RU159291U1 - Сушилка с пульсирующим слоем - Google Patents

Abstract

Сушилка с пульсирующим слоем, включающая вертикальную шахту прямоугольного сечения с загрузочным бункером и разгрузочным устройством, подводящий и отводящий коллекторы сушильного агента, установленные друг над другом наклонные перфорированные полки, образующие зигзагообразный канал для перемещения высушиваемого материала от загрузочного бункера к разгрузочному устройству, соединенные с внутренней стенкой шахты шарниром и приводимые в колебательное движение в вертикальной плоскости относительно шарнира, отличающаяся тем, что перфорированные полки выполнены в виде лотков с боковыми стенками, верхняя кромка которых закреплена в шарнирах, а нижняя, с закрепленной на ней шарнирно и свободно качающейся перегородкой, подвешена на винтовых пружинах с образованием зазора между нижней кромкой лотка и стенкой шахты.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для сушки дисперсных материалов и может найти применение в химической, нефтехимической, деревообрабатывающей, пищевой, сельскохозяйственной, фармакологической и других отраслях промышленности, а также экологических процессов переработки влажных и твердообразных материалов.

Известна вибрационная сушилка преимущественно для зерна, содержащая установленный на амортизаторах вертикальный корпус прямоугольного сечения, систему поярусно расположенных внутри корпуса шарнирных параллелограммов, полки для перемещения зерна, расположенные на сторонах параллелограммов, механизм изменения угла наклона параллелограммов, вибропривод, при этом система параллелограммов выполнена разомкнутой с возможностью автономного регулирования наклона сторон каждого параллелограмма, при этом стороны параллелограммов выполнены раздвижными телескопическими и каждый из шарнирных параллелограммов имеет механизм изменения угла наклона сторон в виде коромысла, шарнирно связанного посредством тяг с концами сторон параллелограмма (патент РФ №2018075, F26B 17/30, 15.08.1994).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относятся высокие энергозатраты, связанные с необходимостью колебания всей массы с помощью вибропривода сушилки, малая надежность, обусловленная износом установленного большого количества шарниров и телескопических пар.

Известна сушилка, содержащая теплоизолированную сушильную камеру с загрузочным и разгрузочным устройствами, отверстия для выхода отработанного воздуха, пульт управления с датчиками температуры и влажности, устройство для нагрева и подачи воздуха и вибрационного транспортера, выполненного в виде прямоугольных перфорированных лотков, состоящих из днища, бортов и диффузоров для нагнетания нагретого воздуха, и шпилек, предназначенных для закрепления лотков попарно под изменяемым симметричным углом наклона к раме сушильной камеры, снабженной электромагнитным вибратором (патент РФ №87506 F26B 17/30, 10.10.2009).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относятся значительные затраты энергии, связанные с необходимостью колебаний с помощью электромагнитного вибратора всей массы рамы сушильной камеры и лотков вибрационного транспортера, закрепленных к раме.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявленному объекту и принятому за прототип является конвективная сушилка, включающая вертикальную шахту прямоугольного сечения с загрузочным бункером и разгрузочным устройством, состоящую из изолированных друг от друга по сушильному агенту и установленных друг над другом секций с наклонными перфорированными полками, образующими зигзагообразный канал для перемещения высушиваемого материала от загрузочного бункера к разгрузочному устройству, при этом каждая секция содержит подводящие и отводящие коллекторы сушильного агента, а каждая полка представляет собой рамку, на которой закреплена перфорированная решетка. В полках и секциях выполнены окна, расположенные таким образом, чтобы высушиваемый материал перемещался с вышерасположенной полки на верхнюю часть нижерасположенной полки, нижняя кромка каждой рамки соединена с внутренней стенкой шахты шарниром, расположенным в местах соединения секций, а верхняя кромка рамки приводится в колебательное движение в вертикальной плоскости при помощи виброприовда, установленного с внешней стороны каждой секции, при этом колебание полки происходит относительно шарнира по направляющим, закрепленным на внутренней стороне каждой секции (патент РФ №2377488, F26B 17/12, 27.12.2009).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относятся:

- неполнота использования подаваемого в секции (кроме нижней) свежего сушильного агента вследствие его частичного перетекания из-за разности давлений из подполочного пространства секций в надполочное как в самих секциях, так и между ними, через окна для пересыпания высушиваемого материала. Перетекший в надполочное пространство свежий сушильный агент смешивается с отработанным и отводится с ним из сушилки не будучи использованным по назначению, что снижает интенсивность тепломассообменного процесса сушки и, как следствие, снижается производительность сушилки;

- усложнение конструкции вследствие установки индивидуального вибропривода с внешней стороны для каждой секции;

- повышение энергозатрат из-за неполноты использования подаваемого в сушилку сушильного агента и затрат энергии для работы индивидуального вибропривода для каждой секции.

