СУШИЛЬНО-ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА
DRIER-GRINDER PLANT

Изобретение относится к машиностроению, в частности к установкам для сушки и измельчения травы при изготовлении кормовой травяной муки, а также может быть использовано для сушки и измельчения отходов древесины.
Известно устройство для сушки сыпучих и несыпучих материалов, например измельченной подвяленной травы (см. патент RU на изобретение №2300719, МПК F26B 17/00, опубликованный 10.06.2007 г. «Аэрожелоб универсальный для сушки сыпучих и несыпучих материалов»), включающее сушильную камеру, днище которой выполнено из воздухораспределительных решеток и рассекателей, разравнивающий шнек и устройство отсечки, воздухоподающий канал с топочным блоком и вентилятором, подвижное реверсивное сводоразрушающее устройство на тележечном конвейере.
Недостатком известного устройства является то, что оно производит только сушку предварительно измельченной травы, что требует дополнительного оборудования. Кроме того, в известной конструкции аэрожелоба для исключения образования сводов над жалюзийными коробами необходимо использовать подвижное реверсивное сводоразрушающее устройство на тележечном конвейере, что значительно усложняет устройство.
Наиболее близкой по назначению и технической сущности является сушильно-измельчительная установка для производства кормовых продуктов (см. патент RU на полезную модель №71860, МПК A23K 1/00, B02C 21/00, опубликованный 27.03.2008 г.), включающая станину (корпус), на которой закреплены электродвигатель с приводом, термокамера (камера сушки) с теплообменником, выполненным в виде спиральной трубки, снабженная устройством загрузки сырья и выгрузки готового продукта и с размещенным внутри нее перемешивающим измельчающим устройством, выполненным в виде ротора, связанного с приводом электродвигателя и снабженного лопастями с измельчающими ножами.
Известная установка предназначена только для сушки и измельчения сыпучих материалов, например отрубей или лузги подсолнечника. Расположение теплообменника, выполненного в виде спирали, с наружной стороны термокамеры не может обеспечить достаточную температуру прогрева по всему объему камеры в случае сушки и измельчения травы, а следовательно, на ней без предварительной сушки и измельчения невозможно изготовить травяную муку. Кроме того, установка работает в режиме цикличности, что снижает ее производительность.
Техническим результатом является создание малогабаритной высокопроизводительной и экономичной установки для непрерывного производства сухих порошков, например травяной муки или измельченной древесины.
Указанный технический результат достигается тем, что сушильно-измельчительная установка, включающая корпус, в котором расположены сушильная камера с перемешивающим устройством, снабженным лопастями, измельчающие элементы, теплообменник, устройство загрузки и камеру выгрузки, согласно изобретению дополнительно содержит камеру предварительной сушки с перемешивающим устройством, выполненным в виде ротора с лопатками, и печку с наклонными разнонаправленными направляющими, сообщающимися между собой, а также подъемник, при этом измельчающие элементы являются сушильным агентом и выполнены в виде подвижных тел из прочного теплопроводного материала, лопасти выполнены в виде дугообразных пластин с винтообразной поверхностью, соединенных на концах между собой, сушильная камера выполнена виде двух желобов, при этом начало первого желоба соединено с камерой предварительной сушки и печкой, а его конец через перепускное отверстие - с началом по ходу сырья второго желоба, расположенного над камерой выгрузки и соединенного с подъемником, теплообменник выполнен в виде сообщающихся между собой теплообменных камер, расположенных соответственно между корпусом и желобами, между корпусом и печкой, между корпусом и камерой предварительной сушки, устройство загрузки снабжено теплообменной рубашкой, а лопатки ротора снабжены отгибами, устройство загрузки и камера выгрузки снабжены шнеками, измельчающие элементы выполнены в виде шаров.
Наличие камеры предварительной сушки с перемешивающим устройством, выполненным в виде ротора, снабженного лопатками, и расположение по ее периметру высокотемпературной камеры теплообменника позволяет без дополнительных затрат на нагрев теплоносителя производить непрерывно предварительную сушку и перемешивание исходного сырья.
