МНОГОСЕКЦИОННАЯ ВИБРАЦИОННАЯ СУШИЛКА ДЛЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, предназначена для сушки сыпучих материалов с использованием механических колебаний, но может применяться и в других отраслях промышленности, таких как химическая, пищевая, текстильная.
Известна вибрационная сушилка для сыпучих материалов, содержащая корпус, закрепленный на раме, которая установлена на виброизоляторы. Внутри корпуса расположена наклонная виброактивная решетка, соединенная с вибратором. Виброактивная решетка установлена на бегун однофазного линейного асинхронного двигателя, который совмещен с возвратной пружиной. Существует система подачи газа под решетку, которая включает в себя направляющий воздуховод для подачи газа по всей ее длине, газ который поступает под давлением через гибкое соединение воздуховода с отсеком подачи газа, дымосос для удаления отработавших газов и бункер-питатель, установленные в верхней части корпуса, шлюзовое разгрузочное устройство, расположенное в его нижней части, жестко зафиксированные в шахматном порядке на виброактивной решетке полые твердые нагревательные элементы, окруженные перфорированными оболочками. (Патент РФ 2377489, F26B 17/26. Бюл. №36, 27.12.2009).
Недостатком известной установки является невысокая эффективность процесса сушки, а так же невозможность оперативно изменять параметры процесса сушки.
Известна многосекционная вибрационная сушилки для дисперсных и адгезионных материалов, содержащая корпус, состоящий из секций, закрепленных на раме, в каждой секции расположены шлюзовой питатель, система подачи газа, шлюзовое разгрузочное устройство и виброактивная решетка, соединенная с вибратором, установленная на наклонных пружинах, для изменения угла наклона. Существует система подачи газа под решетку, которая включает в себя направляющий воздуховод для подачи газа по всей ее длине, газ который поступает под давлением через гибкое соединение воздуховода с отсеком подачи газа, дымосос для удаления отработавших газов и шлюзовой питатель, установленные в верхней части корпуса, шлюзовое разгрузочное устройство, расположенное в его нижней части, жестко зафиксированные в шахматном порядке на виброактивной решетке твердые нагревательные трубки с электрическими нагревательными элементами и имеются датчики температуры. Корпус виброизолирован от рамы. Передача высушиваемого материала от секции к секции осуществляется конвейером. Параметры материала и вибрационной сушилки контролируются ЭВМ. (Патент РФ 2312286, F26B 17/26. Бюл. №34,10.12.2007).
Недостатком этой установки является конструктивно сложный в исполнении, энергоемкий и материалоемкий кривошипно-шатунный привод, привод конвейера, система нагрева движущейся сыпучей среды за счет теплопроводности материала среды, контактирующего с полыми нагревательными трубками, содержащими внутри нагревательные элементы.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности сушки, упрощение конструкции приводов вибраторов и конвейера в многосекционной сушилке для увеличения надежности и уменьшения общей энерго и материалоемкости установки, а также улучшение процесса теплообмена при сушке за счет увеличения теплоотдачи и равномерности распределения теплового потока по материалу среды.
