阅读说明：本技术 粉煤灰颗粒生产设备 (Fly ash particle production equipment ) 是由 张立忠 姜洪金 于 2019-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及粉煤灰颗粒制造设备技术领域；粉煤灰颗粒生产设备,包括称量配料装置、搅拌器、布料器、电极熔炉、浸水冷凝池和沥水烘干装置；本发明提供了一种用于将粉煤灰等工业废弃物制成致密无气泡便于加工成粉煤灰纤维的粉煤灰颗粒生产设备,采用低压交流电加热熔融物的电极炉原理,安全性高,同时循环使用热能减少了能耗和水耗,在经济性和环保性上有较突出的特点。(The invention relates to the technical field of fly ash particle manufacturing equipment; the fly ash particle production equipment comprises a weighing and batching device, a stirrer, a distributor, an electrode smelting furnace, a soaking and condensing tank and a draining and drying device; the invention provides a fly ash particle production device for making industrial wastes such as fly ash and the like into compact and bubble-free fly ash fibers, which adopts the principle of an electrode furnace for heating melts by low-voltage alternating current, has high safety, reduces energy consumption and water consumption by recycling heat energy, and has outstanding characteristics in economy and environmental protection.)

粉煤灰颗粒生产设备

技术领域：

本发明涉及粉煤灰颗粒制造设备技术领域。

背景技术：

玄武岩纤维是以玄武岩为材料，在1450～1500摄氏度熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制形成的连续纤维，是一种新型无机环保高性能纤维材料，具有强度高、电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优良性能，是我国目前重点发展的四大纤维之一，可广泛应用于纤维增强复合材料、摩擦材料、造船、隔热、汽车、高温过滤织物及防护材料等领域。

现有的玄武岩纤维采用天然玄武岩熔融生产，材料来源需要进行矿业开采，成本较高且供应相对不稳定，天然玄武岩还存在多孔疏松密度低的特性，装载时空间利用率低，不利于提高运输效率。

天然玄武岩的组分结构实际上可以通过人工调配模拟，因此实际上可以对玄武岩进行人工合成，以粉煤灰为主要材料生产粉煤灰颗粒用于制造粉煤灰纤维，并且可以在该合成过程中进行冷凝前排气，防止其产生疏松多孔的结构，为后续的熔融拉制粉煤灰纤维生产过程提供更好的原材料，同时，该合成过程实际上可以消耗大量炉渣等含二氧化硅、氧化铝的工业废弃物，可以实现废弃物再利用。

发明内容

：

鉴于此，有必要设计一种人工合成致密粉煤灰的生产设备，利用工业废弃物添加部分添加剂后制成粉煤灰，供给粉煤灰纤维的生产。

粉煤灰颗粒生产设备，包括称量配料装置、搅拌器、布料器、电极熔炉、浸水冷凝池和沥水烘干装置。

其中，称量配料装置包括输送带和多个称量斗，称量斗顺序安装在输送带上方，用于将多种物料定量下料至输送带上，输送带末端通过进料提升带和搅拌器连接至电极熔炉顶部的布料器。

称量斗采用倒置的方锥状斗，底部安装计量秤，各称量斗分别装有粉煤灰、电石渣及其他添加物，经计量秤逐份称量确定配比并输送至输送带上，该输送过程各物料组分掺混平铺，后在输送带、进料提升带、搅拌机之间的倾倒转运过程中实现初步混合，在搅拌机内搅拌实现完全混合后，由布料器输入电极熔炉。

电极熔炉包括熔炉壳体、电极绝缘套、电极供电夹具、电极、熔炉底板、炉顶排气管和卸料槽，其中熔炉壳体为圆柱状容器，电极绝缘套安装在熔炉壳体内上部，电极供电夹具安装在电极绝缘套内，熔炉底板安装在熔炉壳体内电极供电夹具下方，电极为柱状石墨电极有三根，分别通过电极供电夹具夹持固定并向下伸出电极绝缘套；熔炉底板与熔炉壳体连接处密封，熔炉底板一侧设置有穿出熔炉壳体的卸料槽，熔炉底板与卸料槽前端共底面且向卸料槽一侧倾斜；布料器安装在熔炉壳体顶部中央，炉顶排气管安装在熔炉壳体顶部外侧。

