RU2465526C2 - Method to dry loose materials in flow moving inside rotary inclined cylinder - Google Patents
Method to dry loose materials in flow moving inside rotary inclined cylinder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2465526C2 RU2465526C2 RU2010122989/06A RU2010122989A RU2465526C2 RU 2465526 C2 RU2465526 C2 RU 2465526C2 RU 2010122989/06 A RU2010122989/06 A RU 2010122989/06A RU 2010122989 A RU2010122989 A RU 2010122989A RU 2465526 C2 RU2465526 C2 RU 2465526C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder
- drying
- heated
- horizon
- cylinders
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к теплотехнической технологии сушки и может быть использовано для сушки сыпучих (дисперсных) материалов в строительстве (например, сушка цемента), в производстве строительных материалов (например, стекла), в сельском хозяйстве (например, сушка зерна), в пищевой промышленности (например, для сушки муки) и для сушки промышленных отходов (например, древесных опилок) и в других, аналогичных отраслях производства.The present invention relates to a heating technology of drying and can be used for drying bulk (dispersed) materials in construction (for example, drying cement), in the production of building materials (for example glass), in agriculture (for example, drying grain), in the food industry (for example, for drying flour) and for drying industrial waste (for example, sawdust) and in other similar industries.
Далее по тексту приняты сокращенные обозначения:The following abbreviations are used:
ДТМ - длинномерный тонкослойный материал;DTM - long, thin layer material;
СЦ - сушильный цилиндр;SC - drying cylinder;
CM - сыпучий материал;CM - bulk material;
НИКИ - направленное инфракрасное излучение;NIKI - directional infrared radiation;
РИКИ - рассеянное инфракрасное излучение;RIKI - scattered infrared radiation;
ИКН - инфракрасный нагреватель;IKN - infrared heater;
ИКИ - инфракрасные излучатели;IKI - infrared emitters;
1.Уровень техники1. The level of technology
Известны поточные способы сушки длинномерных тонкослойных материалов (ДТМ) на вращающихся нагреваемых цилиндрах. Основными операциями данных способов являются охват (контакт) ДТМ наружных поверхностей нагретых вращающихся цилиндров, нагрев ДТМ от нагретых поверхностей цилиндров и сушка ДТМ путем отвода из ДТМ испарений. Нагрев наружных поверхностей цилиндров осуществляется посредством непрерывной подачи перегретого пара внутрь цилиндров с одновременным сливом конденсата.Known in-line methods of drying long-length thin-layer materials (DTM) on rotating heated cylinders. The main operations of these methods are to cover (contact) DTM of the outer surfaces of heated rotating cylinders, heat DTM from heated surfaces of cylinders and dry DTM by removing fumes from DTM. The outer surfaces of the cylinders are heated by continuously supplying superheated steam into the cylinders while draining the condensate.
Известны также способы нагрева цилиндров изнутри, для нагрева ДТМ (с целью сушки) наружной поверхностью цилиндров, посредством направленного инфракрасного излучения. В этих способах инфракрасный нагреватель с излучателями размещают внутри каждого цилиндра и подключают к электросети через авторегулятор «напряжение-температура». Управляющий вход авторегулятора подключают к датчику температуры наружной поверхности цилиндра.There are also known methods of heating the cylinders from the inside, for heating the DTM (for drying) with the outer surface of the cylinders, using directional infrared radiation. In these methods, an infrared heater with emitters is placed inside each cylinder and connected to the mains through a voltage-temperature autoregulator. The control input of the autoregulator is connected to the temperature sensor of the outer surface of the cylinder.
Во всех известных способах сушки ДТМ на цилиндрах поток ДТМ при сушке представляет собой зигзагообразную линию, т.е. траекторию, огибающую два ряда горизонтальных цилиндров, один ряд над другим, установленных в шахматном порядке.In all known methods for drying DTM on cylinders, the DTM stream during drying is a zigzag line, i.e. a trajectory enveloping two rows of horizontal cylinders, one row above the other, staggered.
Основным недостатком способов сушки ДТМ на цилиндрах является их функциональная невозможность использования для сушки сыпучих материалов внутри цилиндров.The main disadvantage of the methods for drying DTM on cylinders is their functional impossibility to use bulk materials for drying inside cylinders.
2. Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ сушки сыпучих материалов (СМ) в движущемся внутри вращающегося наклоненного цилиндра потоке.2. The closest technical solution (prototype) is a method of drying bulk materials (SM) in a flow moving inside a rotating tilted cylinder.
В этом способе материал вместе с цилиндром нагревают внутри сушильного барабана конвекцией встречной или попутной струи продуктов сгорания топлива, одновременно удаляя в атмосферу и продукты сгорания, и испарения сыпучих материалов. Сушильный барабан выполняют сварным из цилиндрических секций, из углеродистых сталей, толщиной 40-50 мм, диаметром до 2500 мм, с общей длиной 12-15 м и устанавливают с углом наклона к горизонту в 4°. Сушильный барабан (толстостенный цилиндр) снабжают снаружи вращающим приводом. Для увеличения изгибной жесткости такого цилиндра к нему снаружи приваривают кольцевые ребра жесткости, равномерно по всей его длине.In this method, the material together with the cylinder is heated inside the dryer drum by convection of the oncoming or associated jet of fuel combustion products, while simultaneously removing into the atmosphere both combustion products and the evaporation of bulk materials. The dryer drum is welded from cylindrical sections, from carbon steels, 40-50 mm thick, with a diameter of up to 2500 mm, with a total length of 12-15 m and set with an angle of inclination to the horizon of 4 °. A drying drum (thick-walled cylinder) is provided externally with a rotary drive. To increase the bending stiffness of such a cylinder, ring stiffeners are welded to it from the outside, uniformly along its entire length.
Поток СМ формируют внутри цилиндра на всей длине 12-15 м в виде перемешивающегося по ходу движения сыпучего материала по наклону винтообразного жгута, за счет трения материала о вращающуюся внутреннюю поверхность цилиндра.The SM flow is formed inside the cylinder over the entire length of 12-15 m in the form of bulk material mixing along the movement along the slope of the screw-like bundle due to friction of the material on the rotating inner surface of the cylinder.
Данный способ позволяет осуществлять нагрев и сушку сыпучих материалов (например, речного песка и доломита в производстве стекла) в движущемся внутри вращающегося наклоненного цилиндра потоке.This method allows heating and drying of bulk materials (for example, river sand and dolomite in the manufacture of glass) in a stream moving inside a rotating tilted cylinder.
В цели предлагаемого изобретения (по сравнению с прототипом) входит получение следующих технических результатов.The purpose of the invention (in comparison with the prototype) is to obtain the following technical results.
1. Значительное расширение функциональных возможностей.1. Significant expansion of functionality.
2. Существенное снижение энергоемкости сушки СМ.2. A significant decrease in the energy intensity of drying SM.
3. Создание экологически чистого нагрева СМ в процессе сушки.3. The creation of environmentally friendly heating of SM during the drying process.
3. Причины, препятствующие получению технических результатов.3. Reasons that hinder the receipt of technical results.
Основными причинами, препятствующими эффективному использованию известного способа (прототипа), являются ограниченные функциональные возможности, высокая энергоемкость нагрева СМ в процессе сушки и загрязнение окружающей среды продуктами сгорания топлива.The main reasons that impede the effective use of the known method (prototype) are limited functionality, high energy consumption of heating the SM in the drying process and environmental pollution by fuel combustion products.
3.1. Ограниченные функциональные возможности обусловлены тем, что высокие температуры струи продуктов сгорания топлива (вместе с пламенем) на входе в СЦ (1500-800°С) не позволяют высушивать нетермостойкие СМ пищевой промышленности, сельскохозяйственного производства, а также СМ биотехнического производства (например, СМ белковой структуры).3.1. Limited functionality is due to the fact that the high temperature of the jet of fuel combustion products (together with the flame) at the inlet to the SC (1500-800 ° C) does not allow drying of non-heat-resistant SM of the food industry, agricultural production, as well as SM of biotechnological production (for example, SM protein structure).