Поставленная задача решается тем, что во многосекционной вибрационной сушилке для сыпучих материалов, содержащей корпус, состоящий из секций, закрепленных на раме, причем рама с корпусом установлена на виброизоляторы, расположенную в каждой секции виброактивную решетку, соединенную с вибратором, и электродвигатель, шлюзовой питатель и систему подачи газа, которая включает в себя направляющий воздуховод для подачи газа под решетку по всей ее длине, причем сечение направляющего воздуховода выполнено переменным по длине виброактивной решетки, а именно - увеличивающимся от шлюзового питателя к шлюзовому разгрузочному устройству, при этом газ поступает под давлением через гибкое соединение воздуховода с отсеком подачи газа, а дымосос для удаления отработавших газов и шлюзовой питатель установлены в верхней части корпуса, а шлюзовое разгрузочное устройство расположено в его нижней части, над виброактивной решеткой установлена крышка, герметично связанная с шлюзовым питателем и шлюзовым разгрузочным устройством, а в крышке выполнено отверстие для подсоединения ее к дымососу посредством гибкой связи, причем зафиксированные в шахматном порядке на виброактивной решетке полые твердые нагревательные трубки, внутри которых расположены электрические нагревательные элементы, объединены в общую цепь и подключены к регулирующему их сопротивление реле, а передача высушиваемого материала от одной секции к другой осуществляется посредством конвейера, электродвигатель которого управляется через блок управления, а в каждой секции на виброактивной решетке устанавливается трехточечный температурный зонд, состоящий из трех датчиков температуры, причем один из которых установлен в верхней части решетки, второй - в середине, третий - в нижней части решетки, а сигнал от датчиков трехточечного температурного зонда, регистрирующего температуру, поступает на вход микропроцессора, а затем в компьютер, где в зависимости от показания датчиков вырабатывается оптимальная команда на регулирование параметров процесса сушки каждой секции, виброактивная решетка каждой секции установлена на бегун однофазного линейного асинхронного двигателя, который совмещен с наклонной пружиной, привод конвейера осуществляется от бегуна линейного асинхронного, совмещенного с возвратной пружиной, а нагревательные элементы окружены перфорированными оболочками.
На фиг.1 изображен общий вид многосекционной вибрационной сушилки для сыпучих материалов, на фиг.2 изображен нагревательный элемент решетки, на фиг.3 изображен линейный двигатель, на фиг.4 изображен конвейер с приводом от линейного асинхронного двигателя.
На фигуре 1 изображена многосекционная вибрационная сушилка для сыпучих материалов, которая включает в себя последовательно установленные, по крайней мере, две секции вибросушилок 1 и 2, имеющих общий блок управления 3. Передача высушиваемого материала от одной секции к другой осуществляется посредством конвейера 4, линейный асинхронный двигатель 5 которого управляется через блок управления 3 и осуществляет пошаговое перемещение конвейера. Бегун 6 линейного асинхронного двигателя 5 взаимодействует с цепью 7 и приводит в движение конвейер 4, наклонная пружина 8 обеспечивает рекуперацию энергии и служит для первоначального пуска двигателя 5. Каждая из секций включает в себя наклонную виброактивную решетку 9. Решетка с воздуховодом установлена на линейном двигателе 10 с бегуном 11 и возвратной пружиной 12. Решетка запирается защелкой 13 и совмещена с направляющим воздуховодом 14 для подачи газа под решетку и его распределение по всей длине решетки. Система подачи газа выполнена в виде газоподводящего отверстия 15, в котором установлено устройство электронного воздушного клапана 16, регулирующего скорость газа по заданной программе в блоке управления 3. Газ подводящее отверстие 15 соединено гибким соединением 17 с направляющим воздуховодом 14 переменного сечения, установленного под виброактивной решеткой 9, а над виброактивной решеткой 9 герметично установлена крышка 18 с отверстием, соединенным с дымососом 19 через гибкую связь 20. На виброактивной решетке 9 размещены датчики трехточечного температурного зонда, состоящего из датчиков 21, 22, 23 и микропроцессора 24, причем один из которых, датчик 21, установлен в верхней части решетки, второй датчик 22 - в середине для контроля температуры перегрева материала, а третий датчик 23 - в нижней части решетки для определения готовности продукта. Вверху камеры имеется электронный шлюзовой питатель 25, а в нижней части расположено шлюзовое разгрузочное устройство 26, причем шлюзовой питатель 25, как и шлюзовое разгрузочное устройство 26 управляется через блок управления 3. Рама 27 установлена на виброизоляторах 28. Сам блок управления управляется оператором через Имеется ЭВМ 29 для управления блоком 3. На решетке 9 в шахматном порядке зафиксированы перфорированные цилиндрические оболочки 30, внутри которых располагаются электрические нагревательные элементы 31, объединенные в общую цепь и подключенные к регулирующему их сопротивление реле 32.
