Результат интеллектуальной деятельности: Барабанная сушилка

Изобретение относится к сушильной технике, а именно к конвективным сушилкам с вращающимся барабаном, и может быть использовано для сушки дисперсных (зерненных) материалов в сельском хозяйстве, пищевой и химической промышленностях. Преимущественно данное изобретение предназначено для сушки зерненных материалов, требующих для тепловой обработки мягкие режимы.

Известна барабанная сушилка, содержащая цилиндрический корпус, разделенный на зоны: с приемно-винтовой насадкой в первой зоне, подъемно-лопастной насадкой во второй зоне и секторной насадкой в третьей зоне, трубопровод для ввода теплоносителя, расположенный по оси корпуса и выполненный в виде телескопических звеньев, и своим выходным торцом расположен посередине второй зоны, причем на подъемно-лопастной насадке дополнительно укреплены распределительные кольца в форме усеченных конусов, установленных попарно со встречным направлением меньших оснований в каждой паре конусов, см. SU Авторское свидетельство №1059376, МКИ ³ F26B 11/04, 1983.

Известная барабанная сушилка имеет недостатки, к которым относятся сложность конструкции и малоэффективный процесс сушки дисперсных материалов.

Указанные недостатки обусловлены использованием различных насадок в зонах и невозможностью обеспечения сплошной завесы из сушимого материала по сечению барабана, вследствие чего, подвод и распределение теплоносителя по всему сушильному объему будет использоваться нерационально.

Известна также барабанная сушилка с автоматическим контролем влажности, содержащая барабан в виде полого перфорированного цилиндра, выполненного с возможностью вращения вокруг продольной оси, снабженного неподвижно установленной пневмокамерой, при этом цилиндр выполнен из материала, имеющего высокий коэффициент трения, и перфорирован воздухоподводящими отверстиями, расположенными под углом к поверхности, причем их диаметр пропорционально уменьшается от начала барабана к его концу, что позволяет автоматически контролировать влажность, см. RU Патент №2159916, МПК ⁷ F26B 11/04, 2000.

Недостатком известной барабанной сушилки является неустойчивость режима сушки при увеличении расхода сжатого воздуха, если ориентироваться на крупные частицы, приведет к возникновению кипящего слоя, а снижение расхода (если ориентироваться на мелкие частицы) - к сушке в плотно продуваемом слое.

Наиболее близкой по технической сущности является барабанная сушилка, содержащая барабан в виде полого перфорированного цилиндра с установленными внутри лопатками, выполненный с возможностью вращения вокруг продольной оси, трубопровод подвода теплоносителя, связанный с трубкой с отверстиями, смонтированной под барабаном, загрузочное устройство и разгрузочную воронку, в котором лопатки установлены по спирали, а барабан выполнен из каркаса, состоящего из продольных направляющих, связанных спицами и обтянутых съемной сеткой.

Преимущественное выполнение, когда трубка с отверстиями для подвода теплоносителя выполнена со смещением относительно вертикальной продольной оси симметрии, и кроме того, в конечной ее части установлены термоэлектронагреватели, см. RU Патент №2208206, МПК ⁷ F26B 11/04, 2003.

Недостатками известного технического решения являются узкие технологические возможности и низкое качество готового продукта.

Указанные недостатки обусловлены тем, что для организации процесса сушки материала необходимо обеспечить требуемое соотношение между геометрическими параметрами лопаток и спирали, в противном случае при сушке хрупкого гранулированного продукта произойдет его разрушение. Кроме того, наличие лопаток в барабанной сушилке также влияет на качество высушиваемого продукта: взаимодействие материала с поверхностью лопаток при его относительном движении вдоль спирали приводит к истиранию частиц.

Задачей изобретения является упрощение процесса сушки и расширение номенклатуры высушиваемых дисперсных материалов, а также повышение качества высушиваемого материала за счет снижения истирания его частиц.

