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0 引言
0.1 概述
適用范圍廣、操作方便、運轉率高，在水泥工業(yè)中被廣泛用于旋蓋粘土、礦渣、碎石、煤等原、燃料。干燥時，熱空氣或熱煙氣將熱量傳給物料，使水份蒸發(fā)，同時依靠通風設備的作用，使干燥設備內的干燥介質不斷更新，以排除水汽。干燥設備的形式也是多種多樣的，水泥工業(yè)中常用的有電動旋蓋機、流態(tài)旋蓋機、攪拌（懸浮）旋蓋積極氣流式干燥管等。近年來國內外還在研究噴霧干燥裝置。這些設備一般都利用熱煙氣進行對流旋蓋電動旋蓋機筒體一般為單直筒型，安裝時筒體與水平成一傾斜角度，物料從高端進入，隨著筒體的回轉緩緩流向低端而后卸出。在中小型水泥廠中，旋蓋機的筒體長度一般為12-20m，以保證物料在旋蓋機內的停留時間，滿足旋蓋工藝要求。出熱風爐的熱氣流和物料在筒體內以順流或逆流形式進行熱交換。在旋蓋過程中，單筒式旋蓋機約有35％－55％的熱量隨廢氣流失和由筒體向外散失掉。
針對手持式電動旋蓋機存在的弊端，我們開始設計一種套筒式旋蓋機。該機結構新穎獨特，占地面積小、單位機重產量高、熱效率高、運轉可靠。
0.2工作原理及結構特點
套筒式旋蓋機是通過對單筒旋蓋機的單一筒體改為套疊在一起的兩筒或三筒，以縮短旋蓋機的外形尺寸。該機工作時，物料和熱氣流依次進入內外筒體，在旋蓋機內作“V”或“N”形往復折流后，充分利用熱能旋蓋物料后再卸出。
該旋蓋機筒體部分由兩個筒軸水平放置的內外套筒組成，內通為一錐筒，外筒為直筒，這就使通體的截面得到充分利用，其筒體外形總長度約為相當的單筒的50％－60％，從而大幅度的減少了占地面積和廠房建筑面積。
該機的支撐裝置，在高溫端采用活套在內筒上的輪帶與托輪支撐，低溫端則在中心軸上用一滾動軸承支撐，并采用中心傳動，使總體結構緊湊、合理。為便與磨損件的檢修和更換，在中間一般設計成軸向剖分式，用螺栓固定連接。
該機工作時，物料與熱氣流順流從內錐筒的小端進入，被揚料板揚起與熱氣流進行充分的熱交換，同時向大端移動。同理，進入外筒后，物料被勺形揚料板揚起，并均勻地撒落在內錐筒外壁的上部，隨筒體慢速回轉，物料在環(huán)形空間能經歷一較長的滯留時間，最后沿筒壁和內筒外壁上的導料板流向出口端，通過翻板閥卸出，廢氣由卸料罩上的旋風收塵器收塵后排出。
從上述物料的流程可以看出，物料在被外筒熱氣流直接旋蓋的同時，又被內筒的熱氣流間接旋蓋。內筒里的物料與熱氣流之間的熱交換以輻射、對流傳熱形式為主，而在外筒內，氣體濕度已較大，溫度較低，物料撒落在內筒外壁上，使兩者的熱交換以傳導、對流形式為主，從旋蓋機原理上也是非常合理和科學的，再者，低溫段的外筒對高溫段的內筒有保溫隔熱作用，并使設備的總散熱面積有對于單筒旋蓋機減少了30％～40％，總之，該旋蓋機，在設備的總體設計和結構設計方面有較大的創(chuàng)新。
0.3結語
隨著水泥生產向大型、高效方向的不斷發(fā)展，套筒式旋蓋機將以其結構緊湊、占地面積小、熱效率高、投資省、適應性強、運轉可靠等特點，為水泥廠的原、燃料旋蓋提供了一種較理想的旋蓋設備。
1 物料的旋蓋
在水泥工業(yè)中，當采用干法生產時，各種含水的物料如原料、煤和混合材都需要進行旋蓋，而采用濕法生產時，煤和混合材也需要旋蓋，這樣才能保證粉磨作業(yè)的正常進行。
入磨物料的水分，對磨機的產量，出磨物料的質量及磨機的操作都有很大的影響。入磨物料水分多，磨內含濕量高，細粒物料會粘附在研磨體、襯板和隔倉板上，使粉磨效率下降；而且，入磨物料水分過高必然會使磨機作業(yè)條件惡化，給操作和質量控制帶來困難。此外，喂入磨內的物料，其配合比會受到物料內水分的波動而變化，從而出磨產品的質量也隨之受到影響。因此，排除物料過多水分的旋蓋工序是水泥生產中必不可少的重要環(huán)節(jié)。