3.2. Высокая энергоемкость сушки СМ в прототипе обусловлена конвективным способом нагрева СМ внутри СЦ и самого СЦ внутри, а также гигантской массой (от 10 до 25 тонн) самого СЦ на всей его длине, прогреть которую весьма проблематично без больших затрат тепловой энергии.3.2. The high energy intensity of drying the SM in the prototype is due to the convective method of heating the SM inside the SC and the SC itself inside, as well as the gigantic mass (from 10 to 25 tons) of the SC itself over its entire length, which is very problematic to heat up without the high cost of thermal energy.
Например, энергия теплопередачи конвекцией (из закона Фурье и уравнений Ньютона-Рихмана и Навье-Стокса):For example, the heat transfer energy by convection (from the Fourier law and the Newton-Richman and Navier-Stokes equations):
где α - коэффициент теплопередачи конвекцией;where α is the heat transfer coefficient of convection;
A - площадь поверхности взаимодействия проточной струи продуктов сгорания топлива с наружной поверхностью СМ в СЦ и с внутренней поверхностью СЦ, свободной от СМ;A is the surface area of the interaction of the flowing stream of fuel combustion products with the outer surface of the SM in the SC and with the inner surface of the SC free of SM;
t1 и t2 - температуры струи и сыпучего материала;t 1 and t 2 - temperature of the jet and bulk material;
τ - время нагрева.τ is the heating time.
Отсюда понятно, что чрезмерная энергоемкость обусловлена и ее затратами на обеспечение высокого давления струи продуктов сгорания топлива, для ее прохождения по всей длине СЦ внутри него (12-15 м). Понятно также, что регулировать t1 в процессе нагрева можно только в ограниченных пределах и не ниже 800°C (температура пламени, например, мазута), поскольку при более низких температурах просто не будет процесса горения (нагрева). Для сушки СМ из белковых структур, например, температура нагрева не должна превышать 40°C.From this it is clear that the excessive energy intensity is also due to its costs for providing a high pressure jet of fuel combustion products, for its passage along the entire length of the SC inside it (12-15 m). It is also clear that t 1 can be controlled during heating only within limited limits and not lower than 800 ° C (flame temperature, for example, fuel oil), because at lower temperatures there simply will not be a combustion (heating) process. For drying SM from protein structures, for example, the heating temperature should not exceed 40 ° C.
Избыточная энергоемкость обусловлена и ее затратами на транспортировку продуктов сгорания топлива через дымоотводы.Excessive energy intensity is also due to its costs for the transportation of fuel combustion products through chimneys.
Избыточная энергоемкость нагрева конвекцией обусловлена также тем, что тепловая энергия в потоке газов лишь частично расходуется на нагрев соприкасающихся поверхностей. Большая часть тепловой энергии в потоке (в струе) остается в потоке и уносится в атмосферу вместе с продуктами сгорания топлива.The excess energy consumption of convection heating is also due to the fact that the thermal energy in the gas stream is only partially spent on heating the contacting surfaces. Most of the thermal energy in the stream (in the stream) remains in the stream and is carried away into the atmosphere along with the products of fuel combustion.
3.3. Загрязнение окружающей среды в процессе реализации известного способа (прототипа) происходит из-за выброса продуктов сгорания топлива в атмосферу, в том числе углекислого и угарного газов, копоти и т.п.3.3. Environmental pollution in the process of implementing the known method (prototype) occurs due to the release of fuel combustion products into the atmosphere, including carbon dioxide and carbon monoxide, soot, etc.
4. Признаки прототипа, совпадающие с заявляемым предлагаемым изобретением.4. Signs of the prototype, coinciding with the claimed invention.
Сушку сыпучих материалов осуществляют в движущемся внутри вращающегося наклоненного цилиндра потоке, в котором сыпучий материал нагревают вместе с цилиндром внутри цилиндра конвекцией встречной или попутной струи продуктов сгорания топлива.Drying of bulk materials is carried out in a stream moving inside a rotating tilted cylinder, in which the bulk material is heated together with the cylinder inside the cylinder by convection of an oncoming or associated jet of fuel combustion products.
5. Задачами предлагаемого изобретения являются следующие технические результаты.5. The objectives of the invention are the following technical results.
5.1. Значительное расширение функциональных возможностей способа сушки СМ (универсальность).5.1. A significant expansion of the functionality of the method of drying SM (versatility).
5.2. Существенное снижение энергоемкости сушки СМ.5.2. Significant reduction in the energy intensity of drying SM.
5.3. Экологическая чистота нагрева СМ в процессе сушки.5.3. Ecological purity of heating SM during the drying process.
6. Эти технические результаты в заявляемом способе сушки сыпучих материалов в движущемся внутри вращающегося наклоненного цилиндра потоке, в котором материал вместе с цилиндром нагревают внутри цилиндра, достигаются тем, что цилиндр нагревают снаружи снизу направленным инфракрасным излучением, равномерно по всей его длине, размещая инфракрасный нагреватель под цилиндром, а сыпучий материал нагревают нагретой внутренней поверхностью цилиндра в контакте конвекцией нагретого этой поверхностью воздуха внутри цилиндра и проникающим сквозь стенку цилиндра излучением одновременно, при этом цилиндр снабжают устройством изменения угла наклона относительно горизонта и высоты относительно основания, а поток сыпучих материалов формируют одним или несколькими подобными или одинаковыми цилиндрами с инфракрасными нагревателями, размещая их один за другим без зазоров в одну линию с одинаковым углом наклона к горизонту, либо один за другим в одной осевой вертикальной плоскости с минимальными зазорами между ними и разными углами наклона к горизонту, причем цилиндр выполняют из нержавеющей стали, содержащей не менее 18% хрома, наружную поверхность цилиндра равномерно покрывают термостойкой кремнийорганической краской черного цвета, а соотношение толщины стенки цилиндра к его наружному диаметру задают соотношением 1 к 500, при этом длины цилиндров в потоке устанавливают в два и (или) три метра.6. These technical results in the inventive method of drying bulk materials in a flow moving inside a rotating tilted cylinder, in which the material together with the cylinder is heated inside the cylinder, is achieved by heating the cylinder from below from below with directed infrared radiation, uniformly along its entire length, by placing an infrared heater under the cylinder, and the bulk material is heated by the heated inner surface of the cylinder in contact by convection of the air heated by this surface inside the cylinder and penetrating well the cylinder wall with radiation at the same time, the cylinder is equipped with a device for changing the angle of inclination relative to the horizon and height relative to the base, and the flow of bulk materials is formed by one or more similar or identical cylinders with infrared heaters, placing them one after the other without gaps in the same line with the same angle tilt to the horizon, or one after another in the same axial vertical plane with minimal gaps between them and different tilt angles to the horizon, and the cylinder is made of stainless steel containing at least 18% chromium, the outer surface of the cylinder is evenly coated with heat-resistant black silicone paint, and the ratio of the cylinder wall thickness to its outer diameter is set to 1 to 500, while the lengths of the cylinders in the stream are set to two and (or) three meter.
7. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где7. The essence of the invention is illustrated by drawings, where
на фиг. 1-14 представлены схемы конструкции устройства, реализующего заявляемый способ, в том числе:in FIG. 1-14 presents a design diagram of a device that implements the inventive method, including:
на фиг.1 показана общая схема устройства одного сушильного цилиндра с инфракрасным нагревателем (вид в плане);figure 1 shows a General diagram of the device of one drying cylinder with an infrared heater (plan view);
на фиг.2 показана общая схема устройства одного сушильного цилиндра с инфракрасным нагревателем, вид со стороны торца СЦ;figure 2 shows a General diagram of the device of one drying cylinder with an infrared heater, a view from the side of the end face of the SC;
на фиг.3 показана общая схема устройства одного сушильного цилиндра с инфракрасным нагревателем в продольном разрезе;figure 3 shows a General diagram of the device of one drying cylinder with an infrared heater in longitudinal section;
на фиг.4 показана схема регулятора угла наклона СЦ и его высоты относительно основания;figure 4 shows a diagram of a regulator of the angle of inclination of the SC and its height relative to the base;
на фиг.5 показана схема передачи СЦ вращательного движения (схема вращающего привода);figure 5 shows the transmission scheme of the SC rotational motion (rotation drive circuit);
на фиг.6 показана схема устройства инфракрасного нагревателя под СЦ;figure 6 shows a diagram of a device for an infrared heater under the SC;
на фиг.7 показана схема нагрева наружной поверхности СЦ снизу направленным инфракрасным излучением (НИКИ);7 shows a diagram of heating the outer surface of the SC from the bottom with directional infrared radiation (NIKI);
на фиг.8 показана схема устройства электропроводных шин с излучателями НИКИ, вид сверху;on Fig shows a diagram of a device of conductive tires with emitters NIKI, top view;
на фиг.9 показана схема устройства электропроводных шин с излучателями НИКИ и их электрическое соединение в поперечном разрезе;figure 9 shows a diagram of a device of conductive tires with emitters NIKI and their electrical connection in cross section;
на фиг.10 показана схема протекания электрических токов в устройстве электропроводных шин с излучателями НИКИ;figure 10 shows a diagram of the flow of electric currents in the device of conductive buses with emitters NIKI;
на фиг.11 показана общая схема автоматического управления нагревом СЦ и СМ;11 shows a general diagram of the automatic control of heating of the SC and SM;
на фиг.12 показана общая схема сушки СМ внутри СЦ;on Fig shows a General diagram of the drying of SM inside the SC;
на фиг.13 показана схема формирования потока СМ одновременно в трех одинаковых СЦ с одинаковыми инфракрасными нагревателями;on Fig shows a diagram of the formation of the flow of SM simultaneously in three identical SC with the same infrared heaters;
на фиг.14 показана схема формирования потока СМ одновременно в трех подобных СЦ с подобными инфракрасными нагревателями.on Fig shows a diagram of the formation of the flow of SM simultaneously in three similar SC with similar infrared heaters.
7.1. Устройство для реализации заявляемого способа включат в себя следующие основные элементы конструкции.7.1. A device for implementing the proposed method will include the following basic structural elements.
1 - тонкостенный сушильный цилиндр (СЦ) длиной 2 или 3 м (фиг.1-3, 5-7, 12-14). Соотношение толщины стенки СЦ к его наружному диаметру задают соотношением 1:500. Например, при наружном диаметре СЦ 500 мм его создают из листа толщиной 1 мм. При диаметре 1000 мм толщину стенки СЦ задают в 2 мм и т.д. СЦ выполнен из нержавеющей стали, содержащей не менее 18% хрома, например из стали 12Х18Н10Т, которая является весьма доступной. По краям СЦ 1, снаружи, к нему прочно присоединены, например, приварены коаксиально, жесткие (например, из стали) кольца 1.1. Кольца 1.1 снабжены снаружи кольцевыми канавками (на чертежах не обозначены), коаксиальными кольцам 1.1. Наружная поверхность СЦ 1 между кольцами 1.1 покрыта термостойкой кремнийорганической краской черного цвета (на чертежах не обозначена). По краям СЦ 1, снаружи, между кольцами 1.1 на наружной поверхности СЦ 1 выполнены неглубокие кольцевые канавки 1.2 (фиг.3).1 - thin-walled drying cylinder (SC) with a length of 2 or 3 m (Figs. 1-3, 5-7, 12-14). The ratio of the wall thickness of the SC to its outer diameter is set by a ratio of 1: 500. For example, with the outer diameter of the SC 500 mm, it is created from a
2 - кожух (корпус) инфракрасного нагревателя (ИКН), подвешенный посредством например, подшипников 2.3, взаимодействующих с кольцевыми канавками 1.2 СЦ 1, с регулировочными винтами 2.1, охватывающий СЦ 1 снизу, на большей части длины СЦ 1 между кольцами 1.1, с зазором между СЦ 1 и кожухом 2 ИКН (фиг.1-3, 6-14). В верхней части СЦ 1 кожух 2 охватывает СЦ 1 с меньшим и регулируемым винтовыми стяжками 2.2 зазором, чем зазор в нижней части СЦ 1 между СЦ 1 и кожухом 2 (зазоры на чертежах не обозначены). В нижней части кожуха 2 в зазоре между СЦ 1 и кожухом 2 размещены вдоль СЦ 1 три равномерных ряда излучателей НИКИ 2.4 (фиг.2, 3, 6-12), так, что НИКИ излучателей 2.4 направлено радиально на наружную поверхность СЦ 1, а сами излучатели 2.4 размещены с зазором относительно наружной поверхности СЦ 1. В качестве излучателей 2.4 НИКИ используются, например, инфракрасные зеркальные лампы накаливания ИКЗ-175, ИКЗ-250 или ИКЗ-500 потребляемой мощностью соответственно 175, 250 или 500 Вт, производства ФУП РМ «ЛИСМА». Излучатели 2.4 установлены неподвижно в электропроводных шинах 2.5 и 2.6, разделенных и соединенных диэлектрическими перегородками 2.7 (фиг.3, 6-10), верхние 2.5 из которых являются фазными. Шины 2.5 и 2.6 выполнены, например, из полосы дюралюминия, а перегородки 2.7 из текстолита или фторопласта. Нижние шины 2.6 закреплены неподвижно на электропроводном и неподвижном (например, из листа дюралюминия) слое 2.8, который, в свою очередь, закреплен неподвижно на диэлектрическом слое (например, из листа фторопласта) 2.9, неподвижно закрепленном снизу на внутренней поверхности кожуха 2. Неподвижность соединения слоев 2.8 и 2.9, 2.9 и 2 обеспечивается, например, их склеиванием. Шины 2.6 закреплены на слое 2.8 неподвижно, но с возможностью перемещений относительно слоя 2.8 вдоль образующей СЦ 1 в электропроводных направляющих 1.12 (фиг.6, 8, 9), выполненных, например, из дюралюминия. Направляющие 2.12 прочно соединены к слою 2.8, например, заклепками (фиг.8, 9). В шинах 2.5 и 2.6 выполнены равномерно по их длине сквозные соосные отверстия для крепления (фиксации) излучателей НИКИ, т.е. электроламп 2.4. Причем в фазных шинах 2.5 эти отверстия 2.5.1 (фиг.8-10) являются резьбовыми под цоколь патроне E27 или E40, а в шинах 2.6 - коническими (на фиг.8-10 не обозначены) под нижний контакт (на чертежах не обозначен) цоколей Цл излучателей 2.4 НИКИ (фиг.9, 10). В каждой фазной шине 2.5 выполнено, также с одной ее стороны, по одному сквозному отверстию 2.5.2 (фиг.8, 9), посредством которого клемным болтовым соединением Кл (фиг.9) фазные шины 2.5, каждую по отдельности, соединяют электрически с собственным фазным электрическим проводом «a», «b», «c» трехфазной электросети с общим нейтральным проводом, который аналогично присоединяют к электропроводному слою 2.8 (на чертежах не показано). Между рядами излучателей НИКИ 2.4 вдоль образующих СЦ 1, между кольцами 1.1, на общей длине излучателей 2.4 неподвижно установлены отражатели 2.10 (фиг.2, 7), например, выгнутые по дуге окружности в сторону СЦ 1 полосы полированного дюралюминия. Отражатели 2.10 прочно закреплены на ножках 2.11, например, приварены к ним, а ножки 2.11 аналогично и радиально к СЦ 1 приварены к электропроводному слою 2.8.2 - a casing (case) of an infrared heater (TSC), suspended by means of, for example, bearings 2.3, interacting with the annular grooves 1.2 of
