上腔不參振技術在振動流化床干燥機上的應用

時曉偉

摘 要：介紹振動流化床干燥機的工作原理及結構特點。說明通過隔離使得上腔體不參振對整體剛度的益處以及因而帶來的經濟效益和提升設備的生產能力。

關鍵詞：振動流化床干燥機 上腔體 剛度 參振質量

中圖分類號：TQ051.892 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0086-01

振動流化床干燥機最早是20世紀20年代在我國上海出現。但由于工藝不完善，基礎工業(yè)技術落后等諸多因素。未能得到廣泛的應用和發(fā)展。

在1991年鐵嶺精工機器廠從日本玉川株式會社引進了兩臺樣機。進行了消化吸收，振動流化床干燥機在我國的工業(yè)生產中才真正意義上得以廣泛的應用。在干燥單元生產的過程中起到了無可替代的作用。

然而，由于振動流化床干燥機自身的特性，對其整體的剛度要求很嚴，一旦剛度不足，不能形成整個剛體，就會產生薄板振動，當材料達到其疲勞極限（普通鋼材ξb≈107）時就會產生斷裂。所以，對振動流化床干燥機的結構設計，更注重對剛度的設計。為了增加其剛度，往往會增大數倍的質量。

振動流化床干燥機的工作原理如圖1所示。

被干燥物在通風板上，在風力、振動電機振動力的共同作用下，從入料口進入由排料口排出。而干燥介質（風）由下而上的正交叉通過被干燥物完成傳質傳熱的干燥過程。而排出的載濕體空氣，又會帶走粒度較小的被干燥物。

在干燥機的孔板上（稱流化床板）會形成流化態(tài)、而隨著氣流，在流化態(tài)上面又會形成氣、料混合的濃相段和稀相段。而稀相段的高低決定了，粉塵夾帶的關鍵。因此，為了有效地控制其稀相段的高度，達到減小粉塵夾帶的目的。就會把干燥機的上腔（集氣室）做的很高。

其基本結構如圖2所示。

這樣，便產生的剛度降低的矛盾。即上腔越高其剛度越差。

最早發(fā)現上腔開裂是1989年在湖北化工廠應用GL12*75型振動流化床干燥機，由于上腔的母材達到了疲勞極限，不銹鋼材產生了龜裂現象，嚴重處錘擊都會形成圓洞。

為了解決這個問題，當時我們采取了增加板材厚度、加大筋板密度、降低上腔高度等措施。暫時解決了上腔開裂的問題。但同時又增大了粉塵夾帶的新的問題。并且由于增大了參振質量，振動電機的功率也相應的增大了很多。

因此，我們針對這個問題，決定以上腔不參振作為目標，從根本上解決這一矛盾，取得了可觀的經濟效益和社會效益。

理論上，上腔不參振，可以無限高的制造上腔以滿足減少粉塵夾帶，無需考慮機械振動對上腔剛度的影響。只需考慮低壓氣流的沖擊和自身的強度。

所以改進后振動流化床干燥機在干燥強度上，由于加高了稀相段而也相應的提高。以干燥硝酸鉀為例原機型干燥強度為：260 kg/H·M2，（湖南湘南器材廠應用機型：GL6×45），改為上腔不參振干燥強度為550 kg/H·M2（湖北金源化工股份有限公司應用機型：GL15*75）。

上腔不參振還帶來了功率下降的直接經濟效益。

振動流化床干燥機的動力源為振動電機，而干燥機的振幅大小、振動頻率的快慢都取決于振動電機。其工作原理是利用固定在機體兩側的兩臺頻率相同、激振力相同、轉向相反所產生的圓振動的合力，而形成直線振動。振動電機的激振力的計算公式為：F=S*ω2*W/2。

式中：F為電機激振力。

S為振動機械的雙振幅。

W為總參振質量。

ω為角頻率=2πn/60。

由此可見，參振質量對電機功率的影響。

在實踐中通過上腔不參振的設計，電機功率明顯下降很多。以GL15*75型振動流化床干燥機為例，原設計功率為2*5.5 kw，改進后功率為2*3.7 kw。節(jié)省電耗30%。

另外，上腔由于同時具備腐蝕的三要素（溫度、濕度、酸堿度），在制造過程中對其材質要求很嚴格。通過通過上腔不參振的設計改進，材料減少近50%。所以整體制造成本下降了近20%。