Наличие печки, снабженной наклонными разнонаправленными направляющими, сообщающимися между собой, позволяет ей выполнять две функции, а именно нагрев теплового агента - подвижных тел, а также нагрев теплоносителя в теплообменных камерах, окружающих печку.
Выполнение измельчающих элементов в виде подвижных тел, например шаров, из прочного теплопроводного материала, являющихся также сушильным агентом, позволяет непрерывно производить их нагрев и простыми средствами, путем самоката под собственным весом, подавать из печки в камеру сушки и через подъемник обратно в печку для последующего нагрева.
Выполнение сушильной камеры в виде двух желобов, когда начало первого желоба по ходу сырья соединено с камерой предварительной сушки и печкой, а его конец через перепускное отверстие - с началом по ходу сырья второго желоба, расположенного над камерой выгрузки и соединенного с подъемником, позволяет удлинить путь прохождения сырья в сушильной камере, что обеспечивает оптимальный температурный и временной режим сушки сырья при минимальных габаритах установки. А также позволяет обеспечить непрерывное производство готового продукта, например травяной муки.
Наличие теплообменника, выполненного в виде сообщающихся между собой камер, расположенных соответственно между корпусом и желобами сушильной камеры, между корпусом и печкой, между корпусом и камерой предварительной сушки, позволяет нагревать воздух под сушильной камерой и по периметру печки, а затем использовать его для нагрева камеры предварительной сушки, а также для нагрева сырья в устройстве загрузки посредством теплообменной рубашки.
Выполнение лопастей перемешивающего устройства камеры сушки в виде соединенных на концах дугообразных пластин с винтообразной поверхностью позволяет перемешивать продукт с подвижными измельчающими элементами по принципу шнека, перемещая их от начала к концу желобов, что улучшает измельчение и сушку, а также позволяет направлять подвижные элементы на выгрузку к подъемнику, а готовый продукт в камеру разгрузки.
Из уровня техники известны устройства для сушки при получении сухих порошков (см. патент РФ №2217671 и №2225972, МПК F26B 11/12), в которых использовано применение подвижных сферических тел. Однако известные устройства предназначены для сушки липких материалов, где подвижные сферические тела выполнены преимущественно из фторопласта и используются для налипания обрабатываемого материала. Конструктивно известные устройства не позволяют получить сухие порошки из травы или из измельченной древесины. Кроме того, в известных устройствах теплоноситель в виде нагретого воздуха подают проточно, что значительно увеличивает расход энергоресурсов.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков изобретения, не выявлено, заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».
На фигуре 1 изображена сушильно-измельчительная установка в поперечном разрезе. На фигуре 2 изображен разрез А-А фигуры 1.
Сушильно-измельчительная установка включает корпус 1, в котором расположены сушильная камера 2 с перемешивающим устройством 3, снабженным лопастями 4, измельчающие элементы в виде подвижных тел 5, являющихся сушильным агентом, теплообменные камеры 6-1, 6-2, 6-3, устройство загрузки 7, камеру выгрузки 8, а также камеру предварительной сушки 9. Камера предварительной сушки 9 включает отсекатель 10 с отверстием 11, перемешивающее устройство, выполненное в виде ротора 12, снабженного лопатками 13. Вдоль камеры сушки 2 и камеры предварительной сушки 9, расположена печка 14, снабженная наклонными разнонаправленными направляющими 15, при этом конец предыдущей направляющей 15 сообщается с началом последующей направляющей 15. Печка 14 соединена с подъемником 16. Измельчающие элементы 5 выполнены из теплопроводного материала, преимущественно в виде металлических шаров. Сушильная камера выполнена в виде желобов 17 и 18, соединенных между собой перепускным отверстием 19 (см. фиг.2), при этом начало по ходу сырья первого желоба 17 соединено с камерой предварительной сушки 9 перепускным отверстием 20 и с печкой 14 отверстием 21. Второй желоб 18 расположен над камерой выгрузки 8 и снабжен отверстиями 22 для прохождения готового продукта, а в конце соединен с подъемником 16 при помощи наклонной трубки 23. В верхней части сушильная камера имеет отверстия для отведения паров (не показаны на чертеже). Подъемник 16 в верхней части соединен с печкой 14 отверстием 24 для падения металлических шаров 5 на направляющие 15. Теплообменник 6 выполнен в виде камеры 6-1, расположенной между корпусом 1 и желобами 17 и 18, камеры 6-2, расположенной между корпусом 1 и печкой 14, и камеры 6-3, расположенной между корпусом 1 и камерой предварительной сушки 9. При этом все камеры сообщаются между собой. Устройство загрузки 7 выполнено в виде трубы 25, внутри которой расположен шнек 26, а снаружи - теплоизоляционная рубашка 27, которая снабжена патрубками отвода конденсата 28 и отвода воздуха 29. Камера выгрузки 8 снабжена шнеком 30. Камера 6-1 теплообменника 6 снабжена отверстием для забора воздуха (не показано на чертеже) и вентилятором 31. В верхней части сушильно-измельчительной установки расположен вентилятор 32 для протягивания воздуха и подачи его вместе с отходящими водяными парами в теплоизоляционную рубашку 27. Лопасти 4 выполнены винтообразной формы и соединены на концах между собой. Между лопастями 4 установлены диски 33 с отверстиями 34. Лопатки 13 выполнены в виде металлических пластин, загнутых на концах. Приводы перемешивающих устройств 3 и 12, шнеков 26 и 30 выполнены от электродвигателей (не показаны на чертеже).
