1、概述
    各種大型節(jié)能干燥設(shè)備，如內(nèi)加熱流化床干燥器、圓筒干燥機(jī)或真空浸膏干燥機(jī)等，都需要設(shè)結(jié)構(gòu)十分緊湊的以飽和水蒸汽為熱源的內(nèi)加熱板，或由內(nèi)加熱板組成的熱交換器。雖然干燥設(shè)備的操作條件不一，但內(nèi)加熱板都受內(nèi)壓，一般壓力在0.1～0.4 MPa。為使內(nèi)加熱板有良好的熱交換效果，特別是一些必須采用不銹鋼材質(zhì)的大型干燥機(jī)，更希望減小板的厚度，既能減少熱阻又能降低設(shè)備造價(jià)。為了使加熱板具有耐內(nèi)壓力的強(qiáng)度，常規(guī)內(nèi)加熱板都采用在板上開(kāi)孔再加短柱塞焊的方法。
    如圖1所示，塞焊加強(qiáng)結(jié)構(gòu)必需在板上開(kāi)孔，由于板的厚度都在3～4 mm，在這樣薄板孔上作焊接坡口，很難提供有效的焊接面積，再由于在制藥設(shè)備中焊接后薄板面上的焊縫必許磨平和拋光，使塞焊縫的焊接質(zhì)量更難保證。塞焊的加工操作全靠手工來(lái)完成，即使在小型干燥機(jī)設(shè)備中，一塊內(nèi)加熱板上也有幾十上百個(gè)塞焊點(diǎn)，內(nèi)加熱板在組裝入干燥機(jī)之前發(fā)現(xiàn)焊接質(zhì)量還可進(jìn)行修補(bǔ)，如果焊接質(zhì)量發(fā)現(xiàn)在組裝之后，因緊湊熱交換器內(nèi)加熱板之間的間隙很小，修補(bǔ)就異常困難，往往只能將已焊接好的加熱板割下再修補(bǔ)。特別嚴(yán)重的是焊接問(wèn)題發(fā)生在真空操作中，由于個(gè)別焊縫脫焊而引發(fā)大面積焊縫連鎖爆裂。
    衡量大型節(jié)能干燥設(shè)備的大小，不是以干燥設(shè)備的外形或容積為準(zhǔn)，而是以設(shè)備中加熱面積為準(zhǔn)，在加熱面積大于l000m2的大型節(jié)能干燥機(jī)中內(nèi)加熱板有幾十塊，一塊內(nèi)加熱板上塞焊點(diǎn)有幾千個(gè)，一臺(tái)干燥機(jī)中的塞焊點(diǎn)超過(guò)十余萬(wàn)個(gè)。這種全靠手工操作的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，不僅巨大的勞動(dòng)力難承受，要保證幾十萬(wàn)個(gè)焊縫質(zhì)量的難度更不可想象，富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)、木屑?xì)饬魇胶娓蓹C(jī)等生物質(zhì)燃料成型、木屑烘干等機(jī)械設(shè)備。
    面對(duì)內(nèi)加熱板塞焊加強(qiáng)結(jié)構(gòu)在人力和焊接質(zhì)量上的難題，在開(kāi)發(fā)大型化節(jié)能干燥機(jī)時(shí)，就必然會(huì)產(chǎn)生如何首先去解決內(nèi)加熱板結(jié)構(gòu)加強(qiáng)問(wèn)題。不解決此問(wèn)題大型化節(jié)能干燥設(shè)備的開(kāi)發(fā)就無(wú)從談起了。
2、需要開(kāi)發(fā)新的內(nèi)加熱板加強(qiáng)結(jié)構(gòu)
    隨著節(jié)能要求日益高漲，生產(chǎn)大型化后現(xiàn)有小型干燥設(shè)備已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)發(fā)展需要。如現(xiàn)有萬(wàn)噸以上規(guī)模的氨基酸干燥裝置都采用一般的流化床干燥，其熱效率十分低下，浪費(fèi)了大量的蒸汽熱能和電能，如果在流化床中設(shè)飽和水蒸汽加熱的內(nèi)加熱板，就輕而易舉地使熱能和電能大幅度節(jié)省。酒糟和雞糞等大量高含水糊狀物需要大型節(jié)能干燥機(jī)去處理。現(xiàn)在人人都希望享用綠色有機(jī)食物，但如果沒(méi)有大量高效綠色有機(jī)肥料，何來(lái)大量綠色有機(jī)食物。酒糟和雞糞，今后一定還包括巨量人糞，這些附加值很低的飼料和肥料，都需要廉價(jià)高效的大型節(jié)能干燥機(jī)作后盾，如果沒(méi)有新的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)加熱板，新的廉價(jià)高效大型節(jié)能干燥機(jī)只能是空想。
3、介紹二種內(nèi)加熱板加強(qiáng)結(jié)構(gòu)
    為避免重蹈塞焊加強(qiáng)結(jié)構(gòu)缺陷的覆轍，必須吸取塞焊加強(qiáng)結(jié)構(gòu)教訓(xùn)，故新的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)首先不采用在板上開(kāi)孔，排除在加熱板外表面上焊接，由此兩點(diǎn)出發(fā)去開(kāi)發(fā)新的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
