ПАНЕЛЬНАЯ СУШИЛКА ДЛЯ МАТЕРИАЛОВ С ПЛОХИМИ СЫПУЧИМИ СВОЙСТВАМИ

Полезная модель относится к сушильной технике и может быть использована в энергетике, угольной, химической и других областях, где необходимо сушить, нагревать или охлаждать материал.
Известна барабанная трубчатая сушилка [1] - аналог, применяемая для сушки влажных углей в энергетике и угольной промышленности. Сушилка выполнена в виде толстостенного барабана, скрепленного с полым центральным валом двумя расположенными по торцам трубными досками, соединенными друг с другом ввальцованными в них трубами. По трубам, при вращении барабана, движется подсушиваемый материал. В межтрубное пространство из вала поступает греющий пар, отдающий свое тепло через стенки труб сушимому материалу. При этом сушимый материал загружается с переднего торца барабана в трубы, проходя в них, нагревается, отдает влагу сушильному агенту, просасываемому по трубам, и выгружается за задней трубной доской в разгрузочную коробку, из которой отсасывается отработавший сушильный агент в смеси с водяными парами. Пар в межтрубном пространстве отдает тепло трубам с материалом, нагревает их, конденсируется и конденсат удаляется из барабана сушилки.
Недостатком аналога [1] является повышенная требовательность к сыпучим свойствам сушимого материала, который в случае снижения этих свойств застревает в трубах, в результате чего сушилка резко снижает свою производительность или же оказывается неработоспособной.
Известна паровая панельная сушилка [2] - аналог, в которой пар поступает из полого вала в трубы расположены не в трубных досках, а в виде радиальных панелей, образующих замкнутые проточные ячейки (каналы) между валом и корпусом барабана. В эти ячейки с переднего торца сушилки подается сушимый материал, при вращении барабана он перемещается к его выходному торцу, и, нагреваясь, высушивается. Большие размеры поперечного сечения секторных ячеек и интенсивное соскальзывание сушимого материала по горячим
стенкам панелей исключают его застревание, влияющее на ограничение производительности сушилки.
Недостатком аналога [2] является наличие некомпенсированных температурных напряжений, возникающих в результате соединения в одной конструкции нагреваемых паром вала, трубчатых панелей и не нагреваемых паром толстостенной обечайки барабана и стоек, передающих крутящий момент от барабана на вал сушилки. Это снижает срок безаварийной работы сушилки и увеличивает расходы на ремонтные работы.
Известна сушилка для сыпучих материалов, содержащая полый цилиндрический корпус с соосно расположенным внутри полым валом, жестко соединенным с корпусом посредством установленных радиально вдоль вала групп полых стоек, а также теплообменную насадку в виде плоских трубчатых панелей с двумя коллекторами, один из которых сообщен с полостью вала, другой - с полостью корпуса, и установленных радиально между валом и корпусом с образованием секторных проточных ячеек, переднюю неподвижную торцевую крышку с входными патрубками для подачи в секторные ячейки сушимого материала и сушильного агента, неподвижный патрубок для подачи через полый вал в насадку и корпус греющего теплоносителя, неподвижный торцевой приемный короб с течкой отвода высушенного материала и патрубком отвода отработавшего сушильного агента, а также неподвижный патрубок для отвода из полого вала отработавшего теплоносителя, причем ось сушилки расположена под углом к горизонтали, обеспечивающим движение сушимого материала в ячейках вдоль корпуса самотеком в направлении приемного короба [3] - прототип. Соединение полости корпуса через полые стойки с полостью вала, куда подается теплоноситель, в сочетании с теплообменной насадкой обеспечивает равномерный прогрев сушимого материала, причем корпус, стойки, вал и панели имеют при работе сушилки одинаковую температуру, что исключает возникновение некомпенсированных температурных напряжений.
Недостатком прототипа [3] является то, что в этой сушилке полость корпуса, выполненного в виде барабана, образована кольцевым зазором между двумя соосными толстостенными цилиндрическими обечайками. Это приводит
к значительному увеличению веса барабана и к ограничению параметров (давления и температуры) греющего теплоносителя по условиям устойчивости внутренней обечайки барабана.
Достигаемым результатом полезной модели является уменьшение веса корпуса и расширение интервала допустимых значений параметров подаваемого в сушилку греющего теплоносителя.
Это обеспечивается тем, что в сушилке для сыпучих материалов, содержащей полый цилиндрический корпус с соосно расположенным внутри полым валом, жестко соединенным с корпусом посредством установленных радиально вдоль вала групп полых стоек, а также теплообменную насадку в виде плоских трубчатых панелей с двумя коллекторами, один из которых сообщен с полостью вала, другой - с полостью корпуса, и установленных радиально между валом и корпусом с образованием секторных проточных ячеек, переднюю неподвижную торцевую крышку с входными патрубками для подачи в секторные ячейки сушимого материала и сушильного агента, неподвижный патрубок для подачи через полый вал в насадку и корпус греющего теплоносителя, неподвижный торцевой приемный короб с течкой отвода высушенного материала и патрубком отвода отработавшего сушильного агента, а также неподвижный патрубок для отвода из полого вала отработавшего теплоносителя, причем ось сушилки расположена под углом к горизонтали, обеспечивающим движение сушимого материала в ячейках вдоль корпуса самотеком в направлении приемного короба, согласно полезной модели, корпус выполнен в виде равномерно расположенных по образующим цилиндра труб, соединенных между собой по окружности цилиндра пластинами или трубками меньшего диаметра, также соединенными между собой с образованием газоплотной поверхности.
