專利名稱：一種緩沖內旋轉等壓尿素造粒噴頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種塔式尿素造粒設備，尤其是涉及一種塔式尿素造粒旋轉噴頭。
背景技術：
尿素的塔式造粒一般是將熔融尿液由熔融泵送到造粒塔的頂部，輸進在傳動裝置驅動下作同心圓旋轉運動造粒噴頭內，尿液隨噴頭一起旋轉，并經噴頭內壁的噴孔噴出，噴灑在造粒塔內，通過塔底進入的冷空氣流逆向與噴出的液柱表面接觸，由于液體表面張力的關系，射流斷裂并得到大小相似的液滴，從造粒塔內空中降落，在重力下降過程中熔融物逐漸固化，冷卻，從初始的液態變成近于常溫的圓球顆粒固態。傳統噴頭的種類較多，形式和構造由耐腐蝕材料制作的空心圓柱或空心圓錐，圓周有不完全相同的小噴孔，熔融液由噴頭頂部進入噴腔，液流首先沖向底部，然后由底部沿噴頭內壁圓周向上流動，并不斷地由噴頭內壁圓周噴孔噴出，當尿液不斷地供料進入噴頭噴灑，噴頭下部的液層厚度較大，其結果是液層上下壓力不平衡，出現噴灑線交錯、空心、粉塵、出料溫度高，噴灑橫向密度分布呈駝峰狀及尖峰狀現象。
根據塔式造粒噴頭的工作過程和造粒機理，對傳統設計的造粒噴頭特點及存在的不足，許多人提出了改進，如采用斜孔及螺旋型噴孔來改變噴頭噴孔的排列，噴頭內供料裝置設置頂部供料，或底部供料及縱向分料，和微分橫向分料來改變噴頭內液體再分布的變化。如中國專利說明書CN87103117B就公開了一種塔式造粒旋轉噴頭，提出了一種在噴頭內設置一種微分橫向供料結構，以改善噴灑狀況；但不論在噴頭內部采用縱向和橫向分料，無論采用中心進料、側面進料等分配方式，都不能從根本上解決噴頭內壁上下部的壓力平衡，即不利于尿液射流最終合成速度，也不利于塔橫斷面的密度分布和顆粒生成環境，這是已有噴頭所存的不合理之處。
發明內容
本發明提出一種緩沖內旋轉等壓尿素造粒噴頭，解決噴頭內壁上下部液面不均勻的問題，達到壓力平衡，明確液柱的速度和直徑，增加了有效噴灑區域，優化顆粒的形成條件，改善顆粒的冷卻環境和提高換熱效率，整體改善顆粒的外觀和內在品質。
一種緩沖內旋轉等壓尿素造粒噴頭，包括帶有噴孔的噴頭體，噴頭體的上部設有緩沖室，緩沖室內安裝緩沖體，緩沖體上有噴淋小孔；噴頭體中部通過連接板固定一流量噴嘴；噴頭體下部設有環形分液等壓均布器，噴頭體中心設有導流桿，導流桿的上端穿過流量噴嘴與緩沖體固定，下端固定在噴頭體底部。
所述的緩沖室外設有保溫夾層。
所述的緩沖體為空心圓錐或空心平截圓錐，通過筋板固定在緩沖室中心。
所述緩沖體的圓錐的錐角為30°-60°，壁厚為1-10毫米。
所述的環形分液等壓均布器為若干個不等邊錐片組成的平截多角空心圓錐，錐片通過錐片上軸、錐片下軸固定在噴頭體內，排動角度為順逆方向各45°。
所述的錐片表面為平面或凹凸面。
所述的錐片的垂直單邊角度8°-15°，錐片厚度1-10毫米。
所述的錐片數量為6-12片。
所述的導流桿表面設有螺旋環式扇形板。
