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（整期优先）网络出版时间：2022-09-28

作者: 肖永兴陈博范

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风动水雾喷射晒盐机研究

肖永兴,陈博范

淄博市技师学院山东省淄博市255000

摘要：风动水雾喷射晒盐机，属于海水晒盐设备领域。本发明晒盐机采用沿海随处可取的风力作为抽水、喷洒的动力，不但节约了能源，也简化了设备的内部结构，改变了抽取方式，上部动力、下部抽水，中部喷洒，除了风力可以不依靠其他动力源，真正做到环保节能、容易维护、使用寿命长等优点，简单独特的结构改变了传统复杂的机械结构，省去了机油润滑等措施，避免了润滑油对海水的污染。

关键词：风动环保节能水雾喷射晒盐机

人类用盐的历史非常远古，海水变盐的过程需很长时间，原始传统晒盐的方法，无法缩短工期，也就无法提高盐的产量，更谈不上降低成本提高企业效益。我院研究设计的“风动水雾喷射设备”（专利号：）采用了独特的结构，高科技的控制方式，从而打破了几千年的传统晒盐方法，不论是晴天还是阴天，不论天空是否有太阳都不会影响正常出盐，从而缩短了出盐的工期，提高了盐的产量，大大提高了盐厂的效益。此项目可以说是填补了国内外在这一领域里的空白。

一、风动水雾喷射晒盐机工作过程

将晒盐机设备的固定支架15放置在海水盐池中，附图1所示，使得多组固

定水雾喷管8高出海水面一定距离，一般控制在1米左右，过高喷出的水雾容易飘散，不利于海盐的提取，进水浮球18漂浮在水面上，由于其上半球封闭，下半球设有进水孔25，球体上部形成浮力，海水从进水孔25进入球体，海水经进水浮球18、进水软管19进入蓄水箱22中，当海风吹动圆形固定风翼2和伸缩活动风翼3时，各风翼产生的旋转力带动主轴11转动，并带动增速机构4转动，经增速机构4增速后加速带动主轴11转动，同时，通过推力轴承13活动套装在主轴11外部的旋转喷水套12及多组在固定旋转喷水套12上的固定水雾喷管8和雾化喷头7随主轴同步旋转。主轴11旋转同时也带动其下部穿套的叶轮20旋转。当叶轮20达到一定转速后，将蓄水箱22内的水抽出，送入出水管16中。海水经出水管16、滑动轴承14、旋转喷水管12、固定水雾喷管8、雾化喷头7喷出。在正常天气和风力小于10级时，伸缩活动风翼3呈打开状态，圆形固定风翼2和伸缩活动风翼3均可正常旋转。在沿海地区，只要风力大于十级时，盐场值班人员可根据实时天气和盐场现状操纵遥控器，遥控接收器1接收到信号后，使伸缩活动风翼3收缩到圆形固定风翼2中，形成一个完整的球形。在所有立体几何体中，球体阻力最小，所以，大风不至于把球形风翼吹坏。另外，当伸缩活动风翼3收缩后同时关闭整个球形风翼，球形风翼不转从而减少了磨损，延长了使用寿命，当大风过后，操纵遥控器使风翼重新打开。

二、风动水雾喷射晒盐机主要结构原理

其主要结构包括上部风力旋转动力机构、中部转动设置的增速机构和雾化喷洒机构、下部的抽水蓄水机构及底部的固定支架。风力旋转动力机构下部通过传动机构连接下部的抽水蓄水机构，抽水蓄水机构的上部连通套装在传动机构外部的雾化喷洒机构，抽水蓄水机构固定在固定支架上。附图1所示，具体阐述如下：

1、动力机构结构原理：采用风力旋转动力机构，可随风定向转动的球状风翼，球状风翼包括圆形固定风翼2和伸缩活动风翼3，圆形固定风翼2为多个同轴固定安装的半圆盘，伸缩活动风翼3为多个设置在相邻圆形固定风翼2之间的半圆形盘体，且多个伸缩活动风翼3一端连接为一体，并可同步绕球状风翼底部转动，圆形固定风翼2与闭合状态的伸缩活动风翼3形成球状。球状风翼内部设有连接并带动伸缩活动风翼3转动的伸缩机构24，球状风翼的顶部设有控制伸缩机构动作的遥控接收器1。

2、传动机构结构原理：包括滑动轴承14和主轴11，主轴11顶部固定连接

风力旋转动力机构，主轴11中部通过滑动轴承14固定并穿过雾化喷洒机构的内部，主轴11与风力旋转动力机构之间设有增速机构4。增速机构为行星齿轮增速器，行星齿轮增速器的行星轮套装在传动机构上。

3、雾化喷洒机构结构原理：包括雾化喷头7、固定水雾喷管8、喷水套压盖

9、旋转喷水套12和出水管16，旋转喷水套12通过推力轴承13活动安装在固定支架15中部水平设置的固定板23上方，出水管16固定设置在固定板23的下方，固定板23中部设有连通旋转喷水套12和出水管16的通孔，旋转喷水套12周圈设有向同一方向弯曲的弧形弯管的固定水雾喷管8，端部安装鸭嘴状设置雾化喷头7。

