СУШИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ), ВЫПАРИВАТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ВЫСУШИВАНИЯ КОРПУСКУЛЯРНОГО МАТЕРИАЛА, СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ ИЗ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА
DRIER (VERSIONS), EVAPORATOR (VERSIONS), METHOD OF DRYING CORPUSCULAR MATERIAL, AND METHOD OF REMOVING VOLATILE SUBSTANCES FROM LOOSE MATERIAL

Область техники, к которой относится изобретение.
Настоящее изобретение относится к способу тепловой обработки материала с использованием непрямого нагрева и соответствующему устройству. В частности, изобретение относится к сушильному устройству для корпускулярного (зернистого) материала. Примерами материала, для сушки которого может быть использовано сушильное устройство, могут служить соевые бобы, канола и семена подсолнечника.
Уровень техники.
В обычных сушильных устройствах, как правило, используют для сушки только горячий воздух. Подвергаемый сушке материал протекает сквозь сушильное устройство под действием силы тяжести. Источником всего необходимого для сушки тепла является горячий воздух, который, по мере того как нарастает его влажность, быстро остывает и переходит в насыщенное состояние. Отходящий воздух обычно отводится через систему очистки в атмосферу.
Недостатком подобной системы является очень неэффективное использование энергии, обычно достигающее примерно 30% в сушильных устройствах старого типа и от 30 до 50% в наиболее совершенных современных устройствах. Эффективность соизмеряется следующими параметрами.
Энергия, теоретически необходимая для испарения воды
Полная энергия на входе
Повышение температуры воздуха на входе улучшает эффективность, однако эта температура ограничена той максимальной температурой, которую может выдержать продукт без ухудшения его свойств и которая для таких продуктов, как, например, семена масличных культур, весьма невелика. Отходящий воздух содержит значительное количество отходящего тепла, которое плохо поддается утилизации.
В качестве модификации подобной базовой конструкции для повышения эффективности используются трубки с паровым обогревом в качестве источника непрямого нагрева.
В процессе сушки вода из высушиваемого материала превращается в водяной пар, который должен быть удален. Делалась попытка удалить водяной пар введением потока продувочного воздуха в слой или столб высушиваемого материала для поглощения водяного пара, при этом воздух приближался к состоянию насыщения. В промышленной установке, в виду ее большой мощности и количества высушиваемого материала, требуется очень большое количество воздуха. Простым решением является введение продувочного воздуха со дна столба и его вывод сверху столба. В такой схеме, однако, при любой разумной высоте столба перепад давления на столбе для требуемого количества воздуха становится очень большим, требуются компрессор (или воздуходувка) и резервуар высокого давления, что нежелательно по многим причинам, например сложность конструкции, высокая стоимость строительства и эксплуатации и др.
Целью настоящего изобретения снижение остроты указанных проблем.
Раскрытие изобретения.
Для достижения указанных технических результатов разработано сушильное устройство для сушки корпускулярного материала, содержащее большое число теплопередающих пластин, установленных с промежутком между ними для прохождения потока высушиваемого материала, причем каждая теплопередающая пластина имеет впускное и выпускное отверстия для потока нагревающей текучей среды сквозь пластину, и систему подачи продувочной текучей среды, предназначенную для создания потока продувочной текучей среды в направлении, поперечном относительно направления потока высушиваемого материала, при этом поток продувочной текучей среды проходит через теплопередающие пластины и изолирован от потока нагревающей текучей среды сквозь теплопередающие пластины, а система подачи продувочной текучей среды содержит по крайней мере один впускной короб и по крайней мере один выпускной короб, между которыми установлены теплопередающие пластины. В указанном сушильном устройстве продувочная текучая среда может включать по меньшей мере один компонент из группы, состоящей из воздуха, газа и водяного пара. Сушильное устройство может включать впускной и выпускной короба, каждый имеет воздухопроницаемую боковую стенку, обращенную к теплопередающим пластинам, в котором указанная воздухопроницаемая боковая стенка может быть образована расположенными с интервалом удлиненными элементами, имеющими существенно треугольный профиль поперечного сечения, причем каждый треугольник профиля имеет существенно плоское основание, обращенное наружу. В указанном сушильном устройство с впускными и выпускными коробами, каждый из которых имеет воздухопроницаемую стенку, обращенную к теплопередающим пластинам, может иметь упомянутую воздухопроницаемую боковую стенку, образованную большим числом поперечных жалюзи, наклоненных относительно горизонтального направления, и в котором проходы для воздуха образованы между соседними жалюзи, причем жалюзи могут быть выполненными с наклоном под углом примерно 70° относительно горизонтали. Сушильное устройство может содержать теплопередающие пластины, которые объединены в батареи, причем каждая батарея содержит одну или более пластин, а впускные и выпускные короба установлены между батареями пластин. В сушильном устройстве по крайней мере каждый из некоторых упомянутых впускных и выпускных коробов имеет пару противолежащих воздухопроницаемых боковых стенок. В сушильном устройстве каждая из теплопередающих пластин может иметь впускное отверстие для нагревающей текучей среды, соединенное с коллектором нагревающей текучей среды для подсоединения к источнику нагревающей текучей среды, и каждая из теплопередающих пластин имеет выпускное отверстие для нагревающей текучей среды, соединенное с выпускным коллектором для отвода отработанной нагревающей текучей среды.
