高塔复合肥螺旋造粒喷头及造粒机的制作方法

1.本发明涉及化工设备技术领域，尤其涉及一种高塔复合肥螺旋造粒喷头及造粒机。


背景技术：

2.在复合肥生产工艺中，塔式喷头造粒技术是目前较为普遍的造粒技术，将熔体料浆送至造粒塔顶部进入造粒喷头，在喷头的旋转作用下，原料经喷头上的小孔喷洒出来形成液滴，液滴在下降过程中与逆流而上的空气相遇，逐渐冷却结晶成颗粒。
3.现有技术中的高塔复合肥螺旋造粒喷头均是孔眼型造粒喷头，熔体料浆从数千个喷头的小孔眼中喷出，由于熔体料浆原料中不可避免含有大于工艺要求的固体不溶物、拆包纤维以及未能充分混合的粉体团聚物，因此很容易导致喷孔被堵塞，如果某个喷孔被堵塞，则会产生伴生细流和飞溅液滴，造成不合格品，严重影响成品合格率和造粒质量，还可能伴生粘塔壁和粘塔底的恶性事故。
4.因此，为了避免喷孔被堵塞，想要维持成品的合格率，需要频繁地停机以更换或清洗造粒喷头，必然会中断生产的连续性以及造成较高的运行成本。