振動流化床干燥機的上腔不參振結構設計，為我國干燥設備領域趕超世界先進技術做了很大貢獻。endprint

摘 要：介紹振動流化床干燥機的工作原理及結構特點。說明通過隔離使得上腔體不參振對整體剛度的益處以及因而帶來的經濟效益和提升設備的生產能力。

關鍵詞：振動流化床干燥機 上腔體 剛度 參振質量

中圖分類號：TQ051.892 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0086-01

振動流化床干燥機最早是20世紀20年代在我國上海出現。但由于工藝不完善，基礎工業(yè)技術落后等諸多因素。未能得到廣泛的應用和發(fā)展。

在1991年鐵嶺精工機器廠從日本玉川株式會社引進了兩臺樣機。進行了消化吸收，振動流化床干燥機在我國的工業(yè)生產中才真正意義上得以廣泛的應用。在干燥單元生產的過程中起到了無可替代的作用。

然而，由于振動流化床干燥機自身的特性，對其整體的剛度要求很嚴，一旦剛度不足，不能形成整個剛體，就會產生薄板振動，當材料達到其疲勞極限（普通鋼材ξb≈107）時就會產生斷裂。所以，對振動流化床干燥機的結構設計，更注重對剛度的設計。為了增加其剛度，往往會增大數倍的質量。

振動流化床干燥機的工作原理如圖1所示。

被干燥物在通風板上，在風力、振動電機振動力的共同作用下，從入料口進入由排料口排出。而干燥介質（風）由下而上的正交叉通過被干燥物完成傳質傳熱的干燥過程。而排出的載濕體空氣，又會帶走粒度較小的被干燥物。

在干燥機的孔板上（稱流化床板）會形成流化態(tài)、而隨著氣流，在流化態(tài)上面又會形成氣、料混合的濃相段和稀相段。而稀相段的高低決定了，粉塵夾帶的關鍵。因此，為了有效地控制其稀相段的高度，達到減小粉塵夾帶的目的。就會把干燥機的上腔（集氣室）做的很高。

其基本結構如圖2所示。

這樣，便產生的剛度降低的矛盾。即上腔越高其剛度越差。

最早發(fā)現上腔開裂是1989年在湖北化工廠應用GL12*75型振動流化床干燥機，由于上腔的母材達到了疲勞極限，不銹鋼材產生了龜裂現象，嚴重處錘擊都會形成圓洞。

為了解決這個問題，當時我們采取了增加板材厚度、加大筋板密度、降低上腔高度等措施。暫時解決了上腔開裂的問題。但同時又增大了粉塵夾帶的新的問題。并且由于增大了參振質量，振動電機的功率也相應的增大了很多。

因此，我們針對這個問題，決定以上腔不參振作為目標，從根本上解決這一矛盾，取得了可觀的經濟效益和社會效益。

理論上，上腔不參振，可以無限高的制造上腔以滿足減少粉塵夾帶，無需考慮機械振動對上腔剛度的影響。只需考慮低壓氣流的沖擊和自身的強度。

所以改進后振動流化床干燥機在干燥強度上，由于加高了稀相段而也相應的提高。以干燥硝酸鉀為例原機型干燥強度為：260 kg/H·M2，（湖南湘南器材廠應用機型：GL6×45），改為上腔不參振干燥強度為550 kg/H·M2（湖北金源化工股份有限公司應用機型：GL15*75）。

上腔不參振還帶來了功率下降的直接經濟效益。

振動流化床干燥機的動力源為振動電機，而干燥機的振幅大小、振動頻率的快慢都取決于振動電機。其工作原理是利用固定在機體兩側的兩臺頻率相同、激振力相同、轉向相反所產生的圓振動的合力，而形成直線振動。振動電機的激振力的計算公式為：F=S*ω2*W/2。

式中：F為電機激振力。

S為振動機械的雙振幅。

W為總參振質量。

ω為角頻率=2πn/60。

由此可見，參振質量對電機功率的影響。

在實踐中通過上腔不參振的設計，電機功率明顯下降很多。以GL15*75型振動流化床干燥機為例，原設計功率為2*5.5 kw，改進后功率為2*3.7 kw。節(jié)省電耗30%。

另外，上腔由于同時具備腐蝕的三要素（溫度、濕度、酸堿度），在制造過程中對其材質要求很嚴格。通過通過上腔不參振的設計改進，材料減少近50%。所以整體制造成本下降了近20%。