水泥廠采用單獨進行旋蓋的旋蓋設備有回轉式、懸浮式、流態(tài)式、沸騰式、重力式等。其中最常用的是回轉式旋蓋機。這種旋蓋機雖然旋蓋效率低，投資大，、但是對物料的適應性強，可以旋蓋各種物料，且設備操作簡單可靠，故得到普遍采用。
1.1 干燥設備分類及在水泥工業(yè)中的應用
物料的干燥可以自然的或人工的方法進行。
自然干燥，即把濕物料堆放在棚屋里或室外曬場上，借風吹日曬使其干燥，這種方法的優(yōu)點是無需專門設備，不用消耗燃料；但是干燥速度慢，產量低，勞動強度高，操作條件差，而且受氣候影響大。
人工干燥，是把物料堆放在專門的干燥器中進行干燥，人工干燥時，傳給物料熱量的方式很多，如利用熱空氣或熱煙氣的對流傳熱；利用紅外線燈或熱的金屬、陶瓷、耐火材料等表面的輻射傳熱。
利用熱空氣或熱煙氣的對流作用進行加熱干燥的方法稱為對流干燥，所用的熱空氣或熱煙氣稱為干燥介質，根據水泥工業(yè)物料的特點，普遍采用對流干燥法。這種方法熱源容易獲得，設備較為簡單，總的費用也較低。干燥時，熱空氣或熱煙氣將熱量傳給物料，使水份蒸發(fā)，同時依靠通風設備的作用，使干燥設備內的干燥介質不斷更新，以排除水汽。干燥設備的形式也是多種多樣的，水泥工業(yè)中常用的有電動旋蓋機、流態(tài)旋蓋機、攪拌（懸浮）旋蓋積極氣流式干燥管等。近年來國內外還在研究噴霧干燥裝置。這些設備一般都利用熱煙氣進行對流旋蓋。
干燥作業(yè)還可以和粉碎、選粉等其它作業(yè)同時進行，目前水泥廠的煤粉制備大多采用旋蓋兼粉磨系統(tǒng)。近年來，國內外對水泥原料等采用旋蓋兼粉磨流程也日益增多。這種方法可以簡化工藝過程，減少熱量消耗，但若物料的初水分超過旋蓋兼粉磨系統(tǒng)的允許范圍時，則仍需另設旋蓋設備進行預先旋蓋。
總之，旋蓋過程是水泥工業(yè)中基本的熱工過程之一，干燥過程進行的好壞直接影響水泥的產質量，因此水泥工作者對旋蓋設備必須給與足夠的重視。
1.2 電動旋蓋機的型號和特性
在電動旋蓋機內，按物料與熱氣體流動的方向的不同，有順流式和逆流式兩種。順流式旋蓋機物料與熱氣流的流動方向是一致的，在進料端，濕物料與溫度較高的熱氣體接觸，其干燥速度較快，而在卸料端，由于物料易被旋蓋，物料溫度也升高了，而氣體溫度以降低，二者溫差較小，故干燥速率很慢，所以在整個筒體內干燥速率不均勻。逆流式旋蓋機物料與熱氣體流動方向是相反的，已旋蓋的物料的物料與溫度較高、含濕量較低的熱氣體接觸，所以整個筒體內干燥速率比較均勻。
順流干燥旋蓋特點示意圖
逆流干燥旋蓋特點示意圖
再選擇旋蓋機的順逆流操作時，應根據具體條件來考慮，入物料的特性、粒徑、物料最終水分的要求以及車間的布置情況等。在水泥廠中兩種操作方法均有采用，而以順流操作的居多，其主要特點如下：
1. 在旋蓋機熱端，物料與熱氣體的溫差較大，熱交換過程迅速，大量水分易被蒸發(fā)，適用于初水分較高的物料。
2．粘性物料進入旋蓋機后,由于表面水分易蒸發(fā)，可減少粘結,有利于物料運動。用于旋蓋濕煤時，可避免高溫氣體直接接觸干煤引起著火。
3．順流操作的熱端負壓低，能減少進入旋蓋的漏風量，有利于穩(wěn)定旋蓋機內熱氣體的溫度及流速。
4．喂料與供煤同設與旋蓋機的熱端，車間布置較方便。
5．順流操作的旋蓋機出料溫度低，一般可用膠帶輸送機輸送。
6．順流操作的粉塵飛揚較逆流時要多，旋蓋機內總的傳熱速率比逆流式要慢。
電動旋蓋機的規(guī)格是以筒體的直徑和長度表示，目前我國水泥廠常用的幾種規(guī)格的旋蓋機及設備參數如下表所示：
國內常用的幾種旋蓋機的規(guī)格及性能參數