技术实现要素：

5.本发明提供一种高塔复合肥螺旋造粒喷头及造粒机，用以解决现有技术中孔眼型造粒喷头容易堵塞的缺陷，实现避免堵塞，延缓了造粒喷头磨损报废的周期，降低运行成本。
6.本发明提供一种高塔复合肥螺旋造粒喷头，包括：
7.支撑结构；
8.螺旋片，设置于所述支撑结构的外周，用于将熔体料浆经离心力被水平撕裂成液滴。
9.根据本发明提供的一种高塔复合肥螺旋造粒喷头，所述支撑结构呈圆台形，包括：
10.第一端板，为圆环状且水平设置；
11.第二端板，为圆环状且与所述第一端板平行设置，并所述第二端板的直径小于所述第一端板的直径；
12.至少两个内筋板，每个所述内筋板的顶部均连接所述第一端板，底部均连接所述第二端板；所述内筋板的外周设置有所述螺旋片。
13.根据本发明提供的一种高塔复合肥螺旋造粒喷头，所述螺旋片的锥角为10-30度，所述内筋板的锥度与所述螺旋片的锥角相匹配。
14.根据本发明提供的一种高塔复合肥螺旋造粒喷头，所述螺旋片的层数为10-20层，螺距为12-25毫米。
15.根据本发明提供的一种高塔复合肥螺旋造粒喷头，所述螺旋片的厚度为2-4毫米。
16.根据本发明提供的一种高塔复合肥螺旋造粒喷头，所述螺旋片的宽度为35-70毫
米。
17.根据本发明提供的一种高塔复合肥螺旋造粒喷头，所述螺旋片的大端直径范围为180-400毫米。
18.根据本发明提供的一种高塔复合肥螺旋造粒喷头，所述内筋板的数量为8-18片且均匀分布，并所述内筋板的厚度为3-6毫米。
19.根据本发明提供的一种高塔复合肥螺旋造粒喷头，所述高塔复合肥螺旋造粒喷头的材质采用不锈钢材质。
20.本发明还提供一种造粒机，包括：包括上述所述的高塔复合肥螺旋造粒喷头，还包括：
21.造粒机壳体；
22.造粒机主轴，可转动设置于所述造粒机壳体上，用于带动所述高塔复合肥螺旋造粒喷头转动；
23.进料管，设置于所述造粒机壳体上，用于为熔体料浆提供进料通道；
24.进料盒，顶部与所述进料管连通，底部进入所述高塔复合肥螺旋造粒喷头内部。
25.本发明提供的高塔复合肥螺旋造粒喷头，通过在支撑结构上设置有螺旋片，熔体料浆经离心力被撕裂成液滴，液滴在下落过程中与造粒塔内的逆流空气进行接触换热，直至收缩凝固成为圆球形的固体颗粒。高塔复合肥螺旋造粒喷头由于没有了孔眼结构，具有以下有益效果：
26.(1)、极大地延缓了造粒喷头磨损报废的周期，降低了采用造粒喷头的材料成本；
27.(2)、也省却了频繁更换和清洗被堵塞喷头的人工，省却了切换造粒喷头的反复停车时间；
28.(3)、避免了塔上操作工因频繁切换造粒喷头而导致的碰伤烫伤等工伤事故；
29.(4)、高塔复合肥螺旋造粒喷头理论上永不堵塞，可长时间运行，可自动排渣，保持恒定的造粒合格率以及恒定的造粒量，即使熔体料浆中有大于工艺要求的固体不溶物和拆包纤维等，也不会因此影响整体的喷淋效果；
30.(5)、可有效避免粘塔壁以及粘塔底的生产事故；
31.(6)、一台装置即可适应不同的熔体料浆配比，无需像传统的差动造粒喷头配置不同孔眼的喷头来适应不同的熔体料浆配比；
32.(7)、一台装置即可适应不同的产量，无需像传统的差动造粒喷头那样需要配置不同开孔面积规格的喷头来适应不同的产能。
33.可见，本发明提供的高塔复合肥螺旋造粒喷头，多方面地降低了运行成本。
34.本发明另一方面提供的造粒机，由于具备上述的高塔复合肥螺旋造粒喷头，因此也具备如上所述的各种优势。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是本发明提供的高塔复合肥螺旋造粒喷头的结构示意图；
37.图2是本发明提供的造粒机的结构示意图；
38.附图标记：
39.1：高塔复合肥螺旋造粒喷头；11：支撑结构；12螺旋片；111：第一端板；112：第二端板；113：内筋板；
40.2：造粒机壳体；3：造粒机主轴；4：进料管；5：进料盒。
具体实施方式
41.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.下面结合图1至图2描述本发明的高塔复合肥螺旋造粒喷头。如图1所示为高塔复合肥螺旋造粒喷头，包括支撑结构11和螺旋片12，支撑结构11用于为螺旋片12提供安装平台，为框架体，上下通透，且四周也具有可供熔体料浆洒出的出口。螺旋片12设置于支撑结构11的外周，用于将熔体料浆经离心力被水平撕裂成液滴。
43.本发明提供的高塔复合肥螺旋造粒喷头，通过在支撑结构11上设置有螺旋片12，熔体料浆经离心力被撕裂成液滴，液滴在下落过程中与造粒塔内的逆流空气进行接触换热，直至收缩凝固成为圆球形的固体颗粒。高塔复合肥螺旋造粒喷头由于没有了孔眼结构，极大地延缓了造粒喷头磨损报废的周期，也省却了频繁更换和清洗被堵塞喷头的人工，省却了操作工频繁切换造粒喷头的繁重体力劳动，避免了塔上操作工频繁切换造粒喷头而导致的碰伤烫伤等工伤事故，降低了运行成本。
