却剂出口靠近其上端。
如图5所示，第三换热板组203的冷却剂出口设置有第三温度传感器2030，换热器22的第一进口处设置有第三调节阀2031，第三温度传感器2030和第三调节阀2031电连接，通过检测第三换热板组203中的冷却剂的温度，设定整个粉体流冷却系统的冷却剂的流量，通过第三调节阀2031控制进入换热器22的冷却剂的流量，即控制整个粉体流冷却系统的冷却剂的流量。
粉体流冷却系统还包括干空气补充机构，干空气补充机构连通粉体流冷却器20，用于向粉体流冷却器20输送干空气。
如图5所示，干空气补充机构包括干空气风机24和空气除湿器25，外部的空气经过空气除湿器25去除湿气之后进入到干空气风机24中，干空气风机24将干空气送入到各个换热板组中。干空气风机24与各个换热板组之间的管道上均设置有蝶阀，整个系统开车启动时蝶阀开启，正常运行时蝶阀关闭。下料器204上还设置有空气振动器2040，用于干空气和物料内的湿空气结合。
如图5所示，由于进入到第三换热板组203内的物料经过第一换热板组201、第二换热板组202内的干空气吸收水分，第三换热板组203内的物料基本不会出现潮解，只需要向第一换热板组201、第二换热板组202内的冷却剂添加温度补充水。补热管道26连接两根分支管，其中一个分支管连通第二制冷剂流通管2022，由于第二制冷剂流通管2022靠近第三换热板组203出口的位置处设置有单向阀，使得温度补充水只能进入到第二换热板组202中，在该分支管上设置有第二调节阀2021，第二换热板组202的出口处设置有第二温度传感器2020，第二调节阀2021和第二温度传感器2020电连接。另一个分支管连通第一制冷剂流通管2012，由于第一制冷剂流通管2012靠近第二换热板组202出口的位置处也设置有单向阀，使得温度补充水只能进入到第一换热板组201中，在该另一个分支管上设置有第一调节阀2011，第一换热板组201出口处设置有第一温度传感器2010和压力表，第一温度传感器2010和第一调节阀2011电连接。
各个换热板组的进口和出口处均设置有排气孔和取样口。
粉体流冷却系统还包括自动控料机构，如图5所示，进料仓200的上方设置有料位发射器2001，料位发射器2001电连接料位变送器2002，料位变送器2002电连接料位控制器，料位控制器电连接执行器上的电磁阀，执行器安装在下料器204上，料位发射器2001采集进料仓200内料位的高度，通过料位变送器2002将料位的高度发生给料位控制器，若料位的高度超出设定值，则料位控制器向执行器发送打开下料器204阀门的指令，下料器204内的物料排放出去。
进料仓200内还设置有温度发射器2003、温度变送器2004、温度表2005。温度变送器2004是将所测得的温度信号转换为电信号，经温度发射器2003发送至中控DCS，温度表2005为现场显示实时温度，便于操作人员现场确认温度。
斗提机的防超载装置
该防超载装置包括物料缓冲机构，物料缓冲机构的进料口设置在粉体流冷却器20的出料口处，物料缓冲机构的出料口设置在出料斗提机40的进料口处，物料缓冲机构用于防止粉体流冷却器20瞬时放料超出出料斗提机40的运载量而造成出料斗提机40超负载跳停。本实施例中的物料即加工而成的肥料。
本实施例中，物料缓冲机构可以只包括储料斗30，储料斗30的进料口设置在粉体流冷却器20的出料口处，储料斗30的出料口设置在出料斗提机40的进料口处，闸板34活动安装在储料斗30内；如图6所示，物料缓冲机构也可以为储料斗30，储料斗30的底端连接有储料溜槽31，储料溜槽31的出料口设置在出料斗提机40的进料口处，闸板34活动安装在储料斗30和储料溜槽31的连接处。
储料斗30由多块铁板组成，如图7和图8所示，其中闸板34的自由端指向的为储料斗30的底板300，即肥料从下料器204中出来之后首先接触到的为底板300。如图8所示，底板300与水平面之间的夹角β设置为35°～90°。本实施例中，β为35°，刚好为肥料的安息角，安息角即肥料在堆放时能够保持自然稳定状态的最大角度。底板300与水平面之间的夹角设置为35°，能够兼顾肥料的流动性和底板300安装所需要的空间。
闸板34的长度为0.9m～1.1m，闸板34的底端与底板300的间距为10mm～15mm，闸板34的长度、闸板34的底端与底板300的间距依据出料斗提机40的运载量而设计。本实施例中闸板34的长度1m，闸板34的底端与底板300的间距为12mm，肥料从粉体流冷却器20的出料口进入到储料斗30中，经储料溜槽31进入到出料斗提机40，出料斗提机40将肥料运输到下一级加工设备上。
可以通过手动控制闸板34的开合状态，如图7所示，闸板34通过转动部32活动安装在储料斗30和储料溜槽31的连接处，本实施例中转动部32为回转轴。闸板34上连接有螺杆33，支撑角铁310焊接在储料溜槽31两侧的站板上，螺杆33与支撑角铁310螺纹连接。手动转动螺杆33，使螺杆33推动闸板34上下翻动，达到改变闸板34与底板300间距的目的。
也可以通过直线驱动单元控制闸板34的开合状态，直线驱动单元包括滚珠丝杠和伺服电机，伺服电机安装在整个装置一侧的支座上。
如图8所示，闸板34与底板300垂直时，两者之间的间距最小，此时，单位时间内从储料斗30内进入到出料斗提机40的肥料最少，出料斗提机40的运载压力最小。