Для достижения указанных технических результатов разработано также сушильное устройство для сушки корпускулярного материала, содержащее большое число теплопередающих пластин, установленных с промежутком между ними для прохождения потока высушиваемого материала, причем каждая теплопередающая пластина имеет впускное и выпускное отверстия для потока нагревающей текучей среды сквозь пластину, и систему подачи продувочной текучей среды, предназначенную для создания потока продувочной текучей среды в направлении, поперечном относительно направления потока высушиваемого материала, при этом поток продувочной текучей среды проходит через теплопередающие пластины и изолирован от потока нагревающей текучей среды сквозь теплопередающие пластины, а система подачи продувочной текучей среды содержит по крайней мере одну воздухопроницаемую впускную трубу или трубку, проходящую поперек направления движения потока высушиваемого материала через теплопередающие пластины для подачи в сушильное устройство продувочной текучей среды, и по крайней мере одну воздухопроницаемую выпускную трубу или трубку, проходящую поперек направления движения потока высушиваемого материала через теплопередающие пластины для отвода продувочной текучей среды из сушильного устройства. Такое сушильное устройство может содержать большое число каждых из упомянутых впускных и выпускных труб, причем впускные и выпускные трубы расположены с чередованием.
Для достижения указанных технических результатов разработан также выпариватель для удаления летучих веществ из сыпучих материалов, содержащий большое число теплопередающих пластин, установленных с промежутком между ними для прохождения потока материала, причем каждая теплопередающая пластина имеет впускное и выпускное отверстия для потока нагревающей текучей среды сквозь пластину, и систему подачи продувочной текучей среды, предназначенную для создания потока продувочной текучей среды в направлении, поперечном относительно направления потока материала, при этом поток продувочной текучей среды распространяется через теплопередающие пластины и изолирован от потока нагревающей текучей среды сквозь теплопередающие пластины, а система подачи продувочной текучей среды содержит по крайней мере один впускной короб и по крайней мере один выпускной короб, между которыми установлены теплопередающие пластины. В выпаривателе продувочная текучая среда может содержать воздух или газ.