电极熔炉中，三根电极以低压大电流三相交流电形式加热物料使之熔融，已熔融物料中的盐组分可以实现良好的导电性，采用低压三相电可以提高生产安全性。同时，三相交流电通过电极通入熔炉内，可以实现类似鼠笼电动机的驱动作用，使熔融物料在熔炉内缓慢旋流，进一步混合物料使其质地均匀。熔融后的液态物料相比未熔融的粉状物料密度大，处于炉底，可沿倾斜的熔炉底板和卸料槽流出熔炉。该过程中，因熔融物始终处于常压下，气体可以从物料中快速析出并由炉顶排气管负压吸除，使最终形成的粉煤灰产品中无气泡疏孔结构，密度较高便于运输。

浸水冷凝池设置在电极熔炉外，卸料槽末端连接至浸水冷凝池内，浸水冷凝池液位以下、卸料槽末端正下方安装有沥水提升机，沥水提升机为提升斗上设置有沥水孔的提升带，沥水提升机上端连接至烘干装置，沥水提升机与烘干装置组成沥水烘干装置。

熔融的粉煤灰液体沿卸料槽流入浸水冷凝池，接触水面后快速冷凝，因内部无大量气体析出填补冷凝导致的收缩，冷凝后的粉煤灰会直接形成颗粒状物料，落在沥水提升机上的提升斗内，由沥水提升机提出水面后，经烘干机烘干，完成对颗粒状粉煤灰的生产过程。

优选的，布料器为旋转式布料器，由电机、布料器轴和旋转布料板组成，电机安装在布料器顶部、位于电极熔炉壳体外，旋转布料板安装在电机下方熔炉壳体内，电机与旋转布料板之间由布料器轴传动连接，布料器轴穿过熔炉壳体的孔为布料孔。

进一步的，搅拌器安装在熔炉壳体顶部，搅拌器包括锥形搅拌腔和搅桨，锥形搅拌器安装在布料孔上方，电机安装在锥形搅拌腔上方，布料器轴穿过锥形搅拌腔连接电机和旋转布料板，搅桨安装在布料器轴上位于锥形搅拌腔内，锥形搅拌腔顶部一侧设置有进料口，进料提升带末端与该进料口配合进料。

该结构下，搅拌器与布料器共用电机，搅拌器实际上还实现了防止布料器下料孔堵塞的功能，充分利用三相电电极加热物料炉内旋流混合特征下对前期搅拌要求较低的特点，大幅简化设备结构，降低成本。

优选的，浸水冷凝池上端封闭并安装有冷凝换热器，该冷凝换热器吸热管为烘干装置，冷凝换热器用于将浸水冷凝池产生的蒸汽换热冷凝回流浸水冷凝池，并将热能转移给烘干设备用于烘干。回收粉煤灰冷凝废热用于烘干，减少能源消耗，同时使冷凝水回流，减少用水。

上述热回收结构可以具体设计为：烘干设备包括冷凝换热器、烘干进气管、烘干排气口和烘干料斗，其中烘干料斗首端连接沥水提升机上端下方，烘干进气管、冷凝换热器、烘干排气口顺次联通，烘干排气口位于烘干料斗上方，排气方向指向烘干料斗。粉煤灰冷凝产生的蒸汽沿封闭的冷凝池与沥水提升机一同上升，该过程中加热粉煤灰颗粒料，后进入换热器，换热冷凝后沿浸水冷凝池壁流回冷凝池，烘干进气顺次通过烘干进气管、冷凝换热器、烘干排气口，在冷凝换热器加热后，由烘干排气口吹向粉煤灰颗粒物料，实现对物料的烘干。