本發明與已有技術相比，具有以下特點當熔融尿液由熔融泵輸送到造粒塔頂進造粒旋轉噴頭前，一般帶有0.03-0.1MPa壓力，從下料口沖向緩沖室，通過緩沖體減壓，噴向環形分液旋轉等壓均布區域，尿液朝著噴射流構成的角度噴向噴頭體內，使噴頭體內設置的環形分液旋轉等壓均布器起到作用，液流隨導流桿由上而下地分流至由錐片布置的環形空心圓錐內，由于錐片隨液流旋轉力的作用，即成45°的角度，或可大于45°的角度相隨，使液體從錐片和錐片之間的環形螺旋流道有序地流向噴頭體內壁噴孔，即防止了液體直接沖到噴頭體內壁所產生的沖擊波，同時達到了液壓平衡，液層上下厚度一致，將熔融液隨離心旋轉運動的作用均勻引向噴頭體內壁上下部，并不斷穩定地由噴頭體內壁圓周排列的小孔噴灑至塔內。由于采用了緩沖保溫室、環形分液旋轉等壓均布器等結構，既避免了尿液溫度下降而產生的噴孔表面結晶，需清洗所帶來的停車而影響生產，同時從根本上解決了噴頭體內壁上下部液面壓力不平衡，避免了噴灑橫向密度分布呈駝峰狀及尖峰狀而影響有效的噴灑區域，因此提高了塔徑利用率及熱交換效率；降低了顆粒出料溫度；減少粉塵及空心。
圖1為本發明結構示意圖；圖2為圖1中B-B向剖面示意圖。
附圖標記1-造粒機傳動空心軸 2-連接法蘭 3-緩沖室 4-保溫夾層 5-緩沖體 6-筋板 7-流量噴咀 8-連接板 9-環形分液旋轉等壓均布器 10-導流桿 11-錐片下軸 12-下定位板 13-螺旋環式扇形板 14-噴頭體 15-噴孔 16-錐片上軸 17-上定位板 18-錐片具體實施方式
如圖1，一種緩沖內旋轉等壓尿素造粒噴頭，安裝在造粒塔頂部的造粒機傳動空心軸1上，通過連接發蘭2將噴頭體14與造粒機傳動空心軸1連接，緩沖室3、緩沖室3外部的保溫夾層4、連接板8為整體組件，緩沖室3內設有緩沖體5；流量噴咀7安裝在連接板8中心位置，環形分液旋轉等壓均布器9安裝在噴頭體14下部，導流桿安裝在噴頭體14中心，上端穿過流量噴嘴7與緩沖體5固定，下端固定在噴頭體14的下定位板12上，噴頭體14與連接板8同軸固定，噴頭體14上帶有噴孔15。導流桿10為圓柱或空心圓柱，表面可裝有螺旋環式扇形板13，面對面布置。
緩沖室3為空心圓柱，外部帶有保溫夾層4，緩沖體5是空心圓錐或空心平截圓錐，錐角30°-60°，壁厚為1-10毫米；緩沖體5用三角固定筋條6固定在緩沖室3中心成圓環體，帶有壓力的熔融液首先沖向緩沖室3，減壓后由流量噴咀7噴向下部環形分液旋轉等壓均布區域。
環形分液等壓均布器9為若干個不等邊錐片18組成的平截多角空心圓錐，錐片18的表面為凹凸型或平面，錐片垂直單邊角度8°-15°，錐片厚度1-10毫米，錐片數量6-12片，錐片18通過錐片上軸16、錐片下軸11、上定位板17、下定位板12固定在噴頭體內，排動角度為順逆方向各45°。錐片與錐片之間為環形螺旋流道，錐片上下有軸相互定位裝置。使液體從錐片和錐片之間的環形螺旋流道有序地流向噴頭體內壁噴孔，則防止了液體直接沖擊到噴頭體內壁上，此時液壓平衡，液層上下厚度一致，將熔融液隨離心旋轉運動的作用均勻引向噴頭體內壁上下部，并不斷穩定地由噴頭體內壁圓周排列的小孔噴灑至塔內。
按本發明的方法，可以提高塔徑利用率，使Φ9m造粒塔強化能力及增大粒徑，而且使負荷增加的情況下不粘塔壁獲得有效噴灑面積，在塔徑及落差(塔高)不變、負荷增加、在同樣降落時間內，顆粒出塔溫度降低6-9℃，平均粒徑1.7mm，基本上解決了Φ9m塔能力強化與顆粒增大的不適宜性。通過緩沖使噴頭體內環形分液旋轉適當地定向擺動錐片角度，可以充分利用環形螺旋流的效果來控制噴頭體內部液面至每排噴孔的均布壓力，因而可靠地控制噴灑帶內密度分布范圍。
本發明結構設置在噴頭體內，易于組合在現存的用于塔式化肥造粒設備中。