Выполненный из труб корпус допускает работу сушилки при значениях температуры и давления теплоносителя существенно больших, по сравнению с барабаном из двух цилиндрических обечаек (соответственно 350°С, 3 МПа и 200°С, 0,5 МПа). Кроме того, цилиндрический корпус, выполненный из труб, при прочих равных условиях имеет вес в 2 раза меньше и поверхность в 1, 3 раза больше, чем корпус из двух соосных обечаек.
На фиг.1 изображена в продольном разрезе одна из возможных конструкций сушилки согласно полезной модели; на фиг.2 - то же в поперечном разрезе по А-А фиг.1; на фиг.3 то же в поперечном разрезе по Б-Б фиг.1.
Сушилка содержит полый цилиндрический корпус, выполненный в виде равномерно расположенных по образующим цилиндра труб 1, соединенных между собой по окружности цилиндра пластинами или в данном случае трубками 2 меньшего диаметра, также соединенными между собой пластинами 3 с образованием газоплотной поверхности. Внутри корпуса соосно с ним расположен полый вал 4, жестко соединенный с трубами 1 корпуса посредством установленных радиально вдоль вала 4 трех групп полых стоек соответственно 5, 6, 7. Вал 4 установлен в подшипниках 8. В пространстве между корпусом и валом помещена теплообменная насадка в виде плоских трубчатых панелей 9, 10 (фиг.. 1, 3), каждая с двумя коллекторами, один из которых 11 сообщен с полостью вала 4, другой 12 - с полостью трубы 1 корпуса (рис.1). Панели установлены радиально между валом 4 и корпусом с образованием секторных проточных ячеек 13. При этом в каждой радиальной плоскости расположения полых стоек, 5, 6, 7 установлены две разделенных центральной стойкой 6 короткие панели 9 (верхняя половина фиг.1), а в радиальных плоскостях между указанными стойками - одна удлиненная панель 10 (нижняя половина фиг.1). Панели могут быть выполнены из сваренных между собой плавниковых труб (на чертеже не показано). К корпусу примыкают с обеспечением свободы его вращения (фиг.1) передняя неподвижная торцевая крышка 14 с течкой 15 для подачи в секторные ячейки 13 сушимого материала и патрубком 16 для подачи в них же сушильного агента. Выходная часть корпуса от последней группы стоек 7 помещена внутри приемного короба 17 с течкой 18 для отвода подсушенного материала и патрубком 19 отвода отработавшего сушильного агента (выпара). К полому валу 4 примыкают также с обеспечением возможности его вращения неподвижный патрубок 20 для подачи через полый вал в панели 9, 10 теплообменной насадки и в корпус греющего теплоносителя и неподвижный патрубок 21 для отвода из полого вала 4 отработавшего теплоносителя (конденсата). Ось сушилки расположена под углом α=1-3° к горизонтали, обеспечивающим движение
сушимого материала в ячейках 13 вдоль корпуса в направлении приемного короба 17. Подшипник 8 со стороны последнего выполнен опорно-упорным.
Сушилка работает следующим образом. Корпус сушилки приводится во вращение от привода через шестерни (на чертеже не показаны). Греющий теплоноситель (пар) Па подается через патрубок 20 в полый вал 4, откуда он через коллекторы 11 поступает в радиальные панели 9 и 10, а по полым стойкам 5 и 6 - в трубы 1, а из них в трубки 2 корпуса. Отработанный теплоноситель (конденсат) отводится из панелей 9, 10 по коллекторам 12 в конденсатосборник (на чертеже не показан), разделенный на равновеликие сектора по количеству стоек 7 в последней группе по ходу теплоносителя. Сырой материал поступает в сушилку по течке 15, равномерно распределяясь по секторным ячейкам 13. В каждой ячейке 13 порция материла при вращении корпуса равномерно высушивается в результате многократного пересыпания. Вращение корпуса в сочетании с его наклоном к горизонтали обеспечивает непрерывное перемещение сушимого материала в осевом направлении в сторону выходной части корпуса. Подсушенный материал попадает в приемный короб 17, а оттуда через течку 18 отводится из сушилки. Выделяющаяся из материала влага (выпар) удаляется из сушилки сушильным агентом подводящимся через патрубок 16 и отсасываемым из сушилки вентилятором (на чертеже не показан) через отводящий патрубок 19.
Таким образом, сушилка согласно полезной модели обеспечивает высокую эффективность и равномерность сушки при относительно небольшой металлоемкости и увеличенном интервале допустимых значений температуры и давления греющего теплоносителя.
Источники информации:
1. Расчет и проектирование сушильных установок. / Лебедев П.Д. // ГЭИ, М.-Л., 1963 г., с. 113-119.
2. Сушка топлива в паровой панельной сушилке. / Кузнецов П.Я. и др. // Электрические станции, 1991, №6, с. 36-38.
3. Патент RU №2059953, 6 F26В 11/06, 1994.