Барабанная сушилка

Предлагаемое техническое решение относится к конструкции аппарата, предназначенного для сушки сильно мажущих материалов, и может найти применение в химической, нефтехимической, фармацевтической, строительной, лакокрасочной и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах переработки твердообразных вязко-пластичных отходов с повышенной адгезией высушиваемого материала к твердым поверхностям.
Известны конструкции барабанных сушилок, представляющих собой установленный наклонно вращающийся барабан, на который на который надеты два бандажа и зубчатый венец привода. Бандажами барабан опирается на четыре ролика, установленные на рамах. Два опорных ролика ограничивают осевое смещение корпуса барабана. На обоих концах барабана имеются камеры; в одной предусмотрен ввод газов и загрузка влажного материала, в другой - вывод сухого продукта и отвод газов. Между камерами и барабаном делают специальные уплотнения для предотвращения подсоса наружного воздуха. При сушке сильно мажущихся материалов (с большой адгезией) на начальном участке барабана подвешивают цепи, при помощи которых разрушаются комки и снимаются «настыли» со стенок барабана. Для этой же цели наружная обшивка барабана снабжается специальными ударными молотками - по несколько штук на окружности по длине барабана. При вращении барабана молотки периодически отходят от корпуса и ударяют по нему (Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. - М.: Химия, 1970, с. 186,187).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится неполная очистка внутренней поверхности барабана от прилипших комков мажущего материала при механических ударах по этой поверхности цепей или по наружной поверхности молотков в зонах, удаленных от таких механических воздействий, что приводит к потере части высушиваемого материала, а значит и к снижению производительности по высушиваемому продукту.
Известна конструкция барабанной сушилки, содержащая вращающий барабан с лопастными насадками на внутренней поверхности и с жаровыми трубами, расположенными внутри барабана, загрузочный и разгрузочный узлы, размещённые по торцам барабана. Каждая жаровая труба выполнена в виде многоходового регистра со съемной торцовой насадкой со стороны разгрузочного узла, снабженным наружным продольным оребрением (а.с. СССР №1032297 F26B 11/4, 1975 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится локальный перегрев и слипание на поверхности жаровых труб в застойных зонах барабана частиц высушиваемого материала, что влечет за собой уменьшение производительности сушильного аппарата.
Известна конструкция барабанной сушилки, включающая неподвижный цилиндрический кожух с поперечными перегородками, снабженный патрубками подвода теплоносителя, загрузочное устройство, разгрузочный бункер и концентрично расположенный в кожухе перфорированный барабан (Пат. №2649379, F26B 11/14 2018 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, можно отнести то, что часть сушильного агента (воздуха) уходит через перфорированные стенки из наружного и внутреннего барабана в кожух, что уменьшает скорость сушки, а значит и производительность в целом.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков и принятым за прототип является барабанная сушилка с отводом продукта и теплоносителя, содержащая приводимый во вращение барабан, находящийся под углом наклона к горизонту α, с ситом в виде перфорированной обечайки, где размер перфораций меньше характерного размера частиц используемого для сушки продукта, на концах которого находятся подводящий и отводящий патрубки для теплоносителя, где обечайка выполнена конической и установлена в зоне загрузки влажного материала (П.м. №202932, F26B 11/04 2021 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, можно отнести то, что на поверхности конической перфорированной обечайки в местах между перфорациями возможно налипание частиц на поверхности, а следовательно их «зависание» и перегрев в высушиваемом объеме, что будет приводить к слипанию с влажными частицами, что в свою очередь будет уменьшать скорость сушки, а значит и производительность в целом.
Техническим результатом предлагаемой конструкции сушильного аппарата является увеличение производительности.
Поставленный технический результат достигается тем, что барабанная сушилка с отводом продукта и теплоносителя, содержащая приводимый во вращение барабан с конической перфорированной обечайкой, установленной в зоне загрузки влажного материала, где размер перфораций меньше характерного размера частиц используемого для сушки продукта, на концах которого находятся подводящий и отводящий патрубки для теплоносителя, причем коническая перфорированная обечайка установлена на цилиндрических пружинах, а в зазорах с корпусом установлены уплотнения в виде гофрированных манжет.