4、抽水蓄水机构结构原理：包括进水浮球18、进水软管19、叶轮20、下

滑动轴承21和蓄水箱22，蓄水箱22的侧面设有多组进水软管19，进水软管19的端部设有进水浮球18，浮球包括完全封闭的上半球面和带有多个进水孔25的下半球面。蓄水箱22顶部设有可转动的叶轮20，所述的传动机构的动力输出端穿套叶轮20并通过蓄水箱22底部设置的下滑动轴承21连接固定。固定支架15的两侧设有浮球导向板17，导向板为端面上设有长孔并竖直放置的平板，所述的进水软管19穿过浮球导向板17可上下移动，进水软管19上端连接进水浮球18。

三、与传统晒盐设备相比的创新性

1、打破传统的动力源设计理念

设备传动打破了传统机用电能作为动力能源，而是借用了沿海无穷的风力

能源。作为设备的动力，其结构要比电能的简单多了。只要有风，风翼就能转。风小时转的较慢，但通过增速器就能得到可以满足流量扬程的转速，产生旋转力，叶轮就能抽上水

2、进水方式的改变与创新

常规传统泵类吸水方式大多都是从泵的下方底部进水，然而海水盐场盐水池中池底肯定沉淀海沙、贝壳等物质。如果按常规传统泵类从下方底部吸水，很容易造成阻塞或破坏叶轮影响正常使用。而采用进水浮球18结构（见附图1），就不会出现阻塞现象。因为进水浮球永远在海水水面上，浮球上半球全封闭状态，形成浮力，而浮球下半球钻了很多孔，所以设备永远抽上面的海水，绝不会抽下面的海水，更不用担心池底的泥沙、贝壳等杂物了。

3、喷水系统的独特设计

海水晒盐几千年靠白天晴天阳光自然晾晒，需要很长时间，无法提高产量和缩短工期。水雾喷射设备首先要保证流量和蒸发量，流量太大蒸发太少，流量太小喷出来的不是水而是烟雾。烟雾由于太细太轻会被海风吹走。虽蒸发量大了，但海水少了，出盐率也就少了。所以设计其流量、流速、压力不能太大，也不能太小。由于海水盐池深度大约在300mm左右，水雾喷射设备半潜在盐水池中，并且设备需综合考虑技术参数、性能、结构、成本等因素，所以设备不可能做得太高。由于喷水设备高出水面高度不过一米，（见附图1）如果水雾喷管8成水平状态的话喷出的水雾距离落水面的蒸发距离、面积、时间太少太小，所以水雾喷管8在垂直方向有一定角度，使喷出的水雾呈扇面、弧面，增大蒸发面，延长了蒸发时间，增大了蒸发量。另外水雾喷管在水平方向（见附图3）将喷管与叶轮旋转反方向呈一定角度弯曲，如此设计将设备内压力流量自然顺喷头7排放，最大限度地保存其设计压力，使喷射力度更大更远，效果更好。另外喷头设计成鸭嘴状，喷出的水呈扁平扇面薄层状，加上在高速旋转下将薄雾状变成水雾状，且水雾喷管呈螺旋弯曲状，增大了蒸发面积和蒸发量。

4、增速机构的新技术新材料应用

由于沿海的风力变化无常，较大时风翼转的较快，风小时较慢，风小转的

慢就影响流量和喷射效果，所以设备中设计了增速机构。设计依据是当风力至风翼每秒钟转两转时，经增速器增速可达到2000rpm左右，当每秒钟三转时，可实现2880rpm，接近=3R转速，此时流量能达到20m3/h左右。

另外传统增速或减速机都是全封闭结构，内部受力摩擦点都采用钢质滚动

轴承，其润滑采用机用润滑油。只要是用油就很难保证不泄露，泄露就会污染环境。而这种风动喷水雾设备中的增速器却采用了全开式结构，箱体和齿轮轴采用316L材质。齿轮采用复合材料，滑动轴承全部采用国内最新技术最新材料HPF超高分子工程塑料，冷却润滑依靠喷出来的水雾，这样既不用机油，不会造成污染，还不怕腐蚀，耐摩擦，使用寿命长，节省材料，降低成本。

5、风翼结构的创新设计（见附图2）

传统风翼大多形状为长方条、圆形、扇形，风翼数量一般2~6个。每个风

翼的长短不等，但大体形状近似。风动设备主要靠自然风力，风翼太小、太轻，形不成风力，达不到转速，实现不了效果。而风翼太大太长也是麻烦，比如大风台风时，风翼太大太长很可能被折断。所以在大台风时，必须将风翼能收能放，才能在任何情况下万无一失，永久使用。在设计中将风翼大多做成固定风翼，而有一部分风翼做成伸缩活动结构。因为打开的风翼长度要比圆形的直径大两倍，最长处约一米左右，而且各片风翼都设计了存风槽，一面有槽一面没槽。没槽的面阻力小，来风易四散。而另一面带槽，槽能存风阻力大，所以风翼只能朝一个方向旋转而且必须朝叶轮方向旋转。

另外为了防止在大风或台风时风翼不会被吹坏，不但伸缩活动风翼3会收起，同时还设置了风翼关闭结构，这样整个风翼都不会转，减少了风翼和设备不必要的磨损和破坏，保护了设备，延长了使用寿命。

总之风动水雾喷射晒盐机以创新发展的理念，新颖的结构，节能环保的优势，

安全的技术保障，将对各地盐坊带来福音，带来高效，坚信此项目将对晒盐技术，晒盐市场产生巨大的变化和时代影响。