ДВУХСЕКЦИОННАЯ БАРАБАННАЯ СУШИЛКА
TWO-SECTION DRUM DRYER

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в пищевой и химической промышленности.
Известна барабанная сушилка [Патент СССР. №1657907 от 16.01.1989, опубл 23.06.1991] включающая первую секцию барабана, вторую секцию барабана, загрузочную воронку.
Известная сушилка не может обеспечить равномерную сушку дисперсного материала и не создает реальных перспектив для повышения производительности сушилки в широком диапазоне режимных параметров процесса сушки для различных материалов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является барабанная сушилка (Патент №2649379, от 27.06.2017, опубл. 02.04.2018, Бюл. №10), содержащая многосекционный барабан, замкнутую дифференциальную планетарную передачу, загрузочное устройство и разгрузочный бункер.
Недостатком данной сушилки является невозможность сбалансированной перегрузки материала между секциями, что не позволяет обеспечить рациональное распределение дисперсного материала по сушильному тракту и реализовать переменный режим процесса сушки с минимальными энергетическими затратами. Отсутствие возможности обеспечения необходимого расхода материала через переливные диафрагмы смежных секций для стабилизации текущей величины степени заполнения каждой секции дисперсным материалом не дает оснований считать режим сушки рациональным как с точки зрения получения качества высушенного материала, так и сточки зрения экономии энергетических затрат. В данной секционной сушилке замкнутая дифференциальная передача предусмотрена для соосного вращения секций сушилки от одного привода, однако не предусмотрено конструктивное решение переливной диафрагмы, способной увеличить расход перегружаемого материала относительно вращающихся секций барабанной сушилки и осуществлять ступенчатую сушку в оптимальных гидродинамических и температурных режимах.
Технической задачей изобретения является реализация переменных режимов сушки, обеспечивающих равномерность сушки и повышение качества высушиваемого материала, повышение производительности и снижение энергозатрат на процесс сушки.
Поставленная задача достигается тем, что двухсекционная барабанная сушилка, содержащая загрузочное устройство, разгрузочную камеру, патрубок подвода теплоносителя, переливную диафрагму между секциями с возможностью автономного соосного вращения секций посредством замкнутой планетарной дифференциальной передачи новым является то, что каждая секция снабжена подъемно-лопастными насадками и плоским коллектором, размещенным по длине секций в вертикальной плоскости с отверстиями для подачи теплоносителя в поперечном направлении; между первой и второй секциями установлена промежуточная камера с соосно расположенной в ней переливной диафрагмой, выполненной в виде шнека, корпус которого снабжен двумя жестко закрепленными зубчатыми бандажами и установлен в подшипниках, запрессованных в торцевые фланцы каждой секции; в промежуточной камере установлены промежуточный и ведомый ряд сателлитов, а также соосно с секциями размещены два. полуконуса, один из которых большим основанием жестко закреплен к торцевому фланцу первой секции, а к большему основанию другого полуконуса посредством болтового соединения жестко закреплена шестерня с внутренними зубьями; на внутреннюю поверхность промежуточной камеры жестко посажено кольцо с внутренними зубьями; в торцевом фланце второй секции закреплены водила с установленными на них в подшипниках сателлитами ведомого ряда, взаимодействующими с одним из зубчатых бандажей переливной диафрагмы и шестерней с внутренними зубьями, образующих дифференциальную планетарную внутреннюю зубчатую передачу; при этом полуконусы малыми основаниями закреплены между собой через оси промежуточного ряда сателлитов, установленных в подшипниках и взаимодействующих с другим зубчатым бандажом корпуса переливной диафрагмы и кольцом с внутренними зубьями, образующих внутреннюю зубчатую планетарную передачу; при этом в неподвижном фланце первой секции двухсекционной барабанной сушилки установлен патрубок загрузочного устройства и патрубок центрального подвода теплоносителя в плоские коллекторы; патрубок с центральным подводом теплоносителя во вторую секцию выполнен в виде раструба, подача теплоносителя в который осуществляется по трубкам, проходящим через разгрузочную камеру; между неподвижными и торцевым фланцами первой секции установлена труба для вывода отработанного теплоносителя из первой секции.
На фиг. 1 схематически изображена двухсекционная барабанная сушилка, на фиг. 2 - увеличенное изображение I на фиг. 1, на фиг. 3 - общий вид двухсекционной барабанной сушилки, на фиг. 4 - увеличенное изображение II на фиг. 1, на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 1, на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 1.
Двухсекционная барабанная сушилка содержит загрузочное устройство 1, соединенное с неподвижным фланцем первой секции 18, патрубок подвода высушиваемого материала 2, патрубок центрального подвода теплоносителя 3, переливную диафрагму 4, перегружающую продукт из первой секции барабана 5 во вторую секцию барабана 6, подъемно-лопастные насадки 7, первый зубчатый бандаж переливной диафрагмы 8, второй зубчатый бандаж переливной диафрагмы 9, промежуточный ряд сателлитов 10, кольцо с внутренними зубьями 11, левый полуконус 12, правый полуконус 13, ось 14, шестерня с внутренними зубьями 15, промежуточную камеру 16, ведомый ряд сателлитов 17, неподвижный фланец второй секции 19, разгрузочную камеру 20, патрубок подвода теплоносителя в плоский коллектор первой секции 21, плоский коллектор первой секции 22, патрубок подвода теплоносителя в плоский коллектор второй секции 23, плоский коллектор второй секции 24, раструб 25, трубу с патрубком для отвода теплоносителя 26, торцевой фланец первой секции 27, торцевой фланец второй секции 28, водило 29, подшипник 30, подшипник 31, уплотнительную манжету 32, привод 33, опорные ролики 34, бандажи барабанов 35.
