RU2128812C1

RU2128812C1 - Equipment drying loose materials

Info

Publication number: RU2128812C1
Application number: RU97109289A
Authority: RU
Inventors: Ю.К. Сударушкин; С.И. Усакин; И.В. Федусенко; М.Ю. Соколов
Priority date: 1997-06-03
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 1999-04-10

Abstract

FIELD: chemistry, drying of thermoplastic materials. SUBSTANCE: equipment is manufactured in the form of hopper extended vertically and having conical extremity underneath and cover with IR radiators linked with the aid of air conduit to source of heat transfer agent. Equipment includes branch pipes to feed heat transfer agent and discharge member, collector located on upper butt of hopper under cover over its periphery and joined to a number of pipe-lines oriented downwards along hopper on its outside. Bottom base of cover presents screen transparent to IR radiation. Equipment also has member to intake heat transfer agent fabricated in the form of plate with hole in central part and placed at some distance from upper base which value b=

Description

Изобретение относится к области сушки сыпучих материалов и может быть использовано в химической промышленности, а также в отраслях, где необходима сушка. The invention relates to the field of drying bulk materials and can be used in the chemical industry, as well as in industries where drying is necessary.

Известна установка для термообработки сыпучих материалов во взвешенном состоянии /Авт.свид. СССР N 1000700, M, кл³ F 26 B 3/30, 17/10, 1983 г/, содержащая расширяющуюся кверху рабочую камеру, снабженную ИК-излучателями, которая сочленена из увеличивающихся по диаметру цилиндров. В этой установке используется принцип подъема облегчающихся по мере высыхания сырых гранул /зерен/ в потоке воздуха с уменьшающейся скоростью из-за увеличения кверху сечения рабочей камеры до зоны выгрузки. Но подобная установка не пригодна для гранул с малым содержанием влаги: разница плотности влажных и высушенных гранул ничтожна, что не позволит гарантировать равномерность сушки всего материала, попадающего в зону выгрузки.Known installation for heat treatment of bulk materials in suspension / Avt.svid. USSR N 1000700, M, class ³ F 26 B 3/30, 17/10, 1983 g /, containing a working chamber expanding upward, equipped with IR emitters, which is articulated from cylinders increasing in diameter. This installation uses the principle of lifting raw granules (grains), which are easier to dry as they dry, in a stream of air with decreasing speed due to an increase in the upstream section of the working chamber to the discharge zone. But such an installation is not suitable for pellets with a low moisture content: the difference in density of wet and dried granules is negligible, which will not guarantee uniform drying of all the material falling into the discharge zone.

Известна также сушилка для термопластичных материалов /Авт.свид. СССР N 1250800, M, Кл³ F 26 B, 9/06, 1986 г./, содержащая бункер и размещенный по его оси воздухонагреватель с перфорированным насадком, подключенный посредством воздуховода к тепловентиляционной системе, имеющей центробежный вентилятор и патрубок отвода отработанного теплоносителя, размещенного в полости подающего воздуховода/крышки бункера/. Недостатком этой сушилки является возможность размягчения и слипания гранул материала в месте контакта его с перфорированным насадком, а также ухудшение равномерности сушки при больших размерах бункера.Also known dryer for thermoplastic materials / Avt.svid. USSR N 1250800, M, Cl ³ F 26 B, 9/06, 1986 /, containing a hopper and an air heater with a perforated nozzle placed along its axis, connected by means of an air duct to a heat ventilation system having a centrifugal fan and a waste heat pipe outlet located in the cavity of the feed duct / hopper lid /. The disadvantage of this dryer is the ability to soften and stick together the granules of the material at the point of contact with the perforated nozzle, as well as the deterioration of the uniformity of drying with large hopper sizes.

Наиболее близким предлагаемому решению является "Сушилка для термопластических материалов /Патент на изобретение РФ N 94039485/06 МПК: F 26 B, 9/06/, содержащая конический бункер с крышкой, по оси которого расположен эжектор, связанный с системой воздухоподачи, включающей ИК-нагреватель и устройство очистки воздуха, пульт управления и узел выгрузки материала. Загруженный в бункер материал просушивается за счет ИК-излучения/прогрев верхних слоев материала/ и пропуска горячего воздуха через материал, причем за счет эжекции происходит обмен масс по вертикали. Однако использование сушилки описанного типа нерентабельно: для подсушки или поддержания в сухом состоянии материала сушилка имеет излишнюю мощность. The closest solution to this is the "Dryer for thermoplastic materials / Patent for invention of the Russian Federation N 94039485/06 IPC: F 26 B, 9/06 /, containing a conical hopper with a lid, the axis of which is an ejector connected to an air supply system including IR a heater and an air purification device, a control panel and a material unloading unit. The material loaded into the hopper is dried by infrared radiation / heating of the upper layers of the material / and the passage of hot air through the material; rtikali However, use of a dryer of the type described uneconomic:. for drying or maintaining dry material dryer has excess capacity.

