1.不能大型化;只能多臺串聯(lián):
一般振動電機(jī)模式的振動床,受振動力和結(jié)構(gòu)的限制,床體無法做大,沒有大規(guī)模處理物料的能力??傊慕怯脧椈芍蔚慕Y(jié)構(gòu)不可能將床體做的很大。大批量或需要長時間處理的料只能采用多臺床子串聯(lián)的辦法。
常規(guī)振動流化床類型和特點(diǎn):
很多工況:固定床的適應(yīng)范圍受限、有些物料烘干時無需充分沸騰/或者難以流化、長時間烘干的物料需消除返混降低停留時間差、以及為降低風(fēng)機(jī)電耗和熱能損耗,這時振動輸送技術(shù)被運(yùn)用到流化床上,這就是振動流化床干燥/冷卻技術(shù)。單純從歷史看,從技術(shù)角度比較,振動流化床技術(shù)高于固定流化床;從國外實(shí)踐來講,目前為止固定床的絕大部分基礎(chǔ)功能和延伸擴(kuò)展功能都能夠在振動床上實(shí)現(xiàn),包括內(nèi)加熱、內(nèi)置濾袋、內(nèi)置噴頭、大型化等等,而且振動床還具備固定床所不具備的其它功能,比如更節(jié)能、走料均勻、適應(yīng)復(fù)雜的物料、操作更簡單、減少人工、易實(shí)現(xiàn)完全自動控制等等。
常見的振動式流化床按照振動方式分三類:
●第一類的慣性式振動床最常見,以2臺振動電機(jī)做振動源的單質(zhì)體振動床最為典型,當(dāng)然還有用電磁振動器、氣動振動器、皮帶傳動慣性振動輪等,結(jié)構(gòu)本質(zhì)是床體兩側(cè)安裝兩臺振動電機(jī)(為防止鋼板開焊,振動電機(jī)可置于床體正下方或下部單獨(dú)框架體的側(cè)面);
●第二類是凸輪軸活塞沖程方式:這種振動模式形式多樣,但本質(zhì)一致,電機(jī)通過皮帶或變頻直聯(lián)拖動一根安裝在床體底部的偏心軸機(jī)構(gòu),偏心機(jī)構(gòu)的推桿通過彈性橡膠或彈簧緩沖后連接床體底部,偏心軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生對床體的活塞沖程式振動力。連接床體的活塞推桿也可以安裝在床體兩個側(cè)面,其沖擊力的緩沖是通過夾緊或包裹推桿的橡膠件實(shí)現(xiàn);最典型的是共振平衡式振動床。
●第三類是電機(jī)以萬向軸或同步帶的方式傳動2根軸(或多根軸),每根軸兩端安裝扇形甩塊,旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生激振力:這種振動結(jié)構(gòu)一般用在走料速度經(jīng)常調(diào)整的時候,本質(zhì)原理跟振動電機(jī)一致。
2根軸各自用電機(jī)帶動(或提前設(shè)定每根軸上偏心塊之間角度,然后一臺電機(jī)通過同步帶輪聯(lián)動2-3根軸),控制電機(jī)的相位角差,可以調(diào)整兩根軸上扇形塊的離心力矢量角度差,這樣就產(chǎn)生某個方向的合力,調(diào)整合力的方向就能改變激力在水平、豎置方向的分力大小,從而改變物料的走料速度,甚至在需要的時候,可以讓物料層靜止不前或逆向走料。這個控制過程一般通過邏輯編程實(shí)現(xiàn)。
上面無論哪種方式,本質(zhì)都是單質(zhì)體振動床,振動體與地面之間只間隔一級緩沖減震器(螺旋彈簧或扭力橡膠簧等),減震器起主振作用,同時吸收\緩沖對地面的振動。但這種減震器吸震能力都是有限的,總有殘余振動力未被全部緩沖而傳到地面,造成地面振動。如果床體體積大,傳至地面的殘余振動力也會比較大,此時必須做牢固的基礎(chǔ),甚至設(shè)置隔振槽以隔離振動對周邊設(shè)備的影響;大型單質(zhì)體床很難在三、四、五層級樓臺上使用。
