УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ

Полезная модель относится к оборудованию для сушки твердых материалов и может быть использована для сушки угля, торфа, зерна, опилок, помета или навоза перед их дальнейшим использованием.
Известно устройство для сушки навоза, содержащее корпус, разделенный перфорированной перегородкой на верхнюю и нижнюю полости, причем в верхней части корпуса выполнены перфорации, а в полости корпуса размещены источники СВЧ-излучения. В нижней части корпуса образована камера термообработки, через которую проходит спиральный трубопровод, соединенный входом с подводящей трубой. Выход спиральной трубы соединен с устройством разделения сырья на фракции, имеющее два выхода, через один из которых отводится готовый продукт, высушенный до требуемых кондиций в спиральной трубе, а другой связан с лотком, расположенным в верхней части камеры, на котором установлен шнековый транспортер, связанный с узлом выгрузки готового продукта (например, сухого органического удобрения)
(см. патент на полезную модель №35500, кл. А01С 3/00, 2004 г.).
В результате анализа данного устройства необходимо отметить, что оно осуществляет предварительную сушку в нижней части корпуса, с последующим разделением сырья на твердую и жидкую фазы, сбор жидкой фазы и окончательную сушку твердой фазы в верхней части корпуса. Однако данное устройство не обеспечивает разделение на фазы по крупности фрагментов сырья и отдельную и независимую сушку их.
Известна сушилка для мелкозернистых семян, содержащая сепаратор для очистки семян от механических примесей, связанный через норию с загрузочным бункером, выход которого шнеком связан с устройством сушки, в корпусе которого установлено два яруса сит. Сушилка также содержит питатели, охладитель, циклоны, вентиляторы для подачи агента сушки и охлаждающего воздуха.
При работе сушилки сырые семена после удаления механических примесей норией подаются в загрузочный бункер. Далее шнеком через питатель семена подаются на верхний ярус сит, где нагреваются встречным потоком отработанного агента сушки. Под действием нагретого воздуха высушиваемая масса нагревается, разрыхляется, переходит во взвешенное состояние и равномерно распределяется по всей поверхности сита. С верхнего сита продукт через питатель поступает на второй ярус сит, где смешивается с потоком горячего воздуха, нагнетаемого вентилятором и окончательно высушивается и охлаждаются в охладителе холодным воздухом, нагнетаемым вентилятором. Семена, уносимые потоком воздуха, улавливаются в циклонах.
(см. патент на полезную модель №27688, кл. F26B 3/08, 2003 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа выполнения данной сушилки необходимо отметить, что в нем процесс разрыхления и предварительной сушки материала осуществляется встречным потоком воздуха с окончательной сушкой материала на сите горячим потоком воздуха. Однако и в данной сушилке не предусмотрено разделение материала по крупности его частиц и раздельная их сушка, что снижает качество сушки и создает предпосылки для возгорания осушаемого материала в процессе его сушки.
Известные решения не позволяют обеспечить равномерную сушку всех классов крупности осушаемого материала за один технологический цикл, высокоэффективного использования тепла сушильного агента, практически избежать потерь осушаемого материала с выбросами отработанного сушильного агента, обеспечить пожаробезопасность процесса сушки. Решение совокупности таких задач особенно актуально при необходимости сушки больших объемов влажных органических, легко возгораемых материалов, например, опилок, торфа, лигнина, навоза, помета. Это связано с тем, что при сушке таких материалов, с попаданием в сушильный агент кислорода, мелкие классы высыхают быстро и загораются, в то время как более крупные классы еще не успели высохнуть.
Техническим результатом настоящей полезной модели является устранение указанных выше недостатков, а именно, обеспечение качественной сушки всех классов крупности осушаемого материала, обеспечение пожаробезопасности процесса сушки, высокой эффективности использования тепла сушильного агента и низких потерь осушаемого материала с выбросами отработанного сушильного агента, что дополнительно повышает экологическую безопасность работы сушильной установки.