3 - основание СЦ 1. Основание СЦ 1 выполнено, например, из жесткого продольного (вдоль СЦ 1) горизонтального (например, стального) бруса 3.6 (фиг.1-5) с прочно прикрепленными к нему на концах серединами, жесткие, поперечные (перпендикулярные брусу 3.6), горизонтальные балки 3.5 (балки 3.5, выполненные например, из стального уголка, приварены серединами к брусу 3.6 горизонтально серединами). В каждом из четырех углов рамы, образованной брусом 3.6 и балками 3.5, снизу, к балкам 3.5 прочно присоединены с возможностью вращения колеса 3.3 (с собственными подшипниками и корпусами подшипников, которые на чертежах не показаны). Колесами 3.3 основание 3 СЦ 1 установлено на фундаменте (на чертежах не обозначен), например, на полу производственного сушильного цеха, горизонтально. К балкам 3.5, например, посередине сверху присоединены по одному подъемному устройству 3.2, выполненному, например, в виде рычажного реечного или винтового домкрата (фиг.4). Вертикальная гайка 3.2.2 последнего, например, соединена с балкой цилиндрическим шарниром (на фиг.1 не обозначен) с возможностью ее вращения, а каждый из двух вертикальный винт 3.2.1, взаимодействующий с гайкой 3.2.2 одним концом, другим концом прочно соединен с горизонтальной опорой 3.4, снабженной парой опорных дисков 3.1, взаимодействующих с наружными кольцевыми канавками колец 1.1 СЦ 1. Диски 3.1 выполнены, например, из резины или полиуретана. Горизонтальная опора 3.4 выполнена, например, из стального уголка, а опорные диски 3.1 установлены в опорах 3.4 с возможностью вращения при вращении СЦ 1 с кольцами 1.1 в собственных подшипниках (на чертежах не показаны). Подъемным механизмом, например, при вращении гайки 3.2.2 (фиг.4) осуществляются вертикальные перемещения концов СЦ 1 с возможностью вращения СЦ 1 в опорных дисках 3.1.3 - the base of the
4 - вращающий привод СЦ 1, например управляемый электропривод, электродвигатель 4Э (фиг.5) которого неподвижно установлен на одной из опор 3.4 (средства крепежа не показаны). На приводном валу электродвигателя 4Э установлен фрикционный диск 4.1 и приведен в контакт с одним из опорных дисков 3.1 с прижимом.4 -
5 - (АР) авторегулятор «напряжение-температура» (фиг.1, 11), выполненный, например, в виде трехфазного широкополосного тиристорного регулятора электрической мощности, с задатчиком («уставкой») требуемой температуры и с индикатором текущих значений (на схемах не показаны) неподвижно закреплен, например, винтами (чертежах не показаны) на продольном брусе 3.6. Вход АР 5 подключен к трехфазной электрической промышленной силовой сети с фазами «a», «b», «c» и с нейтралью «N» переменного напряжения U (фиг.1, 11) проводами 5.1. Управляемый (по напряжению) выход АР 5 электрически, проводами 5.2, подключен пофазно к шинам 2.5 ИКН 2 и нейтральным проводом «N» к электропроводному слою 2.8 клеммами Кл (фиг.1, 8-10, 11). Провода 5.2 подведены к шинам 2.5 и к слою 2.8 от АР 5 через сквозное отверстие в кожухе 2 ИКН со стороны, противоположной приводу 4 (на чертежах не показано). К управляющему входу АР 5 электрически подключен датчик температуры Дт (фиг.11), например пирометр, с возможностью подачи управляющего тока или напряжения, эквивалентных температуре внутренней поверхности СЦ 1 или температуре сыпучего материала СМ внутри СЦ 1.5 - (AR) autoregulator "voltage-temperature" (figure 1, 11), made, for example, in the form of a three-phase broadband thyristor regulator of electric power, with a setpoint ("setting") of the desired temperature and with an indicator of current values (not shown shown) is fixedly mounted, for example, with screws (drawings not shown) on the longitudinal beam 3.6. The input of
На фиг.9-11 и 13-14 также обозначено:9-11 and 13-14 are also indicated:
i(a), i(b), i(c), i(N) - фазные токи и нейтрали в нагрузке (на управляемом выходе) АР 5;i (a), i (b), i (c), i (N) - phase currents and neutrals in the load (at the controlled output)
R(a), R(b), R(c) - фазная эквивалентная нагрузка АР 5 (при параллельном соединении электрических сопротивлений излучателей 2.4 в фазах «a», «b», «c»);R (a), R (b), R (c) - phase equivalent load AR 5 (with a parallel connection of the electrical resistances of the emitters 2.4 in the phases "a", "b", "c");
α, β, γ - разные углы наклона СЦ к горизонту;α, β, γ - different angles of inclination of the SC to the horizon;
H - максимальная высота, например, трехцилиндровой линии сушки СМ;H is the maximum height, for example, of a three-cylinder drying line SM;
L1 - общая длина, например, трехцилиндровой линии сушки СМ, составленной из одинаковых СЦ длиной или 2, или 3 м каждый;L 1 - the total length, for example, of a three-cylinder drying line SM, composed of the same SC length of 2 or 3 m each;
l1 - длина одного СЦ в многоцилиндровой линии сушки из одинаковых СЦ, l1=3 м;l 1 - the length of one SC in the multi-cylinder drying line from the same SC, l 1 = 3 m;
L2 - общая длина, например, трехцилиндровой линии сушки СМ, составленной из подобных СЦ длиной и 2, и 3 м каждый;L 2 - the total length, for example, of a three-cylinder drying line SM, composed of similar SC length of 2 and 3 m each;
l2 -длина одного СЦ в многоцилиндровой линии сушки из СЦ, l2=2 м;l 2 is the length of one SC in the multi-cylinder drying line of the SC, l 2 = 2 m;
ω - угловая скорость вращения СЦ и направление потока воздуха внутри СЦ при его вращении.ω is the angular velocity of rotation of the SC and the direction of the air flow inside the SC during its rotation.
Электрическая цепь питания излучателей НИКИ 2.4 (электроламп) замыкается от фазного электропровода через фазную шину 2.5, через боковой контакт цоколя Цл (фиг.10), через спираль излучателя НИКИ (электролампы) 2.4, через нижний контакт цоколя Цл, через нижнюю шину 2.6 и через нейтральный провод «N».The electric power supply circuit of the NIKI 2.4 emitters (electric bulbs) is closed from the phase electric wire through the 2.5 phase bus, through the side terminal of the Tsl base (Fig. 10), through the NIKI emitter (electric lamp) 2.4 spiral, through the lower contact of the Tsl base, through the lower bus 2.6 and through neutral wire "N".
