СПОСОБ СУШКИ И ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ И ИХ СОЧЕТАНИЙ И СУШИЛКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF DRYING AND GRINDING OF PLANT PRODUCTS AND THEIR COMBINATIONS AND DRYER FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для сушки травы, соломы, навоза, овощей, древесного опилка, смеси древесного опилка и помета, смеси животных материалов с растительными материалами, любых других растительных продуктов и их сочетаний с технологическим размером до 50 миллиметров и влажностью до 90%.
Известна сушилка, содержащая камеру с размещенными в ней горизонтальными лотками, имеющими перфорированные днища, примыкающие к коробу, вентилятор, входной и выходной патрубки для сушильного агента, причем объемы над лотками соединены между собой (см. Захаров Л.А. Применение теплоты в сельском хозяйстве. М.: Агропром, 1986, с. 215).
Недостатком этой сушилки является низкая производительность.
Известна сушилка, содержащая камеру с размещенными в ней горизонтальными лотками, имеющими перфорированные днища, примыкающие к коробу, вентилятор, входной и выходной патрубки для сушильного агента, причем объемы над лотками соединены между собой, при этом камера выполнена в виде однорядной горизонтальной рамы с ячейками для плотной установки лотков, на которой под лотками закреплен короб, а над каждым лотком - откидная застекленная крышка, при этом откидной патрубок размещен на одном торце камеры над лотками и сообщен с атмосферой, а выходной - на противоположном торце камеры в зоне короба и сообщен с всасывающим патрубком вентилятора, нагнетательный патрубок которого сообщен с атмосферой, причем перфорация в днищах лотков выполнена в виде арочных прорезей, направленных выпуклостью вверх и открытых в сторону входного патрубка (см. Патент RU на №2059172, кл. F26B 9/06, 1996).
Недостатком этой сушилки является низкая производительность.
Известна сушилка, содержащая бункер для загрузки материала, консольную систему подачи сушильного агента, направляющие решетки, расположенные внутри камеры, разгрузочную воронку (см. Гришин М.Н., Атаназевич В.И. и Семенов Ю.Г. Установка для сушки пищевых продуктов. Справочник.: М, Агропромиздат, 1989, с. 48-51).
Недостатком этой сушилки является низкая производительность.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является сушилка, содержащая бункер для загрузки материала, консольную систему подачи сушильного агента, направляющие решетки, расположенные внутри камеры, разгрузочную воронку, две группы пластинчатых решеток с регулируемым углом наклона к горизонту, в первой группе пластинчатых решеток одна сторона каждой решетки шарнирно соединена со стенками корпуса камеры, а другая зафиксирована на корпусе в диапазоне углов естественного откоса материала, вторая группа пластинчатых решеток расположена по центральной оси камеры, одна сторона каждой решетки этой группы закреплена шарнирно на линии центральной оси камеры, а другая сторона решетки зафиксирована в диапазоне углов естественного откоса материала, система подачи сушильного агента состоит из центрального канала и двух боковых каналов, причем продольное сечение боковых каналов является треугольным (см. Патент 2038555, кл. F26B 9/06, 1995).
Недостатком этой сушилки является низкая производительность, сложность конструкции.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение производительности.
В сушилке, содержащей систему подачи воздушного потока с сушильным агентом и корпус, внутренняя полость которого выполнена цилиндрической, при этом на входе во внутреннюю полость корпуса установлен элемент закручивания по спирали воздушного потока с сушильным агентом, вдоль внутренней поверхности корпуса под острым углом к нему установлены прямоугольные пластины, при этом элемент закручивания выполнен вращающимся, при этом дополнительно содержит лопасти, установленные вдоль всей внутренней полости корпуса на общем валу с элементом закручивания, при этом, как минимум, одна пара лопастей может быть выполнена в виде пропеллера, при этом концы лопастей могут быть выполнены обрезиненными.
На фиг. 1 схематично показана сушилка, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2 - разрез по А-А.
