Барабанная сушилка

Полезная модель относится к аппаратам для сушки дисперсных материалов, а именно к двухходовым барабанным сушилкам, и может найти применение в химической, нефтехимической, горноперерабатывающей, строительной, металлургической, пищевой, фармакологической, автодорожной и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах переработки и утилизации твердых и твердообразующих отходов.
о
Известна конструкция двухходовой барабанной сушилки, состоящей из двух барабанов - внутреннего и наружного. Внутренний барабан состоит из трех частей, соединенных между собой болтами, для компенсации температурного  расширения в местах соединений поставлены прокладки. Оба барабана снабжены подъемно-лопастной внутренней насадкой. Влажный материал из питателя поступает во внутренний барабан, откуда также подается газообразный сушильный агент, нагретый до 700С. Далее материал, теплоноситель движутся прямотоком и поступают во внешний барабан, где также сохраняется прямоточная схема их движения. Высушенный материал из внешнего барабана ссыпается в камеру, расположенную со стороны горячей головки внутреннего барабана, и удаляется из сушилки. Газы из камеры направляются на очистку в циклоны (Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. – М.: Химия, 1970, с. 189).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность выполнения конструкции и возможность налипания частиц на поверхности внутреннего барабана, что приведет к уменьшению времени безостановочной работы аппарата, а, следовательно, и к снижению производительности по высушиваемому материалу.
Известна конструкция барабанной сушилки с двумя соосно; расположенными горизонтальными барабанами. Неподвижный внутренний барабан имеет загрузочное устройство для подачи влажного материала и сообщается с топкой, из которой поступают высокотемпературные дымовые газы. Сушка во внутреннем барабане происходит во взвешенном состоянии при прямоточном движении материала и сушильного агента. Торец наружного вращающегося барабана со стороны точки изолирован от нее и входит в разгрузочный коллектор, который соединяется с циклонами вентилятором. С другой стороны вращающийся барабан входит в неподвижную камеру и уплотняется в месте соединения относительно ее стенок. В нижней части этой камеры имеется вращающийся ротор, взвихряющий и измельчающий частицы, которые поступают из внутреннего неподвижного барабана. Подача материала из неподвижной камеры в наружный вращающийся барабан регулируется с помощью клапанов. Сушилка имеет систему отсоса теплоносителя. Предусмотрена также возможность подачи свежего сушильного агента через обводную трубу непосредственно в неподвижную камеру (Пат. ФРГ 976224, кл 82а, 39, 1961г.).
К недостаткам конструкции относятся сложность и невысокая надежность узлов измельчения материала и его дозировки в наружный барабан, что может приводить к увеличению кусков материала, а, следовательно, уменьшению времени безостановочной работы и производительности.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков и принятому за прототип является конструкция барабанной сушилки, преимущественно для дисперсных и гранулированных материалов, содержащая два соосно расположенных вращающихся барабана, топку и систему отсоса теплоносителя, где оба барабана параллельно подсоединены к топке, а система отсоса теплоносителя для каждого из них выполнена автономной, причем внутренний барабан выполнен в виде цилиндрических обечаек различного диаметра, имеющих телескопическое соединение и установленных с возможностью осевого перемещения, а внутренняя из смежных обечаек имеет острую кромку (а.с. СССР №775564 F 26 B 11/4, 1980 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится то, что исполнение внутреннего барабана  из обечаек различного диаметра, соединенных телескопически, приводит к образованию застойных зон в местах соединения, налипанию материала, а также возможность налипания материала на внутреннюю поверхность наружной трубы, что в совокупности приведет к уменьшению времени безостановочной работы, снижению производительности по высушиваемому материалу, а, следовательно, общей производительности аппарата.
Техническим результатом предлагаемой конструкции барабанной сушилки является увеличение производительности.
Поставленный технический результат достигается тем, что барабанная сушилка, содержащая два вращающихся барабана, присоединенных к топке, причем наружный барабан расположен под углом наклона к горизонту , а внутренний барабан, установленный под углом конусности , противоположным углу наклона наружного барабана, выполненного в виде конической обечайки, опорами которого служат цилиндрические пружины, равномерно распределенных по периметру и по длине с шагом
n=(0,2÷0,3)L,     (1)
где n – шаг между опорами, м; L – длина барабана, м;  а отношение среднего диаметра внутреннего барабана к диаметру наружного барабана определяется выражением
d=(0,65÷0,75)D,     (2)
где d – средний диаметр внутреннего барабана, м; D – диаметр наружного барабана, м.
