RU2603212C1 - Method of disperse (bulk) materials continuous drying inside vertically mounted rotating container, heated from outside by radiation - Google Patents
Method of disperse (bulk) materials continuous drying inside vertically mounted rotating container, heated from outside by radiation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2603212C1 RU2603212C1 RU2015129227/06A RU2015129227A RU2603212C1 RU 2603212 C1 RU2603212 C1 RU 2603212C1 RU 2015129227/06 A RU2015129227/06 A RU 2015129227/06A RU 2015129227 A RU2015129227 A RU 2015129227A RU 2603212 C1 RU2603212 C1 RU 2603212C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- container
- pipe
- radiation
- heating
- tank
- Prior art date
Links
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 59
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 claims description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 9
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 8
- 102100030907 Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator Human genes 0.000 description 7
- 101000690445 Caenorhabditis elegans Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator homolog Proteins 0.000 description 7
- 101000793115 Homo sapiens Aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator Proteins 0.000 description 7
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 244000309464 bull Species 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 101100514842 Xenopus laevis mtus1 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 235000014510 cooky Nutrition 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 235000012432 gingerbread Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
- F26B3/14—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the materials or objects to be dried being moved by gravity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/18—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact
- F26B3/20—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact the heat source being a heated surface, e.g. a moving belt or conveyor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
- F26B3/30—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun from infrared-emitting elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области термодинамики в части теплообмена излучением и к технологии сушки. Оно может быть использовано для непрерывной сушки сыпучих (дисперсных) материалов в оборонной промышленности для сушки взрывчатых веществ, в строительстве (например, сушка цемента), в производстве строительных материалов (например, песка и доломита в производстве стекла), в сельском хозяйстве (например, сушка зерна), в пищевой промышленности (например, для сушки муки, пряников и печенья) и для сушки промышленных отходов (например, древесных опилок), в химической промышленности, в производствах медицинских препаратов: гранул, таблеток, порошков, и в других аналогичных отраслях производства.The invention relates to the field of thermodynamics in terms of heat transfer by radiation and to drying technology. It can be used for continuous drying of bulk (dispersed) materials in the defense industry for drying explosives, in construction (for example, cement drying), in the production of building materials (for example, sand and dolomite in glass), in agriculture (for example, grain drying), in the food industry (for example, for drying flour, gingerbread and cookies) and for drying industrial waste (for example, sawdust), in the chemical industry, in the production of medical preparations: granules, tablets, powder s, and in other similar industries.
Далее по тексту приняты сокращенные обозначения:The following abbreviations are used:
СМ - сыпучий материал;SM - bulk material;
ИКН - инфракрасный нагреватель (облучатель);IKN - infrared heater (irradiator);
НИКИ - направленное излучение в ближней инфракрасной области, которое создают кварцевые галогенные трубчатые лампы типа КГТ (например, КГТ220-1000-6), ГУП РМ «ЛИСМА», г. Саранск, Мордовия, РФ;NIKI - direct radiation in the near infrared region, which is generated by quartz halogen tube lamps of the KGT type (for example, KGT220-1000-6), State Unitary Enterprise RM LISMA, Saransk, Mordovia, RF;
ИКН - инфракрасный нагреватель, собранный из излучателей НИКИ;IKN - infrared heater assembled from NIKI emitters;
ЛИКОД - линейные инфракрасные излучатели ограниченной длины: трубчатые инфракрасные излучатели, электролампы серии КГТ в отражателях;LIKOD - linear infrared emitters of limited length: tubular infrared emitters, KGT series electric lamps in reflectors;
АРНТ - авторегулятор «напряжение-температура»: трехфазный типовой (транзисторный, динисторный или тиристорный) авторегулятор «напряжение-температура» [11]. Типовой АРНТ включает в себя блоки индикации заданной температуры и индикации текущих значений температуры;ARNT - voltage-temperature autoregulator: three-phase typical (transistor, dinistor or thyristor) voltage-temperature autoregulator [11]. A typical ARNT includes blocks for indicating the set temperature and displaying current temperature values;
ДТ - датчик температуры: бесконтактный датчик измерения температуры - пирометр, например Optris CTL15 [12], с управляющим выходом на управляющий вход АРНТ;DT - temperature sensor: non-contact temperature measurement sensor - pyrometer, for example Optris CTL15 [12], with a control output to the control input of the ARNT;
ВСМ - влажный сыпучий материал, который направляется на сушку;BCM - wet bulk material that is sent for drying;
ССМ - сухой сыпучий материал, высушенный в процессе сушки;CCM - dry bulk material, dried during the drying process;
МБУ - микропроцессорный блок управления (шкаф или станция общего автоматического управления сушкой).MBU - microprocessor control unit (cabinet or station for general automatic drying control).
