RU2425307C2

RU2425307C2 - Device for loose material drying

Info

Publication number: RU2425307C2
Application number: RU2009136105/06A
Authority: RU
Inventors: Шаукат Рахматуллович Галиуллин (RU); Шаукат Рахматуллович Галиуллин; Ильфат Ирфанович Алиакберов (RU); Ильфат Ирфанович Алиакберов
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2011-07-27
Also published as: RU2009136105A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: device for drying consists of rotating drum sinusoidal, generatrix of which is turned in direction of rotation along spiral. The drum is mounted on rotation axis with concentricity, while its generatrix is made with curvature radius

where S is period of sinusoid (twist), A is amplitude of sinusoid. Additionally, the drum with sinusoid profile of generatrix can be made multi-sectional. Length of each section is equal to a period of sinusoid, while cross section is made in form of ellipse, large axis of which is inclined to rotation axis at angle β>arcsin(b/a), where b, a are small and big half-axis of ellipse.

EFFECT: raised efficiency of operation, reduced energy intensity of process, reduced damage of seeds of crop and forest plants.

2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой, химической, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности.The invention relates to drying equipment and can be used in agriculture, food, chemical, pharmaceutical, construction and other industries.

Известна барабанная сушилка сыпучих материалов (а.с. СССР №954747 A1, F26B 11/04, 30.08.1982, 3 стр.), которая является наиболее близким техническим решением к данному изобретению по своей сущности. Здесь сушильный барабан состоит из нескольких секций, причем каждая секция выполнена с криволинейной боковой поверхностью. В результате образующая барабана по длине приобретает в целом синусоидальный профиль.Known drum dryer of bulk materials (AS USSR No. 954747 A1, F26B 11/04, 08/30/1982, 3 pp.), Which is the closest technical solution to this invention in essence. Here, the drying drum consists of several sections, and each section is made with a curved side surface. As a result, the drum generatrix acquires a generally sinusoidal profile in length.

Синусоидальный, т.е. «зигзагообразный», профиль образующей барабана, выполненный для обеспечения перемещения частиц с различными скоростями, при прочих равных условиях затормаживает перемещение материала вдоль оси и увеличивает сопротивление перемещению, следовательно, увеличивает энергоемкость технологического процесса и ухудшает осевую турбулизацию потока. В быстроходном режиме он оказывает многократное ударно-сжимающее воздействие на контактный слой материала из-за внутрициклового изменения знака радиуса кривизны стенок. Перпендикулярное ударно-сжимающее воздействие, как известно, травмирует такие сыпучие материалы, как семена сельскохозяйственных культур и лесных растений. Помимо этого, здесь скорости перемещения частиц варьируют путем изменения радиуса кривизны синусоиды, что влечет дополнительные затраты на изготовление секций с различными значениями указанного параметра.Sinusoidal i.e. "Zigzag", the profile of the forming drum, made to ensure the movement of particles with different speeds, ceteris paribus inhibits the movement of material along the axis and increases resistance to movement, therefore, increases the energy consumption of the process and impairs axial flow turbulence. In high-speed mode, it exerts a multiple shock-compressive effect on the contact layer of the material due to the intracyclic change in the sign of the radius of curvature of the walls. Perpendicular shock-compressive action is known to injure bulk materials such as seeds of crops and forest plants. In addition, here the particle velocity varies by changing the radius of curvature of the sinusoid, which entails additional costs for the manufacture of sections with different values of the specified parameter.

Цель изобретения - устранение перечисленных недостатков, а также повышение эффективности работы сушилок.The purpose of the invention is the elimination of these disadvantages, as well as improving the efficiency of dryers.

Поставленная цель достигается тем, что сушильный барабан выполнен сплошным, а синусоидальная его образующая повернута по направлению вращения барабана по винтовой линии с углом ее наклона

, где S - период синусоиды (шаг винта), D - диаметр барабана, причем барабан может быть закреплен на оси с различными эксцентриситетами, а синусоида выполнена с радиусом кривизны

