ЛАБИРИНТНОЕ УПЛОТНЕНИЕ БАРАБАННОЙ СУШИЛКИ

Предлагаемое техническое решение относится к уплотнительным устройствам барабанныъ сушилок и может найти применение в химической, нефтехимической, горно-добывающей, строительной, металлургической, энергетической, автодорожной, пищевой, формацевтической, деревоперерабатывающей и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах сушки твердообразных отходов перед их вторичной переработкой.
Известные лабиринтные уплотнения, уплотняющее действия которых основано на создании малого зазора сложной извилистой формы между вращающимися и неподвижными деталями узла, выполненные в виде подвижных (вращающихся) колец, прикрепленных к вращающемуся валу или ротору, и неподвижных колец, прикрепленных к неподвижному корпусу аппарата (Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя издание 8-е, строение, 1967, с. 647,648; Анурьев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя, -М. Машиностроение, 1977. Т. 3, стр. 187).
К причинам препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная производительность по высушиваемому материалу на выходе из барабанной сушилки в связи с проскоком значительного объема холодного воздуха внутрь барабана через лабиринтное уплотнение, вызывающее уменьшение температуры сушильного агента внутри барабана приводящее к уменьшению скорости тепло- и массо- обменных процессов при сушке.
Известно уплотнение турбины, содержащее корпус, в котором выполнена по крайней мере одна кольцевая канавка, в которой размещено и жестко закреплено кольцо, имеющее на наружной поверхности выступ, а на внутренней поверхности усики, при этом выступ и усики выполнены из того же материала, что и кольцо, причем кольцо выполнено из материала на основе фторполимера и имеет радиальный разрез (Свидетельство на полезную модель РФ №10422, МПК F01D 11/00. 1999 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится большой подсос воздуха при большом диаметре барабанной сушилки по сравнению с диаметром вала турбины, для которого предназначено это уплотнение, что приводит к смешению холодного воздуха с горячим сушильным агентом в барабане сушилки, его охлаждению и снижению производительности по высушиваемому материалу.
Известно: лабиринтно-луночное уплотнение (описание полезной модели к патенту РФ №60151, F04D 29/08. 2006 г.), содержащее лабиринт с лабиринтными гребешками и серпообразными лунками, расположенными на внутреннем диаметре диафрагмы, разделяющей полость высокого и полость низкого давления, и ротор, причем в каждом гребешке серпообразные лунки размещены друг за другом по внутреннему диаметру гребешка, при этом каждый гребешок имеет по два зуба, образованных фасками, выполненными со стороны меньшего давления. Причем содержит дополнительное лабиринтное уплотнение из антифрикционного полимерного материала. Причем дополнительное лабиринтное уплотнение установлено с зазором к уплотняющей поверхности. Причем дополнительное лабиринтное уплотнение установлено без зазора к уплотняющей поверхности. Причем дополнительное лабиринтное уплотнение выполнено с лунками.
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится возможность подсоса воздуха при использовании его в барабанной сушилке, так как диаметр барабанной сушилки значительно превышает диаметр ротора компрессора, для которого предназначено известное лабиринтно-луночное уплотнение, что понижает температуру сушильного агента в барабанной сушилке и приводит к уменьшению производительности по высушенному материалу.
Известно лабиритное радиальное уплотнение барабанной сушилки, включающее барабан, камеру, кольца неподвижные и кольца подвижные (вращающиеся) (Машины и аппараты химических производств: учебник для вузов/ А.С. Тимонин, Б.Г. Балдин, В.Я. Борщев, Калуга: Издательство "Ноосфера", с. 670,671).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится значительный подсос воздуха через кольцевые каналы лабиринтного уплотнения из-за большого зазора между подвижными и неподвижными кольцами, что приводит к смешению этого воздуха с сушильным агентом внутри барабана сушилки, уменьшению температуры сушильного агента и производительности по высушенному материалу.
Техническим результатом предлагаемого лабиринтного уплотнения барабанной сушилки является увеличение производительности по высушиваемому материалу за счет снижения подсоса воздуха в кольцевых каналах между подвижными и неподвижными кольцами.
Поставленный технический результат достигается тем, что в лабиринтном радиальном уплотнении барабанной сушилки, включающем барабан, камеру, кольца неподвижные и кольца подвижные, причем на боковой стороне каждого неподвижного кольца, смежной с боковой стороной подвижного кольца, закреплены кольца из эластичного материала, покрытые снаружи пленкой из антифрикционного полимерного материала, при этом подвижные кольца покрыты пленкой из антифрикционного материала.