1. Уровень техники1. The prior art
Общие принципы и наиболее распространенные технологии (способы) сушки приведены в источнике [1].General principles and the most common drying technologies (methods) are given in the source [1].
Известна технология (способ) сушки пищевых материалов, в котором эти материалы помещают внутрь горизонтально вращающегося цилиндрического барабана с приводом и подают внутрь барабана перегретый технологический пар или раскаленные продукты сгорания топлива [2]. Вращение барабана осуществляет ворошение дисперсного (сыпучего) продукта, а пар или продукты сгорания нагревают продукт, испаряя из него влагу. Недостатками известного способа являются сложность элементов устройства, избыточные размеры (габариты) барабана (отношение длины барабана к диаметру L/D=10000…4000/1200…2800=5…8) и избыточный расход энергии на нагрев (высокая энергоемкость). Этот расход обусловлен конвективным теплообменом между горячими газами и высушиваемым материалом.A known technology (method) of drying food materials, in which these materials are placed inside a horizontally rotating cylindrical drum with a drive and fed into the drum overheated process steam or incandescent products of fuel combustion [2]. The rotation of the drum carries out the agitation of a dispersed (loose) product, and the steam or products of combustion heat the product, evaporating moisture from it. The disadvantages of this method are the complexity of the elements of the device, the excess dimensions (dimensions) of the drum (the ratio of the length of the drum to the diameter L / D = 10000 ... 4000/1200 ... 2800 = 5 ... 8) and excessive energy consumption for heating (high energy intensity). This flow rate is due to convective heat transfer between the hot gases and the material to be dried.
Например, энергия теплопередачи конвекцией (из закона Фурье и уравнений Ньютона-Рихмана и Навье-Стокса) [3, с. 352]:For example, the heat transfer energy by convection (from the Fourier law and the Newton-Richmann and Navier-Stokes equations) [3, p. 352]:
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 барабане и с внутренней поверхностью барабана 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 drum and with the inner surface of the drum 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.
В отличие от теплообмена конвекцией (1), теплообмен излучением (2) существенно эффективнее и определяется [3, с. 413]:In contrast to heat transfer by convection (1), heat transfer by radiation (2) is much more efficient and is determined [3, p. 413]:
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, которая для спирали электроламп типа ИКЗ составляет 2500 K;T 1 is the absolute temperature of the NIKI 2.4 emitter coil, which for an IKZ type electric lamp coil is 2500 K;
T2 - абсолютная температура наружной поверхности СЦ (21°C), которая для производственных помещений близка к 294 K.T 2 - absolute temperature of the outer surface of the SC (21 ° C), which for industrial premises is close to 294 K.
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 в первой степени. Максимальная температура пламени (в аналоге) 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 energy of convection heating is proportional to the temperature difference t 1 and t 2 in the first degree. The maximum flame temperature (in analogue) during fuel combustion (initial temperature of the stream 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) температура спирали ИКИ составляет 2500 K [4], и 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 exchange by means of NIKI (2), the temperature of the IKI helix is 2500 K [4], and this pressure will be determined in the minimum form (using the fourth degree): (25) 4 - (2.94) 4 = 390625-75 = 390550, t. e. the heating process is carried out almost 208 times more powerful.