3.1短環(huán)插銷(xiāo)式
    如圖2所示，短環(huán)插銷(xiāo)式是通過(guò)元鋼插銷(xiāo)將焊接在兩塊薄板上的短環(huán)緊緊銷(xiāo)住在一起。先在兩塊薄板上對(duì)稱(chēng)沖壓出淺圓槽，在兩板淺圓槽中按等三角形設(shè)一對(duì)對(duì)用無(wú)縫鋼管鋸成的短環(huán)，將各短環(huán)對(duì)中一側(cè)的短環(huán)焊接在一塊薄板的淺圓槽上，另一側(cè)的短環(huán)則焊接在另一塊薄板淺圓槽上，合上兩薄板再插上元鋼插銷(xiāo)，兩薄板就被一根根元鋼緊緊銷(xiāo)住在一起。內(nèi)加熱板的總厚度在25～30 mm，板的面積不受限制。
    短環(huán)插銷(xiāo)式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：
    (1)薄板厚度無(wú)限制，能適應(yīng)各種飽和水蒸汽壓力；
  (2)兩塊薄板對(duì)稱(chēng)沖壓淺圓槽，有利于較精確固定短環(huán)的位置；
    (3)薄板上沖壓出圓槽有利于提高加熱板的剛度，減少因設(shè)短環(huán)而增加板內(nèi)的空間，有利于提高內(nèi)加熱板的F(m2)／V(m3)值；
  (4)凹槽和短環(huán)之間形成較佳的角度和焊接面積；
  (5)焊接全部在內(nèi)加熱板內(nèi)部進(jìn)行，不影響薄板表面的光潔度；
  (6)薄板厚度不影響焊接質(zhì)量，從安全原則應(yīng)盡可能減小薄板的厚度，既可減低熱阻又可降低成本；
3.2電阻連續(xù)縫焊接結(jié)構(gòu)
    如圖3所示，在兩塊厚度<2 mm的不銹鋼薄板上對(duì)稱(chēng)沖壓呈六角形凹槽，在凹槽兩側(cè)兩薄板接觸的電阻焊縫槽上進(jìn)行電阻連續(xù)縫焊接，將兩塊薄板焊接在一起，并在薄板中形成比表面積大又能通過(guò)飽和水蒸汽及凝水的規(guī)則條形孑L。內(nèi)加熱板總厚度在25～30 mm，加熱板的面積不受限制。
    電阻連續(xù)縫焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)有：
    (1)薄板沖壓和電阻連續(xù)縫焊接都可以擺脫手工操作，采用較高程度的機(jī)械化和自動(dòng)化，既減少大量人力勞動(dòng)又能確保焊接質(zhì)量；
    (2)在有焊接質(zhì)量保證的條件下盡可能減小薄板的厚度，有利于降低熱阻和降低成本；
4、兩種加強(qiáng)結(jié)構(gòu)內(nèi)加熱板的比較和應(yīng)用
    由上述介紹可知，短環(huán)插銷(xiāo)式加強(qiáng)結(jié)構(gòu)內(nèi)加熱板一般適用于飽和水蒸汽壓力0.2～0.5 MPa加熱條件，特殊需要還可提高。如作萬(wàn)噸規(guī)模賴(lài)氨酸流化床內(nèi)加熱器。如果在流化床中插入薄形內(nèi)加熱板構(gòu)成的加熱器，在強(qiáng)烈流化攪動(dòng)條件下，物料顆粒和內(nèi)加熱板之間的傳熱系數(shù)較大，可取得十分良好的傳熱效果。在加了內(nèi)加熱板后可大幅度降低流化床的熱空氣流量，減少床層面積。所以在既有流化床內(nèi)另再增設(shè)緊湊內(nèi)加熱器，有可能并不影響干燥操作，但可使流化床干燥裝置的熱能和風(fēng)機(jī)電能成倍節(jié)省，從而大幅度減低生產(chǎn)成本，使能耗量大的流化床干燥裝置也能為節(jié)能作出新的貢獻(xiàn)。
    短環(huán)插銷(xiāo)式加強(qiáng)結(jié)構(gòu)內(nèi)加熱板上的淺圓槽可機(jī)械沖壓，但短環(huán)和薄板的焊接是間斷焊接，只能采用手工焊接，這是它的不足。但焊接要求遠(yuǎn)低于塞焊，焊縫也不要求打磨，故不存在像塞焊一樣的問(wèn)題。
    電阻連續(xù)縫焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)加熱板最大的特點(diǎn)是加熱板生產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，可以排除許多人為操作不利因素，加熱板質(zhì)量穩(wěn)定而又有保證，十分有利于降低成本。由于這種焊接方式不適合大于2 mm以上厚度的板材，所以適用于內(nèi)壓很小的操作條件。如各種以≤100℃飽和水蒸汽為熱源的許多藥品真空干燥設(shè)備都可以采用。從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)考慮，只要安全可靠，應(yīng)盡量采用電阻連續(xù)縫焊接結(jié)構(gòu)的內(nèi)加熱板。

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