УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА СУШКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR IMPLEMENTING BULK MATERIAL DRYING METHOD

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в сельском хозяйстве, химической, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности для обеспечения сушки различных сыпучих материалов в автономном режиме или в составе технологической линии.
Известен способ сушки сыпучих материалов (см. а.с. СССР №898228, опубл. 15.01.1982 г., Б.И. №2), где для интенсификации процесса сушки рабочий барабан сушильной установки вращают с переменной за оборот угловой скоростью квазисинусоидального характера с амплитудой, равной средней за период величине угловой скорости вращения барабана. В результате частицы материала перемещаются внутри барабана в нестационарном режиме («вспушиваются»), следовательно, равномерно соприкасаются с теплоносителем. Таким образом, основа способа сушки сыпучих материалов заключается в обеспечении переменности переносной скорости движения частиц V, т.е. V=ωR=Var, где ω - угловая скорость вращения барабана, R - радиус барабана. Переносная скорость частиц переменна потому, что ω является переменным параметром, т.е. ω=Var.
Для реализации способа сушки, как подчеркнуто в описании изобретения, можно использовать по сути любые известные в технике шарнирно-рычажные и другие передаточно-преобразующие механизмы, ведомые звенья которых, жестко закрепляемые на валу сушильного барабана, при постоянном вращении ведущих звеньев, жестко закрепляемых на валу привода, вращаются с переменной за оборот угловой скоростью.
Однако эти механизмы сложны в конструктивном исполнении, предъявляют повышенные требования к условиям сборки и эксплуатации, недолговечны, имеют ограниченные угловые скорости вращения и межосевые расстояния, а также неблагоприятную динамику.
Задача изобретения - устранение перечисленных недостатков.
Достигается это тем, что в устройстве для осуществления способа сушки сыпучих материалов, включающем рабочий барабан цилиндрического типа, привод, передаточно-преобразующий механизм, а также систему подачи горячего воздуха, рабочий барабан конструктивно выполнен с переменным радиусом и вращается относительно горизонтальной оси с постоянной угловой скоростью, причем величина радиуса изменяется по периметру по квазисиносуидальному закону.
В разработанном сушильном устройстве реализация сути известного способа, т.е. обеспечение переменности переносной скорости движения частиц материала, достигается путем изменения геометрии сушильного барабана. Очевидно, здесь также V=ωR=Var, поскольку R=Var.
На фиг.1 представлена конструктивно-технологическая схема устройства для осуществления способа сушки, на фиг.2 - вариант конструктивного выполнения барабана.
Устройство для сушки сыпучих материалов (фиг.1) состоит из рамы - каркаса 1, загрузочного бункера 2, сушильного рабочего барабана 3, привода рабочего барабана, состоящего из электродвигателя 4 и клиноременной передачи 5, штанги (воздуховода) 6 для подачи горячего воздуха. Штанга 6 одним концом упирается на подшипник 7, ее другой конец при помощи кронштейна 8 крепится на раме. Теплый воздух нагнетается внутрь рабочего барабана посредством центробежного вентилятора 9. Источниками тепла 10 могут служить известные электрокалориферы или специальные газовые горелки. Источник тепла 10 соединен со штангой 6 при помощи гибкого шланга 11. Угол наклона сушильного рабочего барабана 3, следовательно, производительность установки регулируется винтовым механизмом 12. Сушильный рабочий барабан 3 конструктивно выполнен с переменным радиусом, изменяющимся по периметру по квазисинусоидальному, т.е. близко к синусоидальному закону, например, в виде эллипса (фиг.2,а). Аналогичного изменения радиуса можно достичь также путем закрепления цилиндрического рабочего барабана на оси с определенным эксцентриситетом (фиг.2,б) и т.д.
Радиус эллиптического рабочего барабана определяется по следующей формуле:
,
где а, в - соответственно большая и малая полуоси эллипса (м); φ - полярный угол.
Из графика (фиг.2,а) видно, что радиус ρ в функции полярного угла φ изменяется по квазисинусоидальному закону. За один период, т.е. за 360°, он дважды при углах φ, равных 0° и 180°, достигает максимума, а при φ=90° и 270°, наоборот, радиус имеет минимальные значения.
В случае закрепления цилиндрического барабана на оси с определенным эксцентриситетом радиус вычисляется из зависимости:
,
где ε - эксцентриситет; R - радиус барабана; φ - полярный угол.
Здесь радиус ρ (2,б) изменяется также по квазисинусоидальному закону. При φ=0° радиус имеет максимальное, а при φ - 180° - минимальное значение.
Работает устройство следующим образом. Исходный сыпучий материал из загрузочного бункера 2 самотеком поступает в сушильный рабочий барабан 3, который приводится во вращательное движение через клиноременную передачу 5 электродвигателем 4. Одновременно через гибкий шланг 11 и воздуховод 6 посредством центробежного вентилятора 9 в сушильную камеру - внутрь рабочего барабана 3 подается горячий воздух из нагревательного устройства 10. Благодаря выполнению рабочего барабана с переменным радиусом квазисинусоидального характера обеспечивается переменность переносной скорости движения сыпучего материала, следовательно, нестационарный характер его перемещения внутри камеры. В результате создаются условия, при которых теплоноситель свободно проходит через промежутки между частицами и эффективно удаляет с их поверхности влагу. Наклон барабана обеспечивает перемещение материала в осевом направлении и вывод материала из устройства.
Технико-экономический эффект заключается в следующем. В предлагаемом сушильном устройстве отсутствуют дополнительно вводимые в известном способе передаточно-преобразующие механизмы привода. Это приводит к упрощению конструкции, повышению долговечности и эксплуатационной надежности сушильного устройства.