Известен способ непрерывной сушки сыпучих материалов в движущемся внутри вращающегося наклоненного цилиндра потоке [5]. В этом способе наклонно расположенный цилиндр вращают, нагревают его снизу посредством НИКИ по всей его длине вдоль образующей и засыпают внутрь непрерывно предварительно влажный СМ. СМ нагревается нагретой внутренней поверхностью цилиндра в контакте, конвекцией нагретого этой поверхностью воздуха внутри цилиндра. Это позволяет уменьшить затраты энергии на нагрев СМ. По мере нагрева из СМ испаряется влага, он становится легче, уменьшаются сцепления между частицами СМ и он (по мере высыхания) скатывается по наклонной поверхности сушильного цилиндра. Существенными недостатками данного аналога являются высокая энергоемкость нагрева и сложность осуществления операций.A known method of continuous drying of bulk materials in a flow moving inside a rotating tilted cylinder [5]. In this method, the obliquely located cylinder is rotated, heated from below by NIKI along its entire length along the generatrix, and the continuously pre-moistened SM is poured inside. The SM is heated by the heated inner surface of the cylinder in contact, by convection of the air heated by this surface inside the cylinder. This allows you to reduce energy costs for heating the SM. As it heats up, moisture evaporates from the SM, it becomes lighter, the adhesion between the SM particles decreases and it (as it dries) rolls along the inclined surface of the drying cylinder. Significant disadvantages of this analogue are the high energy intensity of heating and the complexity of operations.
Высокая энергоемкость обусловлена большой толщиной стенки (не менее 3 мм) металлического сушильного цилиндра из-за его большой длины. При нагревании его снаружи посредством НИКИ излучением нагревается лишь наружная поверхность цилиндра. От нее к внутренней поверхности тепло передается только посредством теплопроводности. Металлы, как известно, электромагнитное излучение не пропускают. Поэтому тепловая энергия от ИКИ поступает к внутренней поверхности цилиндра только от нагретой наружной поверхности посредством теплопроводности. При этом мощность теплового потока от ИКИ к наружной стенке цилиндра также зависит от разницы абсолютных температур, возведенных в 4-ю или 5-ю степень, как и в выражении (2). В то же время плотность теплового потока от наружной стенки к внутренней зависит от разности температур в первой степени и уменьшается (обратно пропорциональна) с увеличением толщины стенки [3, с. 318, выражение 23.6]. Таким образом, сыпучий материал внутри цилиндра нагревается только теплопроводностью от внутренней (нагреваемой) стенки и конвекцией нагретого внутри цилиндра воздуха и высокая эффективность нагрева излучением используется для нагрева самого дисперсного материала именно излучением. Помимо этого, в данном способе цилиндр нагревается излучением на небольшом участке длины его окружности снизу и при вращении этот участок охлаждается окружающим его воздухом.The high energy intensity is due to the large wall thickness (at least 3 mm) of the metal drying cylinder due to its large length. When it is heated from the outside by NIKI radiation, only the outer surface of the cylinder is heated. From it to the inner surface, heat is transferred only through thermal conductivity. Metals, as you know, do not pass electromagnetic radiation. Therefore, the thermal energy from the IRI comes to the inner surface of the cylinder only from the heated outer surface through thermal conductivity. At the same time, the heat flux power from the IR to the outer wall of the cylinder also depends on the difference in absolute temperatures raised to the 4th or 5th degree, as in expression (2). At the same time, the heat flux density from the outer wall to the inner one depends on the temperature difference in the first degree and decreases (inversely proportional) with increasing wall thickness [3, p. 318, expression 23.6]. Thus, the bulk material inside the cylinder is heated only by thermal conductivity from the inner (heated) wall and by convection of the air heated inside the cylinder, and the high efficiency of radiation heating is used to heat the dispersed material itself by radiation. In addition, in this method, the cylinder is heated by radiation in a small section of its circumference from below and during rotation this section is cooled by the air surrounding it.