Сушилка содержит систему подачи воздушного потока с сушильным агентом, показанную в виде загрузочной камеры 1, и корпус 2, внутренняя полость 3 которого выполнена цилиндрической. На входе во внутреннюю полость 3 корпуса 2 установлен вращающийся элемент 4 закручивания по спирали воздушного потока с сушильным агентом (сушильный агент и привод элемента 4 закручивания на чертежах не показан). В качестве элемента 4 могут быть использованы стержни различного сечения (круглого, эллипсоидного и т.д.) или уголки, жестко закрепленные на валу 5. Вдоль внутренней поверхности корпуса 2 в сторону вращения элемента 4 под острым углом к внутренней поверхности корпуса 2 жестко установлены прямоугольные пластины 6 (на фиг. 1 пластины 6 не показаны). Пластины 6 могут быть расположены во внутренней полости 3 корпуса 2 как на равном расстоянии друг от друга, так и разном. Вдоль всей внутренней полости корпуса 2 на общем валу 5 с элементом 4 закручивания установлены лопасти 7, в качестве которых могут быть использованы стержни различного сечения. При этом, как минимум, одна пара лопастей 7 может быть выполнена в виде пропеллера (этот вариант выполнения на чертежах не показан). На торцевой части корпуса 2 противоположной той, у которой установлен элемент 4 завихрения, может быть установлен матерчатый воздушный фильтр (если торец будет выполнен перфорированным) - на чертежах воздушный фильтр не показан. В качестве разгрузочной камеры служит канал 8. Торцевая часть корпуса 2 противоположная той, у которой установлен элемент 4 завихрения, может выполнять роль разгрузочной камеры (этот вариант на чертеже не показан). Для исключения скопления сушильного агента на пластинах 6 концы лопастей 7 могут быть выполнены обрезиненными и выполнять роль скребка.
Сушилка работает следующим образом.
Сушильный агент, нагретый до температуры 80-150°С, направляется воздушным потоком через загрузочную камеру 1 во внутреннюю полость 3 корпуса 2. Во внутренней полости 3 корпуса 2 воздушный поток вместе с сушильным агентом благодаря элементу 4 завихрения закручивается по спирали. Частицы сушильного агента, закрученные воздушным потоком, прижимаются к корпусу 2. При движении они многократно (тысячи раз) благодаря пластинам 6 ударяются о внутреннюю часть корпуса 2 и попадают в зону разрежения за пластинами, отдают влагу и их снова затягивает к внутренней поверхности корпуса, при соударении происходит измельчение сушильного агента, то есть удельная поверхность вещества, способная испарять влагу, увеличивается за время сушки в 10-15 раз, что способствует повышению производительности сушилки. Температура частиц сушильного агента поддерживается трением частиц о внутреннюю поверхность корпуса 2 и друг о друга, а также за счет соударения с подвижными лопастями 7 и измельчению материала. При соударении частиц сушильного агента с внутренней поверхностью корпуса 1, друг о друга и с подвижными лопастями 7 из них выходит на поверхность вода слоем до толщины больше, чем в процессе диффузии при прямом нагреве частиц, что способствует более быстрому испарению влаги. Скорость испарения влаги с поверхности частиц повышается за счет: увеличения площади испарения влаги при измельчении частиц, образования разреженной зоны за наклонными пластинами, куда периодически (несколько тысяч раз) попадает частица материала при закручивании потока по спирали.
Регулирование скорости сушки материала происходит за счет изменения температуры частиц, подаваемых на вход корпуса сушилки, за счет изменения положения лопастей 7, а также их числа и формы, изменения угла наклона пластин 6 и их числа, за счет изменения скорости вращения лопастей, а также путем изменения подачи объема воздуха в единицу времени на вход сушилки.
Предлагаемая конструкция сушилки может располагаться как горизонтально, так и вертикально (на чертежах показан только вариант горизонтального расположения).
Смесь сухого материала и воздуха через отдельное выходное отверстие для их разделения подается в циклон (на чертежах не показано).
Высокая производительность является достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с аналогами.