Закрепление на боковой стороне каждого неподвижного кольца, смежной с боковой стороной подвижного кольца, колец из эластичного материала (например, пенопласта, поролона или губчатой резины), позволяет значительно уменьшить ширину кольцевых каналов между подвижными и неподвижными кольцами, в которых движется подсасываемый снаружи воздух внутрь барабана сушилки, а кроме того при изменениях ширины этих каналов во время вращения барабана из-за монтажных допусков компенсировать периодическое прижатие подвижных колец к неподвижным кольцам и смягчать это их взаимодействие деформациями эластического материала. Это предотвращает деформации подвижных и неподвижных колец и способствует устойчивости работы барабанной сушилки, а значит и росту производительности по высушиваемому материалу.
Покрытие колец из эластичного материала пленкой из антифрикционного полимерного материала (например, фторопласта или полиэтилена), а также закрепление таких же пленок из антифрикционного полимерного материала на боковых сторонах каждого подвижного кольца позволяет значительно уменьшить трение при вращении подвижных колец относительно неподвижных, когда поверхности вращающихся колец периодически соприкасаются друг с другом, а кроме того снижает кольцевой зазор, в котором движется подсасываемый снаружи воздух между подвижными и неподвижными кольцами, образующими лабиринтное уплотнение, что уменьшает охлаждение сушильного агента в барабане и увеличивает производительность по высушиваемому материалу.
На чертеже представлен общий вид лабиринтного уплотнения барабанной сушилки.
Лабиринтное радиальное уплотнение барабанной сушилки состоит из барабана 1, камеры 2, колец неподвижных 3 и колец подвижных 4, кольцевой опоры 5, на которой перпендикулярной ее наружной поверхности неподвижно закреплены подвижные кольца 4, и кольцевой опоры 6, на которой также перпендикулярно ее внутренней поверхности закреплены неподвижные кольца 3, при этом кольцевая опора 5 прикреплена к барабану разъемным узлом 7, включающем шпильку, шайбу и гайку, а кольцевая опора 6 прикреплена к камере 2 аналогичным разъемным узлом 8. На боковой стороне каждого неподвижного кольца 3, смежной с боковой стороной подвижного кольца 4, закреплены кольца 9 из эластичного материала, покрытые снаружи пленкой 10 из антифрикционного полимерного материала, а подвижные кольца 4 покрыта такой же пленкой 11 из антифрикционного материала.
Лабиринтное радиальное уплотнение ленточной барабанной сушилки работает следующим образом.
Во вращающемся барабане 1 создают разрежение, препятствующее выходу горячего сушильного агента из барабана 1. Воздух, находящийся снаружи барабана 1, через кольцевые зазоры между неподвижными 3 и подвижными кольцами 4, образующими лабиринтное радиальное уплотнение всасывается внутрь барабана 1. Так как ширина этих кольцевых зазоров из-за закрепленных на боковых поверхностях колец 3 колец 9 из эластичного материала значительно уменьшается, то расход подсасываемого воздуха внутрь барабана 1 снижается. Этот воздух, смешиваясь с сушильным агентом в барабане 1 незначительно понижает его температуру, что увеличивает массоперенос от высушиваемого материала к сушильному агенту и способствует повышению производительности по высушиваемому материалу, выходящему из барабана 1.
При вращении барабана 1 из-за монтажных зазоров и перекоса, связанных с установкой барабана 1 относительно камеры 2 возможно касание и трение поверхностей пленок 10 и 11 покрывающих наружные боковые поверхности колец из эластичного материала 9 и подвижных колец 10, Так как эти пленки 10 и 11 выполнены из антифрикционного полимерного материала, то задиров и изнашивания от трения не происходит, а сила прижатия их друг к другу компенсируется сжатием колец 9 из эластичного материала.
Таким образом, закрепление на боковой стороне каждого неподвижного кольца 3, смежной с боковой стороной подвижного кольца 4, колец 9 из эластичного материала, покрытых снаружи пленкой 10 из антифрикционного полимерного, а также закрепление на поверхности подвижных колец 4 такой же пленки из антифрикционного полимерного материала 11 позволяет снизить подсос воздуха внутрь барабана 1, уменьшить его смешения с сушильным агентом внутри барабана 1, а значит сохранить высокую температуру и скорость сушки, что увеличивает производительность по высушиваемому материалу на выходе из барабанной сушилки.