Двухсекционная барабанная сушилка работает следующим образом.
Высушиваемый материал через загрузочное устройство 1 по патрубку 2 сначала поступает в первую секцию 5 барабанной сушилки, а затем через переливную диафрагму 4 во вторую секцию 6 барабанной сушилки, после чего выводится из сушилки через разгрузочную камеру 20.
Вращающиеся секции 5и 6 своими бандажами 35 установлены на опорные ролики 34 и вместе с переливной диафрагмой 4 приводятся во вращение от общего привода 33.
Подъемно-лопастные насадки 7, расположенные на внутренней поверхности секций 5 и 6, обеспечивают равномерное перемешивание и перемещению высушиваемого материала по длине сушилки.
В процессе сушки осуществляют одновременную подачу теплоносителя в рабочий объем первой секции 5 через патрубок центрального подвода 3 и патрубок плоского коллектора 21, размещенного по длине секции в вертикальной плоскости. Через отверстия в плоском коллекторе 22 подают теплоноситель в поперечном направлении относительно движения пересыпающегося с помощью подъемно-лопастной насадки 7 слоя высушиваемого материала. При этом создаются условия равномерного распределения потока теплоносителя через движущийся слой материала по всей длине первой секции барабанной сушилки. Отработанный теплоноситель выводят из первой секции через трубу 26, установленную в неподвижном фланце 18.
Подачу теплоносителя в плоский коллектор 24 второй секции 6 осуществляют через неподвижный фланец 19 и патрубок центрального подвода 23, с раструбом 25, в который теплоноситель подводят по трубкам, проходящим через разгрузочную камеру. Отработанный теплоноситель выводят из второй секции через отверстия в неподвижном фланце 19 и разгрузочную камеру 20.
Установленная между первой и второй секциями барабанной сушилки промежуточная камера 16 содержит соосно с ней расположенную переливную диафрагму 4, установленную в подшипниках 31, которые в свою очередь запрессованы в торцевом фланце 27 первой секции 5 и в торцевом фланце 28 второй секции 6. Переливная диафрагма 4 служит для перегрузки высушиваемого материала посредством шнека из первой секции 5 во вторую секцию 6.
Вращение секций и переливной диафрагмы осуществляется от одного привода и двух дифференциальных планетарных зубчатых передач, расположенных в промежуточной камере 16.
Первая дифференциальная планетарная внутренняя зубчатая передача образована первым зубчатым бандажом переливной диафрагмы 8, промежуточным рядом сателлитов 10, кольцом с внутренними зубьями 11 и соосно размещенными с секциями левым и правым полуконусами 12, 13.
Вторая внутренняя зубчатая планетарная передача образована вторым зубчатым бандажом переливной диафрагмы 9, шестерней с внутренними зубьями 16, жестко закрепленной посредством болтового соединения к большому основанию правого полуконуса 13, и подшипниковым узлом, состоящим из закрепленных водил 29 с установленным на них в подшипниках ведомым рядом сателлитов 17.
Привод 33 обеспечивает вращение первой секции барабана 5 находящегося в жесткой связи посредством болтового соединения с левым полуконусом 12, который в свою очередь передает вращение промежуточному ряду сателлитов 10 и правому полуконусу 13. Промежуточный ряд сателлитов 10, взаимодействующий посредством зубчатого зацепления с кольцом с внутренними зубьями 11 и первым зубчатым бандажом 8 приводит во вращение переливную диафрагму 4. Шестерня с внутренними зубьями 15 правого полуконуса 13 и второй зубчатый бандаж переливной диафрагмы 9, совершая вращательное движение, приводят во вращение ведомый ряд сателлитов 17, которые через водила 29 приводят во вращение вторую секцию барабана 6.
Изменение передаточных чисел шестерни с внутренними зубьями 15 и ведомого ряда сателлитов 17 позволяет создать оптимальные условия перегрузки материала с заданной производительностью. При этом обеспечивается высокоэффективная сушка благодаря возможности изменения частот вращения смежных секций и переливной диафрагмы.
Непрерывность подачи, перемещения и перегрузки дисперсных материалов обеспечивается с учетом кинетических закономерностей процесса сушки определенных экспериментально. Для сбалансированной нагрузки секций необходимо изменять частоту вращения переливной диафрагмы. Чтобы увеличить количество перегружаемого материала изменяют диаметр промежуточного ряда сателлитов. Тогда при одинаковой линейной скорости вращения переливной диафрагмы и сателлитов будет изменяться угловая скорость их вращения.
Возможность изменения частот вращения и их конструктивное оформление позволяет изменять характеристики планетарных передач и перенастраивать сушилку под конкретный высушиваемый материал.
Таким образом, предлагаемая двухсекционная барабанная сушилка обеспечивает равномерность сушки материала при переменных режимах, позволяет повысить производительность и снизить энергозатраты на процесс сушки.