Техническая задача решается тем, что барабанная сушилка, включающая барабан в виде полого перфорированного цилиндра, который выполнен из каркаса, состоящего из направляющих, обтянутых сеткой, с возможностью вращения вокруг продольной оси, и помещенный в теплоизолированный корпус, трубопровод подвода теплоносителя с отверстиями, загрузочный и разгрузочный узлы, согласно изобретению перфорированный барабан снабжен кольцевыми перегородками, установленными с торцов, перегородки выполнены с перфорированными участками, равномерно размещенными по их поверхностям, трубопровод подвода теплоносителя размещен в барабане по центру и выполнен с возможностью вращения вокруг продольной оси, отверстия трубопровода расположены на одной образующей и снабжены трубками, обращенными открытыми концами к низу барабана, причем загрузочный узел сообщен с полостью барабана через центральное отверстие кольцевой перегородки, а разгрузочный узел выполнен в виде откидной поверхности части сетки с запорным механизмом.

Решение технической задачи позволяет упростить процесс сушки, расширить номенклатуру высушиваемых дисперсных материалов с высоким качеством продукта за счет снижения истирания его частиц.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез барабанной сушилки, на фиг. 2 - вид А.

Барабанная сушилка состоит из перфорированного барабана 1, теплоизолированного корпуса 2, трубопровода подвода теплоносителя 3, загрузочного 4 и разгрузочного 5 узлов.

Каркас барабана 1 обтянут сеткой 6 и с торцов снабжен кольцевыми перегородками 7, по поверхности которых равномерно распределены перфорированные участки 8.

Трубопровод подвода теплоносителя 3 имеет ряд отверстий, расположенных на одной образующей, каждое из которых соединено с трубкой 9, т.е. трубопровод выполнен в виде гребенки и имеет возможность вращения вокруг продольной оси.

Загрузочный узел 4 сообщен с внутренним объемом перфорированного барабана 1 через центральное отверстие 10 кольцевой перегородки 7.

Разгрузочный узел 5 выполнен в виде откидной поверхности части сетки с запорным механизмом 11.

Барабанная сушилка работает следующим образом. Включают привод барабана (на рис. не показан). При вращающемся барабане 1 и закрытом разгрузочном узле 5 из загрузочного узла 4 подают влажный дисперсный материал во внутренний объем перфорированного барабана. Гребенка трубопровода 3 подачи теплоносителя под действием сопротивления материала и силы тяжести, раскачиваясь, разравнивает слой материала по поверхности сетки 6 барабана 1.

По трубопроводу 3 и трубки 9 теплоноситель подают в слой дисперсного материала. В слое материала, расположенном между выходным концом трубок 9 и сеткой 6, нагретый воздух, частично отражаясь от сетки 6, приводит слой в псевдоожиженное состояние и равномерно обтекает частицы материала. Низкая скорость вращения барабана 1 и раскачивание гребенки способствует перекатыванию частиц слоя без разрыва контакта с соседними частицами.

Отработанный теплоноситель из внутреннего объема барабанной сушилки удаляют через сетку 6, перфорированные участки 8, центральные отверстия 10 кольцевых перегородок 7 в теплоизолированный корпус 2 и через патрубок направляют на очистку (в фильтр или циклон).

Равномерное перераспределение и рациональная гидродинамика, мягкий режим теплообмена в тонком слое обеспечивает равномерную сушку частиц материала.

По достижению материалом заданной влажности выдвигают скользящий упор (на рис. не показан), поворачивают запорный механизм 11, который разблокирует откидную поверхность разгрузочного узла 5, и выгружают сухой продукт.

В барабанной сушилке можно подвергать сушке материалы различной природы и дисперсности.

Таким образом, заявленная барабанная сушилка за счет равномерного перераспределения и рациональной гидродинамики, мягкого режима теплообмена в тонком слое обеспечивает равномерную сушку частиц материала, что позволяет упростить процесс сушки, расширить номенклатуру высушиваемых дисперсных материалов с высоким качеством продукта за счет снижения истирания его частиц.