振動流化床干燥機的上腔不參振結構設計，為我國干燥設備領域趕超世界先進技術做了很大貢獻。endprint

摘 要：介紹振動流化床干燥機的工作原理及結構特點。說明通過隔離使得上腔體不參振對整體剛度的益處以及因而帶來的經濟效益和提升設備的生產能力。

關鍵詞：振動流化床干燥機 上腔體 剛度 參振質量

中圖分類號：TQ051.892 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（b）-0086-01

振動流化床干燥機最早是20世紀20年代在我國上海出現。但由于工藝不完善，基礎工業(yè)技術落后等諸多因素。未能得到廣泛的應用和發(fā)展。

在1991年鐵嶺精工機器廠從日本玉川株式會社引進了兩臺樣機。進行了消化吸收，振動流化床干燥機在我國的工業(yè)生產中才真正意義上得以廣泛的應用。在干燥單元生產的過程中起到了無可替代的作用。

然而，由于振動流化床干燥機自身的特性，對其整體的剛度要求很嚴，一旦剛度不足，不能形成整個剛體，就會產生薄板振動，當材料達到其疲勞極限（普通鋼材ξb≈107）時就會產生斷裂。所以，對振動流化床干燥機的結構設計，更注重對剛度的設計。為了增加其剛度，往往會增大數倍的質量。

振動流化床干燥機的工作原理如圖1所示。

被干燥物在通風板上，在風力、振動電機振動力的共同作用下，從入料口進入由排料口排出。而干燥介質（風）由下而上的正交叉通過被干燥物完成傳質傳熱的干燥過程。而排出的載濕體空氣，又會帶走粒度較小的被干燥物。

在干燥機的孔板上（稱流化床板）會形成流化態(tài)、而隨著氣流，在流化態(tài)上面又會形成氣、料混合的濃相段和稀相段。而稀相段的高低決定了，粉塵夾帶的關鍵。因此，為了有效地控制其稀相段的高度，達到減小粉塵夾帶的目的。就會把干燥機的上腔（集氣室）做的很高。

其基本結構如圖2所示。

這樣，便產生的剛度降低的矛盾。即上腔越高其剛度越差。

最早發(fā)現上腔開裂是1989年在湖北化工廠應用GL12*75型振動流化床干燥機，由于上腔的母材達到了疲勞極限，不銹鋼材產生了龜裂現象，嚴重處錘擊都會形成圓洞。

為了解決這個問題，當時我們采取了增加板材厚度、加大筋板密度、降低上腔高度等措施。暫時解決了上腔開裂的問題。但同時又增大了粉塵夾帶的新的問題。并且由于增大了參振質量，振動電機的功率也相應的增大了很多。

因此，我們針對這個問題，決定以上腔不參振作為目標，從根本上解決這一矛盾，取得了可觀的經濟效益和社會效益。

理論上，上腔不參振，可以無限高的制造上腔以滿足減少粉塵夾帶，無需考慮機械振動對上腔剛度的影響。只需考慮低壓氣流的沖擊和自身的強度。

所以改進后振動流化床干燥機在干燥強度上，由于加高了稀相段而也相應的提高。以干燥硝酸鉀為例原機型干燥強度為：260 kg/H·M2，（湖南湘南器材廠應用機型：GL6×45），改為上腔不參振干燥強度為550 kg/H·M2（湖北金源化工股份有限公司應用機型：GL15*75）。

上腔不參振還帶來了功率下降的直接經濟效益。

振動流化床干燥機的動力源為振動電機，而干燥機的振幅大小、振動頻率的快慢都取決于振動電機。其工作原理是利用固定在機體兩側的兩臺頻率相同、激振力相同、轉向相反所產生的圓振動的合力，而形成直線振動。振動電機的激振力的計算公式為：F=S*ω2*W/2。

式中：F為電機激振力。

S為振動機械的雙振幅。

W為總參振質量。

ω為角頻率=2πn/60。

由此可見，參振質量對電機功率的影響。

在實踐中通過上腔不參振的設計，電機功率明顯下降很多。以GL15*75型振動流化床干燥機為例，原設計功率為2*5.5 kw，改進后功率為2*3.7 kw。節(jié)省電耗30%。

另外，上腔由于同時具備腐蝕的三要素（溫度、濕度、酸堿度），在制造過程中對其材質要求很嚴格。通過通過上腔不參振的設計改進，材料減少近50%。所以整體制造成本下降了近20%。

振動流化床干燥機的上腔不參振結構設計，為我國干燥設備領域趕超世界先進技術做了很大貢獻。endprint