Для достижения указанных технических результатов разработано также сушильное устройство для сушки корпускулярного материала, содержащее большое число теплопередающих пластин, установленных с промежутком между ними для прохождения потока высушиваемого материала, причем каждая теплопередающая пластина имеет впускное и выпускное отверстия для потока нагревающей текучей среды сквозь пластины, и систему подачи продувочной текучей среды, предназначенную для создания между пластинами потока продувочной текучей среды в направлении, поперечном относительно направления потока высушиваемого материала, в котором система подачи продувочной текучей среды образует путь движения для продувочной текучей среды, изолированный от потока нагревающей текучей среды сквозь пластины, и система подачи продувочной текучей среды содержит по крайней мере один впускной короб и по крайней мере один выпускной короб, между которыми установлены теплопередающие пластины. Сушильное устройство может иметь продувочную текучую среду, включающую по меньшей мере одно из веществ из группы, состоящей из воздуха, газа и водяного пара. В сушильном устройстве впускной и выпускной короба каждый из них могут иметь воздухопроницаемую боковую стенку, обращенную к теплопередающим пластинам. Сушильное устройство может иметь указанную воздухопроницаемую боковую стенку, образованную расположенными с интервалом удлиненными элементами, имеющими существенно треугольный профиль поперечного сечения, причем каждый треугольник профиля имеет существенно плоское основание, обращенное наружу. Сушильное устройство может иметь указанную воздухопроницаемую боковую стенку, образованную большим числом жалюзи, наклоненных относительно горизонтального направления, и в котором проходы для воздуха образованы между соседними жалюзи. Сушильное устройство может иметь жалюзи, наклоненные под углом примерно 70° относительно горизонтали. Сушильное устройство может иметь теплопередающие пластины, объединенные в батареи, причем каждая батарея содержит одну или более пластин, а впускные и выпускные короба установлены между батареями пластин.
Для достижения указанных технических результатов разработан также выпариватель для удаления летучих веществ из сыпучих материалов, содержащий большое число теплопередающих пластин, установленных с промежутком между ними для прохождения потока материала, причем каждая теплопередающая пластина имеет впускное и выпускное отверстия для потока нагревающей текучей среды сквозь пластину, и систему подачи продувочной текучей среды, предназначенную для создания потока продувочной текучей среды в направлении, поперечном относительно направления потока материала, в котором система подачи продувочной текучей среды создает путь движения для продувочной текучей среды, который изолирован от потока нагревающей текучей среды сквозь теплопередающие пластины, и система подачи продувочной текучей среды содержит по крайней мере один впускной короб и по крайней мере один выпускной короб, между которыми установлены теплопередающие пластины.
В соответствии с изобретением предлагается также способ высушивания корпускулярного материала, содержащий действия: введение материала в проточные каналы, образованные между большим числом разнесенных друг от друга теплопередающих пластин; обеспечение движения материала в задросселированном потоке под действием силы тяжести по проточным каналам, образованным между теплопередающими пластинами; обеспечение прохождения нагревающей текучей среды по теплопередающим пластинам для непрямого нагрева материала, проходящего по проточным каналам; обеспечение одновременной подачи потока продувочной текучей среды сквозь материал, подвергаемый непрямому нагреву, в поперечном относительно потока материала направлении, для удаления влаги, образующейся при непрямом нагреве материала, причем поток нагревающей текучей среды сквозь теплопередающие пластины изолирован от потока продувочной текучей среды.
Также в соответствии с изобретением предлагается способ удаления летучих веществ из сыпучих материалов, содержащий действия: введение материала в проточные каналы, образованные между большим числом разнесенных теплопередающих пластин; обеспечение движения материала в задросселированном потоке под действием силы тяжести по проточным каналам, образованным между теплопередающими пластинами; обеспечение прохождения нагревающей текучей среды по теплопередающим пластинам для непрямого нагрева материала, проходящего по проточным каналам; обеспечение одновременной подачи потока продувочной текучей среды сквозь материал, подвергаемый непрямому нагреву, в поперечном относительно потока материала направлении, для удаления испаряющихся летучих веществ, образующихся при непрямом нагреве материала, причем поток нагревающей текучей среды сквозь теплопередающие пластины изолирован от потока продувочной текучей среды.
В качестве продувочной текучей среды может использоваться воздух или газ, например азот.
В качестве продувочной текучей среды может использоваться перегретый пар. Пар может быть под низким давлением, например под давлением ниже атмосферного, либо при атмосферном давлении, либо при давлении выше атмосферного.
Для обеспечения эффективности отходящее где-либо в каком-либо тепловом процессе тепло может быть восстановлено и использовано для нагрева нагревающей текучей среды, а также, при необходимости, продувочного воздуха.
Для повышения эффективности способ может быть выполнен и при отрицательном давлении, то есть при давлении ниже атмосферного.