Сложность осуществления операций заключается в необходимости двух опор качения для удержания цилиндра, механизмов регулировки угла наклона цилиндра и внешнего кожуха, охватывающего цилиндр снаружи вместе с ИКН.The complexity of the operation lies in the need for two rolling bearings to hold the cylinder, mechanisms for adjusting the angle of inclination of the cylinder and the outer casing covering the cylinder from the outside along with the TSC.
Известен способ нагрева снизу снаружи тонкостенной цилиндрической емкости, установленной вертикально [6]. В этом способе сплошное плоское металлическое днище емкости нагревают посредством НУ (ИКН) ИКН, собранного из ИКИ типа инфракрасных ламп ИКЗ, которые создают НИКИ, направленное на днище емкости. При этом лампы размещают геометрически параллельно, с равномерным зазором, по кругу, в форме многолучевой звезды, подключая их электрически параллельно к выходу регулятора напряжения. Такое расположение ИКИ в ИКН обеспечивает максимально равномерный прогрев днища емкости. Используя данный способ нагрева можно осуществлять сушку сыпучих (дисперсных) материалов. Для этого их можно засыпать внутрь емкости и, перемешивая, нагревать их от внутренней поверхности днища. При достижении заданной сухости - высыпать СМ из емкости. В этом случае СУ представляет собой неподвижную емкость с нагреваемым днищем и данный способ не позволяет осуществить непрерывную сушку СМ.A known method of heating from below the outside of a thin-walled cylindrical tank mounted vertically [6]. In this method, the continuous flat metal bottom of the tank is heated by means of a NK (TKI) TSC assembled from an IRI, such as infrared IR lamps, which create an NIKI directed to the bottom of the vessel. In this case, the lamps are placed geometrically in parallel, with a uniform gap, in a circle, in the form of a multipath star, connecting them electrically in parallel to the output of the voltage regulator. This arrangement of the IKI in the ICN provides the most uniform heating of the bottom of the tank. Using this heating method, it is possible to carry out drying of bulk (dispersed) materials. To do this, they can be poured into the tank and, stirring, heat them from the inner surface of the bottom. Upon reaching the specified dryness - pour SM from the container. In this case, the SU is a fixed container with a heated bottom and this method does not allow continuous drying of the SM.
Отдельно известно шинное электрически параллельное соединение ламп ИКЗ в линию, параллельную образующей сушильного цилиндра [7, фиг. 1-5], в котором НУ выполнено тоже в виде ИКН.Separately, bus electrically parallel connection of ICZ lamps in a line parallel to the generatrix of the drying cylinder is known [7, FIG. 1-5], in which NU is also made in the form of TSC.
Известными являются и способ нагрева [6], и способ сушки [10].Both the heating method [6] and the drying method [10] are known.
Способ сушки дисперсных (сыпучих) материалов внутри вертикально установленной цилиндрической емкости, днище которой нагревают, например, снаружи направленно-фокусированным излучением в ближней инфракрасной области, в котором сыпучий материал засыпают внутрь емкости на днище, нагревают его и выводят (высыпают) из емкости.A method of drying dispersed (bulk) materials inside a vertically mounted cylindrical container, the bottom of which is heated, for example, from the outside by directionally focused radiation in the near infrared region, in which the bulk material is poured into the container on the bottom, heated and removed (poured) from the container.
Основными недостатками данных способов являются:The main disadvantages of these methods are:
1.1. Невозможность обеспечить непрерывную сушку.1.1. Inability to provide continuous drying.
1.2. Высокая энергоемкость процесса сушки с нагревом.1.2. High energy intensity of the drying process with heating.
1.3. Неудобство обслуживания технологических операций способа.1.3. The inconvenience of servicing process operations of the method.
1.4. Высокая сложность технологических операций.1.4. High complexity of technological operations.
Это обусловлено следующим.This is due to the following.
1.1. Технологические операции способа [10] не синхронизированы по времени и не происходят одновременно. Поэтому сушка осуществляется порционно.1.1. Technological operations of the method [10] are not time synchronized and do not occur simultaneously. Therefore, drying is carried out in batches.