編號
規(guī)格（m）
L/D
有效容積
轉速
斜度（%）
功率（KW）
1
φ1×5
5
3.9
2.44
5
4.5
2
φ1.2×6
5
8.1
2
5
4.5
3
φ1.5×12
8
21.2
2.08
5
20
4
φ2.2×12
5.45
39
4.7
5
17
5
φ2.2×14
6.36
47
4.9
5.24
14
6
φ2.4×18
7.5
81.4
3.2
4
30
7
φ3×20
6.67
141.5
3.5
3
65
電動旋蓋機的操作控制參數
干燥物料的種類
石灰石
礦渣
粘土
煙煤
無煙煤
進旋蓋機熱氣溫度（℃）
800～1000
700～800
600～800
400～700
500～700
出旋蓋機廢氣溫度（℃）
100～150
100～150
80～110
90～120
90～120
出旋蓋機物料溫度（℃）
100～120
80～100
80～100
60～90
60～90
旋蓋機出口氣體流速（m/s）
1.5～3
1.5～3
1.5～3
1.5～3
1.5～3
幾種電動旋蓋機水分蒸發(fā)強度A值（Kg/m3·h）
粘土1
粘土2
礦渣
石灰石
水 分
A 值
水 分
A 值
水 分
A 值
水 分
A 值
φ1.5×12
10
22
10
28.5
10
35
2
12.3
15
29
15
38
15
40
3
16.5
20
33
20
43
20
45
4
20.5
25
36
25
47
25
49
5
24.4
30
52
6
26.5
10
35
φ2.2×12
10
22
10
28.5
10
35
2
10.5
15
29
15
38
15
40
3
15.3
20
33
20
43
20
45
4
17.2
25
36
25
47
25
49
5
22.8
30
52
6
22.5
10
33.7
φ2.4×18
10
22
10
19.5
10
30
2
9.6
15
29
15
26
15
35
3
13.8
20
33
20
32
20
37
4
17.9
25
36
25
39
25
39
5
21.5
30
40
6
23.6
10
34
1.3 工作原理及結構特點
我們設計的雙筒旋蓋機是利用“內循環(huán)式旋蓋”的工作原理，設計的一種結構獨特的的水平布置雙筒回轉式旋蓋機。本機主要由正面框、密封裝置、回轉部分、出料裝置、傳動裝置、支承裝置等組成，水平布置，中心傳動。旋蓋機筒體部分由兩個同心水平放置的內外筒體組成（見圖1），內筒體由直端和錐體拼接而成以利物料的流動；外筒為一直筒，設計為兩段，其中一端為可拆分式，以便修理；筒體長度約為同等旋蓋能力的單筒旋蓋機的50％～60％，從而大幅度減少了占地面積和廠房建筑面積。
工作是，物料由提升倉送到料倉，經自制圓盤喂料機喂料，由下料管喂入內筒與熱氣體順流由內筒體的支端進入，物料經螺旋板的推進流入內筒錐體部分，隨著筒體回轉及揚料板的拋散，物料一邊與熱氣體進行交換，一邊向前移動，從內筒體的出料口進入外筒體內。為了防止出料口的物料堵塞，在外筒體兩端各設置了螺旋板，同時，外筒體中的養(yǎng)料板也呈一定的角度布置，作用形似輪旋板，在內筒外壁上，也布置了幾塊物料導向板。物料在外筒體中，通過揚料板的作用，分別與熱氣體及內筒外壁再次進行熱交換。旋蓋好的物料由外筒上的出料口卸入翻板閥，廢氣則由出料口經出料罩上部入除塵器除塵。
單筒旋蓋機與套筒旋蓋機主要熱工性能及參數對照表
規(guī)格（m）
設備重（t）
產量（t/h）
熱耗（KJ/Kg）
熱效率（%）
蒸發(fā)強度Kg/（m3·h）
煤耗（Kg/t）
φ1.5×12（單筒）
20
4.9～6
5394～6105
＜50
28～38
