БАРАБАННАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ СУШКИ ПЕСКА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к сушильной технике, а именно к устройствам для сушки сыпучего материала (например, песка) во вращающемся барабане и может использоваться в строительной, горно-обрабатывающей, транспортной и других отраслях промышленности.
Уровень техники
Известна сушилка для сыпучих материалов (а.с. СССР №1252630, опубл. 23.08.1986), содержащая вращающийся барабан с патрубками подвода и отвода теплоносителя, распределительный короб, выполненный по всей длине барабана и неподвижно соединенный с патрубками подвода и отвода теплоносителя.
Недостатком известного устройства является затрудненный отвод воды из толщи сыпучего материала вследствие образования на поверхности плотного слоя.
Известно устройство для сушки сыпучих материалов топочными газами (патент РФ на изобретение №2015466, опубл. 30.06.1994), содержащее пневмотрубу-сушилку, конденсационную зону тепловой трубы, топку, испарительную зону тепловой трубы, механизм загрузки сыпучего материала, циклон.
Недостатком известного устройства является низкая экономическая эффективность способа и загрязнение материала топочными газами.
Известна установка для сушки материалов (а.с. СССР №685321, опубл. 15.09.1979), содержащая барабан, приводимый во вращательное движение, загрузочную камеру с приспособлениями для подачи исходных компонентов и устройством для ввода теплоагента по центру барабана, разгрузочную камеру с устройствами для вывода сухого материала и устройства для отвода отработанного теплоагента из средней части барабана, выполненного в виде кольцеобразного коллектора, охватывающего барабан и сообщенного с ним посредством окон, равномерно расположенных по окружности барабана и снабженных козырьками, предотвращающими выпадение материала, лопатки для перемешивания и транспортирования обрабатываемого материала.
Недостатком данной установки является сложность конструкции установки и, как следствие, сложность эксплуатации, обслуживания и ремонта.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту - прототип - является устройство для сушки сыпучих влажных материалов (свидетельство на полезную модель №31638, опубл. 20.08.2003), включающее загрузочную камеру для сырого материала, топку для сжигания газов, барабанную вращающуюся печь, камеру для выгрузки сухого материала, устройство для отвода газов, причем камера для выгрузки сухого материала выполнена в виде окон, равномерно расположенных по окружности барабана в виде поясов и снабженных ситами для рассева высушенного материала на разные фракции.
Недостатком устройства для сушки сыпучих влажных материалов является возникновение нежелательных крутящих моментов, обуславливающих повышенный уровень трения и вибрации барабанной вращающейся печи. Также недостатком известной конструкции является сложность конструкции устройства, относительно низкая производительность и долговечность работы, обусловленные наличием большого количества деталей и узлов.
Раскрытие полезной модели
В основу заявляемой полезной модели положена задача создания надежного и долговечного, компактного и экономичного в процессе эксплуатации устройства, обеспечивающего высокое качество сушки песка.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является упрощение конструкции, снижение трения и вибрации и, как следствие, повышение долговечности и увеличение производительности работы барабанной печи.
Указанный технический результат достигается тем, что барабанная печь для сушки песка содержит засыпную горловину, соединенную с наклонным вращающимся барабаном, установленным на неподвижной станине, горелку для сжигания газообразного топлива, выходную горловину и вытяжку для отвода газов, причем согласно полезной модели, вращающийся барабан свободно лежит на опорных роликах, установленных на неподвижной станине; дополнительно на вращающемся барабане расположены упорные ролики, опирающиеся на неподвижное упорное кольцо, закрепленное на неподвижной станине.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена схема барабанной печи - вид сбоку, на фиг.2 - схема линии из двух барабанных печей - вид сверху.
Осуществление полезной модели
Барабанная печь содержит: неподвижная станина 1, неподвижное упорное кольцо 2, упорные ролики 3, вращающийся барабан 4, опорные ролики 5, электродвигатель 6, горелка 7, засыпная горловина 8, вытяжка 9, выходная горловина 10. Вращающийся барабан 4 является свободно лежащим, так называемым «плавающим», на опорных роликах 5. Упорные ролики 3 находятся на вращающемся барабане 4, а упорное кольцо 2 закреплено на неподвижной станине 1. Барабан 4 приводится в движение электродвигателем 6. Барабанная печь устанавливается под наклоном к горизонту, причем засыпная горловина 8 находится выше, чем выходная горловина 10.
Барабанная печь для сушки песка работает следующим образом.
Газообразное топливо подается в горелку 7 и поджигается. Продукты горения газообразного топлива - нагретые выхлопные газы - поступают через засыпную горловину 8 в барабан 4. Начинается вращение барабана 4 с помощью электродвигателя 6. Барабан 4 вращается вокруг своей оси, лежа, на опорных роликах 5, опираясь упорными роликами 3 в неподвижное упорное кольцо 2. Упорные ролики 3 движутся по поверхности упорного кольца 2, двигаясь вокруг оси барабана 4.
Песок подается во вращающийся барабан 4 через засыпную горловину 8 вручную одним оператором. Под действием силы тяжести и дополнительного ускорения, приданного выхлопными газами, песок движется в барабане 4 от засыпной горловины 8 к выходной горловине 10. Во время такого движения песок во вращающемся барабане 4 контактирует с нагретыми выхлопными газами и ими же перемешивается, за счет чего и происходит осушение песка. Путем изменения скорости вращения барабана 4 возможно регулировать время пребывания обрабатываемого материала в барабанной печи. Удаленная из песка влага в виде водяного пара вместе с выхлопными газами удаляется из барабана 4 при помощи вытяжки 9.
Сухой песок через выходную горловину 10 высыпается наружу. Готовый высушенный песок направляют на дальнейшее использование.
Таким образом, «плавающее» вращение барабана обеспечивается не только вращением опорных роликов, но и движением упорных роликов по поверхности упорного кольца. Данная конструкция барабанной печи увеличивает плавность вращения барабана, снижает его биение, вибрацию и износ, и не только повышает долговечность работы устройства, но и сводит к минимуму нежелательные последствия от температурных деформаций.
При такой производительности и компактности заявленного устройства может быть создана линия таких барабанных печей, которая может обслуживаться одним оператором.
Пример реализации устройства.
C
1. Для сушки кварцевого песка была изготовлены две барабанных печи предложенной конструкции из стали длиной 3 м и диаметром 0,6 м. Горелка с тепловой производительностью 70-100 кВт обеспечивала температуру в рабочей зоне барабана в диапазоне 550-620°.
Производительность одной печи позволила проводить процесс сушки 2 т кварцевого песка с начальной влажностью 4-6% до конечной влажности 0,1-0,2% за один час.
Обслуживание двух печей проводилось одним оператором, причем, судя по интенсивности работы, у оператора была возможность обслуживания еще двух барабанных печей.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели показал, что совокупность существенных признаков заявленного устройства не известна из уровня техники и значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного устройства для сушки сыпучего материала, которое может быть использовано в строительной, горно-обрабатывающей, транспортной и других отраслях промышленности, и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».