БАРАБАННАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ СУШКИ ВЛАЖНЫХ ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к устройству для сушки влажных твердых отходов, предназначенных для утилизации, и может быть использована в сельском хозяйстве, химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Известна вращающаяся электрическая печь, которая включает в себя теплоизолированную трубу, опоры в виде катков, механизм вращения трубы и электрический нагреватель, выполненный в виде пустотелой неподвижной балки, нагреватель (Пат. 2240479 РФ МПК F27B 7/00: заявка 2002 1325 17/02 от 03.12.2002 опубликована 20.11.2004 Бюл. №32).
Недостатком этой печи является то, что сушка происходит только за счет лучистого тепла электронагревателей, что снижает производительность, особенно при обработке влажных материалов, максимальная температура нагрева которых ограничена. Кроме того, необходимость использования теплоизоляции пустотелой балки, для уменьшения ее деформации в процессе нагрева, усложняет ее изготовление и снижает ресурс работы. Потребление большого объема электроэнергии значительно удорожает процесс сушки.
Известна установка для термообработки сыпучих материалов содержащая привод, вращающийся барабан с внутренними продольными ребордами, шнек с перфорированными витками и полым валом с продольными винтовыми окнами, и регулируемой винтовой стойкой для изменения наклона барабана (Пат. 2.534398 РФ МПК F26B 11/04, заявка 2013117445,06 от 16.04.2013, опубликована 27.11.2014 Бюл. №33).
Недостатками этой установки является низкая надежность ее работы из-за сложности конструкции, большая трудоемкость при изготовлении, малая производительность, обусловленная загрузкой и выгрузкой обрабатываемого материала во вращающийся барабан через его боковую поверхность, что исключает непрерывность процесса сушки.
Известна установка для термообработки сыпучих материалов, которая содержит вращающийся барабан с внутренним шестигранным перфорированным коробом и шнеком, привод, загрузочный и разгрузочный патрубки (Пат. 2534352 РФ МПК F26B 11/04, заявка 2013117449/06 от 16.04.2013, опубликован 27.11.2014, Бюл. №33).
Недостатком этой установки является низкая производительность из-за налипания влажных материалов на поверхности шнека и барабана, большой расход горячего газа из-за потерь тепла, сложность в изготовлении и эксплуатации установки.
Известна барабанная сушилка с канальной насадкой, содержащая вращающий барабан с продольными каналами, неподвижными устройствами для загрузки и разгрузки обрабатываемого материала, подачи и отвода воздуха для сушки (Пат. RU 2367865 С1 МПК F26B 11/04, заявка 2008128107/06 от 07.09.2008, опубликована 2009.09.20).
Недостатками этой установки является сложность конструкции, большая трудоемкость изготовления, низкая надежность, обусловленная налипанием на профильные насадки барабана материалов с высоким удельным весом, отводом части агента сушки через устройство загрузки, что приводит к снижению эффективности сушки, уменьшению производительности и увеличению расходов на ее эксплуатацию.
Известна барабанная печь для сушки песка, принятая за прототип, которая содержит вращающийся наклонный барабан, опорные ролики, установленные на неподвижной станине, привод, который приводит во вращение барабан, засыпную и выходную горловины для подачи и выгрузки материала, газовую горелку, горячие газы от которой подаются в барабан, выходную горловину для отвода газов (RU 132875 U1, F26B 11/04, 27.09.2013, D1).
Недостатком этой печи является подача агента сушки (нагретых выхлопных газов) непосредственно на вход барабана, внутри которого образуется ламинарное течение потока с низким коэффициентом конвективной теплоотдачи к материалу сушки, что приводит к низкой эффективности процесса сушки. Кроме того, при удалении водяного пара с выхлопными газами через выходную горловину могут удаляться частицы обрабатываемого материала, что не позволяет использовать эту установку для сушки легковесных материалов.
Техническим результатом полезной модели является создание барабанной печи для сушки влажных измельченных материалов.
Технический результат достигается тем, что печь содержит наклонный вращающийся барабан, лежащий на опорных роликах и привод для его вращения, установленные на неподвижной станине, патрубки для загрузки и выгрузки материала, трубу для подачи сушильного агента, трубы для вывода из барабана влажного газа, образующегося в процессе сушки, установленные на неподвижных торцевых крышках, закрывающих барабан, при этом труба для подачи сушильного агента входит внутрь барабана, при этом в нижней части трубы вдоль всей ее длины выполнены отверстия, через которые сушильный агент под давлением равномерно поступает к материалу, трубы для вывода влажного газа выполнены перфорированными с размером отверстий меньшим, чем размер частиц измельченного материала, на выходе материала из барабана установлен датчик, измеряющий его влажность, в зависимости от значения которой изменяется количество подаваемого в барабан материала, внутри барабана установлен датчик измеряющий температуру обрабатываемого материала и неподвижно установлена упругая пластина, касающаяся внутренней поверхности барабана.
