СУШИЛЬНЫЙ БАРАБАН

Полезная модель относится к устройствам для сушки твердых материалов путем удаления из них влаги. Более конкретно, к устройствам для сушки с движущимся барабаном, вращающимся вокруг слегка наклоненной оси. Заявляемое устройство может быть использовано для сушки и гранулирования кремнемага.
Известен сушильный барабан ИВ3 - 30, разработанный и произведенный ООО «Чайковское строительное - оборудование», расположенное Пермский край, г. Чайковский, п. Марковский, а/я 1506, сайт www.prom59.ru.
Сушильный барабан состоит из следующих основных составных частей: корпуса барабана, бандажа, опорно-упорного узла, привода, бункера загрузочного, бункера выгрузочного, рамы опорной, рамы приводной, и шкафа управления.
Корпус барабана установлен с уклоном не менее одного градуса в сторону выгрузочного бункера и имеет три точки опоры: первая - упорный узел, находящийся на приводной раме, и два ролика опорных на опорной раме. Барабан приводится во вращение цепным приводом, состоящим из звездочки ведущей, звездочки ведомой и цепи. От горизонтального смещения барабана вдоль продольной оси служит узел опорно-упорный. Для перемещения материала вдоль барабана внутри по окружности расположены лопасти. В передней части сушильного барабана установлен бункер загрузочный. В верхней части бункера находится воронка приемная, ниже - отверстие для размещения сопла горелки. Бункер загрузочный крепится к раме опорной и имеет регулировку вдоль продольной оси барабана.
К передней стенке бункера загрузочного подведен источник теплоносителя в виде горелки, установленный на своей раме. Сопло горелки заводится в барабан не более чем на 30-50 мм. С противоположной стороны расположен бункер выгрузочный, в нижней части которого расположен лоток выгрузки, в верхней части бункера находится аспирационный выход, на котором предусмотрена установка датчика температуры.
Признаки аналога, которые совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели - сушильный барабан, содержит корпус, бандаж, опорно-упорного узел, привод, бункер загрузочный, бункер выгрузочный, раму опорную, раму приводную, и шкаф управления.
Недостатком аналога является то, что для сушки кремнемага и его измельчения конструкция корпуса сушильного барабана недостаточно подготовлена.
Кремнемаг - комплексное минеральное удобрение, состоящее из сульфата магния (7 водного) - 36%, диоксида кремния - 37% и сульфата железа - 3,2%. В процессе своего приготовления кремнемаг представляет собой густую смолообразную липкую смесь, которая прилипает к любой поверхности и плохо отрывается от нее, пока не высохнет. Поэтому лопасти внутри барабана, расположенные вдоль его оси вращения, не эффективны для перемещения кремнемага в барабане, его сушки и измельчения. В процессе сушки лопасти покрываются кремнемагом и не выполняют свою функцию перемешивания и продвижения кремнемага внутри барабана.
В качестве прототипа был выбран агрегат подготовки глинистого сырья, описанный в патенте РФ №27198, МПК: F26B 11/04, Заявка: 2002116553/20, приоритет 21.06.2002, опубликовано: 10.01.2003, патентообладатель: Шлегель И.Ф.
Агрегат подготовки глинистого сырья, содержащий наклонно установленный с возможностью вращения барабан, с размещенными внутри него размольными элементами, связанный с источником теплоносителя, привод вращения барабана, загрузочное устройство и разгрузочный бункер, расположенные на противолежащих концевых участках барабана, и опорную рамную конструкцию, на которой смонтированы вышеперечисленные устройства, отличающийся тем, что опорная рамная конструкция выполнена в виде, по меньшей мере, трех разнесенных между собой вдоль оси барабана эстакад, на одной из которых смонтировано загрузочное устройство, на другой - барабан с приводом, а на третьей - разгрузочный бункер и источник теплоносителя, при этом эстакады снабжены площадками обслуживания.
Признаками прототипа, совпадающими с признаками заявляемой полезной модели, являются следующие признаки. Наклонно установленный с возможностью вращения барабан, связанный с источником теплоносителя; внутри барабана размещены размольные элементы; привод вращения барабана, загрузочный бункер и разгрузочный бункер, расположенные на противолежащих концевых участках барабана.
В прототипе размольные элементы внутри барабана выполнены в виде провисающих элементов из цепей и металлических шаров. В процессе проведенного эксперимента через некоторое время работы происходило налипание высохшего кремнемага на размольных элементах, шары прилипали к барабану, ухудшался теплоотвод и циркуляция газов внутри корпуса, резко падала эффективность всего процесса сушки кремнемага. Происходило зарастание внутреннего объема барабана вязким кремнемагом. В связи с этим сушильного барабан останавливали для очистки размольных элементов и всей внутренней поверхности барабана. Этот трудоемкий процесс приходилось производить довольно часто, что снижало производительность и увеличивало себестоимость технологического процесса.