Технической задачей предлагаемой конструкции сушилки является совершенствование гидродинамики потока сушильного агента в корпусе сушилки и интенсификация процесса тепломассообмена между потоком сушильного агента и высушиваемым материалом.

Техническим результатом является повышение производительности сушилки и снижение энергозатрат на проведение процесса сушки.

Поставленный технический результат достигается тем, что в сушилке с пульсирующим слоем, включающей вертикальную шахту прямоугольного сечения с загрузочным бункером и разгрузочным устройством, подводящий и отводящий коллекторы сушильного агента, установленные друг над другом наклонные перфорированные полки, образующие зигзагообразный канал для перемещения высушиваемого материала от загрузочного бункера к разгрузочному устройству, соединенные с внутренней стенкой шахты шарниром и приводимые в колебательное движение в вертикальной плоскости относительно шарнира, при этом перфорированные полки выполнены в виде лотков с боковыми стенками, верхняя кромка которых закреплена в шарнирах, а нижняя, с закрепленной на ней шарнирно и свободно качающейся перегородкой, подвешена на винтовых пружинах с образованием зазора между нижней кромкой лотка и стенкой шахты.

Подвешивание полок на винтовых пружинах позволяет при пульсациях расхода сушильного агента в шахте использовать упругую энергию пружин, совершать угловые колебания полок с высушиваемым материалом, встряхивать частицы высушиваемого материала и создавать для него режим вибрации без дополнительных затрат энергии только за счет подачи сушильного агента в сушилку в пульсирующем режиме, что способствует ее экономии.

При одновременном воздействии на находящийся на полках высушиваемый материал вибрации и фильтрационного сушильного агента через перфорированные днища полок создается режим виброаэрокипящего слоя, в условиях которого интенсифицируется конвективный подвод теплоты от сушильного агента к частицам псевдоожиженного материала, что увеличивает скорость сушки, увеличивая тем самым и производительность сушилки.

Подача сушильного агента в пульсирующем режиме создает нестационарное фильтрационное течение сушильного агента сквозь пористый слой высушиваемого материала, вследствие чего в слое высушиваемого материала формируется и нестационарный процесс тепломассообмена. Известно, что искусственно создаваемая нестационарность интенсифицирует процессы тепломассообмена вследствие увеличения кинетических коэффициентов тепло- и массообмена, поэтому подача сушильного агента в пульсирующем режиме увеличивает скорость сушки, вследствие чего увеличивается и производительность сушилки.

Закрепление на нижних кромках полок свободно качающихся перегородок препятствует свободному перетеканию части сушильного агента из подполочного пространства в надполочное через зазор между нижней кромкой лотка и стенкой шахты, увеличивая тем самым его расход через перфорированные днища полок, что позволяет увеличить скорость фильтрационного потока через слой высушиваемого материала и интенсифицирировать конвективный тепломассообмен в высушиваемом материале, способствуя тем самым как увеличению производительности сушилки, так и снижению энергозатрат.

Выполнение полок в виде лотков с боковыми стенками предотвращает ссыпание частиц высушиваемого материала с полок и заклинивание ими торцов полок на стенках шахты, что может привести к дополнительным затратам энергии на трение между колеблющимися полками и неподвижными стенками шахты и измельчению частиц высушиваемого материала. Кроме того, боковые стенки полок создают пневмозатвор между торцами полок и стенками шахты, что уменьшает непроизводительное перетекание сушильного агента из подполочного пространства в надполочное и способствует снижению энергозатрат.

Таким образом, выполнение перфорированных полок в виде лотков с боковыми стенками, верхняя кромка которых закреплена в шарнирах, соединенных с внутренней стенкой шахты, а нижняя, с закрепленной на ней шарнирно и свободно качающейся перегородкой, подвешена на винтовых пружинах с образованием зазора между нижней кромкой лотка и стенкой шахты и подача при этом сушильного агента в сушилку в пульсирующем режиме позволяет повысить производительность сушилки и снизить общие энергозатраты энергии на сушку.

На фиг. 1 изображен общий вид сушилки, на фиг. 2 - поперечное сечение сушилки А-А, на фиг. 3 - выносной элемент Б, на фиг. 4 - сечение пневмозатвора В-В.

Сушилка состоит из вертикальной шахты 1 прямоугольного сечения с загрузочным бункером 2 и разгрузочным устройством 3, патрубка 4 для подвода и патрубка 5 для отвода сушильного агента. Внутри шахты 1 друг над другом установлены с наклоном перфорированные полки 6, образующие зигзагообразный канал для перемещения высушиваемого материала от загрузочного бункера 2 к разгрузочному устройству 3.