在使用一段时间后，储料斗30内的肥料会结垢，通过上下翻转闸板34，能够挤压储料斗30内形成结垢的肥料，使其分离。同时储料斗30的出料口变大，方便将结垢的肥料清理至储料斗30的外部。
物料流量控制部还可以包括闸板34、液压部和活动安装在液压部上的活塞杆，活塞杆的一端连接在闸板34上，活塞杆的另一端插设于液压部中，通过活塞杆的伸缩推动闸板34上下翻转。
如图6所示，储料斗30靠近上端的位置处开设有缺口301，当从粉体流冷却器20上流出来的肥料的量过多时，超出储料斗30的承载量时，可以直接散落在地面上，而不是压迫闸板34，迫使闸板34打开而将这部分肥料转移到出料斗提机40上以增大出料斗提机40的运载量。
储料溜槽31的上端开口，方便安装闸板34。
回转窑
该回转窑包括窑体41，如图9所示，窑体41的外部设置有轮带44，如图10所示，窑体41和轮带44之间的间隙46内设置有环绕在窑体41表面的若干调整单元，调整单元用于调整间隙46的大小。
如图11所示，每个调整单元包括第一斜铁410和第二斜铁47，第一斜铁410固定在窑体41上，第二斜铁47和第一斜铁410相互贴合的端面为各自的斜面，第二斜铁47朝向轮带44的端面平行于轮带44，第二斜铁47的斜面沿着第一斜铁410的斜面移动以调整间隙46的大小，之后固定住第二斜铁47。
第一斜铁410为L型，第一斜铁410的底面焊接在窑体41上，如图12所示，第一斜铁410的底面的弧度与窑体41的弧度相同。
如图12所示，第一斜铁410侧面开设有通孔4100，第二斜铁47的一端插入通孔4100中。
本实施例中，窑体41倾斜放置，倾斜角度为2°，窑体41的前后端均设置有轮带44，轮带44安装在托轮45上，窑体41靠近前端的轮带44的位置处设置有从动齿轮42，从动齿轮42与窑体41下方的主动齿轮43相互齿合，动力电机通过驱动主动齿轮43转动，进而驱动从动齿轮42转动，从动齿轮42携带窑体41转动。
对物料进行冷却的具体步骤如下：
S1，进料斗提机10将物料运送至高于粉体流冷却器20的位置处，之后通过进料斗提机10顶端的进料溜槽100，物料进入到粉体流冷却器20的进料仓200内。
S2，进料仓200内的过滤筛网12对物料进行过滤，如图1所示，此时，使翻板13贴合在出料溜槽14的内壁上。若过滤筛网12过滤出来的大颗粒物料堆积的高度大于出料溜槽14的高度，则这部分大颗粒物料通过短路斗提机11运输到下一级清理机构。
若粉体流冷却器20在清理状态时，为连续开车可将翻板13关闭，如图2所示，使物料不经过过滤筛网12而直接经出料溜槽14进入下一工序，延长了系统的开车时间。
S3，进入到进料仓200的物料依次经过第一换热板组201、第二换热板组202、第三换热板组203。与此同时，冷凝液槽21中的冷却剂通过冷却水泵流入到换热器22中。由于此时冷却水塔23内的冷却水也进入到换热器22，两部分液体不交汇，通过热量传递，冷却剂的温度降低，温度降低之后的冷却剂进入到第三换热板组203中，之后依次流经第二换热板组202、第一换热板组201，冷却剂从第一换热板组201流回至冷凝液槽21中，完成一次循环。冷却之后的物料经过下料器204进入到下一工序。
本实施例中，为了防止物料在换热板组内结露、潮解、结块，向各个换热板组通入干空气。外部的空气首先经过空气除湿器25，之后通过干空气风机24进入到各换热板组内，能够带走物料中的水分，防止物料在换热板组内结露、潮解、结块。
本实施例中，也可以通过向各换热板组添加温度补充水提高冷却剂的温度，使得冷却剂的温度大于物料的露点值，防止物料在换热板组内结露、潮解、结块。
如图14a和14b所示，A表示下料器204的高度，B表示第三换热板组203顶部所在的高度，C表示第二换热板组202顶部所在的高度，D表示第一换热板组201顶部所在的高度。物料的露点值从底端的第三换热板组203至顶端的第一换热板组201的露点值在增大。
如图14b所示，高氮产品各温度曲线，由图可以看出高氮产品物料露点与冷却剂温度在C区域相交，即在第二换热板组202处相交，即在此处脱盐水的温度低于物料露点值，物料流经此处时会结露、潮解、结块。为避免此现象的发生需要将此处冷却剂的水温升高至露点值以上，但由于高氮产品本身所含热量不多，不足以支撑冷却剂吸热升温至露点值以上。
本实施例中，通过向第一换热板组201、第二换热板组202添加温度补充水，升高冷却剂的温度，使得冷却剂的温度高于物料露点值。具体步骤如下：
第二换热板组202出口处的第二温度传感器2020检测从第二换热板组202流出的冷却剂的温度，并将该信号传送至第二调节阀2021，若冷却剂的温度低于物料的露点值，则打开第二调节阀2021，通过补热管道直接将冷凝液槽21中的液体输送至第二换热板组202进口。由于这部分液体没有与冷却水塔23中的液体进行热量传递，使得补热管道中的液体温度高于第二换热板组202冷却剂的温度，能够升高冷却剂的温度，使得冷却剂的温度大于物料的露点值。
重复上述步骤，调节第一换热板组201内冷却剂的温度。
S4，冷却之后的物料通过下料器204进入到储料斗30中，之后进入到出料斗提机40，出料斗提机40将物料输送到窑体41中。
S5，窑体41不停的转动，物料被输送至仓库中。
如表1所示，给出了各个部件的型号。
表1
