КОНВЕЙЕРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ И ВУЛКАНИЗАЦИИ РЕЗИНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к производству резиновых изделий и может быть использована, в частности, для изготовления маканых изделий из латекса.
Известно устройство для непрерывной вулканизации резиновых изделий в псевдоожиженном слое инертного мелкозернистого теплоносителя [1]. Подвод теплоты к изделиям в устройстве осуществляется с высокой интенсивностью. Недостатком является возможность повреждения вулканизируемых изделий при динамических воздействиях на них со стороны частиц мелкозернистого материала, активно перемещающихся в псевдоожиженном слое. В устройстве [2] непрерывная вулканизация изделий, размещенных на транспортере, осуществляется в камере с газовой средой. В данном устройстве возможность повреждения изделий в процессе вулканизации исключается, но она остается при выгрузке готовых изделий в приемник с помощью механического сбрасывателя.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является установка для непрерывной сушки и вулканизации резиновых изделий, содержащая тоннель с диафрагмами на торцах, тяговую цепь конвейера, нагреватели, вентилятор, циркуляционные воздуховоды, дроссельные заслонки на воздуховодах [3] - прототип.
В известной установке в качестве сушильного агента и греющего теплоносителя используется воздух, который при обтекании обрабатываемых изделий не оказывает на них повреждающего воздействия. Недостатком является низкая интенсивность конвективного теплообмена потока воздуха с поверхностью изделий, что приводит к повышенным габаритам установки. Недостатком является и то, что участок тоннеля, на котором идет вулканизация изделий, работает по неэффективной в теплотехническом отношении схеме прямотока. Установка не имеет в своем составе элементов для организованного удаления из тоннеля паров влаги, образующихся при сушке изделий. Аккумулированная обработанными изделиями и их формами теплота в установке не используется.
Задача настоящей полезной модели - повышение энергоэффективности, интенсивности теплопередачи и уменьшение габаритов установки, а также обеспечение организованного удаления образующихся при сушке изделий паров влаги и возможности регулирования тепловых потоков на участках по длине тоннеля.
Поставленная задача решается тем, что конвейерная установка для сушки и вулканизации резиновых изделий, содержащая тоннель с диафрагмами на торцах, тяговую цепь конвейера, нагреватели, вентилятор, циркуляционные воздуховоды, дроссельные заслонки на воздуховодах, выполнена так, что нагреватели размещены в тоннеле и состоят из набора трубчатых панелей коллекторного типа, между смежными трубами панелей размещены приварные проставки, панели образуют одну или несколько секций, расположенных в средней части длины тоннеля, дополнительно имеются подающий и сбросные воздуховоды и теплоутилизатор.
В отличие от известной установки, размещение нагревателей непосредственно в тоннеле позволяет дополнительно к конвективному использовать лучистый перенос теплоты к обрабатываемым изделиям. Для интенсификации лучистого теплообмена между изделиями и нагревателями, последние выполнены в виде трубчатых панелей коллекторного типа. В трубах панелей циркулирует греющий теплоноситель, преимущественно водяной пар. Размещение между смежными трубами панелей приварных проставок обеспечивает равномерное распределение плотности теплового потока излучением по площади панелей. Все это в совокупности приводит к повышенной интенсивности теплопереноса и создает предпосылки для уменьшения габаритов установки.
Наличие в предлагаемой установке подающего и сбросных воздуховодов дает возможность обеспечивать и регулировать подачу свежего воздуха в тоннель и выпуск из тоннеля паров удаленной из обрабатываемых изделий влаги. При этом устраняется неорганизованный выход паров в атмосферу производственного помещения через щели и неплотности диафрагм на торцах тоннеля. Уменьшается парциальное давление паров в сушильном агенте, что способствует ускорению высушивания обрабатываемых изделий.
Наличие теплоутилизатора, установленного на сбросном воздуховоде позволяет полезно использовать физическую теплоту сбросной части потока сушильного агента (другая его часть возвращается в тоннель) и теплоту конденсации паров влаги, содержащихся в сушильном агенте. В теплоутилизаторе может нагреваться, например, технологическая вода или технологические растворы, применяемые при изготовлении резиновых изделий. Это повышает энергоэффективность производства изделий. Повышению энергоэффективности способствует и размещение секций панелей нагревателей в средней части тоннеля. В приторцевых зонах, не имеющих нагревательных панелей, с одной стороны тоннеля осуществляется утилизация части теплоты сушильного агента путем передачи этой теплоты вводимым в тоннель изделиям с формами, а с другой его стороны утилизируется теплота нагретых изделий и форм, путем ее передачи свежему воздуху, поступающему в тоннель.
Секционирование панелей нагревателей обеспечивает возможность регулирования тепловых потоков на участках по длине тоннеля в соответствии с требованиями технологии обработки изделий. Регулирование осуществляется путем изменения давления греющего водяного пара при его вводе в каждую из секций.
Таким образом, отличительные признаки полезной модели позволяют решить поставленную задачу.
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство соответствует критерию полезной модели «новизна».
В известных устройствах непрерывной вулканизации резиновых изделий [1, 2] не использована наиболее эффективная в теплотехническом отношении противоточная схема движения обрабатываемых изделий и паровоздушной среды, как в предлагаемом техническом решении. Отсутствуют элементы для утилизации теплоты паровоздушной среды и обработанных изделий с формами.