Задачей изобретения является снижение энергозатрат в режиме сушки /или подсушки/ при сохранении качества высушенного материала. The objective of the invention is to reduce energy consumption in the drying mode / or drying / while maintaining the quality of the dried material.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство в виде вертикально вытянутого бункера с коническим завершением снизу и крышкой с нагревателями в виде ИК-излучателей, соединенной посредством воздуховода с источником теплоносителя, патрубки для его подачи и элемент отвода, имеет коллектор, расположенный на верхнем торце бункера, под крышкой, по его периферии, соединенный с рядом вертикально ориентированных вниз вдоль бункера с внешней его стороны трубопроводов, а на нижней основании крышки - экран, прозрачный для ИК-излучения. The essence of the invention lies in the fact that the device in the form of a vertically elongated hopper with a tapered end from the bottom and a lid with heaters in the form of infrared emitters, connected via an air duct to a coolant source, nozzles for its supply and an exhaust element, has a collector located on the upper end of the hopper , under the lid, on its periphery, connected to a row of pipelines vertically oriented downward along the hopper from its outer side, and on the lower base of the lid there is a screen transparent for IR radiation.

Кроме того, заявленное устройство имеет элемент забора теплоносителя, выполненный в виде пластины с отверстием в центральной части и удаленной на расстояние от верхнего основания на

где b - расстояние между пластиной и верхним основанием крышки;
s - площадь всасывающего отверстия вентилятора;
d - диаметр отверстия в пластине.In addition, the claimed device has an element of the intake of the coolant, made in the form of a plate with a hole in the Central part and remote at a distance from the upper base at

where b is the distance between the plate and the upper base of the cover;
s is the area of the suction inlet of the fan;
d is the diameter of the hole in the plate.

А также в устройстве элемент отвода отработанного теплоносителя выполнен в виде кольца с отверстиями по его периферии и фильтром на нем, расположенным между крышкой и коллектором, который преимущественно выполняется тороидальной формы. And also in the device, the waste heat transfer element is made in the form of a ring with holes on its periphery and a filter on it located between the cover and the collector, which is mainly made of a toroidal shape.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично представлен общий вид устройства, где 1 - бункер, 2 - коническое основание, 3 - крышка, 4 - ИК-нагреватели, 5 - основание крышки, 6 - стойка, 7 - пластина, 8 - вентилятор, 9 - электропривод, 10 - патрубок угловой, 11 - коллектор, 12 - трубопровод, 13 - экран, 14 - патрубок, 15 - кольцо с фильтром, 16 - патрубок подачи материала, 17 - узел выгрузной стыковочный. The invention is illustrated by a drawing, which schematically shows a General view of the device, where 1 is a hopper, 2 is a conical base, 3 is a cover, 4 is IR heaters, 5 is a base of a cover, 6 is a rack, 7 is a plate, 8 is a fan, 9 - electric drive, 10 - corner pipe, 11 - collector, 12 - pipeline, 13 - screen, 14 - pipe, 15 - filter ring, 16 - material supply pipe, 17 - unloading docking station.

Устройство содержит теплоизолированный бункер 1 с коническим основанием /завершением/ 2, крышку 3 и ИК-нагреватели 4, встроенные в нее. На верхнем основании крышки 5, выполненным из термоаккумулирующего материала /например, алюминия/ через стойки 6 и пластину 7 закреплен вентилятор 8 с электроприводом 9. Вентилятор соединен с полостью крышки угловым патрубком 10. Бункер по верхнему торцу снабжен коллектором 11, по периферии которого смонтированы трубопроводы 12. В нижнем основании крышки установлен кран 13 из прозрачного для ИК-излучения материала /например, кварца или закаленного стекла/. Полость коллектора связана с крышкой патрубком 14. Между крышкой и коллектором установлено кольцо с отверстиями и сменным фильтром 15. Бункер также снабжен патрубком для подачи материала 16 и выгрузным стыковочным узлом 17. The device contains a thermally insulated hopper 1 with a conical base / completion / 2, a cover 3 and IR heaters 4, built into it. On the upper base of the lid 5, made of thermally accumulating material (for example, aluminum), an electric fan 9 is fixed through the racks 6 and the plate 7. The fan is connected to the lid cavity by an angle pipe 10. The hopper is equipped with a collector 11 at the upper end, along the periphery of which pipelines are mounted 12. In the lower base of the lid there is a faucet 13 made of a material transparent for IR radiation (for example, quartz or tempered glass). The collector cavity is connected to the lid by a nozzle 14. A ring with holes and a replaceable filter 15 is installed between the lid and the collector. The hopper is also equipped with a nozzle for supplying material 16 and an unloading docking station 17.