优选的，本设计还包括定量切分滚球装置，定量切分滚球装置安装在卸料槽末端，位于浸水冷凝池上方，包括狭缝弧面端板、定量切分辊、切分辊限速器、滚球槽。

其中，狭缝弧面端板安装在卸料槽末端，其上设置有居中纵向的狭缝，定量切分辊外缘与狭缝弧面端板外表面贴合，定量切分辊外表面设置有居中的定量凹坑，定量切分辊内设置有轴向镂空，切分辊限速器位于定量切分辊上方并与定量切分辊外表面接触，滚球槽安装在定量切分辊下方，滚球槽下部设置有喷淋装置，滚球槽下端指向浸水冷凝池。

切分辊限速器由限速器轴、限速器连杆、限速器浮球、限速器弹簧摩擦片组成，限速器连杆两端分别连接限速器轴和限速器浮球，限速器浮球位于卸料槽内浮在物料液位上，限速器弹簧摩擦片安装在限速器连杆中部并与定量切分辊外表面摩擦接触，限速器弹簧摩擦片与限速器连杆之间由弹簧连接并向限速器弹簧摩擦片施加朝向定量切分辊的弹力。

工作时，物料通过狭缝弧面端板上的狭缝流入定量凹坑，注满定量凹坑后由自重带动定量切分辊转动，期间由定量切分辊内镂空通风降温，提高定量凹坑内物料粘度，物料旋转至定量切分辊下方时落入滚球槽并在滚球槽内滚动形成球体，在滚球槽下部经喷淋降温凝固为固体后落入冷凝池。该过程中，浮球由卸料槽内物料液位高度控制限速器连杆角度，进而改变限速器弹簧摩擦片与定量切分辊外表面之间的摩擦力，从而控制定量切分辊转速，适配卸料槽内物料流量。其过程为：当物料流量大、液位高度较高时，浮球抬起限速器连接杆，限速器弹簧摩擦片与限速器连接杆之间的弹簧压力降低，限速器弹簧摩擦片与定量切分辊摩擦力降低，定量切分辊转速提高；当物料流量小、液位高度较低时，浮球降低限速器连接杆，限速器弹簧摩擦片与限速器连接杆之间的弹簧压力增加，限速器弹簧摩擦片与定量切分辊摩擦力增加，定量切分辊转速降低。

本发明提供了一种用于将粉煤灰等工业废弃物制成致密无气泡便于加工成粉煤灰纤维的粉煤灰颗粒生产设备，采用低压交流电加热熔融物的电极炉原理，安全性高，同时循环使用热能减少了能耗和水耗，在经济性和环保性上有较突出的特点。

附图说明：

附图1是本发明粉煤灰颗粒生产设备具体实施例结构示意图；

附图2是本发明粉煤灰颗粒生产设备具体实施例搅拌器、布料器局部结构示意图；

附图3是本发明粉煤灰颗粒生产设备具体实施例电极熔炉结构示意图；

附图4是本发明粉煤灰颗粒生产设备具体实施例浸水冷凝池、沥水烘干装置结构示意图；

附图5是本发明粉煤灰纤维生产设备具体实施例定量切分滚球装置结构示意图；

附图6是本发明粉煤灰纤维生产设备具体实施例切分辊限速器结构示意图。。

图中：称量配料装置1、称量斗101、输送带102、进料提升带103、搅拌器2、锥形搅拌腔201、搅桨202、进料口203、布料器3、电机301、布料器轴302、布料孔303、旋转布料板304、电极熔炉4、熔炉壳体401、电极绝缘套402、电极供电夹具403、电极404、熔炉底板405、炉顶排气管406、卸料槽407、浸水冷凝池5、沥水烘干装置6、沥水提升机601、提升斗602、冷凝换热器603、烘干进气管604、烘干排气口605、烘干料斗606、定量切分滚球装置10、狭缝弧面端板1001、定量切分辊1002、切分辊限速器1003、滚球槽1004、限速器轴1005、限速器连杆1006、限速器浮球1007、限速器弹簧摩擦片1008。