На фиг. 1 и фиг. 2 представлена барабанная печь. Печь содержит барабан 1, который опирается на ролики с ребордой 2 и гладкие ролики 3. Ролики установлены на наклонной станине 4, угол наклона которой регулируется опорами 5. На станине 4 расположены привод барабана 6 и крышки 7 и 8, закрывающие торцы барабана 1. На крышках установлены патрубки 9 и 10 для загрузки и выгрузки материала. На крышке 7 неподвижно закреплена труба 11, которая входит внутрь барабана 1 на глубину свыше двух третей его длины. В нижней части трубы вдоль всей ее длины расположены отверстия. Торец трубы, находящийся внутри барабана закрыт, а с другого торца в трубу подается сушильный агент, который через отверстия равномерно поступает к обрабатываемому материалу. На крышке 8 в верхней ее части закреплены перфорированные трубы 12, водящие внутрь барабана на глубину до одной трети его длины. Торцы перфорированных труб, находящихся внутри барабана 1, а через их открытые концы через перфорацию выходит из барабана 1 влажный газ, образующийся в процессе сушки. На выходе из барабана 1 установлен датчик 13, измеряющий влажность обработанного материала. Внутри барабана установлен датчик 14 измеряющий температуру находящегося там материала и неподвижная упругая пластина 15, касающаяся внутренней поверхности барабана. Наружные поверхности барабана 1 и крышек 7 и 8 закрыты теплоизолирующим материалом 16.
Барабанная печь для сушки влажных измельченных материалов работает следующим образом.
Барабан 1 опирается на ролики с ребордой 2 и гладкие ролики 3. Ролики с ребордой 2 фиксируют положение барабана 1, ролики 3 обеспечивают его беспрепятственное расширение при нагреве. Барабан 1 приводится во вращение от привода 6 через цепную, зубчатую или ременную передачу (условно не показаны). В зависимости от материала сушки устанавливается наклон станины 4 и скорость вращения барабана 1, что определяет скорость его перемещения во время сушки. Влажный материал через патрубок 9 подается внутрь барабана. Сушильный агент под давлением поступает в трубу 11 и далее, через отверстия в нижней части трубы, к обрабатываемому материалу, осуществляя его аэродинамическую сушку. Насыщенный влагой в процессе сушки газ удаляется через перфорированные трубы 12, установленные в крышке, закрывающей торец барабана со стороны выгрузки. Размеры отверстий в перфорированных трубах меньше размеров мелких взвешенных частиц, образующихся при перемешивании обрабатываемого материала агентом сушки. Это исключает вывод этих частиц вместе с влажными газами. Для уменьшения количества взвешенных частиц суммарная площадь отверстий в перфорированных трубах, через которые выводится влажный газ, выполнена большей, чем площадь отверстий в трубе, через которые подается агент сушки. На выходе обработанного материала установлен датчик 13, определяющий его влажность. Для обеспечения оптимального режима сушки, при отклонении значения влажности обработанного материала изменяется подача обрабатываемого материала. Это позволяет обеспечить высокое качество сушки и получить максимальную производительность при обработке различных материалов. Внутри барабана 1 установлен датчик 14, измеряющий температуру обрабатываемого материала. Наружные поверхности барабана и неподвижных торцевых крышек закрыты теплоизолирующим материалом, что снижает потери тепла в процессе работы. Упругая пластина 15 при вращении барабана очищает его внутреннюю поверхность от налипшего материала.
3
Была изготовлена барабанная печь длиной 8 м и диаметром 2 м. В качестве сушильного агента использовался горячий воздух с температурой 140°С, подаваемый высоконапорным вентилятором с расходом 1200 м/ч. Расход обрабатываемого материала 6000 кг/ч. Привод вращения барабана цепной. При испытаниях печь обеспечила снижение влажности измельченных отходов с 50% до 20%, что позволяет утилизировать их в термических реакторах.
Данная конструкция барабанной печи позволяет получить высокую производительность процесса сушки при сравнительно низких затратах на ее эксплуатацию, обеспечивая при этом высокое качество обработанного материала, возможность автоматизации процесса, а также ее использование для сушки легковесных мелкоизмельченных материалов.