Поток сыпучего материала СМ (фиг.12) формируют, например, в одном СЦ 1 (длиной 2 или 3 м) при малой влажности СМ (например, до 15%), устанавливая СЦ 1 наклонно посредством регуляторов 3.2 в сторону подвода электропроводки 5.2 (фиг.1, 2, 3), например, под углом 4-5° к горизонту. При влажности СМ, например, до 30% поток сыпучего материала формируют, например, в двух, расположенных один за другим с минимальным зазором, в одной осевой вертикальной плоскости, одинаковых СЦ 1, с инфракрасными нагревателями (ИКН) 2, на основаниях 3 с приводом 4 и авторегуляторами (АР) 5 (на чертежах не показаны). При влажности СМ, например, до 45% поток сыпучего материала формируют, например, в трех, расположенных один за другим с минимальным перекрытием краев Δ (фиг.13), в одной осевой вертикальной плоскости, одинаковых СЦ 1, с одинаковыми инфракрасными нагревателями (ИКН) 2, на одинаковых основаниях 3 с одинаковыми приводами 4 и одинаковыми авторегуляторами (АР) 5. При этом каждый СЦ 1 устанавливают в потоке СМ либо с одинаковым углом наклона α к горизонту на разных высотах от основания 3 с одной сплошной осью вращения, либо с разными углами наклона к горизонту α, β, γ и на разной высоте от основания 3 (фиг.13).The flow of bulk material SM (Fig. 12) is formed, for example, in one SC 1 (2 or 3 m long) with a low humidity CM (for example, up to 15%), setting
Поток сыпучего материала СМ формируют также линией из нескольких СЦ (например, из трех, фиг.14) 1а, 1б и 1в, которые подобны друг другу по размерам с подобными друг другу ИКН 2а, 2б и 2в, с одинаковыми основаниями 3, с одинаковыми приводами 4 и АР 5. В этом случае каждый последующий СЦ вставлен в каждый предыдущий на небольшую глубину, например 10 мм, а линия сушки образует общую ось вращения СЦ, например трех 1а, 1б и 1в и все СЦ - соосны, с одинаковым углом, например α, наклона СЦ 1а, 1б и 1в к горизонту.The flow of bulk material SM is also formed by a line of several SCs (for example, of three, Fig. 14) 1a, 1b and 1c, which are similar in size to
При формировании потока сыпучего материала СМ в нескольких СЦ на одном из оснований 3 неподвижно устанавливают блок системы автоматического управления сушкой (САУ, фиг.14), выполненной, например, на основе микропроцессора. Управляющие выходы САУ подключены к управляющим входам авторегуляторов АР 5, вместо задатчиков (уставок) температуры, а управляющий вход САУ подключен к датчику влажности СМ, например на выходе многоцилиндровой линии сушки, т.е. на выходе СЦ 1а (на чертежах не показан).When forming a flow of bulk material SM in several SCs on one of the
7.2. Устройство, реализующее заявляемый в качестве предлагаемого изобретения способ, работает следующим образом.7.2. A device that implements the claimed as the proposed invention method, works as follows.
При сушке СМ малой влажности, например до 15%, поток СМ формируют в одном СЦ длиной 2 или 3 м. Для этого предварительно СЦ 1 с ИКН 2 (фиг.1-4) кольцевыми канавками 1.2 колец 1.1 устанавливают на опорные диски 3.1, устанавливают требуемый угол наклона СЦ к горизонту (например, α=10°) посредством подъемных устройств 3.2 со стороны подвода электрических проводов 5.2 и включают привод 4. Управляемым электроприводом 4Э (фиг.1, 3, 5) задают нужную скорость вращения СЦ от вала электропривода 4Э, через фрикционную передачу 4.1→3.1→1.1 (СЦ). Далее, включают электрическое питание авторегулятора «напряжение-температура» АР 5 и устанавливают (задатчиком или уставкой АР) нужную температуру нагрева СЦ, контролируя ее датчиком температуры Дт (фиг.11). Эту температуру задают, например: в диапазоне 25-150°C при использовании в ИКН излучателей 2.4 НИКИ из электроламп ИКЗ-175, в диапазоне 25-250°C при использовании в ИКН излучателей 2.4 НИКИ из электроламп ИКЗ-250, в диапазоне 25-350°C при использовании в ИКН излучателей 2.4 НИКИ из электроламп ИКЗ-500. В процессе нагрева СЦ вращается в наклонном положении и его торец со стороны подвода электропитания ИКН выше, чем противоположный торец (со стороны привода 4). При достижении заданной температуры СЦ в его нижнюю часть внутренней цилиндрической полости со стороны поднятого торца вручную или транспортерной лентой (на чертежах не показано) порционно или непрерывно подают влажный СМ. Первоначально влажный СМ в нижней части внутренней цилиндрической полости СЦ нагревается одновременно: нагретым внутри СЦ воздухом (конвективно), контактом с нагретой внутренней поверхностью СЦ (теплопроводностью и кондукцией), а также проникающей сквозь тонкую стенку СЦ частью энергий направленного от излучателей 2.4 и рассеянного от отражателей 2.10 инфракрасного излучения. В процессе нагрева влага из СМ испаряется, а в процессе вращения СЦ под наклоном СМ ворошится (за счет контакта с вращающейся поверхностью) и перемещается вниз по наклону, выделяя испарения по ходу движения, увеличивая скорость перемещения по наклону и скорость испарений до наперед заданной влажности СМ. Размещение основания 3 СЦ на колесах 3.3 позволяет легко перемещать всю совокупность элементов устройства для реализации способа в производственном помещении.When drying SM of low humidity, for example, up to 15%, the SM flow is formed in one
При сушке СМ средней и высокой влажности, например от 15 до 85%, поток СМ формируют в нескольких СЦ последовательно, например, в трех (при влажности СМ, например, 40%), при этом формируют сушильную линию из сушильных цилиндров - линию СЦ. Она выполнена либо из одинаковых СЦ 1 (длиной 2 или 3 м и общей длиной L1) с одинаковыми ИКН 2 и с одинаковыми другими элементами конструкции устройства (фиг.13), т.е. из одинаковых сушильных модулей (ОСМ, линия СЦ из ОСМ), либо из подобных (типовых) СЦ 1а, 1б, 1в (длиной и 2 и 3 м, с общей длиной L2) с подобными (типовыми) ИКН 2а, 2б, 2в (фиг.14) и с подобными (типовыми) другими элементами конструкции устройства, т.е. из типовых сушильных модулей (ТСМ, линия СЦ из ТСМ).When drying SM of medium and high humidity, for example, from 15 to 85%, the SM stream is formed in several SCs sequentially, for example, in three (at SM humidity, for example, 40%), and a drying line is formed from drying cylinders — the SC line. It is made of either the same SC 1 (2 or 3 m long and the total length L 1 ) with the
Линия СЦ из ОСМ выгодна в том случае, когда необходимо формировать поток СМ на длине, кратной 2-м или 3-м. Например, чтобы сформировать поток СМ для сушки на длине 10 м, нужно 5 ОСМ с длиной 2 м (нужно 4 ОСМ, из которых 2 ОСМ по 3 м и 2 ОСМ по 2 м), для сушки СМ на длине 15 м нужно 5 ОСМ длиной 3 м. При этом в каждом ОСМ угол наклона СЦ к горизонту и температура сушки задаются (устанавливаются) независимо от другого ОСМ.The SC line from the OSM is advantageous in the case when it is necessary to form the SM stream at a length multiple of the 2nd or 3rd. For example, to form a SM stream for drying at a length of 10 m, you need 5 OSMs with a length of 2 m (you need 4 OSMs, of which 2 OSMs of 3 m and 2 OSMs of 2 m), for drying SMs of 5 meters long 3 m long. Moreover, in each OSM, the angle of inclination of the SC to the horizon and the drying temperature are set (set) independently of the other OSM.