具體穩態的試驗運行期間的工藝參數和結果1.造粒工藝條件造粒塔內徑Φ9m，有效高度55m(包括分布區和傳熱區)，自然通風；噴頭設計轉速259-294r/min；環境溫度～32℃；熔融液溫度137℃；熔融液供入壓力0.03-0.1mPa；尿素生產能力18t/h，顆粒出塔溫度65℃，顆粒強度4.5N。
2.采用這樣的造粒工藝條件，通過篩分確定的顆粒粒度分布如下＜0.85mm0.4％0.85-1.0mm 0.5％1.0-1.6mm 6.5％1.6-2.0mm 81％2.0-2.5mm 9.25％2.5-2.8mm 1.15％＞2.85mm0.8％
權利要求
1.一種緩沖內旋轉等壓尿素造粒噴頭，包括帶有噴孔(15)的噴頭體(14)，其特征在于噴頭體(14)的上部設有緩沖室(3)，緩沖室(3)內安裝緩沖體(5)，緩沖體(5)上有噴淋小孔；噴頭體(14)中部通過連接板(8)固定一流量噴嘴(7)；噴頭體(14)下部設有環形分液等壓均布器(9)，噴頭體(14)中心設有導流桿(10)，導流桿(10)的上端穿過流量噴嘴(7)與緩沖體(5)固定，下端固定在噴頭體(14)底部。
2.根據權利要求1所述的一種緩沖內旋轉等壓尿素造粒噴頭，其特征在于所述的緩沖室(3)外設有保溫夾層(4)。
3.根據權利要求1所述的一種緩沖內旋轉等壓尿素造粒噴頭，其特征在于所述的緩沖體(5)為空心圓錐或空心平截圓錐，通過筋板(6)固定在緩沖室(3)中心。
4.根據權利要求3所述的一種緩沖內旋轉等壓尿素造粒噴頭，其特征在于所述緩沖體(5)的圓錐的錐角為30°-60°，壁厚為1-10毫米。
5.根據權利要求1所述的一種緩沖內旋轉等壓尿素造粒噴頭，其特征在于所述的環形分液等壓均布器(9)為若干個不等邊錐片(18)組成的平截多角空心圓錐，錐片(18)通過錐片上軸(16)、錐片下軸(11)固定在噴頭體(14)內，排動角度為順逆方向各45°。
6.根據權利要求5所述的一種緩沖內旋轉等壓尿素造粒噴頭，其特征在于所述的錐片(18)表面為平面或凹凸面。
7.根據權利要求5或6所述的一種緩沖內旋轉等壓尿素造粒噴頭，其特征在于所述的錐片(18)的垂直單邊角度8°-15°，錐片厚度1-10毫米。
8.根據權利要求5所述的一種緩沖內旋轉等壓尿素造粒噴頭，其特征在于所述的錐片(18)數量為6-12片。
9.根據權利要求1所述的一種緩沖內旋轉等壓尿素造粒噴頭，其特征在于所述的導流桿(10)表面設有螺旋環式扇形板(13)。
全文摘要
本發明公開了一種緩沖內旋轉等壓尿素造粒噴頭，包括帶有噴孔的噴頭體，噴頭體的上部設有緩沖室，緩沖室內安裝緩沖體，緩沖體上有噴淋小孔；噴頭體中部通過連接板固定一流量噴嘴；噴頭體下部設有環形分液等壓均布器，噴頭體中心設有導流桿，導流桿的上端穿過流量噴嘴與緩沖體固定，下端固定在噴頭體底部。本發明解決了噴頭內壁上下部液面不均勻的問題，明確液柱的速度和直徑，增加了有效噴灑區域，優化顆粒的形成條件，改善顆粒的冷卻環境和提高換熱效率，整體改善顆粒的外觀和內在品質。本發明易于組合在現存的用于塔式化肥造粒設備中。
文檔編號B01J2/02GK1546215SQ20031010911
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月5日 優先權日2003年12月5日
發明者金持中 申請人:金持中