Устройство работает следующим образом. Периодически, по мере расходования, материал загружают в бункер через патрубок 16. Вентилятор 8, производимый в действие электроприводом 9, засасывает через щель, образованную пластиной 7 и основанием крышки 5, воздух, частично нагревающийся за счет этого основания от ИК-нагревателей 4, и затем, проходя через углевой патрубок 10 в полость крышки 3, обдувает ИК-нагреватели, охлаждая их, сам окончательно нагревается до заданной температуры. Прогретый воздух проходит через патрубок 14 в тороидальный коллектор 11, откуда по трубопроводам 12, расположенным равномерно друг от друга, входит в нижнюю часть бункера 1. Затем горячий воздух, омывая гранулы материала, проходит через всю его толщину, прогревая его и, отбирая влагу, выходит через отверстия кольца 15. Отверстия кольца закрыты съемным фильтром-чулком. Горячий отработанный воздух, выходя из бункера, поднимается вверх. Часть его при засасывании разбавляет новую порцию, что позволяет повысить КПД устройства. Количество повторно используемого воздуха можно увеличивать при увеличении диаметра пластины 7. Высотой стоек 6 определяется расстояние /ширина щели/ между верхним основанием крышки и пластиной "b":

где s - площадь всасывающего отверстия вентилятора,
d - диаметр отверстия пластины.The device operates as follows. Periodically, as it is consumed, the material is loaded into the hopper through the pipe 16. The fan 8, which is driven by the electric drive 9, draws in air through the slot formed by the plate 7 and the base of the cover 5, partially heated by the base from IR heaters 4, and then, passing through the coal pipe 10 into the cavity of the lid 3, blows the IR heaters, cooling them, he finally heats up to a predetermined temperature. Heated air passes through the nozzle 14 into the toroidal collector 11, from where it enters the lower part of the hopper 1 through pipelines 12 evenly spaced from each other. Then the hot air, washing the granules of the material, passes through its entire thickness, warming it up and removing moisture, exits through the holes of the ring 15. The holes of the ring are closed with a removable filter-stocking. Hot exhaust air coming out of the hopper rises. Part of it when sucking dilutes a new portion, which allows to increase the efficiency of the device. The amount of reused air can be increased by increasing the diameter of the plate 7. The height of the racks 6 determines the distance / width of the gap / between the upper base of the cover and the plate "b":

where s is the area of the fan inlet,
d is the diameter of the plate hole.

При уменьшении "b" возникает дополнительное сопротивление потоку воздуха и уменьшается давление его, что ухудшает качество сушки. Увеличение "b" приводит к уменьшению температуры воздуха, охлаждающего ИК-нагреватели, что нежелательно. За счет инфракрасного облучения через экран 13 прогревается верхний слой материала и создается завеса, предотвращающая повторное увлажнение материала. Последнее позволяет использовать экономичный режим без продувки при уменьшенной мощности ИК-нагревателей. With a decrease in "b" there is an additional resistance to air flow and its pressure decreases, which affects the quality of drying. An increase in "b" leads to a decrease in the temperature of the air cooling the IR heaters, which is undesirable. Due to infrared radiation through the screen 13, the upper layer of the material is warmed up and a curtain is created that prevents re-wetting of the material. The latter allows you to use the economical mode without purging with a reduced power of IR heaters.

Опытный образец был изготовлен и опробован в работе в комплексе с реактопластавтоматом. Материал в бункере без подсушки через 2-3 часа набирал влагу, качество изготовленных деталей снижалось. Материал в заявленном устройстве сушки сохранялся сухим, а качество изделий неизменно высоким. The prototype was made and tested in work in conjunction with the injection molding machine. The material in the hopper without drying accumulated moisture in 2-3 hours, the quality of the manufactured parts decreased. The material in the claimed drying device was kept dry, and the quality of the products is consistently high.

Claims

1. A device for drying bulk materials in the form of a vertically elongated hopper with a conical bottom end and a lid with heaters in the form of infrared emitters connected via an air duct to a heat carrier source, containing a coolant intake element, nozzles for its supply and a coolant removal element, characterized in that it has a collector located on the upper end of the hopper, under the cover, on its periphery, connected to a number of pipelines vertically oriented downward along the hopper on its outer side, and on the bottom base of the cover is a screen that is transparent to infrared radiation.

2. The device according to claim 1, characterized in that the coolant intake element is made in the form of a plate with a hole in the Central part and remote at a distance from the upper base of the cover on

where b is the distance (gap) between the plate and the upper base of the cover;
S is the area of the fan inlet;
d is the diameter of the hole in the plate.

3. The device according to claim 1, characterized in that the waste heat transfer element is made in the form of a ring with holes along its periphery and a filter on it located between the cover and the collector.

4. The device according to claim 1, characterized in that the collector has a toroidal shape.