1.2. Высокая энергоемкость обусловлена следующим.1.2. High energy intensity is due to the following.
Данный недостаток связан с двумя причинами, первая из которых - большое расстояние от ИКИ 15 на каретке с несущей рамой 16 [10, с. 2, фиг. 1] до высушиваемого материала, который под действием силы тяжести расположен внизу (в нижней части) сушильного барабана 3. Излучатели 15 не могут быть ниже верхней образующей барабана 3 - конструктивно. При этом известно, что мощность (энергия) излучения уменьшается пропорционально квадрату расстояния от источника. Поэтому энергия излучения от ИКИ 15 сверху, достигающая высушиваемый материал внизу барабана 3 минимальна, а отражающие свойства этого материала также препятствуют его нагреву, поскольку нагрев обусловлен поглощением (а не отражением) энергии излучения, в частности квантов энергии.This disadvantage is associated with two reasons, the first of which is the large distance from the
Вторая причина - это максимальный нагрев сетки или перфорированной части сушильного барабана в его верхней части излучением от нагревателей 15 из-за малости расстояния между этой поверхностью барабана и нагревателями 15. Воздух, нагретый вверху, между нагревателями (ИКИ) 15 и поверхностью барабана 3 посредством конвекции поднимается вверх в направлении нагревателей 15, поскольку он легче холодного и не достигает расположенного внизу высушиваемого материала.The second reason is the maximum heating of the mesh or perforated part of the drying drum in its upper part by radiation from the
В результате высушиваемый материал вдоль нижней образующей барабана нагревается только за счет контакта с внутренней поверхностью барабана, нагреваемой посредством теплопроводности от наружной поверхности. При этом эта наружная поверхность непрерывно остывает в процессе оборота барабана, при перемещении от верха (область расположения излучателей 15) до низа. Таким образом, тепловая энергия нагретого вверху воздуха не используется для нагрева высушиваемого материала, а энергия излучения ИКН 15 используется с крайне низким КПД.As a result, the material to be dried along the lower generatrix of the drum is heated only by contact with the inner surface of the drum, heated by heat conduction from the outer surface. At the same time, this outer surface cools continuously during the rotation of the drum, when moving from the top (emitter location area 15) to the bottom. Thus, the thermal energy of the air heated at the top is not used to heat the material to be dried, and the radiation energy of
1.3. Неудобство обслуживания обусловлено конструктивной сложностью и невозможностью свободного доступа к НУ и к СУ.1.3. The inconvenience of the service is due to the structural complexity and the inability to freely access the control unit and the control unit.
1.3.1. Конструктивная сложность обусловлена сложностью НУ, которое кроме каретки 16 с ИКИ 15 содержит дополнительно тросовое устройство перемещения каретки вверх-вниз и датчик температуры без регулятора (даже без индикатора), размещенный внутри барабана. Сложность СУ обусловлена кроме необходимости двух подшипниковых узлов, привода для вращения барабана, его составных днищ и крышки для засыпки, высыпки высушиваемого материала еще и необходимостью монтажа вентиляционного узла (и его обслуживания, например очистки), а также устройства, позиционирующего положение барабана в моменты загрузки-выгрузки. Из технического решения (прототипа) не понятно, в каком положении (на окружности барабана вверху или внизу) должна быть крышка барабана в моменты его загрузки-выгрузки.1.3.1. The structural complexity is due to the complexity of the NU, which, in addition to the carriage 16 with
1.3.2. Невозможность свободного доступа к НУ и СУ связана с закрытым типом корпуса, в котором они размещены, а также с наличием кожухов для вентилятора и привода.1.3.2. The impossibility of free access to NU and SU is associated with the closed type of housing in which they are located, as well as with the presence of covers for the fan and drive.
1.4. Высокая сложность технологических операций обусловлена избыточным количеством электромеханических приводов (к барабану и к вентилятору) и механического тросового механизма подъема каретки с нагревателями.1.4. The high complexity of technological operations is due to the excessive number of electromechanical drives (to the drum and to the fan) and the mechanical cable mechanism for lifting the carriage with heaters.