Указанный технический результат обеспечивается за счет того, что в установке для сушки, содержащей загрузочный бункер, шнековый питатель для подачи осушаемого материала в камеру сушки, нагнетатель сушильного агента в камеру сушки, устройство очистки отработанного сушильного агента, бункер для сухого материала и систему подачи сушильного агента, новым является то, что установка снабжена второй камерой сушки и сепаратором для разделения осушаемого материала на мелкие и крупные частицы, связанного с выходом питателя и имеющего два выхода, каждый из которых связан с входом одной из камер сушки, выходы которых связаны с бункером для сухого материала, причем полости камер и сепаратор имеют возможности соединения через шиберы с системой нагнетания сушильного агента, устройство очистки отработанного сушильного агента связано с бункером для хранения сухого материала и с нагнетателем сушильного агента, газовый выход которого имеет возможность соединения с системой подачи сушильного агента в камеры и сепаратор или с атмосферой, при этом, камера сушки крупных частиц материала выполнена в виде корпуса, в котором с возможностью вращения посредством привода установлен винт или шнек, а на винте или шнеке могут быть закреплены лопатки, предназначенные для перемешивания и разрыхления осушаемого материала.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема установки для сушки.
Установка для сушки содержит бункер 1 для загрузки осушаемого материала, на выходе которого установлен шнековый питатель 2, связанный с входом полочного сепаратора 3. Полочный сепаратор 3 монтируют вертикально или наклонно. Один выход сепаратора связан с камерой 4 сушки мелких частиц материала, выполненной в виде трубы или короба. Другой выход сепаратора связан с камерой 5 сушки крупных частиц материала. Установка также содержит устройство 6 очистки отработанного сушильного агента (дымовых газов) от твердых частиц, которое может быть размещено на бункере 7 для сухого материала и связано с полостью бункера 7. У выхода бункера 7 в нижней его части установлен шнековый выгружатель 8 сухого материала. Установка содержит систему подачи сушильного агента (газоход) 9 для подачи сушильного агента, в котором установлены шиберы 10, 11, 12 распределения сушильного агента по камерам сушки и в сепаратор. Установка оснащена нагнетателем сушильного агента - дымососом 13, связанным с газовым выходом устройства 6. В газоходе отвода отработанного сушильного агента установлены шиберы 14, один из которых соединяет упомянутый выше газоход с газоходом 15 рециркуляции отработанного сушильного агента и связанным с газоходом 9. Камера 5 сушки крупных частиц материала представляет собой корпус 16 трубчатой формы в котором с возможностью вращения посредством привода установлен винтовой (шнековый) конвейер 17. На нерабочей поверхности винта (шнека) установлены лопатки (не показаны).
Камеры сушки и сепаратор могут быть снаружи оснащены кожухами (не показаны) для прокачки через зазор между кожухом и корпусом греющего агента (например, сушильного агента)
Работа установки осуществляется в автоматическом цикле. Для этого установка оснащена системой управления (не показана).
Для обеспечения работы установки в автоматическом цикле и поддержания заданных режимов работы установки задвижки шиберов оснащены регулируемыми приводами их перемещения. Дымосос 13 оснащен устройством автоматического регулирования его тяги. Шнеки оснащены частотно регулируемыми приводами. Бункер 6 оснащен датчиками температуры и влажности высушенного материала. Камеры сушки и газоход 15 оснащены датчиками температуры.
Работа установки осуществляется следующим образом.
