КОНТАКТНО-КОНВЕКТИВНЫЙ СУШИЛЬНЫЙ ЦИЛИНДР

Полезная модель относится к конструкции сушильных цилиндров сушильных машин и может найти применение в легкой промышленности.
Известно универсальное устройство система удаления конденсата с помощью черпака. Сушильные барабаны, в которых конденсат удалялся вращающимся черпаком (ковшом), жестко скрепленным с литым днищем цилиндра. После введения в конструкцию штампованных стальных днищ для удаления конденсата, применяли сварной вращающийся вместе с цилиндром стальной черпак. Удаление конденсата из сушильного цилиндра с помощью черпака происходит следующим образом. Когда черпак находится в нижнем положении, он захватывает конденсат и при вращении цилиндра выливает его через полую цапфу во внутреннею полость стойки. Посредством черпака конденсат из цилиндра удаляется только при вращении последнего. (Кугушев И.Д., Терентьев О.А. и др. Теория и конструкция машин и оборудования отросли. Бумаго- и картоноделательные машины: Учебное пособие/ Под ред. B.C. Курова, Н.Н. Кокушина. СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2006. 588 с.).
Недостатком данного устройства является то, что при возрастании скорости вращения барабана центробежные силы возрастают в квадратичной зависимости, препятствуя тем самым удалению конденсата.
Второе универсальное устройство система удаления конденсата с помощью сифона. Конденсат отводится из цилиндра через сифонную трубку, закрепленную неподвижно таким образом, чтобы нижний конец ее всегда находился в нижней части цилиндра, а другой конец проходил через полую цапфу и соединялся с конденсационной линией. Конденсат может удаляться из цилиндра и во время останова барабанов, если в цилиндрах имеется достаточное давление. (Кугушев И.Д., Терентьев О.А. и др. Теория и конструкция машин и оборудования отросли. Бумаго- и картоноделательные машины: Учебное пособие/ Под ред. B.C. Курова, Н.Н. Кокушина. СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2006. 588 с.).
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, большие весогабаритные показатели, низкие технические возможности, а также незначительно высокий коэффициент теплоотдачи от греющего пара к стенке канала.
Техническим результатом полезной модели является повышение коэффициента теплоотдачи от греющего пара к стенке сушильного цилиндра способствующего снижению расхода пара и, как следствие, снижению тепловых потерь с пролетным паром, удаляемым из сушильного цилиндра вместе с отводимым конденсатом. Одновременно с повышением энергоэффективности оборудования рост коэффициента теплоотдачи увеличивает плотность теплового потока к высушиваемому материалу от теплоносителя, что снижает время сушки волокнистого материала и габаритные размеры сушильной машины.
Технический результат достигается тем, что контактно-конвективный сушильный цилиндр содержит обечайку барабана с просверленными в ней и концентрически расположенными паровыми каналами, заглушенными с торцов резьбовыми заглушками, обеспечивающими возможность периодического доступа для чистки от отложений, в обечайку барабана с торцов запрессованы полые цапфы, имеющие центральную полость и просверленные радиальные каналы, соединяющие центральную полость с каналами обечайки барабана, таким образом, каждому каналу входных и выходных цапф соответствует определенный канал рубашки, сушильный цилиндр вращается в подшипниках, размещенных в подшипниковых корпусах станины сушильной машины.
На фиг. 1 представлен сушильный цилиндр, продольный разрез.
На фиг. 2 изображены каналы рубашки конструкции барабана.
Устройство содержит (фиг. 1) обечайку барабана 4 с просверленными в ней и концентрически расположенными паровыми каналами 3 рубашки, заглушенными с торцов резьбовыми заглушками 8, обеспечивающими возможность периодического доступа для чистки от отложений. В обечайку барабана с торцов запрессованы полые входные и выходные цапфы 1 и 7, имеющие центральную полость и радиальные каналы 5, соединяющие центральную полость с каналами обечайки барабана. Таким образом, каждому каналу входных и выходных цапф 1, 7 соответствует определенный паровой канал 3 рубашки. Сушильный цилиндр 6 (фиг. 2) вращается в подшипниках 2, размещенных в подшипниковых корпусах станины сушильной машины.
Устройство работает следующим образом.
Сушка волокнистого материала происходит на наружной, контактной поверхности обечайки барабана 4 вращающегося сушильного цилиндра 6. Вращение сушильного цилиндра осуществляется в подшипниках 2. Нагрев обечайки производится перегретым водяным паром, поступающим в ее каналы 3 рубашки через каналы полой входной цапфы 1. Тепловой поток с поверхности барабана может регулироваться расходом греющего пара, либо регулированием его температуры. Отработанный пар удаляется через каналы выходной полой цапфы 7, либо в регенеративную установку, либо используется для нагрева поверхности других барабанов.
Устройство отличается от сушильных цилиндров стандартной конструкции с механическими устройствами удаления конденсата, конструкцией сушильного цилиндра, в котором греющий пар подается не в центральную полость, где он снижал бы свою скорость и конденсировался на образующей стенки, а поступает в каналы, расположенные в самой рубашке. В результате, за счет уменьшения диаметра струи пара до размера диаметра канала, скорость его движения многократно возрастает, способствуя сильной турбулизации потока и отрыву образующейся конденсатной пленки. После прохождения каналов обечайки барабана пар может направляться либо в сушильный цилиндр с канальной системой подачи пара, либо конденсироваться в сушильных цилиндрах стандартной конструкции, если его параметры становятся не приемлемы для повторного использования в паровых каналах обечайки барабана.
Предлагаемое устройство имеет высокий коэффициент теплоотдачи от греющего пара к стенке парового канала, способствую существенному сокращению его потребления и позволяет использовать пар с более низкими параметрами, позволяя получить равномерную температуру стенки сушильного цилиндра вдоль его оси, обеспечивающую равномерную сухость полотна, что упрощает его дальнейшую обработку. Данная конструкция устройства исключает значительные потери пара, вызванные неисправностью конденсатоотделителей, а также отсутствует прогиб цилиндра в осевом направлении, что позволяет остановить оборудование без его расхолаживания, т.е. выравнивание температуры поверхности сушильного цилиндра при его пуске происходит мгновенно. Огромную роль в разработанной конструкции сушильного цилиндра играет его простота и надежность, т.е. в устройстве отсутствуют узлы, которые могли бы деформироваться. А также на привод устройства требуются небольшие мощности привода за счет отсутствия трения слоя конденсата о поверхность сушильного цилиндра, в результате чего снижаются эксплуатационные расходы. Также в устройстве отсутствуют резкие колебания мощности привода, вызванного разрушением конденсатного кольца на переходных режимах работы.