Отдельным и весьма существенным недостатком использования для нагрева цилиндрической, достаточно длинной оболочки цилиндра (барабана) лампами типа ИКЗ является «пятнистость» температурных полей вдоль образующих (т.е. неравномерность нагрева по длине). Поверхность, на которую направлено излучение лампы, нагревается сильнее, чем в промежутке между лампами. Причем в самой зоне облучения поверхности лампой («пятно» нагрева эллиптической формы) ее температура выше в центре, чем на периферии.A separate and very significant drawback of the use of cylindrical, rather long shell of a cylinder (drum) type IKZ lamps for heating is the “spotting” of temperature fields along the generators (ie, uneven heating along the length). The surface on which the radiation from the lamp is directed is heated more than in the gap between the lamps. Moreover, in the zone of irradiation of the surface of the lamp (“spot” of heating an elliptical shape), its temperature is higher in the center than on the periphery.
Отдельно известен способ нагрева цилиндрических оболочек изнутри, в котором на внутреннюю поверхность такой оболочки направляют НИКИ от ЛИКОД - от трубчатых ламп накаливания типа КГТ [16]. Лампы вначале устанавливают каждую в своем отражателе в количестве трех, а отражатели неподвижно прикрепляют к центральной неподвижной оси оболочки (цилиндра или барабана). Отражатели с лампами размещают вдоль образующих оболочки в форме трехлучевой звезды (в поперечном сечении) с равномерным зазором относительно внутренней поверхности оболочки. Каждая из трех ламп является фазной нагрузкой в трехфазной электрической цепи с общим нулевым проводом, как общая нагрузка силового выхода АРНТ. Известен также аналогичный способ нагрева, в котором в каждую из трех фаз нагрузки АРНТ подключают по два ЛИКОД параллельно [17]. По сравнению с вышеизложенными аналогами использование ЛИКОД для нагрева горизонтально вращающейся цилиндрической оболочки изнутри обеспечивает очень высокую равномерность нагрева оболочки вдоль образующей. Увеличение их общего количества по длине окружности оболочки увеличивает равномерность нагрева ее цилиндрической поверхности.A method for heating cylindrical shells from the inside is known in which NIKI from LIKOD — from tubular incandescent lamps of the KGT type — are directed to the inner surface of such a shell [16]. The lamps are first installed in their own reflector in the amount of three, and the reflectors are fixedly attached to the central fixed axis of the shell (cylinder or drum). Reflectors with lamps are placed along the generators of the shell in the form of a three-beam star (in cross section) with a uniform gap relative to the inner surface of the shell. Each of the three lamps is a phase load in a three-phase electric circuit with a common neutral wire, as the total load of the power output of the ARNT. A similar heating method is also known, in which two LICODEs are connected in parallel to each of the three phases of the ARNT load [17]. Compared with the above analogues, the use of LICODE for heating a horizontally rotating cylindrical shell from the inside provides a very high uniformity of heating of the shell along the generatrix. An increase in their total number along the circumference of the shell increases the uniformity of heating of its cylindrical surface.
Недостатком этих технических решений для сушки СМ внутри вертикально вращающейся [18] емкости является то, что ЛИКОД неподвижно прикрепляют к центральной неподвижной оси оболочки.The disadvantage of these technical solutions for drying SM inside a vertically rotating [18] container is that LIKOD is fixedly attached to the central fixed axis of the shell.