Исполнение внутреннего барабана в виде конической обечайки с углом конусности , противоположным углу наклона внешнего барабана . Это позволяет образовать угол наклона внутреннего барабана к горизонту, равным, но противоположно направленным углу наклона внешнего барабана, обеспечивающий непрерывное перемещение высушиваемых частиц во внутреннем барабане. Это предотвращает задержку частиц в объеме внутреннего барабана, их налипание на стенки, образование корки и термических отложений, что способствует увеличению производительности.
Исполнение опор в виде цилиндрических пружин равномерно распределённых по периметру и по длине, с шагом определяемым уравнением (1), позволяет создавать непрерывную вибрацию внутреннего барабана, что способствует его очистке от термических отложений, а также перемешиванию частиц высушиваемого материала во внешнем барабане, что предотвращает образование корки в нем, что в целом способствует росту производительности.
Уменьшение нижнего предела шага между опорами, заявляемого соотношения (1), равного  приводит к излишней прочности внутреннего барабана, что не позволит опорам, выполненным в виде цилиндрических пружин совершать возвратно поступательные действия и выполнять условия образования вибрации, и может привести к образованию корки и термических отложений в обоих барабанах, что приведет к уменьшению производительности.
Увеличение верхнего предела шага между опорами, заявляемого соотношения (1), равного  приводит к возможности прогиба внутреннего барабана, из-за чего будет произведена остановка процесса сушки, а, следовательно, снижена производительность.
Уменьшение среднего диаметра внутреннего барабана относительно диаметра внешнего барабана ниже заявляемой величины равной 0,65 в выражении (2) приводит к уменьшению площади поперечного сечения, и согласно уравнению неразрывности повышает среднюю скорость сушильного агента во внутреннем барабане, и может привести к уносу частиц из барабана, уменьшению среднего времени пребывания частиц, ухудшению скорости удаления влаги из частиц и, следовательно, снижению производительности.
Увеличение среднего диаметра внутреннего барабана относительно диаметра внешнего барабана ниже заявляемой величины, равной 0,75 в выражении (2), приводит к уменьшению площади поперечного сечения внутреннего барабана, а, следовательно, к снижению скорости сушильного агента, задержке высушиваемых частиц, образованию корки и термических отложений, а значит и снижению производительности.
На фиг.1 представлена схема предлагаемой конструкции барабанной сушилки.
Барабанная сушилка содержит дутьевой вентилятор 1, топку 2, наружный 3 барабан, расположенный под углом наклона к горизонту ,  и внутренний 4 барабан, выполненный в виде конической обечайки, установленный под углом конусности , противоположным углу наклона наружного барабана, соотношение диаметров которых определяется уравнением (2), систему лотков 5 для перегрузки материала из внешнего барабана во внутренний, опоры 6, выполненные в виде цилиндрических пружин, равномерно распределенных по периметру и по длине с шагом, определяемым по выражению (1), устройство загрузки влажного материала 7, патрубок для выгрузки готового продукта 8 и отвода отработанного сушильного агента 9.
Барабанная сушилка работает следующим образом.
Сушильный агент из топки 2 через открытые торцы поступает параллельно в оба вращающихся барабана 3 и 4. Влажный материал подается во внешний барабан 3 устройством загрузки 7 и в противоточном режиме высушивается до сыпучего состояния. Во внутренний барабан 4 материал перегружается с помощью лотков 5. В нем частицы материала приходят во взвешенное состояние за счет колебаний создаваемых опорами 6, выполненных из цилиндрических пружин, и просушиваются в прямоточном, щадящем режиме. Готовый продукт выгружается через патрубок 8, а отработанный сушильный агент отводится через патрубок 9.
Таким образом, исполнение внутреннего  барабана 4 с углом конусности , противоположным углу наклона наружного барабана 3, выполненный из конической обечайки, опоры 6 которой выполнены из цилиндрических пружин и равномерно распределенных по длине, и по периметру позволяет предотвратить сжимаемость частиц и образование корки в обоих барабанах, снизить термические сопротивления, уменьшить затраты времени на остановку и удаление отложений, увеличить основное время работы, а, следовательно, производительность.