На фигуре 2 на виброактивной решетке 9 изображены перфорированные цилиндрические оболочки 30, внутри которых располагаются электрические нагревательные элементы 31. Размер перфорации отверстий подбирается с таким же коэффициентом сопротивления потоку газа, как и для решетки.
На фигуре 3 изображен линейный асинхронный двигатель 10, в котором бегун 11, связан с возвратной пружиной 12, опирается на подшипники скольжения 33 и имеется индуктор 34.
На фигуре 4 изображена цепь 7 конвейера, бегун 6 линейного асинхронного двигателя 5, выполненный в виде зубчатого зацепления, возвратная пружина 8.
Многосекционная вибрационная сушилка работает следующим образом. Материал, поступивший в шлюзовой питатель 25, подается на наклонную виброактивную решетку 9. При открытии защелки 13 происходит высвобождение решетки и одновременно происходит включение двигателя 10.
Бегун 11, соединенный с воздуховодом 14 и пружиной 12, приходит в движение под воздействием собственной силы тяжести и сил со стороны других элементов конструкции, соединенных с ним.
После открытия защелки 13 и включения в сеть индуктора 34, на бегун 11 линейного двигателя, связанный с пружиной 12, скользящий в подшипниках 33, начинают действовать силы. На бегун 11 действуют сила со стороны пружины, электромагнитная сила линейного асинхронного двигателя, сила сопротивления и сила тяжести. Установка работает в колебательном режиме до тех пор, пока движение бегуна 11 и решетки 9 не будет остановлено защелкой 13, управляемой через блок управления 3.
Под воздействием поступающего снизу газа и вибрации со стороны решетки 9 среда переходит в состояние виброкипящего слоя, который равномерно перемещается по наклонной решетке вниз в разгрузочный шлюз 26.
В отсек 15 газ подается под давлением, регулируемым электронным воздушным клапаном 16, проходит через гибкое соединение 17 с воздуховодом переменного сечения 14. Отработавшие газы отсасываются дымососом 19 через отверстие в крышке 18 и потом подаются на рециркуляцию.
Вибрация решетки 9 и закрепленных неподвижно на ней перфорированных оболочек 30 с нагревательными элементами 31, а также подача газа, снизу, по воздуховоду переменного сечения 14, обеспечивают стабильный тепловой режим виброкипящего слоя. Параметры температуры слоя снимаются трехточечным температурным зондом, состоящим из 3-х датчиков температуры 21, 22, 23. Сигнал от датчиков трехточечного температурного зонда, регистрирующего температуру слоя, поступает на ввод в микропроцессор 24, а оттуда поступает в ЭВМ 29, где в зависимости от показания датчиков вырабатывается оптимальная команда на регулирование параметров процесса сушки в секции 1 и в последующей секции 2. Охлаждение нагревательных элементов конвективным потоком газа увеличивает надежность их работы. Выйдя из разгрузочного шлюза 26 первой секции 1, материал попадает на конвейер 4, по которому он транспортируется в загрузочный шлюз второй секции 2 вибросушилки. При первоначальном пуске конвейера пружина 8 должна находиться в растянутом состоянии. При соединении секций существует возможность ручной настройки всех параметров каждой из секций.
Далее процесс повторяется во второй секции 2, но уже с измененными параметрами в зависимости от свойств поступившего материала из секции 1, регулируемого программой ЭВМ 29.
Предложенное устройство позволяет упростить конструкцию сушилки, уменьшить материалоемкость и энергоемкость конструкции за счет удаления кривошипно-шатунных механизмов вибрационного привода и редуктора из привода конвейера, снизить энергопотребление привода за счет рекуперации энергии из пружины в питающую сеть, расширить возможности конвейера и достичь прецизионной точности его работы, интенсифицировать процесс сушки и улучшить качество сушки путем использования только вынужденного конвективного подвода тепла в виброкипящий слой, а также увеличить надежность работы нагревательных элементов за счет их вынужденного конвективного охлаждения.