Все это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию полезной модели «существенные отличия».
На фиг. 1 показана схема конвейерной установки для сушки и вулканизации резиновых изделий; на фиг.2 - поперечный разрез тоннеля установки; на фиг.3 - выносной элемент I на фиг. 2; на фиг. 4 - вид А на фиг.3; Вх и Вых - вход и выход обрабатываемых изделий с формами соответственно; Π - греющий водяной пар; К - конденсат греющего пара.
Конвейерная установка для сушки и вулканизации резиновых изделий имеет тоннель 1 с диафрагмами 2 на торцах, тяговую цепь 3 конвейера, нагреватели 4 и вентилятор 5. Тракт движения воздуха, кроме тоннеля 1 и вентилятора 5, включает в себя подающий 6 и рециркуляционный 7 воздуховоды для подачи в тоннель 1 соответственно свежего и рециркуляционного воздуха, отсасывающий циркуляционный воздуховод 8, сбросные воздуховоды 9 и 10 и теплоутилизатор 11. Воздуховоды 7, 9, 10 оборудованы дроссельными заслонками 12 для регулирования подачи воздуха на рециркуляцию и выброс в окружающую среду.
Нагреватели 4 состоят из набора трубчатых панелей 13 коллекторного типа. Между смежными трубами 14 панелей 13 размещены приварные проставки 15. Панели 13 секционированы (на фиг. 1 показаны три секции) и установлены в средней части длины тоннеля 1. Каждая секция имеет свой ввод 16 греющего водяного пара, поступающего по общему паропроводу 17. Вводы 16 оборудованы регуляторами давления пара 18. Выводы конденсата 19 из секций панелей 13 оснащены конденсатоотводчиками 20.
Панели 13 размещены возле стен тоннеля 1 и вертикальными рядами в его объеме. Между вертикальными рядами панелей 13 расположены ряды обрабатываемых изделий с формами 21. Формы 21 через стойки 22 закреплены на балках-основаниях 23. Концы балок-оснований 23 имеют подвесы 24 для соединения с траверсами 25. Траверсы 25 через подвесы 26 соединены с тяговой цепью 3 конвейера. На длине тоннеля 1 размещено несколько секций изделий с формами 21, каждая из которых по длине ограничена длиной балок-оснований 23 (на фиг.2 секция содержит пять балок-оснований и соответственно пять рядов изделий с формами).
Установка работает следующим образом.
Движение обрабатываемых изделий с формами 21 осуществляется через тоннель 1 циклично, с шагом кратным длине балок-оснований 23. В период движения диафрагмы 2 на торцах тоннеля 1 открыты, в период прекращения движения - закрыты. Встречно движению изделий с формами 21 в тоннеле 1 перемещается свежий воздух от места его ввода из воздуховода 6 и рециркуляционный воздух, поступающий из воздуховода 7. Свежий воздух охлаждает обработанные изделия с формами 21 перед их выводом из тоннеля 1 и это позволяет возвратить с подогретым воздухом часть содержащейся в изделиях и формах 21 теплоты в зону вулканизации. Подогретый свежий воздух догревается до заданной технологией обработки изделий температуры, вступая по пути следования в непосредственный контакт с нагревателями 4. При обтекании нагретым воздухом изделий и форм 21 идет процесс конвективного теплообмена и нагрев изделий и форм. Основная часть теплоты, необходимой для сушки и вулканизации изделий, передается к их поверхности излучением от панелей 13.
На необогреваемом участке тоннеля 1 со стороны выхода воздуха с парами испаренной влаги некоторая часть теплоты, содержащейся в потоке воздуха, передается вводимым в тоннель 1 изделиям с формами 21. После этого поток воздуха выводится из тоннеля 1 и через воздуховод 8 поступает к вентилятору 5. На стороне нагнетания вентилятора 5 часть потока воздуха сбрасывается в окружающую среду через воздуховод 9 или, после прохождения теплоутилизатора 11, - через воздуховод 10. Другая часть потока воздуха направляется в тоннель 1 по рециркуляционному воздуховоду 7. Регулирование расходов воздуха направляемых на сброс через воздуховод 9, через телоутилизатор 11 и воздуховод 10 и на рециркуляцию через воздуховод 7 производится с помощью дроссельных заслонок 12.
Предлагаемая установка имеет следующие преимущества:
- высокая интенсивность тепловой обработки изделий за счет подвода теплоты к их поверхности дополнительно к конвективному механизму еще и путем излучения с равномерным распределением плотности теплового потока по площади излучающей поверхности;
- противоточное движение изделий и воздуха на всей длине тоннеля обеспечивает повышенную разность температур в процессе теплопередачи, что способствует уменьшению длины тоннеля;
- повышенная интенсивность высушивания изделий за счет низкого парциального давления паров удаляемой влаги в сушильном агенте;
- простое регулирование температурного и теплового режимов в тоннеле;
- высокая энергоэффективность.
Источники информации
1. Патент РФ №2340450, кл. B29C 35/10, опублик. 10.12.2008.
2. Патент РФ №2015894, кл. B29C 35/04, опубл. 15.07.1994.
3. Лукомская А.И., Баденков П.Ф., Кеперша Л.М. Тепловые основы вулканизации резиновых изделий. - М.: Химия, 1972. с. 182, рис 3.23,а.