АППАРАТ ДЛЯ СУШКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR DRYING BULK MATERIALS

Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов с перемещением высушиваемого материала под действием силы тяжести, и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, где необходима сушка или иная обработка сыпучего материала при повышенных температурах.
Известен аппарат для сушки сыпучих материалов, содержащий корпус с укрепленными на штангах и установленными эквидистантно и равномерно по высоте корпуса обечайками, ориентированными меньшим основанием по ходу движения материала с размещенными в них рассекателем, устройства загрузки и выгрузки материалов, патрубки подачи и отвода теплоносителя, обечайки выполнены четырехугольными, а рассекатели из уголков имеют пирамидообразную форму, причем в верхней части корпуса установлены рассекатели из уголков полками внутрь, а в нижней - полками наружу (см. А.С. СССР №1812404, МПК F26B 17/12, опуб. 30.04.93).
Наиболее близким к заявляемому устройству является аппарат для термообработки сыпучих материалов, содержащий вертикальный корпус с узлами загрузки и разгрузки, по оси которого расположена газораспределительная труба с газовыпускными отверстиями, а вокруг трубы размещены кольцевые полки, образующие с корпусом и трубой кольцевые зазоры, труба разделена поперечной глухой перегородкой на две секции, подключенные к автономным источникам газа с различной температурой, а в кольцевых зазорах нижней секции дополнительно установлены форсунки для подачи окислителя (см. А.С. СССР №937932, МПК F26B 17/12, опуб. 23.06.82).
Недостатками известного устройства является недостаточная полнота использования теплоты сушильного агента за счет того, что он, единожды пройдя через материал, располагающийся на кольцевой полке, выводится из процесса сушки. Недостатком является также отсутствие этапа сушки во взвешенном состоянии, так как высушиваемый материал, проходя зазор между кольцевой полкой и газораспределительной трубой, минует фазу падения, опираясь на материал, расположенный на следующей кольцевой полке. Недостатком являются значительные потери тепла в процессе сушки и большой унос высушиваемого материала с отходящим газом сушильного агента.
Следствием вышеперечисленного является еще один недостаток известных устройств - большая длительность сушки.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение эффективности сушки.
Результат достигается тем, что аппарат для сушки сыпучих материалов, содержащий вертикальный корпус с узлами загрузки и разгрузки, по оси которого последовательно расположены кольцевые полки, образующие с корпусом кольцевые зазоры, патрубки подачи и вывода сушильного агента, отличается тем, что аппарат снабжен магнитным вибратором и патрубком возврата пыли-уноса, кольцевые полки установлены попеременно с наклоном к центру и к периферии корпуса с возможностью быстрой замены, кольцевые полки, установленные с наклоном к центру корпуса, выполнены с отверстием в центре, корпус снабжен теплоизолирующим слоем, патрубок для подачи сушильного агента расположен в нижней части корпуса, при этом корпус выполнен с расширением в зонах подачи и отвода сушильного агента.
Эффективность сушки повышается за счет многократного прохождения сушильного агента через высушиваемый материал, а также за счет теплоизоляции корпуса и рециркуляции сушильного агента, снижения или исключения уноса высушиваемого материала с отходящими газами сушильного агента. Кроме того, в предлагаемом аппарате соотношение и последовательность контактного и конвективного способов сушки близки к тем же параметрам промышленной барабанной сушилки, что делает предлагаемый аппарат для сушки сыпучих материалов пригодным для лабораторного апробирования режимов сушки перед их применением на промышленной барабанной сушилке.
На фиг.1 представлен аппарат для сушки сыпучих материалов в разрезе, на фиг.2 изображен вид сверху на фиг.1, на фиг.3 изображен укрупненный вид фрагмента корпуса, иллюстрирующий способ установки кольцевых полок.