, где A - амплитуда синусоиды. Кроме того, сушильный барабан может быть выполнен и многосекционным, причем длина каждой секции при этом равна периоду синусоиды, а поперечное сечение выполнено в виде эллипса, большая ось которого наклонена к оси вращения под углом β>arcsin(b/a), где b, a - малая и большая полуоси эллипса.The goal is achieved in that the drying drum is solid, and its sinusoidal generatrix is rotated in the direction of rotation of the drum along a helical line with its angle

where S is the sinusoid period (pitch of the screw), D is the diameter of the drum, and the drum can be fixed on an axis with different eccentricities, and the sinusoid is made with a radius of curvature

where A is the amplitude of the sine wave. In addition, the dryer drum can also be multi-sectional, the length of each section being equal to the sine wave period, and the cross section made in the form of an ellipse, the major axis of which is inclined to the axis of rotation at an angle β> arcsin (b / a), where b, a - minor and major semi-axes of the ellipse.

На фиг.1 представлена конструктивно-технологическая схема предлагаемого сушильного устройства, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 - профиль образующей барабана с указанием конструктивных параметров, на фиг.4 - схема секционированного по длине сушильного барабана, а на фиг.5 - вид Б на фиг.4.Figure 1 presents the structural and technological diagram of the proposed drying device, figure 2 is a section aa in figure 1, figure 3 is a profile of the generatrix of the drum indicating the design parameters, figure 4 is a diagram of a section along the length of the dryer drum, and figure 5 is a view of B in figure 4.

Устройство для сушки сыпучих материалов (фиг.1) состоит из рамы 1, загрузочного бункера 2, сушильного барабана 3, привода барабана, состоящего из электродвигателя 4 и клиноременной передачи 5, а также воздуховода 6. Горячий воздух во внутрь барабана 3 нагнетается посредством центробежного вентилятора 7. Источниками тепла 8 могут служить известные в технике электрокалориферы или специальные газовые горелки. Для снижения сопротивления материала перемещению и улучшения турбулизации потока в осевом направлении, а также уменьшения травмирования материала синусоидальная образующая 9 (фиг.3) конструктивно повернута по направлению вращения барабана по винтовой линии. На практике значение угла наклона α винта назначается равным 15…20°. Период S синусоиды при заданном значении диаметра D барабана вычисляется по формуле: S=πDtgα. Данный параметр одновременно является и шагом винта. Образующая 9 барабана выполнена в виде синусоиды строго с радиусом кривизны R. Для обеспечения перемещения частиц внутри камеры с различными скоростями барабана 3 закреплен на оси с эксцентриситетом e (фиг.2). В конструктивном исполнении барабан 3 сушильной установки может быть и многосекционным (фиг.4). Профиль образующей в целом - синусоидальный с параметрами S и R, которые одинаковы с параметрами сплошного барабана, указанного на фиг.3. Здесь длина ℓ каждой секции равна периоду S синусоиды, а поперечное сечение выполнено в виде эллипса, большая ось которого наклонена к оси вращения под углом

(см. фиг.4 и 5). Такое конструктивное решение обеспечивает перемещение частиц в нестационарном режиме, т.е. с различными скоростями в радиальном и осевом направлениях благодаря переменному закону изменения радиуса нахождения частиц внутри барабана и наклонному исполнению секций. Заметим, что при

профильная проекция эллипса, а равно и проекция самого барабана по направлению стрелки Б превращается в окружность. Следовательно, в этом случае все частицы будут находиться на одинаковом расстоянии от оси вращения и будут перемещаться с постоянной переносной скоростью.A device for drying bulk materials (Fig. 1) consists of a frame 1, a loading hopper 2, a drying drum 3, a drum drive consisting of an electric motor 4 and a V-belt transmission 5, as well as an air duct 6. Hot air is pumped into the drum 3 through a centrifugal fan 7. Heat sources 8 can be electric heaters known in the art or special gas burners. To reduce the resistance of the material to movement and to improve the turbulization of the flow in the axial direction, as well as to reduce injury to the material, the sinusoidal generatrix 9 (Fig. 3) is structurally rotated in the direction of rotation of the drum along a helical line. In practice, the value of the angle of inclination α of the screw is assigned equal to 15 ... 20 °. The period S of the sinusoid at a given value of the diameter D of the drum is calculated by the formula: S = πDtgα. This parameter is also a screw pitch. Generator 9 of the drum is made in the form of a sinusoid strictly with a radius of curvature R. To ensure the movement of particles inside the chamber with different speeds of the drum 3 is fixed on the axis with eccentricity e (figure 2). In the design of the drum 3 of the drying installation can be multi-section (figure 4). The generatrix profile as a whole is sinusoidal with the parameters S and R, which are identical with the parameters of the solid drum indicated in FIG. 3. Here, the length ℓ of each section is equal to the period S of the sinusoid, and the cross section is made in the form of an ellipse, the major axis of which is inclined to the axis of rotation at an angle