30～40
φ2.0×6.5（雙筒）
18
6.1～7
3698～4195
＞80
35～50
16.5～20
φ2.2×14（單筒）
32
10.5～13
5443～5812
＜60
28～38
23～38
φ2.4×8（雙筒）
26
12～15
3587～3984
＞80
33～50
15～19
從上述物料的流程可以看出，內筒中的物料與熱氣體的交換以輻射、對流傳熱形式為主，而在外筒中，熱氣體溫度低，濕度也較大，物料被拋散與內筒外壁上，在被熱氣體直接旋蓋的同時又于內筒外壁進行進行以傳導、對流形式的熱交換。采用內外筒結構，可使低溫的外筒體對高溫的內筒體起到保溫、隔熱作用，并使設備的總散熱面積只相當與同等能力單筒旋蓋機的50％～60％。而且，外筒表面的溫度僅為70℃，較單筒旋蓋機表面溫度（120℃～140℃）有了大幅度降低?？傊p筒旋蓋機有了革命性的改進，其使用效果也是非常好。
雙筒旋蓋機筒體結構簡圖
2 雙筒旋蓋機的設計計算
2.1 水分蒸發(fā)強度及旋蓋機尺寸計算
水分蒸發(fā)強度，是綜合反映旋蓋機性能的一個主要指標，也是在設計中的一個主要參數。所謂水分蒸發(fā)強度，是指旋蓋機單位時間（小時）每平方米有效容積平均蒸發(fā)水的質量，其單位是Kg/h·m3，通常以符號A表示。
根據定義 A＝（Kg/h·m3） （2-1）
公式中 ――旋蓋機每小時蒸發(fā)水量，（Kg/h）；其計算方法見《硅酸鹽工業(yè)熱工基礎》
V――旋蓋機的有效容積（m3）
A的影響因素很多，它與物料的性質有關，物料吸水性越強，旋蓋時，放出的水越多，A值越大；物料的初水份越大，A值也越大；另外，還和旋蓋機的規(guī)格結構有關。
在進行旋蓋機設計和選型時，根據公式（2－3）計算旋蓋機的尺寸或規(guī)格，根據已知條件查閱資料，選擇確定水分蒸發(fā)強度A值，則有效容積為：
V＝（m3） (2-2)
再根據L/D=5～8,確定L/D值，利用：
(2-3)
計算電動旋蓋機筒體直徑D和長度L。所得直徑是否合理，最后用旋蓋機出口風速進行驗算。
雙筒內循環(huán)式旋蓋機是電動旋蓋機的一種，電動旋蓋機機械結構中的支承裝置、擋輪裝置、傳動裝置及密封裝置的結構與回轉窯基本相同。
根據旋蓋機水分蒸發(fā)量進行計算
W=/ (2-4)
式中 ——物料的初水分（%）
——物料的終水分（%）
G——旋蓋機的產量
W=/
=1000X20X（15-2）/（100-15）
=3058.8(Kg/h)
查表《干燥設備設計》表8—2部分物料的操作數據（P405）可知普通粘土初水分為20%，終水分為2%。氣體溫度為600—700℃，出氣口溫度為81—100℃。蒸發(fā)強度為50—60Kg/.初選蒸發(fā)強度為60Kg/。
計算旋蓋機的體積參考《燒成與旋蓋》（P259）
V=W/A=
=3058.8/60
=50.98
物料在內筒中和在外筒中之間所占的體積理論上應相同，則在設計時內筒的體積應于內筒與外筒之間的體積相同。
L/D=5—8
雙筒旋蓋機的優(yōu)點是占地面積小節(jié)約土地資源，故初選長徑比為5，則：
外筒的長度與內筒約相同，外筒的截面積是內筒的2倍，所以外筒的直徑是內筒的倍則：
初選
為了保證旋蓋機的要求體積50.98，則將L擴大取10m。
筒體的錐度 對于單體旋蓋機，筒體的斜率為3%-5%，對內循環(huán)式雙筒旋蓋機其錐度為3%-5%，選取內筒錐度4%。已知筒體的長度約為10m，筒體的錐度為4%的小筒體的中間直徑為1.8m，故可求小筒體小端的直徑為（1.8-5 X 4%）=1.6m，小筒體的大端直徑為（1.8+5 X 4%）=2m。
2.2 物料需在轉筒內旋蓋時間的計算