Линия СЦ из ТСМ выгодна в том случае, когда необходимо формировать поток СМ на длине, некратной 2-м или 3-м. Например, чтобы сформировать поток СМ для сушки на длине 11 м нужно 4 CM, три из них по 3 м и один 2 м. Линия СЦ из ТСМ составлена из входящих один в другой на небольшую (до 10 мм) глубину СЦ, т.е. внутренний диаметр каждого последующего, по ходу СМ по наклону, подобного СЦ, больше наружного диаметра предыдущего подобного СЦ. Поэтому линия СЦ из ТСМ сложнее линии СЦ из ОСМ в изготовлении, монтаже и настройке, поскольку содержит больше разнотипных элементов конструкции. В то же время, в каждом ТСМ угол наклона СЦ к горизонту и температура сушки задаются (устанавливаются) независимо от другого ТСМ, также как и в линии СЦ из ОСМ.The SC line from TCM is advantageous in the case when it is necessary to form a SM stream at a length not multiple of the 2nd or 3rd. For example, in order to form a SM flow for drying at a length of 11 m, 4 CM is needed, three of them 3 m each and one 2 m. The SC line from FCM is composed of one in another to a small (up to 10 mm) SC depth, i.e. . the inner diameter of each subsequent, along the SM along a slope similar to a SC, is larger than the outer diameter of a previous similar SC. Therefore, the SC line from TCM is more complicated than the SC line from the OSM in the manufacture, installation and configuration, since it contains more heterogeneous structural elements. At the same time, in each FCM, the angle of inclination of the SC to the horizon and the drying temperature are set (set) independently of the other TCM, as well as in the SC line from the OSM.
Использование в линиях СЦ из ОСМ или из ТСМ (фиг.14) системы автоматического управления (САУ) позволяет устранить операции задания нужных температур для СЦ в каждом сушильном модуле (ОСМ или ТСМ). По заданной влажности СМ на выходе из многомодульной линии (сам датчик влажности и его средства размещения на чертежах не показаны) САУ (на основе микропроцессора) сама подбирает и устанавливает оптимальные температуры СЦ в каждом ОСМ или ТСМ.The use of automatic control systems (ACS) in SC lines from OSM or TSM (Fig. 14) allows eliminating operations of setting the required temperatures for SC in each drying module (OSM or TSM). According to the specified humidity of the SM at the outlet of the multi-module line (the humidity sensor and its means of placement are not shown in the drawings), the self-propelled guns (based on the microprocessor) selects and sets the optimum temperature of the SC in each OSM or FCM.
7.3. Заявляемые в предлагаемом изобретении технические результаты достигаются следующим образом.7.3. Declared in the invention, the technical results are achieved as follows.
7.3.1. Значительное расширение функциональных возможностей (универсальность).7.3.1. Significant expansion of functionality (versatility).
Этот технический результат обусловлен возможностью осуществлять сушку любых по термостойкости сыпучих материалов, устанавливая и поддерживая посредством авторегулятора «напряжение-температура» допустимо максимальные температуры нагрева СЦ и СМ внутри СЦ в автоматическом режиме, в интервале температур 25-350°C, используя разные, но типовые излучатели НИКИ типа ИКЗ-175, ИКЗ-250 или ИКЗ-500.This technical result is due to the ability to dry bulk materials of any heat resistance, by setting and maintaining the voltage-temperature automatic regulator, the maximum heating temperatures of the SC and SM inside the SC are admissible in the automatic mode, in the temperature range 25-350 ° C, using different, but typical emitters NIKI type IKZ-175, IKZ-250 or IKZ-500.
Этот технический результат обусловлен также реальной возможностью формировать поток высушиваемого сыпучего материала (регулировать его длину) в нескольких одинаковых или типовых сушильных модулях одновременно, размещая сушильные цилиндры с инфракрасными нагревателями один за другим без зазоров в одну линию с одинаковым углом наклона к горизонту, либо один за другим в одной осевой вертикальной плоскости с минимальными зазорами между ними и разными углами наклона к горизонту.This technical result is also due to the real opportunity to form a flow of dried bulk material (to adjust its length) in several identical or typical drying modules at the same time, placing the drying cylinders with infrared heaters one after the other without gaps in one line with the same angle to the horizon, or one for another in the same axial vertical plane with minimal gaps between them and different angles of inclination to the horizon.
Этот технический результат обусловлен также тем, что можно задавать и поддерживать разные температуры нагрева СМ (посредством АР 5, фиг.1, 11-14), разные скорости движения СМ (посредством изменения угла наклона СЦ, устройство изменения угла наклона 3.2, фиг.1-3) и разные скорости вращения цилиндров (посредством управляемого электропривода 4Э, фиг.1-3, 5) в процессе сушки на разных участках длины потока высушиваемого СМ.This technical result is also due to the fact that it is possible to set and maintain different heating temperatures of the SM (by means of
7.3.2. Существенное снижение энергоемкости сушки СМ (экономичность).7.3.2. Significant reduction in the energy intensity of drying SM (profitability).
Этот технический результат обусловлен 100%-ым использованием энергии НИКИ на нагрев СЦ, СМ в процессе сушки.This technical result is due to 100% use of NIKI energy for heating the SC, SM in the drying process.
По сравнению с прототипом, где тепловая энергия нагрева определяется выражением (1) и (тепловая энергия приточной струи продуктов сгорания топлива) существенно уменьшается по длине СЦ (от 1500 на входе до 95°C на противоположном конце), например на 12-и метрах длины СЦ, в заявляемом способе энергия теплообмена НИКИ с наружной поверхностью сушильного цилиндра 1 определяется:Compared with the prototype, where the heating thermal energy is determined by the expression (1) and (the thermal energy of the supply stream of the fuel combustion products) is significantly reduced along the length of the SC (from 1500 at the input to 95 ° C at the opposite end), for example, at 12 meters length SC, in the inventive method, the heat transfer energy of NIKI with the outer surface of the
где СПР - приведенный коэффициент излучения;where C PR - reduced emissivity;
АПР - приведенная площадь поверхностей излучателей и СЦ;A PR is the reduced surface area of the emitters and SC;
T1 - абсолютная температура спирали излучателя НИКИ 2.4 (фиг.3, 6, 7), которая для электроламп типа ИКЗ составляет 2500K;T 1 - the absolute temperature of the coil of the emitter NIKI 2.4 (Fig.3, 6, 7), which for electric lamps of the type IKZ is 2500K;
T2 - абсолютная температура наружной поверхности СЦ (21°C), которая для производственных помещений близка к 294K.T 2 - absolute temperature of the outer surface of the SC (21 ° C), which for industrial premises is close to 294K.
При одинаковых значениях коэффициентов, стоящих за круглыми скобками выражения (1) и за квадратными скобками выражения (2), видно, что энергия нагрева конвекцией пропорциональна разности температур t1 и t2. Максимальная температура пламени (в прототипе) при сгорании топлива (начальная температура струи продуктов сгорания топлива) не превышает 1900°C (t1), а температура СЦ и СМ внутри СЦ составляет 21°C. Температурный напор при конвективном теплообмене составит 1900-21=1879.For the same values of the coefficients behind the parentheses of expression (1) and the square brackets of expression (2), it can be seen that the convection heating energy is proportional to the temperature difference t 1 and t 2 . The maximum flame temperature (in the prototype) during fuel combustion (initial temperature of the jet of fuel combustion products) does not exceed 1900 ° C (t 1 ), and the temperature of the SC and SM inside the SC is 21 ° C. The temperature head during convective heat transfer will be 1900-21 = 1879.
При теплообмене посредством НИКИ (2) этот напор определится, в минимальном виде (используя четвертую степень): (25)4-(2,94)4=390625-75=390550, т.е. процесс нагрева осуществляется почти в 208 раз мощнее.During heat transfer by means of NIKI (2), this pressure will be determined in the minimum form (using the fourth degree): (25) 4 - (2.94) 4 = 390625-75 = 390550, i.e. the heating process is carried out almost 208 times more powerful.