Перфорированные полки 6 выполнены в виде лотков с перфорированным днищем и боковыми стенками 7 (фиг. 4). Верхние кромки 8 перфорированных полок 6 соединены со стенкой шахты 1 шарнирами 13, а нижние 10 - подвешены на винтовых пружинах 11 к закрепленным на стенках шахты 1 кронштейнам 12 (фиг. 1, 3), чем и обеспечивается возможность совершать колебательные движения полок 6 в вертикальной плоскости в виде угловых колебаний относительно шарниров 13 (фиг. 3, 4).

Между нижней кромкой перфорированных полок 6 и стенкой шахты 1 имеется зазор (фиг. 2, 3), предназначенный для пересыпания высушенного материала с вышерасположенной на нижерасположенную полку. На нижних кромках полок закреплены на шарнирах 14 свободно качающиеся перегородки 15 (фиг. 3). С внутренней стороны стенок шахты 1 вдоль боковых стенок 7 перфорированных полок 6 закреплены отражательные перегородки 16, образующие совместно с боковыми стенками 7 перфорированных перегородок 6 пневмозатвор (фиг. 4).

Сушилка работает следующим образом. Из бункера 2 в сушилку непрерывно подается на верхнюю перфорированную полку высушиваемый материал и перемещается в виде сползающего вдоль полок слоя по зигзагообразной траектории в низ шахты 1, откуда отводится непрерывно через разгрузочное устройство 3, а через штуцер 4 в шахту поступает в пульсационном режиме сушильный агент, который двигаясь снизу вверх проходит через отверстия перфорированных днищ, обдувает частицы находящегося на них слоя высушиваемого материала и отводится из шахты через патрубок 5.

Так как подача сушильного агента осуществляется пульсационно, то консольно подвешенные на пружинах полки подвергаются пульсационному силовому воздействию из-за периодического изменения разности давления между подполочными и надполочными областями, вследствие чего возникает их вибрационное движение в вертикальной плоскости в виде угловых колебаний относительно шарниров 13.

При вибрации перфорированных полок 6 высушиваемый материал непрерывно встряхивается, равномерно распределяясь по их поверхности, перемещается к нижней кромке полок и пересыпается с вышерасположенной полки на нижерасположенную через зазор между нижним краем полки и стенкой шахты. Скорость перемещения материала вдоль полок можно регулировать, изменяя их угол наклона и амплитуду колебаний путем изменения длины и жесткости винтовых пружин.

При одновременном воздействии на находящийся на полках высушиваемый материал вибрации и фильтрационного потока сушильного агента создается режим виброаэрокипящего слоя.

В виброаэрокипящем слое число псевдоожижения выше относительно его значения без вибрации, что приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи конвективного теплообмена в высушиваемом материале. Кроме того, увеличению коэффициента теплоотдачи способствует и нестационарность гидродинамического и температурного полей в высушиваемом материале, возникающая вследствие пульсационного течения через него сушильного агента. Виброаэрокипящий режим слоя высушиваемого материала и нестационарность его температурного поля интенсифицируют процесс сушки, увеличивая тем самым и производительность сушилки.

Режим виброаэрокипящего слоя высушиваемого материала и пульсационная подача сушильного агента способствуют интенсификации процесса тепломассобмена и скорости удаления из высушиваемого материла влаги без создания высокой скорости сушильного агента в шахте 1, что уменьшает его необходимый расход, а значит и энергозатраты.

Кроме того, отражательные перегородки 16 и боковые стенки 7 перфорированных полок 6 (фиг. 4), образующие пневмозатвор, и перегородки 15, свободно качающиеся на шарнирах 14 (фиг. 3), препятствуют свободному перетеканию сушильного агента из подполочного пространства в надполочное, увеличивая тем самым его фильтрационный поток через отверстия перфорированных полок 6, что способствует снижению расхода сушильного агента, а значит, и уменьшает энергозатраты на сушку.

Таким образом, предлагаемая конструкция сушилки с пульсирующей подачей сушильного агента и созданием режима виброаэрокипящего слоя высушиваемого материала за счет напора потока сушильного агента позволяет значительно сократить расход сушильного агента, повысить производительность сушилки и снизить общие энергозатраты на сушку.

Claims (1)

1. Сушилка с пульсирующим слоем, включающая вертикальную шахту прямоугольного сечения с загрузочным бункером и разгрузочным устройством, подводящий и отводящий коллекторы сушильного агента, установленные друг над другом наклонные перфорированные полки, образующие зигзагообразный канал для перемещения высушиваемого материала от загрузочного бункера к разгрузочному устройству, соединенные с внутренней стенкой шахты шарниром и приводимые в колебательное движение в вертикальной плоскости относительно шарнира, отличающаяся тем, что перфорированные полки выполнены в виде лотков с боковыми стенками, верхняя кромка которых закреплена в шарнирах, а нижняя, с закрепленной на ней шарнирно и свободно качающейся перегородкой, подвешена на винтовых пружинах с образованием зазора между нижней кромкой лотка и стенкой шахты.

   

Images