Особенностью ламп КГТ является их более широкий ассортимент типоразмеров и более высокая энергетическая плотность потока излучения [19-22] и Приложение 1, с. 2 в конце данного текста. Например, в инфракрасных зеркальных лампах накаливания типа ИКЗ (в аналогах) температура спирали при номинальном электрическом напряжении составляет 2350 K. Температура спиралей ламп КГТ, типы 4, 5, 6 составляет, соответственно, 2500, 2600 и 2800 K.A feature of KGT lamps is their wider range of sizes and a higher energy density of the radiation flux [19-22] and Appendix 1, p. 2 at the end of this text. For example, in infrared reflector lamps of the type IKZ (in analogs), the temperature of the spiral at a nominal voltage of 2350 K. The temperature of the spirals of KGT lamps,
Известно, энергетическая плотность потока излучения абсолютно черного тела (АЧТ): Е=С·(Т/100)4, (Вт/см2), C=5,68 Вт/(см2·K4). Это закон четвертой степени Стефана-Больцмана. Положение максимума энергии излучения на шкале спектра определяется законом смещения Вина: λmax=2898/T (мкм). Для ламп ИКЗ, λmax=2898/2350=1,23 мкм. Для ламп КГТ, λmax=2898/2800=1,00 мкм. Из этого следует, что именно лампа КГТ 6-го типа создает излучение в максимально ближней инфракрасной области.It is known that the energy density of the radiation flux of a completely black body (blackbody): E = C · (T / 100) 4 , (W / cm 2 ), C = 5.68 W / (cm 2 · K 4 ). This is the law of the fourth degree of Stefan-Boltzmann. The position of the maximum radiation energy on the spectrum scale is determined by the Wien displacement law: λ max = 2898 / T (μm). For ICZ lamps, λ max = 2898/2350 = 1.23 μm. For KGT lamps, λ max = 2898/2800 = 1.00 μm. From this it follows that it is a
Металлы (спирали ламп) при температурах, на которых их максимальная плотность потока находится на длине волны менее 4 мкм, близки по свойствам к серым телам. Для металлов плотность потока излучения (мощность излучения) у них (у металлов) пропорциональна 5-й степени температуры: E=ε·CK·(Т/100)5, (Вт/см2), ε - степень черноты (вольфрам ε≈0,72), CK (для серых тел)=2,23 Вт/(см2·K5) [23, с. 7-17].Metals (lamp spirals) at temperatures at which their maximum flux density is at a wavelength of less than 4 microns are close in properties to gray bodies. For metals, the radiation flux density (radiation power) for them (for metals) is proportional to the 5th degree of temperature: E = ε · C K · (T / 100) 5 , (W / cm 2 ), ε is the degree of blackness (tungsten ε ≈0.72), C K (for gray bodies) = 2.23 W / (cm 2 · K 5 ) [23, p. 7-17].
Для ламп ИКЗ, Е=0,72·2,23·(2350/100)5=11507385 Вт/см2.For ICZ lamps, E = 0.72 · 2.23 · (2350/100) 5 = 11507385 W / cm 2 .
Для ламп КГТ, E=0,72·2,23·(2800/100)5=27536589 Вт/см2.For KGT lamps, E = 0.72 · 2.23 · (2800/100) 5 = 27536589 W / cm 2 .
В данном случае видно, что более высокая температура спирали ламп КГТ, которая (2800,2350=1,19) выше, чем у ИКЗ, всего на 20%, дает увеличение энергетической плотности потока излучения в 2,4 раза. Это весьма существенное обстоятельство для нагрева при сушке.In this case, it is seen that a higher temperature of the spiral of KGT lamps, which (2800.2350 = 1.19) is higher than that of the ICZ, by only 20%, gives a 2.4-fold increase in the energy density of the radiation flux. This is a very significant circumstance for heating during drying.
2. Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому является способ сушки СМ внутри вертикально установленной цилиндрической емкости [18].2. The closest technical solution (prototype) to the proposed one is the method of drying the SM inside a vertically mounted cylindrical tank [18].