Также в соответствии с изобретением предлагается сушильное устройство для сушки корпускулярного материала, содержащее большое число теплопередающих пластин, установленных с промежутком между ними для прохождения потока высушиваемого материала, причем каждая теплопередающая пластина имеет впускное и выпускное отверстия для потока нагревающей текучей среды сквозь пластины, и систему подачи продувочной текучей среды, предназначенную для создания между пластинами потока продувочной текучей среды в направлении, поперечном относительно направления потока высушиваемого материала, в котором система подачи продувочной текучей среды образует путь движения для продувочной текучей среды, изолированный от потока нагревающей текучей среды сквозь пластины.
Также в соответствии с изобретением предлагается выпарное устройство для удаления летучих веществ из сыпучих материалов, содержащее большое число теплопередающих пластин, установленных с промежутком между ними для прохождения потока материала, причем каждая теплопередающая пластина имеет впускное и выпускное отверстия для потока нагревающей текучей среды сквозь пластину, и систему подачи продувочной текучей среды, предназначенную для создания между пластинами потока продувочной текучей среды в направлении, поперечном относительно направления потока материала, в котором система подачи продувочной текучей среды образует путь движения для продувочной текучей среды, изолированный от потока нагревающей текучей среды сквозь пластины.
Также в соответствии с изобретением предлагается сушильное устройство для сушки корпускулярного материала, содержащее большое число теплопередающих пластин, установленных с промежутком между ними для прохождения потока высушиваемого материала, причем каждая теплопередающая пластина имеет впускное и выпускное отверстия для потока нагревающей текучей среды сквозь пластину, и систему подачи продувочной текучей среды, предназначенную для создания потока продувочной текучей среды в направлении, поперечном относительно направления потока высушиваемого материала, при этом поток продувочной текучей среды распространяется через теплопередающие пластины и изолирован от потока нагревающей текучей среды сквозь теплопередающие пластины.
Также в соответствии с изобретением предлагается выпарное устройство для удаления летучих веществ из сыпучих материалов, содержащее большое число теплопередающих пластин, установленных с промежутком между ними для прохождения потока материала, причем каждая теплопередающая пластина имеет впускное и выпускное отверстия для потока нагревающей текучей среды сквозь пластину, и систему подачи продувочной текучей среды, предназначенную для создания потока продувочной текучей среды в направлении, поперечном относительно направления потока материала, при этом поток продувочной текучей среды распространяется через теплопередающие пластины и изолирован от потока нагревающей текучей среды сквозь теплопередающие пластины.
В теплопередающих пластинах могут быть сделаны проходы или окна для пропускания сквозь пластины потока продувочной текучей среды, а система подачи продувочной текучей среды может содержать по крайней мере один впускной короб и по крайней мере один выпускной короб, между которыми установлены теплопередающие пластины.
Теплопередающие пластины могут содержать обычные пластины с ямками и отверстиями, вырезанными в сварном шве пластины с ямками. В предпочтительном варианте выполнения диаметр отверстий составляет по крайней мере 12 мм для обеспечения скорости воздуха в отверстиях менее 5 м/с. Эти значения, однако, могут зависеть от конкретного применения.
У каждого впускного и выпускного короба может быть воздухопроницаемая боковая стенка, обращенная к теплопередающим пластинам.
Теплопередающие пластины могут быть собраны в батареи пластин, в каждой батарее по одной или более пластин, а система подачи продувочной текучей среды может содержать короба впуска и выпуска воздуха, установленные между батареями пластин.
Каждый из коробов, впускной и выпускной, может иметь две противолежащие воздухопроницаемые боковые стенки. Например, боковые стенки могут содержать перфорированный материал, проволочные сетки или угловые жалюзи с углом большой величины.
В соответствии с другим вариантом выполнения система подачи продувочной текучей среды может содержать по крайней мере одну воздухопроницаемую впускную трубу или трубку, проходящую поперек направления движения потока материала и через теплопередающие пластины, для подачи продувочной текучей среды в сушильное устройство или выпарное устройство, и по крайней мере одну воздухопроницаемую выпускную трубу или трубку, проходящую поперек направления потока материала и через теплопроводящие пластины, для отвода продувочной текучей среды из сушильного устройства или выпарного устройства.