Осушаемый материал подается в бункер 1, откуда шнековым питателем 2, обеспечивающим герметизацию подачи за счет пробки из подаваемого материала, создаваемой на конечном участке трубы питателя, подается в полочный сепаратор 3, представляющий из себя прямоугольную в сечении трубу с наклонными полками внутри, укрепленными на противоположных стенках трубы в шахматном порядке. Материал под действием гравитации пересыпается с полки на полку сверху вниз и поперек сечения трубы за счет скольжения по наклонным плоскостям полок. При этом движении материал разрыхляется. Горячий сушильный агент из газохода 9 через шибер 10 под воздействием тяги дымососа 13 поступает в сепаратор 3 и проходит навстречу движущемуся вниз разрыхленному слою материала. При этом поток сушильного агента захватывает наиболее мелкие частицы материала и переносит их по камере 4 сушки мелких частиц материала в бункер 7 и одновременно сушит их. В устройстве очистки 6 осушенные мелкие твердые частицы отделяются от сушильного агента и стекают в бункер 7 сухого материала. Крупные частицы материала в сепараторе 3, которые не были захвачены потоком сушильного агента, под собственным весом опускаются вниз и попадают в камеру 5 сушки крупных частиц. В камере сушки крупных частиц, последние вращающейся рабочей поверхностью винта (шнека) 17 продвигаются вперед к бункеру 7, а лопатками, укрепленными на нерабочей поверхности винта (шнека), частицы материала подбрасываются и взрыхляются, образуя кипящий и движущийся слой материала. В этот слой материала подается за счет тяги дымососа 13 горячий сушильный агент из газохода 9 через шиберы 11 и 12. Горячий сушильный агент в камере 5, взаимодействуя с кипящим слоем материала, осушает его, а винт (шнек) 17 доставляет сухой материал в бункер 7 сухого материала. Через разгрузочный шнековый питатель 8 сухой материал из бункера 7 выдается для дальнейшего использования, при этом исключается подсос воздуха в бункер 7 при его выгрузке за счет пробки из сухого материала образуемой в конечной части трубы разгрузочного шнекового питателя 8. Отработанный сушильный агент из устройства очистки 6 дымососом 13 может быть через шиберы 14 либо сброшен в атмосферу, либо по газоходу 15 подан на рециркуляцию. Система газоходов и шиберов 10, 11, 12, 14 позволяет гибко регулировать количество и температуру сушильного агента в камерах сушки, а так же контролировать его влажность и температуру в бункере 7. При заполнении бункера 7 до определенного уровня датчик верхнего уровня подает сигнал в систему управления, автоматически включается разгрузочный шнековый питатель 8 и начинается разгрузка бункера 7. Как только уровень материала в бункере достигнет определенного нижнего уровня, датчик нижнего уровня подает сигнал в систему управления и разгрузочный шнековый питатель автоматически отключается и разгрузка бункера 7 прекращается. Если в бункере 7 или в камерах 4 или 5 температура превысит допустимую, датчики температуры в этих агрегатах сушильной установки срабатывают и система управления через автоматически управляемые шиберы 10, 11, 12, 14 увеличивает подачу рециркулируемого отработанного сушильного агента в камеры сушки материала. Так как отработанный сушильный агент имеет температуру ниже свежего сушильного агента, то температура в камерах сушки и бункере 7 начинает снижаться. Если в бункере 7 и камерах сушки 4 и 5 температура стала ниже контрольной, то датчики температуры срабатывают и автоматически через шиберы 14 количество подаваемого рециркулируемого отработанного сушильного агента в камеры сушки уменьшается или прекращается, а количество свежего сушильного агента увеличивается за счет изменения режимов работы дымососа 13. При изменении влажности осушенного материала относительно установленной, датчик влажности срабатывает и автоматически поднимается или снижается температура в камерах сушки, как было указано выше, тем самым изменяется в нужную сторону влажность осушенного материала в бункере 7.
Работоспособность сушильной установки была проверена на сушке опилок, торфа и птичьего помета. При эксплуатации установки обеспечивалась равномерная сушка всех классов крупности сырья, не было выявлено ни перегрева материала, ни его возгорания внутри сушильных ветвей установки. Эффективность работы сушильной установки подтверждена замерами при испытаниях ее. Затраты тепла на испарение одной тонны воды при сушке указанных материалов на данной сушильной установке составили 0,72 Гкал/т, что подтверждает высокую эффективность сушильной установки. В сбрасываемом отработанном сушильном агенте содержание твердых частиц не превышало допустимых концентраций.