計算或確定了旋蓋機的水分蒸發(fā)強度A后，可根據下式計算物料需要在轉筒內旋蓋的時間：
（2-5）
式中 A――水分蒸發(fā)強度（Kg/h·m3）
T――物料在轉筒內旋蓋的時間（min）
-――旋蓋機單位有效容積蒸發(fā)水量（Kg/m3）
即 （2-6）
根據《硅酸鹽熱工基礎》第363頁式（6-34），如果用干、濕物料平均質量和初水分的平均水分代入，則：
（2-7）
將式（2-6）代入（2-6）則得：
(2-8)
式中 ――干、濕物料的平均密度（Kg/m3）
――旋蓋機的物料填充系數；操板式＝0.1～0.15，扇形式=0.1～0.3
Gmcp――旋蓋機內干、濕物料平均質量（Kg/h）
V――旋蓋機有效容積（m3）
v1、v2――物料的初、終水分（％）
將式（2-7）代入式（2-4）則得：
(min) (2-9)
根據以上公式取其中系數為：
填充系數 β＝10％
平均密度 =600Kg/m3
初水分 10%～15% 終水分
蒸發(fā)強度 A=40～60
礦渣密度為600Kg/m3 粘土密度為1100～1600 Kg/m3
當旋蓋的物料為礦渣時，根據公式計算出旋蓋機的轉速范圍為：
T＝15.32～25.57(min)
當旋蓋的物料為粘土時，根據公式計算出旋蓋機的轉速范圍為：
T=18.7～31.25(min)
2.3 旋蓋機轉速的計算
物料在旋蓋機筒體內經歷的時間，與物料在筒體內的運動速度及筒體的長度有關，而物料的運動速度又與物料在轉筒內運動的狀態(tài)有關，這個運動過程很復雜，若旋蓋機的長度為L，物料在筒體內停留時間為T，物料運動速度為Wm，則有
（2－10）
從而可得
（2－11）
式中 n——旋蓋機筒體轉數（r/min）
α——轉筒的傾斜角度（度）
D——轉筒的直徑（m）
M——比例系數，當填充系數β＝0.1～0.5時，抄板式m=0.5，扇形式m=1.0
K——比例系數，對于較輕物料，順流式K＝0.2，逆流式K=2.0；對于較重物料，順流式K＝0.7，逆流式K=1.5
T——物料在轉筒內需經歷的時間（min）
根據以上公式取其中系數為：
比例系數K＝0.7，比例系數m=0.5，
揚料板長度l=15(m)，小筒的錐度tgα=0.04
轉筒的直徑D=2(m)，其中D為大小轉筒的平均直徑
當物料為礦渣時 T＝15.32～25.57(min)
當物料為粘土時 T=18.7～31.25(min)
將以上數據代入公式（2－10）得：
當物料為礦渣時 n=2.57～4.28(r/min)
當物料為粘土時 n=2.1～4.5(r/min)
2.4 電動旋蓋機所需動力的計算
電動旋蓋機所需功率可按下列經驗公式計算：
N=K’ （2—12）
其中 N——電動旋蓋機所需功率（Kw）
D——筒體直徑（m）
L——筒體的長度（m）
——最大轉速（r/min）
——旋蓋機內物料的平均容積密度（Kg/m3）
——功率系數，隨旋蓋機揚料裝置的模型和填充系數β而變，可由下表查得。
電動旋蓋機功率系數×值
旋蓋機內部結構型式
填 充 系 數
0.1
0.15
0.20
0.25
抄板式
4.9
6.9
8.2
9.2
扇形式
1.6
2.3
2.6
2.9
蜂窩式
0.8
1.0
1.3
1.43
根據以上公式取其中系數為：
筒體直徑D＝2（m），內套的大端 筒體長度L＝18（m）
＝4.9×10－5
當旋蓋的物料為礦渣時，＝600Kg/m3，＝4.28(r/min)
N＝18.12(Kw)
當旋蓋的物料為粘土時，＝1100～1600Kg/m3，＝4.5(r/min)
N＝27.17(Kw)
2.5 旋蓋機產量的計算
旋蓋機的產量可用下列公式計算：
式中 ——旋蓋機的產量（t/h）