Аппарат для сушки сыпучих материалов состоит из корпуса 1, оснащенного патрубками подачи 2 и вывода 3 сушильного агента, узлом загрузки 4 с винтовым механизмом 5 и узлом разгрузки 6 с золотниковым механизмом 7 высушиваемого материала, причем узлы загрузки и разгрузки соединены с корпусом с помощью гофрированных теплоустойчивых перемычек 8. Корпус оснащен механизмом фиксации 9 кольцевых полок с наклоном к периферии корпуса 10 и кольцевых полок с наклоном к центру корпуса 11, кольцевой полкой 12, жестко закрепленной на патрубке для возврата пыли уноса 13, и магнитным вибратором 14. Причем кольцевые полки 10 и 11 выполнены опирающимися друг на друга пластинчатыми упорами 15, а нижняя кольцевая полка опирается на кольцевой упор 16, приваренный к корпусу 1. Каждая кольцевая полка оснащена тремя пластинчатыми упорами, установленными по кругу через угол 120°. Кольцевые полки 10 образуют с корпусом кольцевые зазоры 17, а кольцевые полки 11 имеют отверстие в центре 18.
Кольцевые полки выполнены съемными (кроме нижней жестко закрепленной кольцевой полки 12) для возможности подбора нужного угла наклона поверхности кольцевой полки для каждого конкретного высушиваемого материала, а корпус выполнен расширяющимся в зонах подачи и отвода сушильного агента для снижения его скорости и, как следствие, снижения уноса высушиваемого материала с отходящими газами сушильного агента. Угол верхних кольцевых полок подбирается близким к 0,8 α, где α - угол естественного откоса высушиваемого материала. Каждая следующая полка устанавливается с меньшим углом, а последняя - с углом около 0,4 α.
Для реализации улучшенной рециркуляции сушильного агента, аппарат для сушки сыпучих материалов оснащается патрубком для возврата пыли-уноса 13, который расположен таким образом, чтобы избежать повторного уноса потоком сушильного агента из патрубка 2.
Корпус дополнительно снабжен теплоизолирующим слоем 19.
Аппарат для сушки сыпучих материалов работает следующим образом.
Магнитный вибратор 14 создает вибрацию корпуса 1 с амплитудой 1…3 мм и частотой 100…1000 Гц. Этим обеспечивается лучшее прохождение материала через кольцевые зазоры 17 и центральные отверстия 18.
Подача сушильного агента производится в патрубок для подачи сушильного агента 2 в нижней части корпуса аппарата.
Высушиваемый материал подается винтовым питателем 5 в верхнюю часть корпуса 1 и попадает на кольцевую полку 10. Далее он скатывается в сторону кольцевого зазора 17. В этот период материал высушивается контактным способом, контактируя с горячей кольцевой полкой, и конвективным способом, омываясь встречным потоком сушильного агента. Затем материал падает из кольцевого зазора 17 и высушивается конвективным способом, пока не попадает на кольцевую полку 11, по которой движется к отверстию в центре 18, высушиваясь аналогично высушиванию на кольцевой полке 10.
Аналогично высушиваемый материал проходит все последующие полки, пока, скатившись по жестко закрепленной кольцевой полке 12, не попадает в узел разгрузки 6.
Подача сушильного агента производится в патрубок 2 для подачи сушильного агента в нижней части корпуса. Благодаря этому, сушильный агент сначала проходит в отверстие нижней кольцевой полки, высушивая материал, падающий из этого отверстия, и материал, скатывающийся по нижней кольцевой полке, после чего проходит через кольцевой зазор второй снизу кольцевой полки, высушивая материал, падающий из кольцевого зазора, и материал, скатывающийся по второй снизу кольцевой полке, и т.д. Таким образом, сушильный агент многократно проходит через высушиваемый материал.
Далее сушильный агент выводится из корпуса аппарата 1 через патрубок вывода теплового агента 3 и попадает в обеспыливающий аппарат, в связке с которым, как правило, работают аппараты для сушки сыпучих материалов. Из обеспыливающего аппарата отдельно выводится пыль-унос и обеспыленный сушильный агент. При этом пыль-унос попадает через патрубок для возврата пыли 13 под нижнюю жестко закрепленную кольцевую полку 12, чтобы избежать повторного уноса потоком сушильного агента из патрубка 2, и оседает в узел разгрузки 6.