Недостатком прототипа является его низкая эффективность и производительность при использовании для сушки кремнемага.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является увеличение производительности процесса сушки при повышении качества измельчения кремнемага в сушильном барабане.
Технический результат, достигаемый при решении этой задачи, заключается в снижении эффекта прилипания кремнемага к окружающим его поверхностям.
Технический результат достигается тем, что сушильный барабан, содержащий наклонно установленный с возможностью вращения барабан, с размещенными внутри него размольными элементами, связанный с источником теплоносителя, привод вращения барабана, загрузочное устройство и разгрузочный бункер, расположенные на противолежащих концевых участках барабана, согласно полезной модели размольные элементы внутри корпуса сушильного барабана выполнены в виде пустотелых цилиндров загрузки, цилиндров выгрузки, и цилиндров внутренних. При этом внешний диаметр цилиндров загрузки и цилиндров выгрузки меньше внутреннего диаметра барабана. Внешний диаметр внутренних цилиндров меньше внутреннего диаметра цилиндров загрузки. Внутренние цилиндры расположены последовательно внутри цилиндров загрузки. Цилиндры загрузки и цилиндры выгрузки выполнены с отверстиями в боковой поверхности и расположены последовательно друг за другом, касаясь торцами. При этом в торце третьего цилиндра загрузки и в торце корпуса выполнены ограничители.
Совокупность существенных признаков позволяет увеличить производительность и исключить зарастание корпуса сушильного барабана кремнемагом.
На фиг. 1 показан сушильный барабан вид спереди.
На фиг. 2 показан сушильный барабан вид сверху.
На фиг. 3 показан сушильный барабан вид разрез по В-В.
Как показано на фиг. 1-3 сушильный барабан состоит из корпуса 1, установленного под углом к поверхности земли с помощью бандажей 2, 3, 4 на роликовых узлах 5, 6, 7. Привод 8 передает крутящий момент корпусу 1, вращая его вокруг своей оси. Бункер 9 загрузки и газовая горелка 10 присоединены к корпусу 1 со стороны его вышестоящего конца. С другого конца к корпусу 1 присоединен бункер 11 выгрузки.
Размольные элементы внутри корпуса 1 представлены в виде пустотелых элементов цилиндрической формы, имеющих только боковую поверхность с внутренним и внешним радиусами. В рассматриваемой полезной модели размольные элементы будем называть цилиндрами. Используются цилиндры трех типов цилиндры 12, 13 загрузки, цилиндры 14 выгрузки, цилиндры 15 внутренние.
Цилиндры 12 и 13 загрузки выполнены с внешним диаметром, меньшим внутреннего диаметра корпуса 1. В боковой поверхности цилиндров 12 и 13 выполнены сквозные отверстия 16 (фиг. 3). В описываемом варианте полезной модели используют два цилиндра 12 и цилиндр 13 загрузки. Количество цилиндров 12, 13 и их диаметры зависит от длинны и диаметра корпуса 1.
Внутри цилиндров 12 и 13 расположены два внутренних цилиндра 15. Цилиндры 15 выполнены с внешним диаметром, меньшим, чем внутренний диаметр цилиндров 12, 13. Длина двух цилиндров 15 равна сумме длин цилиндров 12 и 13. Цилиндры 12 и 13 с размещенными внутри цилиндрами 15 расположены в корпусе 1 со стороны бункера 9 загрузки. Чтобы при вращении корпуса 1 цилиндры 15 не перемещались вдоль цилиндров 12 и 13, в торце цилиндра 13 неразъемно прикреплен ограничитель 17.
От ограничителя 17 до бункера выгрузки 11 всю длину корпуса 1 занимают цилиндры 14 выгрузки. Внешний диаметр цилиндров 14 равен диаметру цилиндров 12 и 13. В боковой поверхности цилиндров 14 выполнены отверстия 18. В торце корпуса 1 со стороны бункера 11 выгрузки жестко прикреплен ограничитель 19 для того, чтобы цилиндры 14 не выходили из корпуса 1 при его вращении.
Сушильный барабан работает следующим образом.
При включении привода 8, он передает крутящий момент на корпус 1 сушильного барабана. Корпус 1 вращается вокруг своей продольной оси, опираясь на роликовые узлы 5, 6, 7, при помощи бандажей 2, 3, 4.