可見旋蓋機的產量，與旋蓋機的規(guī)格，被旋蓋物料的初水分、終水份及蒸發(fā)強度有關。旋蓋機水分蒸發(fā)強度又與被旋蓋物料性質、干燥介質的性質，旋蓋機的流程及結構形式等因素有關。因此在進行旋蓋機的產量計算時，合理、適當地選擇確定旋蓋機水分蒸發(fā)強度是極為重要的。
3 卸料罩殼的設計
卸料罩殼的設計
根據物料離開轉同時的方向及位置的不同，卸料方法可分為軸向卸料、徑向卸料及中心卸料三種。
（1） 軸向卸料法 最簡單的方法是使物料在轉筒低的一端自動流出。若欲保持物料在筒體內具有一定的厚度，則可在轉筒尾端裝一環(huán)形擋料圈。也可將筒端做成錐型。
（2） 徑向卸料法 在出料端的筒體上開許多孔，物料即由這些孔中卸出。如圓筒篩及水泥熟料的換熱冷卻筒都用此閥卸料。
（3） 中心卸料法 此時轉筒在卸料端裝有3～4個瓢，把物料抄起后，倒入狀在筒中心的卸料管而卸出。
根據本次設計的要求，我們采用了徑向卸料法，在內筒體的大端開了11個卸料孔，外筒體的卸料端開了12個卸料孔。物料由下料管喂入內筒，經過螺旋板的推進流入內筒錐體部分，慢慢移動到大端，經出料孔流到外筒內。物料在外筒體中，通過揚料板的作用，旋蓋好的物料由外筒上的出料口卸入翻板閥，廢氣則由出料口經出料罩上部入除塵器除塵。
4 密封裝置的設計
4.1 密封裝置的位置與要求
回轉筒一般是在負壓下進行操作，回轉的筒體及部件和固定裝置的連接處努克避免存在縫隙，為了防止外界空氣被吸入筒體內或防止筒體內空氣攜帶物料外泄污染環(huán)境，必須在某些部位設定密封裝置。
對密封裝置的基本要求是
（1） 密封性能好；
（2） 能適應筒體的形狀誤差（橢圓度偏心等）和運轉中沿軸向的往復竄動；
（3） 磨損輕，維修和檢修方便；
（4） 結構盡量簡單。
4.2 密封結構
（1） 迷宮式 迷宮式密封是讓空氣流經彎曲的通道，產生流體阻力，使漏風量減少。根據迷宮通道方向的不同，分為軸向迷宮式密封和徑向迷宮式密封。迷宮式密封結構簡單，沒有接觸面，因此不存在磨損問題，它不受筒體竄動的影響?？紤]到筒體及迷宮密封圈本身存在的制造誤差、剛度和筒體軸線彎曲，相鄰迷宮圈間的間隙不能太小，一般不少于20～40mm。間隙越大，迷宮數量越少，密封效果就越差。因此迷宮式密封只適用于氣體壓力小的場合，或者與其它密封結構聯合使用。
（2） 軸向接觸式 軸向接觸式密封也稱端面密封。最簡單的端面密封由壓緊環(huán)（動環(huán)）和支撐（靜環(huán)）組成。壓緊環(huán)隨筒體旋轉并用彈簧緊壓于支撐環(huán)上，支撐環(huán)固定在進出料箱上，端面密封是由端面在相對運動中緊密研磨嚙合而達到密封要求。為了確保壓緊環(huán)在筒體運轉中的竄動又要與支撐環(huán)緊密貼和，故壓緊環(huán)與筒體是浮動安裝，因而有空隙。這是在端面密封中漏氣的唯一來源，因此應當極小。
（3） 徑向接觸式 筒體和密封元件間沿徑向的接觸面來防止氣流流通的裝置稱為徑向接觸式密封。用作徑向接觸式密封元件的材料目前有三種：①柔性物，如橡膠帶、毛氈；②金屬摩擦件，如鑄鐵；③碳素（石墨）制品。
（4） 正壓氣封式 正壓氣風式密封式是用鼓風機，將空氣通過風嘴吹入筒體與隔熱套之間的環(huán)形通道內，在整個圓周上形成一股自下而上的氣流，使筒體端部得到冷卻保護。故風壓力稍高于窯頭罩內壓力，形成一股自下而上的氣流，使筒體端部得到冷卻保護。鼓風壓力稍高于窯頭罩內壓力，形成氣幕密封。鼓風的一部分成為二次空氣入窯。這一結構設有摩擦件，可延長窯口密封圈的壽命。正壓氣封式的缺點是漏入少量冷風，對操作有一定不利影響。
本次設計的雙筒電動旋蓋機采用了兩種密封裝置：