■總之,振動流化床的優(yōu)點(diǎn):
1.比固定床節(jié)能:
作為固定床之后的改進(jìn)型流化床,其振動力對物料的流態(tài)化有很大的輔助作用,大大降低流態(tài)化所需的風(fēng)壓動力;物料移動不再完全依靠熱風(fēng)的流態(tài)化,甚至完全不依靠流態(tài)化,因?yàn)檎駝哟灿袕?qiáng)大的振動輸送能力;通常振動床配備的鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓比固定床低1500-2000Pa,臨界流態(tài)化風(fēng)速也大幅降低,大多情況下,熱風(fēng)僅僅達(dá)到脫水所需流量就可以,不必再兼顧流態(tài)化所必需的氣流量。
2.適應(yīng)范圍比固定床寬:
憑借振動床強(qiáng)大的振動輸送能力,物料輸送不再完全、甚至完全不依靠風(fēng)將物料流態(tài)化,故適用物料范圍比固定床廣的多,一些大粒徑、高密度、不規(guī)則形狀顆粒,粘性顆粒都可以操作。
對于細(xì)粉顆粒(如奶粉),如果在固定床中操作,會因風(fēng)速大而導(dǎo)致大量的尾氣夾帶,而在振動床中,振動的輔助降低了臨界流化風(fēng)速,尾氣夾帶量降低。
3.走料均勻,容易實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的脫水指標(biāo)控制:
物料的移動靠振動輸送,在速度上可以實(shí)現(xiàn)精確控制:調(diào)整激振力大小、頻率,可以很大程度上隨意控制物料的移動速度,物料的返混現(xiàn)象得以控制,基本實(shí)現(xiàn)了Plug—Flow活塞流狀態(tài);物料烘干比在固定床中均勻,烘干質(zhì)量提高。
4.顆粒表觀質(zhì)量好,磨損小:
臨界流化風(fēng)速降低,顆粒之間劇烈碰撞、摩擦程度減小,有效避免了粒子破碎、摩擦的問題,表觀質(zhì)量大大提高;成品的細(xì)粉量得到控制。
5.操作簡便,減少人工工作量:
強(qiáng)大的振動輸送能力保證了大塊、大顆粒依舊能夠走料;即便是局部粘床、結(jié)疤,人工鏟除后就能恢復(fù)輸送,大塊的料不再需要清理就能被振動排出;大多情況下停機(jī)后,除了粘壁的料,,振動床能排料干凈,無需人工進(jìn)床清掃;因此振動床的操作比固定床節(jié)省大量人力。
■振動電機(jī)流化床的缺點(diǎn):
在無相位控制條件下,兩個振動電機(jī)不會完全同步;靠四個螺旋彈簧支撐的床體,如果四個螺旋彈簧剛性有差別,高頻振動時會出現(xiàn)床面微觀偏離水平面、進(jìn)而物料跑偏、溝流、滯留等現(xiàn)象;床面越寬越長,這種問題越嚴(yán)重,影響走料均勻性和顆粒停留時間的一致性。
3.物料停留時間有限,可控性差:
振動電機(jī)流化床走料速度可調(diào)范圍小,床面長度有限,一般最長停留時間15min左右,導(dǎo)致適應(yīng)范圍有限,單機(jī)不適合需長時間烘干的工況。另外這種結(jié)構(gòu)床體的振頻與振幅成反比,所以電機(jī)轉(zhuǎn)速與走料速度構(gòu)不呈線性關(guān)系,很難通過采用變頻等方式在線控制走料速度。
4.側(cè)裝振動電機(jī)的方式,故障率高,壽命不長,易開裂。
如果將振動電機(jī)側(cè)裝,運(yùn)行時振動電機(jī)產(chǎn)生360°振動力,向外的拉力對箱體側(cè)板產(chǎn)生很大的破壞力,大一點(diǎn)的床體會出現(xiàn)箱體裂縫、焊縫開裂的故障,床子越大,越容易開焊,這是老大難問題。為避免開裂,采取在床體底部設(shè)置獨(dú)立框架梁,振動電機(jī)安裝在鋼梁上,這樣床體側(cè)面不再受向外的拉力,振動力通過鋼梁傳遞給箱體底部,消除集中應(yīng)力。但這種結(jié)構(gòu)只適合不大的床體,對于大床體由于振動電機(jī)相位不同步,放在底部會加重料層的偏流。