具体实施方式

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粉煤灰颗粒生产设备，包括称量配料装置1、搅拌器2、布料器3、电极熔炉4、浸水冷凝池5和沥水烘干装置6。

其中，称量配料装置1包括输送带102和多个称量斗101，称量斗101顺序安装在输送带102上方，用于将多种物料定量下料至输送带102上，输送带102末端通过进料提升带103和搅拌器2连接至电极熔炉4顶部的布料器3。

布料器3为旋转式布料器3，由电机301、布料器轴302和旋转布料板304组成，电机301安装在布料器3顶部、位于电极熔炉4壳体外，旋转布料板304安装在电机301下方熔炉壳体401内，电机301与旋转布料板304之间由布料器轴302传动连接，布料器轴302穿过熔炉壳体401的孔为布料孔303。

搅拌器2安装在熔炉壳体401顶部，搅拌器2包括锥形搅拌腔201和搅桨202，锥形搅拌器2安装在布料孔303上方，电机301安装在锥形搅拌腔201上方，布料器轴302穿过锥形搅拌腔201连接电机301和旋转布料板304，搅桨202安装在布料器轴302上位于锥形搅拌腔201内，锥形搅拌腔201顶部一侧设置有进料口203，进料提升带103末端与该进料口203配合进料。

该结构下，搅拌器2与布料器3共用电机301，搅拌器2实际上还实现了防止布料器3下料孔堵塞的功能，充分利用三相电电极404加热物料炉内旋流混合特征下对前期搅拌要求较低的特点，大幅简化设备结构，降低成本。

电极熔炉4包括熔炉壳体401、电极绝缘套402、电极供电夹具403、电极404、熔炉底板405、炉顶排气管406和卸料槽407，其中熔炉壳体401为圆柱状容器，电极绝缘套402安装在熔炉壳体401内上部，电极供电夹具403安装在电极绝缘套402内，熔炉底板405安装在熔炉壳体401内电极供电夹具403下方，电极404为柱状石墨电极有三根，分别通过电极供电夹具403夹持固定并向下伸出电极绝缘套402；熔炉底板405与熔炉壳体401连接处密封，熔炉底板405一侧设置有穿出熔炉壳体401的卸料槽407，熔炉底板405与卸料槽407前端共底面且向卸料槽407一侧倾斜；布料器3安装在熔炉壳体401顶部中央，炉顶排气管406安装在熔炉壳体401顶部外侧。

浸水冷凝池5设置在电极熔炉4外，卸料槽407末端连接至浸水冷凝池5内，浸水冷凝池5液位以下、卸料槽407末端正下方安装有沥水提升机601，沥水提升机601为提升斗602上设置有沥水孔的提升带，沥水提升机601上端连接至烘干装置，沥水提升机601与烘干装置组成沥水烘干装置6。

称量斗101采用倒置的方锥状斗，底部安装计量秤，各称量斗101分别装有粉煤灰、电石渣及其他添加物，经计量秤逐份称量确定配比并输送至输送带102上，该输送过程各物料组分掺混平铺，后在输送带102、进料提升带103、搅拌机之间的倾倒转运过程中实现初步混合，在搅拌机内搅拌实现完全混合后，由布料器3输入电极熔炉4。

电极熔炉4中，三根电极404以低压大电流三相交流电形式加热物料使之熔融，已熔融物料中的盐组分可以实现良好的导电性，采用低压三相电可以提高生产安全性。同时，三相交流电通过电极404通入熔炉内，可以实现类似鼠笼电动机的驱动作用，使熔融物料在熔炉内缓慢旋流，进一步混合物料使其质地均匀。熔融后的液态物料相比未熔融的粉状物料密度大，处于炉底，可沿倾斜的熔炉底板405和卸料槽407流出熔炉。该过程中，因熔融物始终处于常压下，气体可以从物料中快速析出并由炉顶排气管406负压吸除，使最终形成的粉煤灰产品中无气泡疏孔结构，密度较高便于运输。