一種是如下圖的密封裝置，密封圈5為毛氈，主要起隔熱作用。彈簧2和壓板3同時將密封圈5固定于筒體外壁。壓圈4和壓塊1由螺栓一起固定于卸料罩殼上，主要是為壓緊密封圈，使密封圈能夠緊緊貼在筒壁上，還能保護彈簧和壓板。這種密封裝置結構簡單，安裝方便。
1——壓塊 2——彈簧 3——壓板 4——壓圈 5——密封圈
第二種密封裝置是軸向迷宮式密封與徑向接觸式的綜合密封裝置，如下圖所示。此種密封結合了軸向迷宮式密封和徑向接觸式密封的優(yōu)點，使用效果很好。
1——固定迷宮圈 2——耐熱橡膠圈 3——活動密封圈
4——支撐環(huán) 5——固定環(huán)
5 傳動裝置
回轉圓筒設備的轉速都較慢，一般在2～6rpm。因而在電動機將轉矩傳給轉筒時就必須進行減速。減速的速比較大，通常的電動機通過減速機輸出軸上的小齒輪經過一級開式齒輪傳動之后，在傳給裝在筒體上的大齒輪而使筒體轉動。隨著筒體的加大，傳動功率亦越來越大。由于大功率、大速比減速器的設計制造困難，因此較大的筒體有采用雙傳動的。當用直流電動機驅動時，雙傳動兩側電動機的同步是完全可以實現的。確定單傳動還是雙傳動的主要依據為電動機功率的大小。目前電動機功率150Kw以下的，均為單傳動，250Kw以上的一般為雙傳動，而150～250Kw視具體條件而定。
5.1 電動機選型
回轉圓筒是用于固體顆粒物料的干燥或冷卻的設備，操作時周圍環(huán)境溫度較高，灰塵較大，在逸出氣體中往往含有腐蝕氣體。選用電動機時應防塵，防腐，防爆，還應具有通風冷卻裝置，以適應高溫輻射的需要。另外為實現加料和筒體轉速同步，有用回轉筒主電動機帶動發(fā)電機供給加料的驅動電動機。
回轉干燥器用于被干燥物料的物性不穩(wěn)定和重量的變動，有時需對筒體進行調速。常用的調速方法有以下幾種：
（1） 直流電動機可控硅調速；
（2） 繞線型轉子異步電動機，電阻調速及可控硅串激調速；
（3） 電磁調速異步電動機（又稱滑差電動機）；
（4） 整流子變速異步電動機；
（5） 鼠籠型多速異步電動機；
（6） 用更換皮帶輪方法進行調速。
本次設計我們采用的是YCT系列電磁調速電動機。YCT系列電磁調速電機產品，它是取代JZT系列電動機的更新換代產品。與JZT老系列電機相比，除統(tǒng)一的技術條件和測試方法外，還規(guī)定了Y系列拖動電動機與離合器之間的配套尺寸，并采用統(tǒng)一的控制方案和參數，便于互換，擴大了功率和機座號范圍；15Kw及以下規(guī)格的效率比JZT老系列約提高3%～4%，17Kw及以上規(guī)格的約提高7%～8%，YCT系列中心高315的機座號及以下的規(guī)格調速比為1：10，中心高355的機座號的調速比為1：3，比JZT系列提高了額定轉速；勵磁繞組絕緣等級由YZT系列的E級提高到B級（或F級），并增加了對電樞溫升考核的限制，還規(guī)定了振動、噪聲限值等。
5.2 YCT系列電動機
5.2.1 YCT系列電動機具有以下特點：
（1） 交流無級調速，具有速度負反饋的自動調節(jié)系統(tǒng)，轉速變化率低于3%，與精密型控制器配合后，轉速變化率可小于1%；
（2） 結構簡單，使用維護方便，價格低廉；
（3） 無失控區(qū)、調速范圍廣，最大可達10：1；
（4） 控制功率小，便于手控、自控和遙控，適應范圍廣；
（5） 起動性能好，起動轉矩大，起動平滑。
5.2.2 YCT系列電動機的基本原理如下：
該系列電機的無級調速是電磁轉差離合器來完成的，它由兩個旋轉部分：圓筒形電樞和爪形磁極，兩者沒有機械的聯接，電樞由電動機帶動與電動機轉子同步旋轉，當勵磁線圈通入直流電后，工作氣隙中產生空間交變的磁場，電樞切割磁場產生感應電動勢而產生電流，即渦流，由渦流產生的磁場與磁極磁場相互作用，產生轉矩，輸出軸的旋轉方向與拖動電動機相同，輸出軸的轉速，在某一負載下，取決于通入勵磁線圈的勵磁電流的大小，電流越大轉速越高，反之則低，不通入電流，輸出軸便不能輸出轉矩。
