БАРАБАННАЯ СУШИЛКА С КАНАЛЬНОЙ НАСАДКОЙ
CYLINDER DRIER WITH CHANNEL NOZZLE

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к технике обработки сыпучих материалов во вращающемся барабане с канальными насадками, и может использоваться для сушки сыпучих материалов в химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Известны конструкции барабанных сушилок [а.с. №1366824 F26В 11/04, БИ №2, 1988 г.], в которых сушильный агент движется по каналам вдоль образующей обечайки, выходит из каналов через щели, проходит через слой сыпучего продукта над слоем и выходит из барабана. Степень наполнения таких барабанов составляет 15…25% от объема барабана.
Недостатком известных барабанов является то, что при увеличении степени наполнения барабана сыпучий продукт попадает в каналы для сушильного агента, в результате чего сушка приостанавливается, а также то, что скорость сушильного агента в разных каналах неодинакова, так как форма сечения слоя представляет собой сегмент, толщина которого не постоянна.
Известна сушилка для сыпучих материалов [а.с. №227916 F26В 19/01, БИ №30, 1968 г.], содержащая приводимый во вращение барабан, на внутренней поверхности которого установлены продольные перфорированные трубы с размещенной по его оси полой цилиндрической насадкой, а также подключенные к барабану с торцов подводящий и отводящий патрубки для теплоносителя.
Недостатком является то, что теплоноситель проходит различный путь от канала его подачи в слой до открытой поверхности, с которой он удаляется, что приводит к его неравномерной скорости и не позволяет использовать его потенциал наиболее эффективно.
Известна барабанная сушилка [патент №2153135 F26В 11/04, опубл. 2000.07.20], в которой барабан разделен вертикальной продольной перегородкой на подъемную и опускную части. В опускной части установлены неподвижно по всей длине барабана газоподводящий и газособирающий коллекторы.
3
Недостатком этого устройства являются: низкий удельный съем влаги (кг/с м объема барабана), так как продувка и, соответственно, сушка материала происходят лишь в части объема барабана; высокие удельные энергозатраты, обусловленные тем, что количество теплоты на подогрев воздуха завышено относительно минимально необходимого (вследствие повышенного расхода воздуха из-за его недостаточного насыщения влагой при кратковременном контакте каждого его объеме с материалом), а также высоким аэродинамическим сопротивлением воздушного тракта сушилок вследствие установки двух коллекторов с последовательно расположенными отверстиями.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является сушильный барабан [пат. №1838735 А3, кл. F26В 25/16 опубл. 30.08.93, бюл. №32], в котором воздух подается под плотный слой движущегося материала через продольные каналы, размещенные на внутренней поверхности барабана. Подвод воздуха производится только в каналы, находящиеся под слоем материала, через устройство, размещенное на неподвижной стенке вращающегося барабана.
Недостатком известного сушильного барабана является повышенный расход теплоты на сушку вследствие относительно высокого расхода воздуха, обусловленного его неполным насыщением влагой за время прохождения сквозь слой материала, а также подачей воздуха с одинаковой температурой во все зоны сушки по длине барабана, что приводит к повышению энергозатрат и обуславливает невысокую производительность сушильного барабана.
Технической задачей изобретения является снижение удельных затрат теплоты на сушку, а также повышение производительности установки при сушке термолабильных материалов.
Техническая задача изобретения достигается тем, что в барабанной сушилке с канальной насадкой, включающей барабан с продольными каналами, установленный с возможностью вращения, неподвижные устройства загрузки материала и подачи воздуха, а также неподвижную разгрузочную камеру, новым является то, что барабанная сушилка дополнительно снабжена неподвижным устройством для отвода отработанного воздуха, представляющим собой камеру, примыкающую к торцам продольных каналов и неподвижно расположенную у загрузочного торца барабана, устройством подачи воздуха, представляющим собой камеру, примыкающую к торцам каналов и неподвижно размещенную в разгрузочной камере, все каналы снабжены сплошной поперечной перегородкой, причем внутри барабана расположен канал для подачи дополнительного воздуха, при этом поперечные перегородки каналов могут быть выполнены с возможностью их продольного перемещения и снабжены фиксаторами, а канал для подачи дополнительного воздуха по всей своей длине может иметь отверстия для выхода воздуха, снабженные регулирующими устройствами в виде заслонок, а также по длине может быть разделен сплошными перегородками на секции, каждая из которых присоединена к отдельному устройству для подогрева воздуха.
Технический результат заключается в снижении удельных затрат теплоты на сушку, а также в повышении производительности установки при сушке термолабильных материалов.
На фиг.1 представлен продольный разрез барабанной сушилки, а на фиг.2 - поперечный разрез по А-А
Барабанная сушилка с канальной насадкой (фиг.1, 2), включает барабан 1 с профильными насадками 2, образующими продольные каналы 3, внутри которых размещены сплошные поперечные перегородки 4, которые при этом могут быть выполнены с возможностью их продольного перемещения и снабжены фиксаторами (не показаны). Барабан 1 установлен с возможностью вращения при помощи бандажей 5 и 6, опорного 7 и приводного ролика 8.