熔融的粉煤灰液体沿卸料槽407流入浸水冷凝池5，接触水面后快速冷凝，因内部无大量气体析出填补冷凝导致的收缩，冷凝后的粉煤灰会直接形成颗粒状物料，落在沥水提升机601上的提升斗602内，由沥水提升机601提出水面后，经烘干机烘干，完成对颗粒状粉煤灰的生产过程。

烘干设备包括冷凝换热器603、烘干进气管604、烘干排气口605和烘干料斗606，其中烘干料斗606首端连接沥水提升机601上端下方，烘干进气管604、冷凝换热器603、烘干排气口605顺次联通，烘干排气口605位于烘干料斗606上方，排气方向指向烘干料斗606。粉煤灰冷凝产生的蒸汽沿封闭的冷凝池与沥水提升机601一同上升，该过程中加热粉煤灰颗粒料，后进入换热器，换热冷凝后沿浸水冷凝池5壁流回冷凝池，烘干进气顺次通过烘干进气管604、冷凝换热器603、烘干排气口605，在冷凝换热器603加热后，由烘干排气口605吹向粉煤灰颗粒物料，实现对物料的烘干。

还包括定量切分滚球装置10，定量切分滚球装置10安装在卸料槽407末端，位于浸水冷凝池5上方，包括狭缝弧面端板1001、定量切分辊1002、切分辊限速器1003、滚球槽1004。

其中，狭缝弧面端板1001安装在卸料槽407末端，其上设置有居中纵向的狭缝，定量切分辊1002外缘与狭缝弧面端板1001外表面贴合，定量切分辊1002外表面设置有居中的定量凹坑，定量切分辊1002内设置有轴向镂空，切分辊限速器1003位于定量切分辊1002上方并与定量切分辊1002外表面接触，滚球槽1004安装在定量切分辊1002下方，滚球槽1004下部设置有喷淋装置，滚球槽1004下端指向浸水冷凝池5。

切分辊限速器1003由限速器轴1005、限速器连杆1006、限速器浮球1007、限速器弹簧摩擦片1008组成，限速器连杆1006两端分别连接限速器轴1005和限速器浮球1007，限速器浮球1007位于卸料槽407内浮在物料液位上，限速器弹簧摩擦片1008安装在限速器连杆1006中部并与定量切分辊1002外表面摩擦接触，限速器弹簧摩擦片1008与限速器连杆1006之间由弹簧连接并向限速器弹簧摩擦片1008施加朝向定量切分辊1002的弹力。

工作时，物料通过狭缝弧面端板1001上的狭缝流入定量凹坑，注满定量凹坑后由自重带动定量切分辊1002转动，期间由定量切分辊1002内镂空通风降温，提高定量凹坑内物料粘度，物料旋转至定量切分辊1002下方时落入滚球槽1004并在滚球槽1004内滚动形成球体，在滚球槽1004下部经喷淋降温凝固为固体后落入冷凝池5。该过程中，浮球1007由卸料槽407内物料液位高度控制限速器连杆1006角度，进而改变限速器弹簧摩擦片1008与定量切分辊1002外表面之间的摩擦力，从而控制定量切分辊1002转速，适配卸料槽407内物料流量。其过程为：当物料流量大、液位高度较高时，浮球1007抬起限速器连接杆1006，限速器弹簧摩擦片1008与限速器连接杆1006之间的弹簧压力降低，限速器弹簧摩擦片1008与定量切分辊1002摩擦力降低，定量切分辊1002转速提高；当物料流量小、液位高度较低时，浮球1007降低限速器连接杆1006，限速器弹簧摩擦片1008与限速器连接杆1006之间的弹簧压力增加，限速器弹簧摩擦片1008与定量切分辊1002摩擦力增加，定量切分辊1002转速降低。