Сушильно-измельчительная установка работает следующим образом. Производят разогрев печки 14. Включают подъемник 16. При этом происходит нагрев металлических шаров 5, поступающих в печку 14 с подъемника 16 через отверстие 24. Одновременно происходит нагрев теплообменных камер 6-1, 6-2 и 6-3. В устройство загрузки 7 подают сырье - подвяленную естественным образом траву. Шнеком 26 по трубе 25 направляют сырье через отверстие 11 в камеру предварительной сушки 9. В загрузочном устройстве 7 за счет отходящего разогретого воздуха и полученного водяного пара, поступающих в теплоизоляционную рубашку 27, происходит предварительный разогрев сырья. Отдавший тепло воздух отводится через патрубок 29, конденсат - через патрубок 28. В камере предварительной сушки 9 ротором 12 и лопатками 13 производят рыхление сырья и перемещение его к перепускному отверстию 20. В камере предварительной сушки 9 происходит предварительная сушка сырья за счет разогретого воздуха, отходящего от печки 14 в теплообменную камеру 6-3. Подсушенное сырье через перепускное отверстие 20 поступает в желоб 17 сушильной камеры 2, куда одновременно с поступлением сырья направляют из печки 14 через отверстие 21 металлические шары 5. Лопастями 4 перемешивающего устройства 3 производят перемешивание подсушенного сырья с разогретыми металлическими шарами 5, которые отдают свое тепло сырью, осуществляя его окончательную сушку. Благодаря винтообразной поверхности лопастей 4 и дисков 33 подсушенное сырье вместе с нагретыми металлическими шарами 5 последовательно переходит на последующие ряды лопастей 4 через отверстия 34 дисков 33. В процессе перехода сырья с одного ряда лопастей на другой увеличивается интенсивность его измельчения. Затем измельченный сухой продукт вместе с металлическими шарами 5 через перепускное отверстие 19 поступает в желоб 18, где он меняет направление движения, снова перемешивается лопастями 4, проходя через отверстия 34 дисков 33 и направляется к концу желоба 18. Таким образом, в сушильной камере 2 происходит окончательная сушка и измельчение готового продукта. В желобе 18 готовый продукт просеивают через отверстия 22 в камеру выгрузки 8 и шнеком 30 направляют к отверстию выгрузки (не обозначено на чертеже). При этом происходит охлаждение готового продукта воздухом, нагнетаемым вентилятором 31 в теплообменную камеру 6-1. Одновременно в теплообменной камере 6-1 от тепла горячего продукта происходит нагрев воздуха, частично идущего на розжиг печки 14. Металлические шары 5, отдавшие тепло продукту, по наклонной трубке 23 скатываются на подъемник 16 и далее на направляющие 15 печки 14. Таким образом, происходит непрерывное производство измельченного продукта, например травяной муки, которую затем направляют на гранулирование. При габаритах сушильно-измельчительной установки 3000×1500×750 она позволяет получить тонну травяной муки в час.