Закрепление конической перфорированной обечайки на цилиндрических пружинах позволяет создавать непрерывную вибрацию конической перфорированной обечайки, что способствует его очистке от термических отложений в области между перфорациями, а также перемешиванию частиц высушиваемого материала в объеме, что предотвращает налипание частиц на поверхность конической перфорированной обечайки, что в целом способствует росту производительности.
Установка гофрированных манжет позволит повысить герметичность аппарата и предотвратить попадание частиц высушиваемого материала в область подачи дополнительного потока сушильного агента, под обечайку, и как следствие повысить эффективность его работы и производительность.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемой конструкции барабанной сушилки, а на фиг. 2 и 3 представлены укрупненные фрагменты А и Б соответственно.
Барабанная сушилка состоит из вращающегося барабана 1, внутри которого находится коническая перфорированная обечайка 2, под которой находится патрубок 3 вспомогательного теплоносителя. Материал поступает через загрузочное устройство 4. Сушильный агент подается через патрубок 5 и покидает аппарат через отводящий патрубок 6, а готовый продукт выводится из рабочей камеры через патрубок 7. Цилиндрические пружины 8, установленные на уголке 9, удерживают коническую перфорированную обечайку 2, частично погруженную в гофрированные манжеты 10, установленную на корпусе 1.
Барабанная сушилка работает следующим образом.
Газовый сушильный агент поступает через газоподводящий патрубок 5 и попадает в барабан 1.
Дисперсный материал, подлежащий обработке, подается с помощью загрузочного устройства 4 в барабан 1, где происходит массоперенос влаги от поверхности высушиваемых частиц к газовому сушильному агенту.
Во вращающемся барабане 1, установлена коническая перфорированная обечайка 2, которая вибрирует на цилиндрических пружинах 8, но не теряет герметичность благодаря гофрированным манжетам 10. Под тело конической перфорированной обечайки 2 подается вспомогательный сушильный агент через жестко закрепленный патрубок 3, который пробивает слой дисперсного материала, тем самым предотвращая возможность слипания частиц и интенсифицируя тепло- и массообмен между высушиваемым материалом и сушильным агентом.
Готовый продукт выводится из барабана 1 через патрубок 7, а отработанный сушильный агент выводится через отводящий патрубок 6.
Следовательно, при непрерывной вибрации конической перфорированной обечайки 2 возможность слипания высушиваемого материала сводится к минимуму в области удаления свободной влаги, что позволяет интенсифицировать процесс тепло- и массообмена между высушиваемым материалом и сушильным агентом, увеличить время безостановочной работы аппарата, значительно повысить скорость сушки, что повлечет за собой увеличение производительности сушильного аппарата по высушиваемому материалу.
Пример исполнения аппарата.
б
б
б
п
Допустим, что диаметр барабана 1 D=2,6 м, а его длина L=22 м. Коническая перфорированная обечайка 2 имеет длину l=0,375L=8,25 м, а угол конусности составляет β=12,5°. Тогда для обеспечения непрерывной вибрации конической перфорированной обечайки 2 необходимо установить n=4 цилиндрических пружин 8, на одном уголке 9, равномерно распределенные по длине с шагом 2 м, а общее количество уголков 9 n=4, равноудаленных относительно друг друга, что в общей сложности дает 16 цилиндрических пружин 8.
Таким образом, установка конической перфорированной обечайки 2 на цилиндрических пружинах 8, в зазорах с корпусом 1 которой установлены уплотнения в виде гофрированных манжет 10, способствует его очистке от термических отложений в области между перфорациями, а также перемешиванию частиц высушиваемого материала в объеме, что предотвращает налипание частиц на поверхность конической перфорированной обечайки, увеличивает основное время работы, а, следовательно, производительность.