(see figures 4 and 5). Such a constructive solution provides the movement of particles in an unsteady mode, i.e. with different speeds in the radial and axial directions due to the variable law of variation of the radius of the particles inside the drum and the oblique execution of the sections. Note that for

the profile projection of the ellipse, as well as the projection of the drum itself in the direction of arrow B, turns into a circle. Therefore, in this case, all particles will be at the same distance from the axis of rotation and will move with constant transport speed.

Работает предлагаемое устройство следующим образом. Исходный сыпучий материал из загрузочного бункера 2 (фиг.1) самотеком поступает в сушильный барабан 3, который приводится во вращательное движение через клиноременную передачу 5 электродвигателем 4. Одновременно через воздуховод 6 посредством центробежного вентилятора 7 в сушильную камеру - вовнутрь барабана 3 подается горячий воздух из нагревательного устройства 8. Благодаря выполнению сушильного барабана с синусоидальной образующей, которая повернута по направлению движения по винтовой линии и эксцентричному закреплению его на оси вращения, а также выполнению барабана секционированным по длине, поперечное сечение каждой секции которого выполнено в виде наклоненного к оси вращения эллипса, внутри камеры сушки обеспечивается перемещение частиц в радиальном и осевом направлениях с различными скоростями. Такое конструктивное исполнение барабана резко усиливает турбулизацию потока в осевом направлении, по сравнению с аналогом снижает сопротивление массы перемещению, исключает ударные воздействия на слой материала и обеспечивает вывод высушенного материала из устройства без дополнительных механизмов.The proposed device operates as follows. The source bulk material from the loading hopper 2 (Fig. 1) by gravity enters the dryer drum 3, which is rotationally driven through the V-belt drive 5 by the electric motor 4. At the same time, through the air duct 6 by means of a centrifugal fan 7, hot air is supplied from the inside of the drum 3 from the drum 3 heating device 8. Due to the implementation of the drying drum with a sinusoidal generatrix, which is rotated in the direction of movement along the helical line and its eccentric fastening on the axis of rotation eniya and implement drum sectioned along the length, the cross section of each section of which is in the form of an ellipse is inclined to the axis of rotation is provided within the drying chamber the particles moving in the radial and axial directions at different speeds. Such a design of the drum sharply enhances the turbulization of the flow in the axial direction, in comparison with the analogue, reduces the resistance of the mass to movement, eliminates shock effects on the material layer and ensures the withdrawal of dried material from the device without additional mechanisms.

Технико-экономический эффект выразится в значительном повышении эффективности сушилки. Снижается энергоемкость технологического процесса. Уменьшаются затраты, связанные с оптимизацией параметров, поскольку исключается изготовление секций с различными значениями радиуса кривизны стенок. При сушке семян сельскохозяйственных культур и лесных растений уменьшается травмирование материала.The technical and economic effect is expressed in a significant increase in the efficiency of the dryer. The energy intensity of the process is reduced. The costs associated with optimizing the parameters are reduced, since the manufacture of sections with different values of the radius of curvature of the walls is excluded. When drying seeds of agricultural crops and forest plants, the damage to the material is reduced.

Claims

1. Device for drying bulk materials containing a rotating drum with a sinusoidal generatrix profile, characterized in that the sinusoidal generatrix is rotated in the direction of rotation of the drum along a helical line with an angle of inclination

where S is the period of the sinusoid (pitch of the screw), D is the outer diameter of the drum, and the drum is fixed on an axis with an eccentricity, and the sinusoid is made with a radius of curvature

where A is the amplitude of the sine wave.

2. The device for drying bulk materials according to claim 1, characterized in that the drum with a sinusoidal generatrix is partitioned, the length of each section being equal to the period of the sinusoid, and its cross section made in the form of an ellipse, the major axis of which is inclined to the axis of rotation at an angle

, where b, a is the minor and major semiaxes of the ellipse.