本次設計的雙筒式電動旋蓋機所需的功率為18.12～27.17 Kw，根據《常用調速設備技術手冊》上的YCT系列電磁調速電機的技術參數，選擇電機型號為YCT—280—4A，其中電機的標準功率為30Kw，額定轉矩為189N·m，調速范圍1320～132r/min，轉速變化率小于3，拖動電動機型號Y200L—4。
6 減速機的設計
回轉圓筒用的減速機采用圓柱齒輪減速器和JZQ型減速器。
轉筒載荷特點是連續(xù)、平穩(wěn)、不經常起動，考慮到回轉筒電動機在運轉時的負荷率均較低，選擇減速器時應按計算運轉率（加一定波動余量）作為減速器的設計功率。并以轉筒在起動時的最大力矩為尖峰載荷來核算減速器承受的能力。在選用時，宜將上述的兩系列減速器標準中給出的承載能力降低10%～20%取用。
回轉圓筒用圓柱齒輪減速器
型 號
Z L
Z S
中 心 矩
250～1300
500～1500
速 比
7.1～45
50～280
重 量
135～5430
325～5720
本次設計的雙筒回轉式旋蓋機的轉速范圍是2.1～4.28r/min，而選用的調速電動機的轉速范圍為1320～132r/min。所以我們設計的減速器的型號是ZS125，速比為200。
7 支承裝置
回轉圓筒旋蓋機的支承裝置為擋輪、托輪系統(tǒng)。
7.1 托輪與軸承的結構
托輪裝置按所用軸承可分為滑動軸承托輪組和滾動軸承托輪組，滾動軸承托輪組又可分為轉軸式和心軸式。還有滑動—滾動軸承托輪組（徑向滑動軸承，軸向滾動軸承）。滾動軸承托輪組具有結構簡單，維修方便，摩擦阻力小，減少電耗及制造簡單等優(yōu)點。托輪擋輪標準中每組托輪承載不超過100噸時都用滾動軸承。只有當載荷較重時，所需滾動軸承尺寸較大，受到供貨條件的限制而采用滑動軸承。一般干燥器中都用滾動軸承。
托輪組的左右軸承可以是分設的，也可以是整體的。整個軸承座便于調整托輪，可通過機械加工保證左、右兩軸承座孔的同心度，因此取消了調心球面瓦，或省去了調心式的止推軸承。較大的托輪組一般采用左、右軸承座分設的結構，設有球面瓦，使安裝和調整過程中，左右軸承始終保持同軸線。
7.2 托輪與軸承的設計
托輪軸承組的設計順序如下：由筒體載荷Q，經過計算確定軸瓦直徑、長度或滾動軸承的型號。同時在滾圈計算時已定滾圈的寬度和托輪直徑。在此基礎上確定托輪寬度。根據上述各零件參數畫出托輪軸承組的結構草圖，然后進行軸的精確校合及其它計算。
滑動軸承，由軸承潤滑條件和軸頸彎曲強度定直徑和長度。由于干燥器負荷都太重，一般都不采用滑動軸承。
滾動軸承，若為轉軸式，參照軸頸彎曲強度求得最小直徑，按滾動軸承壽命計算方法經計算后選用軸承型號。若為心軸式，在滿足負荷后，適當考慮軸直徑及托輪寬度，通過滾動軸承壽命計算方法選用軸承型號。
8 結論
本次課程設計是針對手持式電動旋蓋機存在的弊端，為了縮小旋蓋機的外形尺寸；減少筒體的散熱面積，降低筒體的外表面的溫度，最大限度的利用熱能，提高旋蓋效率。我們開始設計一種套筒式旋蓋機。該機結構新穎獨特，占地面積小、單位機重產量高、熱效率高、運轉可靠。
隨著水泥生產向大型、高效方向的不斷發(fā)展，套筒式旋蓋機將以其結構緊湊、占地面積小，熱效率高、投資省、適應性強、運轉可靠等特點，為水泥廠的原、燃料旋蓋提供了一種較理想的旋蓋設備。
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卸料密封裝置部裝圖 SH2610-03-00 1張
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