Учитывая, что ИКН 2 установлен под каждым СЦ 1 при формировании потока высушиваемого СМ в многоцилиндровой линии, а авторегулятор АР 5 поддерживает заданные температуры СЦ на каждом СЦ, то электроэнергии на поддержание заданных температур расходуется в 2-3 раза меньше, чем номинальная мощность ИКН.Considering that
Например, для СЦ 1 длиной 3 м, с наружным ⌀ 1500 мм и толщиной стенки 3 мм, покрытого снаружи термостойкой кремнийорганической краской черного цвета - ИКН выполнен (фиг.3, 6-8) из трех рядов излучателей 2.4 с четырьмя рядами отражателей 2.10, между рядами излучателей 2.4 и по краям этих рядов (лампы ИКЗ-250, номинальной мощностью 250 Вт), в каждом ряду 15 излучателей 2.4. Номинальная мощность ИКН составляет 11,25 кВт. При нагреве этого СЦ до 200°C и на поддержание этой температуры СЦ с помощью АР 5 (фиг.1) часовой расход электроэнергии составляет 3,8 кВтч, т.е. почти в 3 раза меньше, чем номинальный расход электроэнергии.For example, for
Пример. В середине ноября 2009 года проведен сравнительный анализ технико-экономических показателей при сушке песка в барабанной атмосферной сушилке ОАО "Киришский стекольный завод" (г.Кириши, Ленинградской области).Example. In mid-November 2009, a comparative analysis of technical and economic indicators for drying sand in an atmospheric drum dryer of JSC Kirishi Glass Factory (Kirishi, Leningrad Region) was carried out.
120 тонн высушенного песка в сутки (24 часа) получают непрерывно из барабанной атмосферной сушилки (длина барабана 12 м, диаметр 2 м, толщина стенки 40 мм), расходуя 277,2 м3/час природного газа. Стоимость покупной электроэнергии на заводе составляла 1,52 руб. за кВтчас.120 tons of dried sand per day (24 hours) are obtained continuously from an atmospheric drum dryer (drum length 12 m, diameter 2 m, wall thickness 40 mm), consuming 277.2 m 3 / h of natural gas. The cost of purchased electricity at the plant was 1.52 rubles. per kWh.
Стоимость природного газа составляла 1700 руб. за 1000 м3 или 1,7 руб. за 1 м3.The cost of natural gas was 1700 rubles. per 1000 m 3 or 1.7 rubles. for 1 m 3 .
Таким образом, на нагрев песка проточной струей продуктов сгорания топлива, в противотоке, внутри барабана расходуется в час: 277,2×1,7=471,24 или приблизительно 471 рубль.Thus, for heating sand with a flowing stream of fuel combustion products, in countercurrent flow, an hour is spent inside the drum: 277.2 × 1.7 = 471.24 or approximately 471 rubles.
В 1 час производится песка: 120:24=5 тонн. Себестоимость одной тонны песка в процессе затрат в 471 руб. на нагрев возрастает на: 471:5=94,2 руб. или приблизительно на 94 рубля.At 1 hour, sand is produced: 120: 24 = 5 tons. The cost of one ton of sand in the process costs 471 rubles. for heating increases by: 471: 5 = 94.2 rubles. or about 94 rubles.
Согласно заявляемому способу на поддержание температуры стенки внутри СЦ (длиной 3 м или 1/4 длины барабанной сушилки, диаметром 2 м и толщиной стенки 4 мм) будет затрачиваться электроэнергии на нагрев посредством ИКН 2 не более 5 кВтч. Линия СЦ из ОСМ для непрерывной сушки СМ длиной 12 метров собирается из 4-х одинаковых модулей (СЦ 1, ИКН 2, основание 3, привод 4, авторегулятор АР 5, фиг.1 и система автоматического управления САУ, фиг.14). Общий расход электроэнергии на эксплуатацию такой линии СЦ из ОСМ составит не более: 5×4=20 кВтч. При вышеназванной цене часовые затраты составят: 1,52 руб.×20=30,4 рубля. В этом случае при использовании заявляемого способа себестоимость одной тонны песка при сушке возрастает не на 94 рубля, а на 30 рублей. Таким образом, заявляемый способ в 3 раза экономичнее.According to the claimed method for maintaining the wall temperature inside the SC (3 m or 1/4 length of the drum dryer, 2 m in diameter and 4 mm wall thickness), no more than 5 kWh of electricity will be spent on heating. The SC line from the OSM for continuous drying of SMs with a length of 12 meters is assembled from 4 identical modules (
Значительное снижение энергоемкости способа сушки СМ (нагрева СЦ и СМ внутри СЦ) обеспечивается следующими отличительными признаками заявляемого способа.A significant reduction in the energy intensity of the method of drying SM (heating the SC and SM inside the SC) is provided by the following distinctive features of the proposed method.
В процессе взаимодействия излучения (НИКИ) с телом (стенка СЦ) одновременно осуществляются три процесса.In the process of interaction of radiation (NIKI) with the body (SC wall), three processes are simultaneously carried out.
Во-первых, осуществляется поглощение энергии излучения (НИКИ, для электроламп типа ИКЗ спектр максимальной мощности в интервале 400-1500 нм) материалом СЦ и нагрев материала, обусловленный поглощением энергии НИКИ. Доля поглощенной энергии зависит от коэффициента поглощения, зависящего от свойств самого материала. Так, по сравнению с углеродистой сталью, имеющей этот коэффициент около 40% - хром поглощает 60% (т.е. на 20% больше) энергии инфракрасного излучения [15, с.206, табл.118]. Поэтому создание СЦ из нержавеющей стали, содержащей не менее 18% хрома, например из стали 12Х18Н10Т, позволяет (20%*0,18) на 3,6% увеличить поглощение энергии НИКИ (температуру СЦ) материалом СЦ без увеличения мощности излучателя НИКИ 2.4 (фиг.6).Firstly, the radiation energy is absorbed (NIKI, for electric lamps of the ICZ type, the maximum power spectrum is in the range 400-1500 nm) by the SC material and the material is heated due to the absorption of NIKI energy. The fraction of absorbed energy depends on the absorption coefficient, which depends on the properties of the material itself. So, in comparison with carbon steel, which has this coefficient of about 40%, chromium absorbs 60% (that is, 20% more) of infrared radiation energy [15, p.206, Table 118]. Therefore, the creation of SCs from stainless steel containing at least 18% chromium, for example from 12Kh18N10T steel, allows (20% * 0.18) to increase by 3.6% the absorption of NIKI energy (SC temperature) by the SC material without increasing the power of the NIKI 2.4 emitter ( 6).
Термостойкая кремнийорганическая краска черного цвета «ЦЕРТА», которой покрыта наружная поверхность СЦ 1 между кольцами 1.1 (на фиг.1, 2, 3 и др. не обозначена), содержит кремниевую органику (кремний) и сажу (углерод), придающую краске черный цвет. Максимальная температурная стойкость такой краски, например, ОС-82-03 - 500°C. Известно также, что кремний и углерод максимально поглощают (80%) энергию инфракрасного излучения и нагреваются (спектр 600-1500 нм), а черный цвет максимально поглощает энергию видимого света (спектр 400-600 нм) и дополнительно нагревает поверхность. Таким образом, на площади наружной поверхности СЦ, взаимодействующей с НИКИ, поглощается 83,6% его энергии. Другими словами, материал СЦ и его покрытие поглощают 83,6% энергии НИКИ на нагрев (3,6%+80%).Heat-resistant black silicone paint “CERT”, which covers the outer surface of
Во-вторых, осуществляется отражение излучения (НИКИ) от цилиндрической наружной поверхности СЦ 1 (фиг.7) в форме рассеянного инфракрасного излучения (РИКИ), поскольку эта поверхность не является абсолютно черным телом. Отраженное от поверхности СЦ РИКИ между рядами излучателей 2.4 вновь отражается отражателями 2.10 на наружную цилиндрическую поверхность СЦ. Коэффициент отражения полированными поверхностями отражателей 2.10, выполненных из дюралюминия, 95% [15, с.206], поэтому на наружную поверхность СЦ посредством отражателей 2.10 возвращается 16,4%*0,95=15,6%. Всего на эту поверхность направляется и поглощается ею (стенка СЦ нагревается) 83,6+15,6=99,2% энергии НИКИ излучателей 2.4.Secondly, radiation is reflected (NIKI) from the cylindrical outer surface of SC 1 (Fig. 7) in the form of scattered infrared radiation (RIKI), since this surface is not a completely black body. The RICA reflected from the surface of the SC between the rows of emitters 2.4 is again reflected by the reflectors 2.10 on the outer cylindrical surface of the SC. The reflection coefficient of the polished surfaces of reflectors 2.10 made of duralumin is 95% [15, p.206]; therefore, 16.4% * 0.95 = 15.6% returns to the outer surface of the SC through reflectors 2.10. In total, 83.6 + 15.6 = 99.2% of the energy of NIKI emitters 2.4 is directed and absorbed by it (the wall of the SC is heated).