Другие цели и преимущества изобретения будут очевидны при ознакомлении с описанием приведенных ниже предпочтительных вариантов выполнения изобретения.
Краткое описание чертежей
Далее приводится описание изобретения на примерах выполнения со ссылками на приложенные чертежи. Специфические детали конкретного варианта(-ов) выполнения предложенного устройства/способа представлены ниже в подробном описании и проиллюстрированы приложенными чертежами, поясняющими этот вариант(-ты) выполнения. Для специалистов должно быть, однако, понятно, что представленное устройство/способ имеет дополнительные варианты выполнения и/или может быть выполнено по крайней мере без некоторых элементов, приведенных в нижеследующем описании предпочтительного варианта(-ов) выполнения. На чертежах:
Фиг.1 представляет объемное изображение, с частичным разрезом, сушильного устройства для корпускулярного материала;
Фиг.2 представляет вид сбоку фрагмента теплопередающей пластины с ямками от сушильного устройства, показанного на Фиг.1;
Фиг.3 представляет схематическое объемное изображение фрагмента внутренней части сушильного устройства, показанного на Фиг.1, на котором показаны несколько теплопередающих пластин со связанными с ними впускными и выпускными коробами для воздуха и проходящий вниз между пластинами поток корпускулярного материала;
Фиг.4 представляет объемное изображение фрагмента впускного или выпускного короба для воздуха сушильного устройства, показанного на Фиг.1;
Фиг.5 представляет увеличенное изображение части объемного изображения, показанного на Фиг.4;
Фиг.6 представляет схематический вид сбоку другого варианта выполнения впускного и выпускного короба для воздуха, пригодного для использования в сушильном устройстве, показанном на Фиг.1;
Фиг.7 схематически представляет батарею пластин от другого варианта выполнения сушильного устройства для корпускулярного материала, причем теплопроводящие пластины показаны с торца;
Фиг.8 схематически изображает батареи пластин и коробов для воздуха для другого варианта выполнения сушильного устройства, показанного сверху; и
Фиг.9 представляет вид спереди батареи пластин и коробов для воздуха сушильного устройства, показанного на Фиг.8.
Осуществление изобретения.
В приведенном далее описании приведены некоторые детали для полного понимания различных вариантов выполнения изобретения. Специалистам, однако, должно быть понятно, что изобретение может быть выполнено и без этих деталей. В других примерах хорошо известные в данной области конструкции не были описаны подробно, чтобы не перегружать описание вариантов выполнения изобретения малозначащими подробностями.
Если это не противоречит контексту, в описании и приложенной формуле слово "содержать" и его производные, например "содержит" и "содержащий", следует понимать как включающий в себя, охватывающий, то есть "включающий, но не сводимый к чему-либо".
На приложенных чертежах обозначение 10 в целом относится к сушильному устройству или выпарному устройству, включающему кожух 12, который содержит несколько батарей 14 из одной или нескольких полых теплопроводящих пластин 16. В приведенном примере показано по четыре теплопроводящих пластины 16 в каждой батарее 14 пластин. Пластины 16 в каждой батарее расположены параллельно с интервалом для обеспечения прохождения между ними потока корпускулярного материала 18, подвергаемого сушке. Направление движения потока материала 18 показано стрелками 17 на Фиг.3.
Каждая пластина 16 имеет впускное отверстие 20 для подведения нагревающей текучей среды, например водяного пара, и выпускное отверстие 22 для отведения охлажденной нагревающей текучей среды, например конденсата, если в качестве нагревающей текучей среды используется водяной пар. В качестве нагревающей текучей среды может быть, например, использован водяной пар низкого давления при температуре примерно 110°C.
Впускные отверстия 20 соединены с коллектором 24 нагревающей текучей среды, которая, в свою очередь, в эксплуатации, соединяется с источником нагревающей текучей среды посредством окна (горловины) 26. Выпускные отверстия 22 соединены с коллектором 28, из которого отработанная нагревающая текучая среда отводится через окно 30. В случае использования нагревающей жидкости, например горячей воды, соединения должны быть выполнены наоборот, с подачей жидкости в окно 30 и выпуском ее через окно 26.