Во время вращения корпуса 1 сушильного барабана зажигают газовую горелку 10, которая нагревает внутренний объем корпуса 1 и цилиндры 12, 13, 14, 15 до нужной температуры. Этот процесс автоматизирован. Как показано на фиг. 3, вращение корпуса 1 перемещает цилиндры 12, 13, 14, 15 установленные в нем, которые под действием силы тяжести перекатываются по внутренней поверхности корпуса 1.
После создания необходимых начальных условий в бункер загрузки 9 добавляют обрабатываемый материал кремнемаг в виде густой смолообразной смеси, который необходимо просушить и преобразовать в гранулы. Для улучшения процесса сушки в корпус 1 через бункер 9 подают пыль. Из бункера 9 кремнемаг проходит в корпус 1 сушильного барабана и попадает на цилиндры 12 и 13 с отверстиями 16. Цилиндры 12 и 13 перекатываются и подминают кремнемаг под себя, воздействуя на него своей массой.
Часть кремнемага через отверстия 16 проходит внутрь цилиндров 12 и 13 и там на него воздействуют внутренние цилиндры 15. Такое взаимодействие цилиндров 12, 13 и внутренних цилиндров 15 эффективно разрывает кремнемаг и обеспечивает хороший вывод из него влаги.
Часть кремнемага, не прошедшая через отверстия 16 в цилиндрах 12 и 13, попадает под цилиндры 12 и 13 и подвергается их воздействию, находясь между ними и внутренней поверхностью корпуса 1. Тоже самое происходит по всей длине корпуса 1. Кремнемаг частично проходит через отверстия 18 цилиндров 14, разрываясь на части. Не прошедшая через отверстия 18 часть кремнемага подвергается воздействию цилиндров 14, находясь между ними и внутренней поверхностью корпуса 1.
По мере поступления кремнемага внутрь корпуса 1 сушильного барабана он перемешивается с пылью в результате активного взаимодействия с вращающимися нагретыми цилиндрами 12, 13, 14, 15 и перемещается вдоль оси вращения корпуса 1. Перемещение кремнемага происходит в результате вращения взаимодействующих с ним цилиндров 12, 13, 14, 15 и уклона корпуса 1 относительно поверхности земли в сторону бункера 11 выгрузки, под действием силы тяжести.
В процессе вращения корпуса 1 и цилиндров 12 и 13 через отверстия в цилиндрах 12, 13 внутрь попадает часть кремнемага. Цилиндры 15, перекатываясь, действуют на вдавленный внутрь кремнемаг, раскатывая его по внутренней поверхности цилиндров 12 и 13, ускоряя тем самым сушку кремнемага. Кремнемаг по мере высыхания и вышеописанного воздействия крошится и перемещается вдоль оси вращающегося корпуса 1 сушильного барабана.
Далее на кремнемаг воздействуют цилиндры 14. Через отверстия 18 кремнемаг попадает внутрь цилиндров 14 и продвигается по внешней и внутренней поверхности цилиндров 14. При этом обеспечивается хорошее перемешивание кремнемага и его интенсивная сушка.
Таким образом, по мере продвижения вдоль оси вращающегося корпуса 1 кремнемаг высушивается и измельчается до мелких гранул от взаимодействия с цилиндрами 12, 13, 14, 15. В конце движения кремнемага установлен ограничитель 19 в корпусе 1 для исключения осевого смещения цилиндров 12, 13, 14. Кремнемаг в виде гранул попадает в выгрузочный бункер 11, через который гранулированный и сухой кремнемаг выгружают и транспортируют для дальнейшего использования.
По сравнению с прототипом, заявляемое устройство для сушки и гранулирования кремнемага обладает значительно более высокой производительностью, так как увеличена поверхность взаимодействия кремнемага с корпусом 1, и цилиндрами 12, 13, 14, 15 которые перемалывают и эффективно нагревают кремнемаг со всех сторон по всей длине вращающегося корпуса 1 сушильного барабана.
Существенные признаки в совокупности позволяют увеличить производительность сушильного барабана, практически надолго исключить проблему зарастания рабочего объема высушиваемым кремнемагом и повысить качество получаемой продукции.
Описанное устройство было реализовано предложенным способом и из известных на сегодняшний день материалов. Проведенные испытания подтвердили его работоспособность, заявляемый здесь технический результат и решение поставленной задачи - увеличение производительности и повышения качества выпускаемой продукции. Это подтверждает его промышленную применимость. (Ссылка на видео: https://youtu.be/Ae9meqlbOQ8).