СУШИЛКА ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПОРОШКОВ

Полезная модель относится к технике сушки порошкообразных материалов, измельчаемых в жидкой среде (носителе), например, в воде, фреоне или других средах. После проведения операции измельчения измельченный материал от носителя отделяют фильтрованием. После этого отфильтрованный от основной части носителя порошок по консистенции представляет из себя материал, подобный увлажненному речному песку. При этом содержание влаги в таком материале составляет 15…25% по массе, что делает материал плохо сыпучим, способным налипать на детали оборудования, в котором он проходит последующую сушку до заданного уровня влажности, например, до 0,2…0,5%:
Сушилка может найти применение в химической и других отраслях промышленности, особенно в лабораторных условиях или в опытном производстве, когда требуется провести сушку небольших количеств порошкообразного материала (от нескольких десятков граммов до нескольких килограмм).
Известны сушилки периодического действия (М.В. Лыков «Сушка в химической промышленности» изд. «Химия», М. 1970 г. стр. 136-147). К таким относятся, например, тоннельные сушилки. Широко распространены вакуум-сушильные шкафы (А.Г. Касаткин «Основные процессы и аппараты химической технологии» изд. «Химия», М. 1973 г. стр. 624). Это простейшие контактные сушилки периодического действия, которые используются в малотоннажных производствах. Основными недостатками таких сушилок является значительная длительность процесса сушки материала в неподвижном слое, а также наличие ручной операции выгрузки высушенного материала из лотков.
Указанных недостатков лишена установка периодического действия для сушки порошков по патенту РФ №2457412, класс МПК F26B 17/10,
Заявл. 10.02.2011 г. Эта установка принята в качестве прототипа. Она включает в себя сушильную камеру и контейнер. Сушильная камера снабжена системой подачи теплоносителя (подогретого воздуха). Между корпусом сушильной камеры и поддоном закреплена газораспределительная перегородка. Теплоноситель подается в поддон под газораспределительную перегородку через штуцер и регулятор подачи теплоносителя. В зоне между сушильной камерой и контейнером установлен штуцер для отвода отработанного теплоносителя. К корпусу сушильной камеры через переходный патрубок крепится контейнер. К переходному патрубку прикреплены две цапфы для установки сушилки на опоры. Одна из цапф связана с реверсивным приводом, на второй цапфе закреплена втулка с двумя кулачками, взаимодействующими с двумя датчиками положения. В нижней части контейнера имеется клапан для выгрузки высушенного порошка.
Установка по патенту №2457412 работает следующим образом. В исходном положении сушильная камера находится в верхнем положении. Под сушильную камеру подкатывают открытый контейнер с загруженным в него влажным порошком, предназначенным для сушки. Герметично скрепляют контейнер с сушильной камерой болтами. Затем включением привода переводят сушильную камеру в нижнее положение. При этом контейнер располагается над сушильной камерой и порошок под собственным весом пересыпается в сушильную камеру. Под газораспределительную перегородку включают подачу теплоносителя. Теплоноситель проходит через газораспределительную перегородку и через слой высушиваемого порошка и отводится через штуцер узла отвода отработанного теплоносителя.
После окончания процесса сушки сушильная камера с контейнером возвращаются в исходное положение. Высушенный продукт из сушильной камеры пересыпается в контейнер. Контейнер отсоединяют от сушильной камеры и перемещают на следующую технологическую фазу, где высушенный порошок через клапан в нижней части контейнера выгружают в последующий технологический аппарат.
Однако, у этой установки есть недостатки. Эти недостатки являются следствием плохой сыпучести исходного влажного порошка:
- загрузка влажного порошка из контейнера в сушильную камеру происходит неравномерно и не в полном объеме. В результате слой влажного порошка на поверхности газораспределительной перегородки имеет различную толщину, а часть поверхности перегородки остается не закрытой порошком. Это значительно снижает эффективность сушки, т.к. большая часть теплоносителя проходит через газораспределительную перегородку в местах, где нет порошка и сопротивление прохождению воздуха меньше, чем там, где находится исходный влажный порошок.
- часть влажного порошка остается прилипшим внутри контейнера, что впоследствии затрудняет выгрузку уже высушенного порошка из контейнера через выгрузочный клапан.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение при загрузке равномерного слоя исходного порошка на газораспределительной перегородке и равномерное просушивание всего слоя порошка, а также надежной выгрузки высушенного порошка в последующий технологический аппарат или в приемную транспортную емкость.
Технический результат достигается за счет того, что сушилка периодического действия состоит из сушильной камеры с газораспределительной перегородкой, системы подвода теплоносителя, узла отвода отработанного теплоносителя, контейнера с клапаном выгрузки, реверсивного привода и рамы, причем высота сушильной камеры выбирается в пределах 0,5…0,7 м, соотношение диаметра сушильной камеры к ее высоте 1:1, соотношение диаметра загрузочного люка к диаметру цилиндрической части сушильной камеры составляет 0,5…0,6. При этом контейнер представляет собой цилиндрическую металлическую обечайку с клапаном в виде эластичного рукава, перетянутого в средней части перевязью.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фигурами 1 и 2.
