JK-Ⅲ型砂样烘干箱的研发与改进

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摘　要：地质录井现场砂样风干处理机是必不可少的设备，长期以来，一直采用医用或其它各类非专业烘箱，烘干速度慢，存在过温烘干现象。Ⅲ型烘干箱的研发首先是吸取和保留I、Ⅱ型的优点并加以提高，同时要打破I、Ⅱ型的设计框架的束缚。

关键词：砂样烘干箱　研发　改进

一、前言

地质录井现场砂样风干I、Ⅱ型烘箱，存在烘干速度慢，过温烘干现象，并且产生的烘干蒸汽全部直接排在室内，对员工健康极其不利。针对这种情况我们提出了对I、Ⅱ型烘干箱的气路循环系统、离心风机、电控系统进行了研发与改进。

二、设计新方案气路循环系统

1.Ⅰ、Ⅱ型烘干箱的气路循环各具优缺点，I型采用的是大风机，左右循环加强排，效率较高，但左右风道结构复杂，耗用材料较多，烘干箱自重加大。Ⅱ型为低成本简化版设计，采用小风机，逐层循环，箱体结构小，制造成本低，生产速度快，但相对于I型烘干速度偏低。综合分析Ⅰ、Ⅱ型各自的优缺点，经过反复的图形、模型设计验证，设计开发了综合性能优良的Ⅲ型风道结构。

2.Ⅲ型风道创造性地设计为后置风道的方式，将左右双侧风道改进为单侧风道，风机从加热仓抽吸热风进入后置风道之中，使后置风道的风压升高为最高风压，并通过风机的不断工作使热风压得以持续，高压热风经后风道的各层导风孔进入烘干层，直接将热风吹扑到烘砂盘的砂样之中，然后再经过烘干盘与前门之间的间空返回到加热仓，再加热后又被风机吸入后置风道进入二次循环，如此往复，烘干箱内的各层温度分布是均匀的，热风直接从烘干盘的前端吹入，热风均匀从每盘砂样表面及内部吹过，达到了真正风干的目的。

3.在热风循环的过程中必生成大量的水汽，根据水汽易上升，从低压侧逃逸的原理，将排气口设计在后置风道的顶部，水蒸汽形成后由于后置风道的高压作用，排气口外端的低压侧形成水蒸汽的顺利向外部排放。就这样内部循环和水汽排放由一部风机完成。

4. I型左右风道结构,造成无砂样放入烘干层位时易造成热能散失，对资源造成了浪费，而Ⅲ型采用的后置风道巧妙地改过了这一浪费能耗的缺点，采用高压管制，低压下收的循环原理，当缺层放入砂样时，缺层的热风以45°角迭加到下层有砂层位,吹到砂样上面的热风将是向下，向外多股气流的做功，使烘干速度增加，同时还节约能源，减少浪费。

5.在烘干箱所有的部件之中，离心风机为最易受损坏的部件，考虑到现场维修的不便，耗材供应不及时的原因，经过认真研究和试验，将Ⅲ型烘干箱设计为双性能烘干箱。当风机工作正常时,烘干箱为内部循环加强排，此时工作效率最高。当由于种种原因造成风机工作不正常时，取下接砂盘，即可照样进行烘干工作，只是工作方式不是循环风干，而是热辐射烘干，此时工作效率将降低，但烘干工作仍可正常进行，仅仅用作于应急之需，可解现场危急。（见下图1）

三、设计新型离心风机、低噪、高效、长寿命

1.由于烘干箱苛刻的工作环境，对风机的要求就带来了较高的要求，要克服高温对线圈，轴承带来的不利影响。

2.I型选用的是280W的普通离心风机，将其主轴加长使用，使蜗扇风箱与电机离开20cm的距离，以保证热能的隔离。由于这是2800转/分的高速电机，在工作时便会造成旋转噪声，解决以上问题，经过进行了认真仔细的设计：电机功率提升到320W，电机主轴一体化加长15cm，风箱与电机空气隔离12cm，中间加装散热叶轮；电机尾部加装散热扇，并且电机内部采用进口轴承，线圈安装过热保护器。

四、设计新结构的电控系统，提高稳定可靠性

烘干箱的电控系统为其工作的灵魂，其性能的优良与否直接影响到了整机工作的可靠性。针对Ⅰ、Ⅱ型主接触器易损，剧烈颠簸会造成线路虚接等问题的出现，对Ⅲ型控制电路进行了重新定型设计：电路配接连线不再使用单芯，而是采用多芯软线加装线鼻子、线号后再连接的方式；主接触器的易损关键是在于其频繁的吸合，主触头大电流的弧蚀造成的。Ⅲ型则设计为双极接触回路，主令接触器为CJ20-40，从令接触器为SR50固态继电器，主令吸合一直保持到全工作段结束，且吸合时无负载则不跳弧；温控仪的控制信号加注到CR50的控制端，实现无触点吸合；加热回路为4套等功率结构，1KW×4.可以从1KW、2KW、3KW、4KW中任选一功率使用，视现场工况而定。当任意一组加热管出现异常，如漏电、短路它将自动脱离工作电路，不影响其它加热管，使烘干箱仍能正常的工作。电路结构框图如下：

五、总结

经过现场试验风机运行良好长时间工作不过热，无噪声，烘干速度快，砂岩20~30分钟即可全干，泥岩40~60分钟可全干。电路工作可靠，全试验段无故障发生。它的各方面均已达到了理想的最高状态，可以满足不同使用环境的要求。