烧结活性炭滤芯的自动化循环烧结装置研究

2020-03-11许晟鑫王玉荣迟春晓张昭艺

山西建筑 2020年4期

许晟鑫王玉荣罗干迟春晓张昭艺

(1.东北林业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨 150040； 2.东北林业大学工程技术学院，黑龙江哈尔滨 150040)

0 引言

目前，市场上普通的滤芯一般为活性炭吸附过滤，活性炭滤芯是用碳粉烧结而成的，现有的普通烧结活性炭滤芯装置一般是一个小型的流水线装置，烧结后的成品需要自然冷却，由于普通烧结活性炭滤芯装置进口与出口放在装置的两端，这样冷却时散发的热量不能被充分的利用起来，而且从进口流入高温腔的待烧结品是从自然温度开始烧制的，这样不仅增加了烧制时的能耗，还增加了烧制工序的成本，并且在现有的烧结活性炭滤芯工序中，成型模具是由人工摆放在钢丝带上的，钢丝带转动十分缓慢，这还造成了人工的浪费。为了解决上述问题，我们设计了一种烧结活性炭滤芯的自动化循环烧结装置。

1 烧结活性炭滤芯的自动化循环烧结装置的整体布局

烧结活性炭滤芯的自动化循环烧结装置的总体布局方案：该自动化循环烧结装置由箱体、动力箱、进料斗、电热泵等四部分组成，箱体是整个装置所有零件的载体；动力箱是整个装置的动力源；进料斗主要完成原料的输入；电热泵是实现对温度的升降，具体布局如图1所示。

2 烧结活性炭滤芯的自动化循环烧结装置组件的设计

箱体的内部从左到右依次开有散热腔与高温腔，侧壁上设有动力箱，其中散热腔与高温腔之间设有挡板。

2.1 散热腔

在散热腔中，散热腔的内部转动连接着两个转轴，转动连接第一齿轮，两个第一齿轮啮合连接。两个转轴的其中一端均贯穿散热腔的侧壁并延伸至空腔的内部，在散热腔的内部这两个转轴还分别转动连接着第一钢丝带与第二钢丝带，其中第一钢丝带位于第二钢丝带的上侧，第一钢丝带和第二钢丝带的一端均贯穿散热腔的侧壁并且延伸到高温腔的内部，此外在第一钢丝带与第二钢丝带上还设有多个均匀排列的放料区。

2.2 高温腔

在高温腔中，高温腔的内部也转动连接着两个转轴，在高温腔的内部且位于第一钢丝带的一侧的转动连接设有缓冲块，缓冲块的外侧壁上设有多个围绕缓冲块呈圆周状排列的弧形板，缓冲块的任一端固定连接有第四齿轮，第四齿轮与第三齿轮啮合连接，第三齿轮固定连接在第一钢丝带的转轴上，此外，在高温腔的上端面上设有电热泵，散热腔的上方设有进料斗，进料斗的内部下侧设有拨料块。

2.3 动力箱

在动力箱中，动力箱的侧壁上设有电机，动力箱的内部开有空腔，电机的输出轴贯穿动力箱的侧壁并延伸至空腔的内部，空腔的侧壁上开有暗腔，暗腔的内部通过弹簧滑动连接有滑块，滑块的侧壁上固定连接有第二齿轮，且第二齿轮与上侧的第一齿轮活动啮合连接，空腔的侧壁上转动连接有导轮，电机的输出轴、第二齿轮的中心轴与导轮上转动连接有皮带，第二齿轮与导轮之间的皮带的外侧壁与电磁阀的滑动轴活动连接，电磁阀设在空腔的内部，并且电磁阀的滑动轴与皮带的连接处设有轮轴，第二齿轮与导轮之间的皮带的内侧壁与转轮活动连接，转轮的中心轴贯穿空腔的侧壁并延伸至进料斗的内部且与拨料块固定连接。

具体见图2。

2.4 工作原理

当工作时，先启动该装置的电源，电热泵将高温腔升温到一定温度后，将成型模具放在进料口的内部，第一钢丝带与第二钢丝带开始转动，第一钢丝带上空的放料区处在进料斗的正下方时，电磁阀的滑动轴将会滑出，从而使滑动轴顶着皮带与转轮转动，此时由于导轮与第二齿轮之间的皮带弯曲，第二齿轮将会随着滑块向上滑动，从而使第二齿轮与第一齿轮脱离啮合，这样电机将只带着转轮转动，转轮会带着拨料块转动，从而使进料斗内部的成型模具一个一个的拨到放料区的内部，当放料区盛满成型模具时，电磁阀将滑动轴收回，此时皮带与转轮脱离连接，且第二齿轮与第一齿轮再次啮合连接，这样电机转动时，会带着第一钢丝带与第二钢丝带一起转动(第一钢丝带与第二钢丝带的转动方向相反)，这样便实现了第一钢丝带将待烧制的成型模具带进高温腔，第二钢丝带将烧制好的成型模具带出高温腔，并且经第二钢丝带带出的成型模具会在散热腔的内部且位于第一钢丝带的下方自然冷却，这样烧结好的成型模具在散热时，将处于第一钢丝带上的待烧结的成型模具预热，从而充分的利用散热时的热能，使烧结活性炭滤芯工序的成本大大降低。

3 烧结活性炭滤芯的自动化循环烧结装置有益效果

该装置设有的进料斗内部可以摆放大量的待烧制的成型模具，当第一钢丝带上空的放料区转到进料斗的正下方时，通过电机带动拨料块转动，这样成型模具便从进料斗的底部出口一个一个落在第一钢丝带上的放料区，这样便节省了人工缓慢摆放的工序，从而节省了人力。

此外，当第一钢丝带将成型模具转入高温腔后，最终第一钢丝带上的成型模具会落入第二钢丝带上的放料区内，由于第一、第二钢丝带转动方向相反，第二钢丝带会带着烧结好的成型模具转出高温腔，并且会在散热腔的内部且位于第一钢丝带的下方自然冷却，这样烧结好的成型模具在散热时，将处于第一钢丝带上的待烧结的成型模具预热，可以充分的利用散热时的热能，并且流入高温腔的待烧结品已经在散热腔内进行了加热，这样就降低了烧制时的能耗，从而降低了烧结活性炭滤芯工序的成本。