УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ ДИСПЕРСНЫХ ВЫСОКОВЛАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR DRYING DISPERSE HIGH-HUMIDITY MATERIALS

Изобретение относится к технике сушки, термообработки дисперсных высоковлажных материалов и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов [Патент № 2478889 РФ, F 26 B 17/10, F 26 B 3/092. Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов [Текст] / А.А. Шевцов, А.В. Дранников, Е.В. Костина, А.И. Клейменов, Е.Ю. Стороженко (Россия) - № 2011141665; заявлено 13.10.2011; опубл. 10.04.2013; Бюл. № 10.], содержащая соединенные между собой герметичные камеры: камеру виброкипящего слоя и камеру кипящего слоя, при этом камера виброкипящего слоя снабжена загрузочным и передающим устройствами, выполненными в виде шлюзовых затворов, патрубком подвода перегретого пара атмосферного давления со встроенной регулирующей заслонкой, причем внутри камеры виброкипящего слоя расположена решетка с виброприводом, закрепленным с внешней стороны камеры, а камера кипящего слоя снабжена разгрузочным устройством, выполненным в виде шлюзового затвора, патрубком подвода перегретого пара пониженного давления со встроенной регулирующей заслонкой и наклонной решеткой с возможностью регулировки угла наклона, установленной внутри камеры кипящего слоя; вентиляторы для подачи пара атмосферного и пониженного давления и пароперегреватели пара атмосферного и пониженного давления.
Известная установка имеет следующие недостатки:
- неравномерное высушивание дисперсного высоковлажного материала, так как в сушильных камерах не предусмотрена его пофракционная обработка;
- в камере виброкипящего слоя решетка установлена горизонтально, что может привести к «завалу» материала;
- дополнительные энергозатраты на преодоление сушильным агентом местных сопротивлений в циркуляционных коробах;
- потери теплоты в окружающую среду вследствие больших габаритов;
- высокая металлоемкость.
Технической задачей изобретения является повышение качества готового материала, снижение металлоемкости установки и уменьшение удельных энергозатрат на процесс сушки.
Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в установке для сушки дисперсных высоковлажных материалов, включающей соединенные между собой герметичные камеры: камеру виброкипящего слоя и камеру кипящего слоя, при этом камера виброкипящего слоя снабжена загрузочным и передающим устройствами, выполненными в виде шлюзовых затворов, патрубком подвода перегретого пара атмосферного давления со встроенной регулирующей заслонкой, причем внутри камеры виброкипящего слоя расположена решетка с виброприводом, закрепленным с внешней стороны камеры, а камера кипящего слоя снабжена разгрузочным устройством, выполненным в виде шлюзового затвора, патрубком подвода перегретого пара пониженного давления со встроенной регулирующей заслонкой и наклонной решеткой с возможностью регулировки угла наклона, установленной внутри камеры кипящего слоя; вентиляторы для подачи пара атмосферного и пониженного давления и пароперегреватели пара атмосферного и пониженного давления, новым является то, что пароперегреватели пара атмосферного и пониженного давления установлены на внешней стороне камер соответственно виброкипящего слоя и кипящего слоя и соединены с ними разделяющими жалюзи; камера виброкипящего слоя дополнительно снабжена коробом для отвода отработанного перегретого пара атмосферного давления со встроенной регулирующей заслонкой, причем короб соединен с пароперегревателем пара пониженного давления, а решетка камеры виброкипящего слоя установлена с возможностью регулировки угла наклона; внутри камер по всей их ширине установлены подпружиненные наклонные вставки, закрепленные шарнирно с возможностью вращения, угол поворота которых превышает угол естественного откоса материала, при этом нижние кромки наклонных вставок расположены с одинаковыми зазорами над решетками для беспрепятственного перемещения материала по поверхности этих решеток; вентиляторы для подачи пара атмосферного и пониженного давления установлены горизонтально и соединены соответственно с одной стороны с пароперегревателями пара атмосферного и пониженного давления, а с другой стороны с патрубками подвода перегретого пара атмосферного и пониженного давления.
Технический результат изобретения заключается в повышении качества готового материала, снижении металлоемкости установки и уменьшении удельных энергозатрат на процесс сушки.
Предлагаемая установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов представлена на фигуре 1.
Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов включает герметичные камеры виброкипящего слоя 1 и кипящего слоя 2, закрепленные на опорах 3. При этом камеры 1, 2 содержат внутри наклонные решетки 4, 5 с возможностью регулировки угла. Решетка 4 приводится в колебательное движение с помощью вибропривода 6, расположенного с внешней стороны камеры 1. Установка содержит загрузочное, передающее и разгрузочное устройства 7, 8, 9, выполненные в виде шлюзовых затворов, пароперегреватели пара атмосферного и пониженного давления 10, 11, установленные на внешней стороне камер 1, 2 и соединенные с ними разделяющими жалюзи 12, 13, вентиляторы 14, 15, закрепленные на опорах 3 для подачи пара атмосферного и пониженного давления в камеры 1 и 2 через патрубки подвода пара 16, 17 со встроенными регулирующими заслонками 18, 19. Внутри камер 1, 2 по всей их ширине закреплены с помощью пружин 20, 21 наклонные вставки 22, 23, которые имеют возможность вращаться относительно шарниров 24, 25. Камера виброкипящего слоя 1 дополнительно снабжена коробом 26 со встроенной регулирующей заслонкой 27.
Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов работает следующим образом.
Дисперсный высоковлажный материал загрузочным устройством 7, выполненным в виде шлюзового затвора, подают в камеру виброкипящего слоя 1, в которой материал с помощью разделяющих жалюзи 12 направляют на решетку 4. Угол наклона решетки 4 можно менять в зависимости от вида высушиваемого материала и его влажности. На решетке 4 происходит подсушка материала, при этом решетку приводят в колебательное движение от вибропривода 6, расположенного с внешней стороны камеры 1. В этой камере материал подвергается одновременному колебательному воздействию от решетки 4 и аэродинамическому воздействию от потока перегретого пара атмосферного давления, подаваемого под решетку. Таким образом, сушка осуществляется в виброкипящем слое, когда наиболее легкие частицы поднимаются вверх, а наиболее крупные остаются на поверхности решетки и далее перемещаются по длине камеры. При этом легкие частицы, перемещаясь по высоте камеры, теряют свою скорость, оседают на боковой поверхности наклонных вставок 22, под действием силы тяжести опускаются вниз на решетку 4 и далее перемещаются по ее поверхности в следующую камеру. Вставки 22 расположены в камере 1 таким образом, чтобы зазоры между нижними кромками вставок 22 и решеткой 4 были одинаковыми и достаточными для беспрепятственного перемещения частиц материала. Жесткость пружин 20 и угол наклона вставок относительно шарниров 24 выбирают в зависимости от вида обрабатываемого материала и его влажности. Так если частицы материала тяжелые и имеют высокую влажность, то пружины должны быть более жёсткими, а отклонение вставок от вертикали должно быть таким, чтобы обеспечивалось свободное перемещение частиц материала по их поверхности.
Подсушенный материал с помощью передающего устройства 8 подают на разделяющие жалюзи 13, которые направляют материал на наклонную решетку 5 камеры кипящего слоя 2, где осуществляется его сушка до конечной влажности. Готовый сухой материал выводят из камеры 2 разгрузочным устройством 9. Для гарантированного перемещения материала по поверхности решетки 5 угол ее наклона должен составлять больше угла естественного откоса высушиваемого материала. Наклонные вставки 23 установлены в камере 2 аналогично вставкам 22 в камере 1.
Отработанный пар атмосферного давления из камеры виброкипящего слоя 1 поступает через разделяющие жалюзи 12 в пароперегреватель 10. Установка разделяющих жалюзи позволяет обеспечить прохождение отработанного пара в пароперегреватель и исключить попадание частиц высушиваемого материала. В пароперегревателе 10 осуществляют перегрев отработанного пара атмосферного давления греющим паром. Далее перегретый пар атмосферного давления с помощью вентилятора 14 возвращают через патрубок подвода пара 16 в камеру 1. При этом вентилятор 14 закреплен на опоре 3 и соединен с одной стороны с пароперегревателем пара атмосферного давления 10, а с другой стороны с патрубком подвода пара атмосферного давления 16, в котором предусмотрена регулирующая заслонка 18 для изменения скорости сушильного агента в камере 1 в зависимости от вида материала и его влажности. Такое взаимное расположение камеры 1, пароперегревателя 10 и вентилятора 14 обеспечивает компактность установки и минимальное сопротивление на перемещение сушильного агента через элементы установки.
Отработанный перегретый пар атмосферного давления в количестве, равном количеству испарившейся влаги из материала в камере 1, подают через регулирующую заслонку 27 в короб 26. Далее отработанный пар атмосферного давления поступает в пароперегреватель пара пониженного давления 11, в котором происходит его конденсация. Отработанный перегретый пар пониженного давления из камеры 2 через разделяющие жалюзи 13 направляют в пароперегреватель пониженного давления 11, где происходит его перегрев за счет теплоты конденсации отработанного перегретого пара атмосферного давления, а затем вентилятором 15 возвращают через патрубок подвода пара 17 в камеру 2. Скорость перегретого пара пониженного давления в камере кипящего слоя 2 изменяют с помощью регулирующей заслонки 19 в зависимости от вида материала и его влажности. Отработанный перегретый пар пониженного давления в количестве, равном количеству испарившейся влаги из материала в камере 2, отводят к вакуум-насосу.
Таким образом, предлагаемая установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов позволяет:
- повысить качество высушенного материала за счет его пофракционной обработки по длине и высоте каждой камеры в зависимости от вида обрабатываемого материала и его влажности;
- исключить вероятность «завала» материала в камере виброкипящего слоя вследствие установки решетки под углом, превышающим угол естественного откоса высушиваемого материала;
- уменьшить энергозатраты на перемещение сушильного агента через элементы установки, так как в конструкции не предусмотрено использование циркуляционных коробов;
- снизить потери теплоты в окружающую среду и металлоемкость установки за счет более компактного расположения ее основных элементов.