В каждой пластине 16 имеются загерметизированные по краю проходы или отверстия 32, предназначенные для потока продувочного воздуха через пластины 16, как будет показано ниже. Для повышения эффективности окна 32 в смежных пластинах 16 смещены относительно друг друга, как это более наглядно показано на Фиг.5.
В батареях 14 пластин имеются впускные короба 34 для воздуха для подачи продувочного воздуха и выпускные короба 36 для воздуха для отвода отработанного продувочного воздуха.
Впускные короба 34 для воздуха соединены с коллектором 38 продувочного воздуха, который через окно 40 соединен с источником воздуха, а выпускные короба 36 для воздуха соединены с коллектором 42 продувочного воздуха, из которого продувочный воздух отводится сквозь окно 44. У впускных и выпускных коробов 34 и 36 для продувочного воздуха имеются воздухопроницаемые боковые стенки, обращенные к теплопередающим пластинам 16. Воздухопроницаемые боковые стенки могут быть выполнены из любого подходящего материала, который обеспечит проход продувочного воздуха, но предотвратит попадание высушиваемого материала 18 в короба 34, 36.
В представленном на Фиг.1, 3, 4, 5 примере воздухопроницаемые боковые стенки представляют собой экраны с клиновидными колосниками для прохода воздуха между ними. Экраны образованы удлиненными элементами 46, как показано на Фиг.4, имеющими треугольный или V-образный профиль поперечного сечения, которые расположены так, что образуют гладкую наружную поверхность, то есть основания треугольных профилей обращены наружу. Между соседними элементами 46 имеется зазор 48 примерно от 1 до 3 мм. Такая конфигурация предотвращает закупоривание коробов 34 и 36. В то время как мелкие частицы могут пройти в зазор 48, более крупные частицы этого сделать не могут, и благодаря гладкой наружной поверхности эти частицы соскальзывают вниз вдоль боковых стенок 34, 36.
Как показано на Фиг.1 и 3, короба 34, 36 вставлены между батареями 14 пластин. Благодаря этому соседние батареи 14 пластин имеют расположенный между ними общий впускной короб 34 и соседние батареи 14 пластин имеют расположенный между ними общий выпускной короб 36.
Над батареями 14 пластин кожух 12 образует бункер 50 и имеет впускное отверстие для подачи материала в бункер 50. В нижней части кожуха 12 имеется выпускное отверстие для выходящего потока высушенного материала из сушильного устройства 10. У выпускного отверстия имеется устройство вывода псевдоожиженной массы или разгрузочная воронка (не показано), которое создает псевдоожиженный поток или задросселированный поток высушиваемого материала через сушильное устройство 10 и регулирует расход материала. Пример подобного устройства вывода псевдоожиженной массы или разгрузочной воронки описан в патенте US 5,167,274, включенном в настоящее описание посредством ссылки.
Термином "задросселированный поток" в настоящем описании обозначается поток, отличающийся от свободно падающего под действием силы тяжести потока отдельных частиц.
В процессе работы сушильного устройства 10 высушиваемый материал, например соевые бобы, протекает вниз из бункера 50 между теплопередающими пластинами 16 в задросселированном потоке под действием силы тяжести, в то время как нагревающая текучая среда циркулирует в пластинах 16.
Для удаления газообразных выделений из высушиваемого материала, например водяного пара в случае соевых бобов, во впускные короба 34 для воздуха вводится относительно сухой воздух (продувочный воздух), например, посредством вентилятора (не показан) через впускной коллектор 38. Из коробов 34 продувочный воздух протекает вбок сквозь экраны коробов 34 с клиновидными колосниками (как показано стрелкой 54 на Фиг.3) в направлении, поперечном потоку высушиваемого материала, и сквозь окна 32 в пластинах 16, как это показано стрелками 56 на Фиг.3.
Высушивание материала 18 происходит в результате совместного воздействия тепла, создаваемого нагревающей текучей средой, циркулирующей в пластинах 16, и атмосферой сухого воздуха. Для повышения эффективности процесса в качестве продувочного воздуха может использоваться горячий воздух.
Поток нагревающей текучей среды в пластинах 16 отделен от потока продувочного воздуха, проходящего в отверстия 32 в пластинах 16. Это является результатом того, что отверстия 32 загерметизированы по краям, как это было отмечено ранее.