В-третьих, осуществляется пропускание излучения сквозь стенку СЦ. Доля энергии прошедшего сквозь стенку СЦ излучения НИКИ составляет 0,8%. Эта часть энергии НИКИ и РИКИ из-за ее незначительности полностью поглощается сыпучим материалом СМ (фиг.12), засыпаемым и расположенным в нижней части наклонно вращающегося СЦ 1. Таким образом, вся энергия излучателей НИКИ 2.4 совершает полезную работу по нагреву стенки СЦ (а от нее и сыпучего материала СМ внутри СЦ, и воздуха внутри СЦ), за счет того, что 99,8% этой энергии поглощается стенкой СЦ, а также по нагреву СМ внутри СЦ проникающим сквозь стенку СЦ направленным и рассеянным инфракрасными излучениями от излучателей 2.4 и отражателей 2.10.Thirdly, radiation is transmitted through the SC wall. The energy share of the NIKI radiation transmitted through the SC wall is 0.8%. This part of the energy of NIKI and RIKI, due to its insignificance, is completely absorbed by the bulk material SM (Fig. 12), which is filled up and located in the lower part of the obliquely rotating
Выполнение сушильных цилиндров СЦ тонкостенными (с отношением толщины стенки к наружному диаметру СЦ 1 к 500) позволяет существенно уменьшить вращающиеся массы (момент инерции масс) СЦ и дополнительно снизить затраты энергии на вращение СЦ в каждом одинаковом или типовом сушильном модуле. Содержание не менее 18% хрома в материале СЦ увеличивает его прочность.The implementation of SC drying cylinders with thin-walled (with the ratio of the wall thickness to the outer diameter of the
7.3.3. Экологическая чистота нагрева СМ в процессе сушки.7.3.3. Ecological purity of heating SM during the drying process.
Обеспечивается экологически чистыми источниками нагрева СЦ посредством НИКИ (РИКИ) - электролампами ИКЗ-175, ИКЗ-250, ИКЗ-500, которые не дают вредных выбросов в атмосферу.It is provided by environmentally friendly sources of heating of the SC through NIKI (RIKI) - electric lamps IKZ-175, IKZ-250, IKZ-500, which do not produce harmful emissions into the atmosphere.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010122989/06A RU2465526C2 (en) | 2010-06-04 | 2010-06-04 | Method to dry loose materials in flow moving inside rotary inclined cylinder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010122989/06A RU2465526C2 (en) | 2010-06-04 | 2010-06-04 | Method to dry loose materials in flow moving inside rotary inclined cylinder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010122989A RU2010122989A (en) | 2011-12-10 |
RU2465526C2 true RU2465526C2 (en) | 2012-10-27 |
Family
ID=45405286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010122989/06A RU2465526C2 (en) | 2010-06-04 | 2010-06-04 | Method to dry loose materials in flow moving inside rotary inclined cylinder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2465526C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2596071C1 (en) * | 2015-04-29 | 2016-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Западносибирский биотехнологический центр по селекции и семеноводству картофеля и топинамбура" | Method for infrared drying of girasol and device therefor |
RU2603212C1 (en) * | 2015-07-16 | 2016-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Method of disperse (bulk) materials continuous drying inside vertically mounted rotating container, heated from outside by radiation |
RU2814905C2 (en) * | 2019-06-05 | 2024-03-06 | Филип Моррис Продактс С.А. | Drying device for herbal material containing inclined blades |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1339370A1 (en) * | 1986-03-05 | 1987-09-23 | Воронежский технологический институт | Continuous drier for thermosensitive loose materials |
RU70567U1 (en) * | 2007-10-29 | 2008-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛИОТЕК" | INSTALLATION FOR CONTINUOUS SUBLIMATION DRYING |
-
2010
- 2010-06-04 RU RU2010122989/06A patent/RU2465526C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1339370A1 (en) * | 1986-03-05 | 1987-09-23 | Воронежский технологический институт | Continuous drier for thermosensitive loose materials |
RU70567U1 (en) * | 2007-10-29 | 2008-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛИОТЕК" | INSTALLATION FOR CONTINUOUS SUBLIMATION DRYING |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2596071C1 (en) * | 2015-04-29 | 2016-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Западносибирский биотехнологический центр по селекции и семеноводству картофеля и топинамбура" | Method for infrared drying of girasol and device therefor |
RU2603212C1 (en) * | 2015-07-16 | 2016-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Method of disperse (bulk) materials continuous drying inside vertically mounted rotating container, heated from outside by radiation |
RU2814905C2 (en) * | 2019-06-05 | 2024-03-06 | Филип Моррис Продактс С.А. | Drying device for herbal material containing inclined blades |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010122989A (en) | 2011-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN204329531U (en) | Roasting plant | |
WO2008020812A1 (en) | System for improved powder coating of duct fittings and process for same | |
KR101969131B1 (en) | Convayor type Paint Drying Furnace with HSWG unit | |
RU2465526C2 (en) | Method to dry loose materials in flow moving inside rotary inclined cylinder | |
CN103989243A (en) | Tobacco leaf curing real-time monitoring device | |
CN1839289A (en) | Method and apparatus for dehumidification | |
KR100601838B1 (en) | Rotary apparatus of drying for industry | |
CN104457197A (en) | Dryer capable of conducting automatic measurement and automatic parameter adjustment | |
CN114786506A (en) | Continuous process based on radiant heat dryer system | |
CN2688060Y (en) | Tunnel evaporating baker | |
CN103354670B (en) | A kind of conduction heating type lamp holder dries assembling system | |
CN105865184A (en) | Drying system for continuous circulated operation | |
CN208960319U (en) | A kind of double heat source baking oven heaters in cement dipping machine | |
RU2526396C1 (en) | Method for bakery goods baking in moulds moving rectilinearly on conveyer inside tunnel oven | |
CN102356925A (en) | Tobacco baking equipment | |
CN211373134U (en) | Mesh belt type dryer capable of automatically controlling temperature | |
CN204719013U (en) | A kind of chromatograph box based on modular heating technology | |
CN209926808U (en) | Continuous baking, drying and frying equipment with spiral pipe for suspension heating | |
CN102793253A (en) | Integral greenhouse type solar red jujube drying room | |
CN209926809U (en) | Continuous baking, drying and frying equipment with wave-shaped spiral pipe for suspension heating | |
CN208551415U (en) | Circulated air continuously bakes and banks up with earth frying machine in electric heating | |
CN207749091U (en) | The electrical heating material frying machine of oil plant oil expression | |
CN207268562U (en) | A kind of drying unit for preparing titanium dioxide | |
CN205919668U (en) | Double -deck continuous tunnel furnace | |
RU196179U1 (en) | FURNACE FOR DRYING A COVER ON GLASS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20120228 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20120410 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121008 |