5.自動化程度低,參數(shù)控制精確度低:
顆粒運(yùn)動速度無法線性精確掌握,不能對物料烘干參數(shù)進(jìn)行動態(tài)的準(zhǔn)確控制,無法進(jìn)行準(zhǔn)確的編程調(diào)節(jié)控制。
6、不耐高溫。
■偏心軸活塞式振動流化床的缺點(diǎn):
1.偏心活塞推桿機(jī)構(gòu)故障率高,易損壞。
偏心軸式活塞推桿不能直接連接床體,必須通過彈性件傳遞沖程力,這些彈性件有橡膠、彈簧等,而橡膠的壽命不僅自身會老化,還受外力的影響,通常壽命周期很短,需要全部定期更換,在生產(chǎn)中也會有突然損壞的情況。如用螺旋彈簧連接床體傳遞沖程力,螺旋彈簧與床體連接處是剛性連接,若床體過大,還是有應(yīng)力集中導(dǎo)致箱體裂開、焊縫開裂的問題。
2.振幅大,走料速度過快,且不可調(diào)整:
活塞式偏心振動結(jié)構(gòu)一般大量應(yīng)用在短程輸送機(jī)上,它的振動床振幅較大,且不可調(diào)節(jié),在運(yùn)行時走料速度很快,是所有振動床中較快的一種。這樣快的速度不適合應(yīng)用在烘干機(jī)上,因?yàn)槲锪贤A魰r間太短,在脫水量指標(biāo)比較大時,活塞式振動床難以勝任。
3.結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,占用太多空間;噪音太大。
偏心活塞式振動床結(jié)構(gòu)過于繁雜,剛性接觸件多,用數(shù)量很多的螺旋彈簧充當(dāng)主振彈簧,這些彈簧在振動時噪音大。主振螺旋彈簧太多,安裝座往往被設(shè)計的很復(fù)雜,床體以下的驅(qū)動單元相當(dāng)復(fù)雜,占用高度空間,也是衛(wèi)生死角。
4.物料處理量有限。
共振平衡式的偏心活塞振動床在設(shè)計時平衡體與床體的重量有比例要求,床體重量不能偏離比例范圍,否則要么無法運(yùn)行,要么對地沖擊力巨大。當(dāng)物料量過大導(dǎo)致與床體的總重與平衡框重量失去比例時,就不能正常運(yùn)行。
■雙/三軸多向量振動流化床的缺點(diǎn):
1.不能大型化。
雙/三軸多向量振動流化床的床體結(jié)構(gòu)與振動電機(jī)振動床是一樣的結(jié)構(gòu),只是驅(qū)動方式的不同;所以都是四個角用彈簧支撐的結(jié)構(gòu),自然不能將床體做的很大。
2.同樣有床面偏斜、跑偏的問題:
床體靠四個螺旋彈簧的支撐結(jié)構(gòu),如果四個螺旋彈簧剛性有差別,會出現(xiàn)在高頻振動時,床面偏離水平面,物料跑偏、溝流等現(xiàn)象不可避免;床面越寬,偏流越嚴(yán)重;由于物料輸送,無法精確控制干燥參數(shù),影響走料均勻性和顆粒停留時間的一致性。
3.熱容量低,處理量有限:
與振動電機(jī)帶動的單質(zhì)體床本質(zhì)一致的結(jié)構(gòu),限制了流化室、鼓風(fēng)室不能做的太大,由此導(dǎo)致通風(fēng)量受限,脫水能力低,因此批處理量有限,不適合大規(guī)模生產(chǎn)。
4.焊接要求高,設(shè)備笨重;對基礎(chǔ)要求高:
這種慣性式振動結(jié)構(gòu)根振動電機(jī)模式流化床一樣,對焊接、鋼板厚度要求高。為保證箱體牢固性,一般板材厚度大,設(shè)備笨重。單質(zhì)體的結(jié)構(gòu)決定了基礎(chǔ)要求高。