Продувочный воздух засасывается в выпускные короба 36 для воздуха, например, вытяжным вентилятором (не показан), установленным вниз по потоку от коллектора 42 выпуска воздуха. При прохождении этого потока продувочного воздуха через высушиваемый материал 18 газообразные выделения, образующиеся в процессе сушки, уносятся вместе с продувочным воздухом и удаляются вместе с продувочным воздухом. Например, в случае соевых бобов из коробов 36 будет удаляться влажный воздух.
Глубиной слоя, сквозь который должен проходить поток продувочного воздуха, можно управлять выбором соответствующего количества пластин 16 между впускными и выпускными коробами 34, 36, например, количество пластин 16 может зависеть от свойств высушиваемого материала (проницаемость слоя). Например, для относительно крупнозернистого материала толщина слоя может быть увеличена, а для более мелкозернистого материала - уменьшена. Таким путем устанавливается толщина слоя, подходящая для продувочного воздуха. Здесь требуется достичь необходимого равновесия между потоком воздуха, необходимым для удаления влаги, и создаваемым вентиляторами перепадом давления.
Из приведенного выше описания видно, что изобретение обеспечивает возможность использования тонких слоев, для которых достаточно перепада давления, создаваемого радиальным вентилятором, благодаря чему снижается острота проблем, характерных для обычных способов работы.
Толщина слоя представляет собой расстояние между парой соседних коробов 34, 36, показанное линией 58 на Фиг.3. В качестве ориентира толщина слоя может выбираться примерно от 50 мм до 1000 мм, например, для канолы толщина слоя может составлять примерно 750 мм.
На Фиг.6 показаны альтернативные короба, например впускной короб 80 для воздуха и выпускной короб 82 для воздуха.
Короба 80, 82 отличаются от коробов 34, 36 иной конструкцией их воздухопроницаемых боковых стенок. Видно, что каждая воздухопроницаемая боковая стенка содержит большое число жалюзи 84.
Жалюзи 84 отклонены под большим углом, например под углом 70° (угол 86). Это обычный угол для поддержания псевдоожиженной массы высушиваемого материала. Смежные жалюзи перекрываются со смещением 88, но разнесены друг от друга примерно на 20 мм с образованием окон 90, через которые может входить или выходить воздух.
Короба 80, 82 открыты со дна, поэтому если любой обрабатываемый материал в процессе высушивания засасывается в короб 80, 82, то он упадет в поток высушенного обрабатываемого материала, выходящего в нижней части батарей пластин 16.
Поток воздуха из впускного короба 80 в выпускной короб 82 показан линиями 92.
В альтернативном варианте выполнения впускные/выпускные короба 34, 36 для воздуха могут быть заменены впускными/выпускными трубами 62, 64 для воздуха соответственно, проходящими сквозь отверстия в пластинах 16, как это показано на Фиг.7. (На Фиг.7 приведен вид с торца пластин 16 одной батареи пластин от подобного альтернативного сушильного устройства 60).
Впускные/выпускные трубы 62, 64 для воздуха имеют перфорацию для прохождения продувочного воздуха сквозь трубы 62, 64 и установлены с чередованием, как показано на чертеже.
Впускная труба 62 для воздуха подсоединена к источнику продувочного воздуха для подачи потока воздуха в трубы 62 (как это показано стрелками 66) по радиусу наружу от труб 62 через перфорацию (как это показано стрелками 68). Поток воздуха может быть создан известными средствами, с использованием одного или более радиального вентилятора или вытяжного вентилятора (не показаны).
Аналогичным образом создается воздушный поток сквозь выпускные трубы 64 для воздуха, но в противоположном направлении с тем, чтобы всасывать отработанный продувочный воздух в трубы 64 сквозь перфорацию (показано стрелками 70) и выпускать из труб 64 (показано стрелками 72). Таким образом, газообразные выделения из корпускулярного материала, проходящего вниз между пластинами 16, как показано стрелками 74, выводятся потоком продувочного воздуха, протекающего между трубами 62 и 64. В этом случае подходящая толщина слоя определяется соответствующим выбором расстояния между трубами 64, 66.