Барабанная сушилка с канальной насадкой снабжена неподвижным устройством загрузки материала 9, проходящим через неподвижную торцевую стенку 10 с закрепленным на ней же устройством для отвода отработанного воздуха 11, представляющим собой камеру, примыкающую к торцам продольных каналов 3.
Устройство подачи воздуха 12, представляющее собой камеру, примыкает к торцам каналов 3, неподвижно размещено в разгрузочной камере 13, в которую входит открытый торец барабана.
Внутри барабана 1 расположен канал 14 для подачи дополнительного воздуха, который по всей своей длине может быть снабжен отверстиями для выхода воздуха и регулирующими устройствами в виде заслонок (не показаны), а также может быть разделен по длине сплошными перегородками на секции, каждая из которых присоединена к отдельному устройству для подогрева воздуха.
Слой продукта 15 в барабане 1 располагается на поверхности профильных насадок 2.
Барабанная сушилка с канальной насадкой работает следующим образом. Высушиваемый материал по неподвижному загрузочному устройству 9 поступает внутрь барабана 1 и размещается слоем 15 на поверхности профильных насадок 2, проходящих вдоль всего барабана 1. При вращении приводного ролика 8 (его привод условно не показан) происходит вращение барабана 1, бандажи 5 и 6 которого взаимодействуют с приводным 8 и опорным 7 роликами. Под действием вращения барабана 1 материал перемешиваясь, перемещается от торцевой стенки 10 к разгрузочному торцу барабана, после чего ссыпается в разгрузочную камеру 13, из которой удаляется за пределы сушилки. Одновременно в каналы 3 подается теплоноситель в виде нагретого воздуха. При этом при вращении барабана 1 продольные каналы 3 примыкают к неподвижным устройствам для подачи 12 и отвода 11 воздуха, расположенным таким образом (фиг.2), что подача и отвод воздуха происходят только через каналы, находящиеся под слоем материала 15.
1
2
3
2
4
5
Воздух, нагретый до температуры T (устройства для нагрева и подачи воздуха условно не показаны) поступает в подводящую часть каналов 3 и через продольные щелевые отверстия между профильными насадками 2 по их длине поступает под слой материала 15 и под действием подающего устройства (например, вентилятора) проходит сквозь слой материала 15, высушивает его и выходит из слоя 15 через его верхнюю поверхность с температурой Т. Такое движение воздуха происходит на участках каналов 3 (фиг.1) между подводящим устройством 12 и поперечной перегородкой 4 (подводящая часть каналов). Через воздуховод 14 в свободную верхнюю часть барабана 1 поступает дополнительный воздух с температурой Т, образующий с воздухом с температурой Т смесь с температурой Т. Эта смесь под действием разности давлений воздуха в пространстве над слоем 15 и в отводящей части каналов 3, расположенной под слоем материала 15 между поперечными перегородками 4 и устройством для отвода отработанного воздуха 11, проходит через слой материала 15 в передней по его ходу части барабана 1. При этом материал теряет влагу, а воздух дополнительно насыщается ею, его температура снижается до Т.
Таким образом, в первой по ходу материала части барабана 1 материал высушивается при большей скорости воздуха и меньшей температуре, чем во второй части. Такой режим сушки соответствует общим закономерностям и механизму влагоудаления (О.Кришер. Научные основы техники сушки. Изд-во иностранной литературы, М., 1961. - 539 с.), обеспечивая более интенсивное влагоудаление при меньших затратах теплоты, чем сушка с постоянной температурой и скоростью воздуха.
Получение результата обеспечено следующим. Воздух, подаваемый под слой материала 15, проходит сквозь него, насыщается влагой, смешивается с дополнительным воздухом и повторно проходит через слой материала. Увеличение пути контакта материал-воздух обеспечивает его более высокое насыщение влагой и, соответственно, снижает потребность в расходе воздуха и теплоты на его нагрев. Для термолабильных материалов (например, зерновых культур) максимальная температура подаваемого воздуха ограничена требованиями к качеству сухого материала, при этом обычно, чем выше его влажность, тем ниже допустимая температура. Поэтому температура подаваемого воздуха в прототипе является минимальной допустимой, что ведет к замедлению сушки и, тем самым, к снижению производительности сушилок. В предлагаемой установке воздух подается под слой материала, подсушенного в предшествующей (по ходу материала) части барабана. Соответственно его температура может быть выше, чем в прототипе, что ускорит сушку и повысит производительность установки, а также снизит удельные энергозатраты (известно, что с увеличением температуры удельный расход теплоты на сушку снижается).
Преимущество предлагаемой барабанной сушилки с канальной насадкой перед известной заключается в том, что ее использование позволяет снизить удельные затраты теплоты на сушку, а также повысить производительность установки при сушке термолабильных материалов за счет:
- адаптации установки к требованиям проводимого процесса путем создания в ней вместо одной двух зон сушки, обеспечивающих большее соответствие режима сушки требованиям оптимального проведения процесса;
- повышения температуры и снижения расхода воздуха, подаваемого в сушилку;
- более полного использования сушильного потенциала воздуха благодаря удлинению его пути через материал и, соответственно, увеличению времени их контакта.