44.高塔复合肥螺旋造粒喷头可长时间稳定运行，可自动排渣，保证恒定的造粒合格率以及恒定的造粒量。即使熔体料浆中含有大于工艺要求的固体不溶物和拆包纤维等，也不会因此影响整体的喷淋效果。一台装置即可适应不同的复合熔体配比和产量，无需像传统的差动造粒喷头需要配置不同孔眼直径规格的喷头来适应不同的熔体配比、以及配置不同开孔面积规格的喷头来适应不同的产能。
45.在本发明的实施例中，支撑结构11呈圆锥台形，包括：第一端板111、第二端板112和至少两个内筋板113，第一端板111为圆环状且水平设置，用于连接造粒机的进料管；第二端板112为圆环状且与第一端板111平行设置，第二端板112的直径小于第一端板111的直径；至少两个内筋板113，每个内筋板113的顶部均连接第一端板111，底部均连接第二端板112；内筋板113的外周设置有螺旋片。
46.其中，第一端板111、第二端板112、内筋板113以及螺旋片12通过金属焊接工艺相互焊接为一个整体，加工工艺简单且结构牢固。且第一端板111、第二端板112、内筋板113以及螺旋片12通过工装保证同心度。
47.具体的，螺旋片12的锥角为10-30度，内筋板113的锥度与螺旋片12的锥角相匹配，螺旋片12的螺旋形式为多个阿基米德螺旋片首尾焊接后拉伸而成，每圈螺旋的半径均呈规律递进形成一个螺旋锥台，螺旋片12呈单头上升旋状。
48.锥角决定了螺旋片12的半径，不同的半径决定了不同的端点，不同的端点在转速
相同的情况下会产生不同的端点线速度，不同的端点线速度将产生不同的喷洒半径即液滴的运动轨迹。如果锥角过大，则线速度差异过大，颗粒的均匀度就差异过大。
49.更进一步地，螺旋片12的层数为10-20层，螺距为12-25毫米，根据第一端板111和第二端板112的竖直距离设定螺旋片12合适的层数和螺距。螺旋片12的层数决定了高塔复合肥螺旋造粒喷头1的高度，同时不同的层数对应不同的喷量，由于喷量与造粒塔的换热能力有关，故喷头的高度有限。
50.更进一步地，螺旋片12的厚度为2-4毫米，厚度选择2～4毫米是考虑到加工的难易程度，过厚会增加加工难度，但过薄又影响强度和使用寿命。螺旋片12的宽度为35-70毫米，既能方便加工，又能保证使用效果。
51.为了与直径在φ14-φ22米之间的造粒塔相匹配，螺旋片12的大端直径范围为180-400毫米，能够确保液滴不粘塔底且不粘塔壁。螺旋片12的大端直径的设置与造粒塔的内径有关，必须根据不同的造粒塔内径来确定螺旋片12大端的直径，否则喷洒半径过大将导致液滴粘塔壁的事故。
52.更具体的，高塔复合肥螺旋造粒喷头1为不锈钢造粒喷头，不锈钢耐腐蚀、耐高温，能够满足复合肥造粒工艺的使用需求。
53.更进一步的，内筋板113的数量为8-18片且均匀分布，并且内筋板13的厚度为3-6毫米。
54.本发明另一方面实施例在于公开一种造粒机，包括上述的高塔复合肥螺旋造粒喷头，还包括造粒机壳体2、造粒机主轴3、进料管4和进料盒5，造粒机主轴3可转动设置于造粒机壳体2上，用于带动高塔复合肥螺旋造粒喷头同心同轴转动；进料管5设置于造粒机壳体2上，用于为熔体料浆提供进料通道；进料盒5顶部与进料管4连通，底部进入高塔复合肥螺旋造粒喷头的内部。
55.在造粒机工作过程中，造粒机主轴3带动高塔复合肥螺旋造粒喷头同心同轴同方向旋转，熔体料浆经进料管4进入进料盒5，熔体料浆依靠重力从进料盒5下部的第一端板111的环口落入旋转的高塔复合肥螺旋造粒喷头内，熔体料浆在旋转离心力的作用下将沿着内筋板113的侧壁切线方向落在螺旋片12的上端面，且随螺旋片12旋转从螺旋片12的外缘端点切线方向抛出，熔体液膜将被离心速度撕裂呈熔体液滴。
56.熔体随螺旋片12的旋转在螺旋片12上端面形成一个液膜，熔体液膜连续不断地从螺旋片12的端点切线方向飞出，熔体液膜被旋转速度水平撕裂成一定体积的液滴，液滴在降落的过程中与造粒塔内的逆流空气进行接触换热，直至收缩凝固成为圆球形的固体颗粒。
57.高塔复合肥螺旋造粒喷头1通过调整造粒机主轴3的转速来改变喷洒的直径，通过调整造粒机主轴3的转速以及熔体料浆的进料量来改变液膜的厚度，用液膜的厚度来改变液滴的体积即颗粒的球径，通过改变螺旋片12的圈数即螺旋片的环面积来改变造粒量。
58.由于没有传统的造粒喷头的孔眼结构，故高塔复合肥螺旋造粒喷头1永不堵塞，可长时间稳定运行，可自动排渣，保持恒定的造粒合格率以及恒定的造粒量。即使熔体料浆中含有大于工艺要求的固体不溶物和拆包纤维等，也不会因此影响整体的喷淋效果。
59.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。