УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR LOOSE MATERIAL DRYING

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой, химической, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности.
Известна барабанная сушилка сыпучих материалов (а.с. СССР №954747 A1, F26B 11/04, 30.08.1982, 3 стр.), которая является наиболее близким техническим решением к данному изобретению по своей сущности. Здесь сушильный барабан состоит из нескольких секций, причем каждая секция выполнена с криволинейной боковой поверхностью. В результате образующая барабана по длине приобретает в целом синусоидальный профиль.
Синусоидальный, т.е. «зигзагообразный», профиль образующей барабана, выполненный для обеспечения перемещения частиц с различными скоростями, при прочих равных условиях затормаживает перемещение материала вдоль оси и увеличивает сопротивление перемещению, следовательно, увеличивает энергоемкость технологического процесса и ухудшает осевую турбулизацию потока. В быстроходном режиме он оказывает многократное ударно-сжимающее воздействие на контактный слой материала из-за внутрициклового изменения знака радиуса кривизны стенок. Перпендикулярное ударно-сжимающее воздействие, как известно, травмирует такие сыпучие материалы, как семена сельскохозяйственных культур и лесных растений. Помимо этого, здесь скорости перемещения частиц варьируют путем изменения радиуса кривизны синусоиды, что влечет дополнительные затраты на изготовление секций с различными значениями указанного параметра.
Цель изобретения - устранение перечисленных недостатков, а также повышение эффективности работы сушилок.
Поставленная цель достигается тем, что сушильный барабан выполнен сплошным, а синусоидальная его образующая повернута по направлению вращения барабана по винтовой линии с углом ее наклона , где S - период синусоиды (шаг винта), D - диаметр барабана, причем барабан может быть закреплен на оси с различными эксцентриситетами, а синусоида выполнена с радиусом кривизны , где A - амплитуда синусоиды. Кроме того, сушильный барабан может быть выполнен и многосекционным, причем длина каждой секции при этом равна периоду синусоиды, а поперечное сечение выполнено в виде эллипса, большая ось которого наклонена к оси вращения под углом β>arcsin(b/a), где b, a - малая и большая полуоси эллипса.
На фиг.1 представлена конструктивно-технологическая схема предлагаемого сушильного устройства, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 - профиль образующей барабана с указанием конструктивных параметров, на фиг.4 - схема секционированного по длине сушильного барабана, а на фиг.5 - вид Б на фиг.4.
Устройство для сушки сыпучих материалов (фиг.1) состоит из рамы 1, загрузочного бункера 2, сушильного барабана 3, привода барабана, состоящего из электродвигателя 4 и клиноременной передачи 5, а также воздуховода 6. Горячий воздух во внутрь барабана 3 нагнетается посредством центробежного вентилятора 7. Источниками тепла 8 могут служить известные в технике электрокалориферы или специальные газовые горелки. Для снижения сопротивления материала перемещению и улучшения турбулизации потока в осевом направлении, а также уменьшения травмирования материала синусоидальная образующая 9 (фиг.3) конструктивно повернута по направлению вращения барабана по винтовой линии. На практике значение угла наклона α винта назначается равным 15…20°. Период S синусоиды при заданном значении диаметра D барабана вычисляется по формуле: S=πDtgα. Данный параметр одновременно является и шагом винта. Образующая 9 барабана выполнена в виде синусоиды строго с радиусом кривизны R. Для обеспечения перемещения частиц внутри камеры с различными скоростями барабана 3 закреплен на оси с эксцентриситетом e (фиг.2). В конструктивном исполнении барабан 3 сушильной установки может быть и многосекционным (фиг.4). Профиль образующей в целом - синусоидальный с параметрами S и R, которые одинаковы с параметрами сплошного барабана, указанного на фиг.3. Здесь длина ℓ каждой секции равна периоду S синусоиды, а поперечное сечение выполнено в виде эллипса, большая ось которого наклонена к оси вращения под углом  (см. фиг.4 и 5). Такое конструктивное решение обеспечивает перемещение частиц в нестационарном режиме, т.е. с различными скоростями в радиальном и осевом направлениях благодаря переменному закону изменения радиуса нахождения частиц внутри барабана и наклонному исполнению секций. Заметим, что при  профильная проекция эллипса, а равно и проекция самого барабана по направлению стрелки Б превращается в окружность. Следовательно, в этом случае все частицы будут находиться на одинаковом расстоянии от оси вращения и будут перемещаться с постоянной переносной скоростью.
Работает предлагаемое устройство следующим образом. Исходный сыпучий материал из загрузочного бункера 2 (фиг.1) самотеком поступает в сушильный барабан 3, который приводится во вращательное движение через клиноременную передачу 5 электродвигателем 4. Одновременно через воздуховод 6 посредством центробежного вентилятора 7 в сушильную камеру - вовнутрь барабана 3 подается горячий воздух из нагревательного устройства 8. Благодаря выполнению сушильного барабана с синусоидальной образующей, которая повернута по направлению движения по винтовой линии и эксцентричному закреплению его на оси вращения, а также выполнению барабана секционированным по длине, поперечное сечение каждой секции которого выполнено в виде наклоненного к оси вращения эллипса, внутри камеры сушки обеспечивается перемещение частиц в радиальном и осевом направлениях с различными скоростями. Такое конструктивное исполнение барабана резко усиливает турбулизацию потока в осевом направлении, по сравнению с аналогом снижает сопротивление массы перемещению, исключает ударные воздействия на слой материала и обеспечивает вывод высушенного материала из устройства без дополнительных механизмов.
Технико-экономический эффект выразится в значительном повышении эффективности сушилки. Снижается энергоемкость технологического процесса. Уменьшаются затраты, связанные с оптимизацией параметров, поскольку исключается изготовление секций с различными значениями радиуса кривизны стенок. При сушке семян сельскохозяйственных культур и лесных растений уменьшается травмирование материала.