Для обеспечения обработки больших объемов вдоль направления движения потока высушиваемого материала может быть последовательно установлено большое количество батарей пластин. При необходимости в соседних батареях пластины могут быть установлены со смещением.
Сушильное устройство или выпарное устройство, предложенные в настоящем изобретении, также могут быть использованы для удаления летучих веществ из сыпучего материала, например для обезгаживания пластиковых продуктов, загрязненных летучими растворителями. Например, в производстве пластиковых продуктов пластик выпускается в форме гранул. В процессе обработки гранулы продуваются воздухом или азотом для удаления летучих материалов (растворителей) с поверхности гранул, а также и из толщи материала (гранул). Этот процесс также называется "дегазацией". В таких вариантах использования корпускулярный материал 18, о котором идет речь в описании процесса, представляет собой гранулы.
На Фиг.8 и 9 цифра 100 в целом обозначает сушильное устройство в соответствии с другим вариантом выполнения. В представленном примере сушильное устройство 100 содержит две батареи теплопередающих пластин 102. Хотя пластины 102 также имеют ямки, в них нет отверстий (например, отверстия 32 в пластинах 16). Также следует понимать, что в зависимости от требований может быть использовано менее или более двух батарей пластин 102.
Так же, как и в случае пластин 16, пластины 102 имеют впускные отверстия, которые соединены с нагревающими коллекторами 24, подключенными к источнику нагревающей текучей среды, и выпускные отверстия, которые соединены с коллекторами 28, из которых выводится использованная нагревающая текучая среда.
Снаружи батарей пластин 102 имеется пара впускных коробов 104 для воздуха, а между батареями пластин 102 установлен выпускной короб 106 для воздуха.
У впускных коробов 104 для воздуха имеются воздухопроницаемые боковые стенки, обращенные к батареям пластин 102, а у выпускного короба 106 для воздуха имеется пара противолежащих воздухопроницаемых боковых стенок, каждая из которых обращена к батарее пластин 102.
Воздухопроницаемые боковые стенки могут быть любого подходящего типа, например из клиновидной проволочной ленты, как показано на Фиг.4 (и увеличенный фрагмент на фиг.5), либо из угловых жалюзи, показанных на Фиг.6.
В представленных на Фиг.8 и 9 вариантах выполнения пластины 102 установлены под прямым углом относительно коробов 104, 106. Поток воздуха из впускных коробов 104 для воздуха между пластинами 102 к выпускному коробу 106 для воздуха показан стрелками 108.
Из приведенного выше описания видно, что в сушильных устройствах 10, 60 и 100 непрямая передача тепла происходит совместно с продувкой воздухом. В обычном сушильном оборудовании секции теплопередачи и продувки воздухом разделены. Тепловая эффективность такой конфигурации ниже, поскольку воздух становится насыщенным по мере снижения температуры из-за происходящего испарения. В настоящем изобретении, напротив, в сушильном устройстве постоянно происходит подвод тепла через теплопередающие пластины для компенсации тепловых потерь при испарении.
Другим преимуществом настоящего изобретения является то, что продувочный воздух частично подвергается повторному нагреву, по мере того как он проходит через тонкий слой горячего продукта (материал 18), прилегающего к каждой пластине 16, 102, и сквозь отверстия 32 в пластине 16. Отверстия 32 у разных пластин смещены, как это показано на Фиг.6, благодаря чему улучшаются распределение продувочного воздуха и повторный нагрев.
Приведенная ниже формула должна рассматриваться как неотъемлемая часть настоящего раскрытия. Несмотря на то, что были представлены и подробно описаны некоторые предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения, следует понимать, что в нем могут быть сделаны различные изменения и модификации, не выходящие за пределы области притязаний приложенной формулы. В целом, в следующей далее формуле используемые термины следует рассматривать не как ограничивающие изобретение конкретными вариантами выполнения, рассмотренными в описании, а как включающие все способы и устройства, функционирующие в соответствии с формулой. Соответственно, изобретение не сводится только к представленному его раскрытию, напротив, область его притязаний определяется исключительно приведенной далее формулой.