На Фиг. 1 схематично показана сушилка периодического действия для сушки порошков в исходном положении после загрузки в сушильную камеру влажного продукта и закрепления на нее узла отвода отработанного теплоносителя.
На Фиг. 2 показана сушилка после выполнения операции сушки, установки вместо узла отвода отработанного теплоносителя контейнера с клапаном в виде эластичного рукава с перевязью в средней части и после поворота сушильной камеры на 180°.
Где: 1 - сушильная камера;
2 - система подвода теплоносителя;
3 - поддон;
4 - штуцер подвода теплоносителя;
5 - узел отвода отработанного теплоносителя;
6 - штуцер отвода отработанного теплоносителя;
7 - газораспределительная перегородка;
8 - цапфа; 9 - опора; 10 - рама;
11 - реверсивный привод;
12 - втулка с кулачками;
13, 14 - датчики положения;
15 - контейнер с клапаном выгрузки;
16 - цилиндрическая металлическая обечайка;
17 - эластичный рукав; 18 - перевязь;
19 - транспортная емкость.
Сушилка периодического действия фиг. 1 включает в себя сушильную камеру 1 и контейнер с клапаном выгрузки 15. Сушильная камера 1 снабжена системой подвода теплоносителя 2 (нагретого сжатого воздуха) с поддоном 3. Теплоноситель подается в поддон 3 через штуцер 4. Для проведения операции сушки на сушильную камеру устанавливается узел отвода отработанного теплоносителя 5 со штуцером 6. Между сушильной камерой 1 и поддоном 3 закреплена газораспределительная перегородка 7. К корпусу сушильной камеры 1 прикреплены две цапфы 8. Цапфы 8 служат для установки сушильной камеры 1 на опоры 9, которые закреплены на раме 10. Одна из цапф связана муфтой с реверсивным приводом 11. На второй цапфе закреплена втулка с двумя кулачками, которые взаимодействуют с двумя датчиками положения 13 и 14.
Сушилка периодического действия на операции выгрузки высушенного продукта показана на фиг. 2. Для подготовки сушилки к выполнению операции выгрузки после окончания операции сушки с фланца сушильной камеры 1 снимают узел отвода отработанного теплоносителя 5 и вместо него устанавливают контейнер с клапаном выгрузки 15, состоящий из цилиндрической металлической обечайки 16 и клапана в виде эластичного рукава 17, перетянутого в средней части перевязью 18. На фиг. 2 сушильная камера 1 с подсоединенным к ней контейнером 15 показаны в положении, когда эти узлы совместно перевернуты на цапфах на 180° от исходного положения.
Сушилка периодического действия для сушки порошков работает следующим образом. В исходном положении, как показано на фиг. 1, сушильная камера 1 находится в нижнем положении. Это положение контролируется датчиком положения 14. Для загрузки влажного порошка снимается узел отвода отработанного теплоносителя 5 и в сушильную камеру 1 на газораспределительную перегородку ровным слоем загружают влажный порошок. Для удобства выполнения операции загрузки высота сушильной камеры выбирается от 0,5 до 0,7 м, соотношение диаметра сушильной камеры к ее высоте составляет 1:1, а соотношение диаметра загрузочного люка к диаметру цилиндрической части сушильной камеры составляет 0,5…0,6. После загрузки порошка на сушильную камеру 1 устанавливают узел отвода отработанного теплоносителя 5 и начинают процесс сушки. Через штуцер 4 включают подачу теплоносителя в поддон 3. Теплоноситель проходит через газораспределительную перегородку и через слой порошка и затем отводится через штуцер 6 узла отвода отработанного теплоносителя 5.
После окончания процесса сушки с сушильной камеры 1 снимают узел отвода отработанного теплоносителя 5 и вместо него закрепляют контейнер 15, который представляет из себя цилиндрическую металлическую обечайку 16 с закрепленным на ней эластичным рукавом 17 из плотной ткани, перетянутым в средней части перевязью. После закрепления контейнера 15 на сушильной камере 1 включают привод 11 для выполнения поворота на 180° до срабатывания датчика положения 13, сигнал которого останавливает привод. Сушильная камера 1 устанавливается в верхнем положении, а контейнер с клапаном выгрузки 15 - в нижнем. Порошок из сушильной камеры 1 ссыпается в контейнер 15, попадая в цилиндрическую металлическую обечайку 16 и в эластичный рукав 17 до места перетяжки перевязью 18. Свободную нижнюю часть эластичного рукава 17 под перевязью подсоединяют к входному патрубку транспортной емкости 19 или к последующему технологическому аппарату. Затем развязывают перевязь, освобождая эластичный рукав 17 для свободной ссыпки продукта из контейнера 15 в транспортную емкость 19. После выгрузки включают привод 11 на обратное вращение на 180°, сушильная камера 1 занимает исходное (нижнее) положение, срабатывает датчик положения 14, давая сигнал на остановку привода. После этого отсоединяют контейнер 15 от сушильной камеры 1. Сушилка готова для приема следующей порции порошка для сушки.
Сушилка периодического действия испытана при сушке порошков в условиях опытного производства АО «НИИПМ» с положительным результатом.