Это техническое решение выглядит следующим образом. Сушку дисперсных (сыпучих) материалов осуществляют внутри вертикально установленной цилиндрической емкости. Днище емкости плоское. Его нагревают снаружи направленно-фокусированным излучением в ближней инфракрасной области. Днище или всю емкость выполняют сетчатой или перфорированной и нагревают и днище, и емкость, направляя излучение на нагреваемую поверхность емкости, вращая емкость относительно своей оси. Высушиваемый, первоначально влажный, материал засыпают непрерывно внутрь полой неподвижной трубы, которую устанавливают вертикально внутри емкости коаксиально емкости с равномерным зазором между наружной поверхностью трубы и внутренней цилиндрической поверхностью емкости. Между нижним концом трубы и днищем емкости создают зазор. Материал внутри трубы перемещают вниз к середине (к центру) нагретого днища под действием силы тяжести (веса) материала. Под действием этой силы и центробежной силы инерции масс частичек материала его перемещают от этой середины по поверхности днища от его середины к его краям. Далее силами давления по закону сообщающихся сосудов материал перемещают вверх между цилиндрической стенкой вращающейся емкости и наружной поверхностью неподвижной трубы. Вблизи верхнего края емкости сверху высушенный материал захватывают всасывающим факелом пневматического транспортирующего устройства и непрерывно выводят высушенный материал из емкости. Высушиваемый материал, в процессе его движения внутри емкости снизу вверх непрерывно ворошат и перемешивают. Для этого на трубе снаружи размещают неподвижно лопасти, обеспечивая взаимодействие этих лопастей с материалом при его вращении вместе с емкостью. Скорость непрерывного съема высушенного материала из емкости, скорость вращения емкости и температуру нагрева задают, контролируют и поддерживают в автоматическом режиме.This technical solution is as follows. Drying of dispersed (bulk) materials is carried out inside a vertically mounted cylindrical container. The bottom of the tank is flat. It is heated externally by directionally focused radiation in the near infrared region. The bottom or the entire tank is mesh or perforated and the bottom and the tank are heated, directing radiation to the heated surface of the tank, rotating the tank about its axis. The dried, initially wet, material is poured continuously into the hollow fixed pipe, which is mounted vertically inside the container coaxially with a uniform gap between the outer surface of the pipe and the inner cylindrical surface of the container. Between the lower end of the pipe and the bottom of the tank create a gap. The material inside the pipe is moved down to the middle (to the center) of the heated bottom under the action of gravity (weight) of the material. Under the action of this force and the centrifugal inertia force of the masses of particles of the material, it is moved from this middle along the surface of the bottom from its middle to its edges. Further, by the forces of pressure, according to the law of communicating vessels, the material is moved upward between the cylindrical wall of the rotating container and the outer surface of the fixed pipe. Near the upper edge of the container from above, the dried material is captured by the suction torch of the pneumatic conveying device and the dried material is continuously removed from the container. The material to be dried, in the process of its movement inside the container from the bottom up, is continuously agitated and mixed. To do this, the blades are fixedly mounted on the pipe from the outside, ensuring the interaction of these blades with the material during its rotation together with the container. The speed of continuous removal of dried material from the tank, the speed of rotation of the tank and the heating temperature are set, controlled and maintained in automatic mode.
Данное техническое решение (по сравнению с аналогами) позволяет обеспечить непрерывность сушки, существенное уменьшение энергоемкости процесса сушки и повышение удобства обслуживания, поскольку все основные технологические операции способа выполняются в автоматическом режиме.This technical solution (in comparison with analogues) allows to ensure the continuity of drying, a significant reduction in the energy intensity of the drying process and increased ease of maintenance, since all the main technological operations of the method are performed in automatic mode.
Упрощаются и сами технологические операции при реализации способа по сравнению с аналогами.The process operations themselves are simplified when implementing the method in comparison with analogues.
В основные цели предлагаемого изобретения (по сравнению с прототипом) входит получение следующих технических результатов:The main objectives of the invention (in comparison with the prototype) is to obtain the following technical results:
1. Возможность реализации непрерывной сушки.1. The possibility of implementing continuous drying.
2. Обеспечение равномерности нагрева боковой поверхности вращающейся емкости и вдоль образующих, и по окружности.2. Ensuring uniformity of heating of the side surface of the rotating container along the generatrices and around the circumference.
3. Упрощение изготовления, монтажа и обслуживания устройства для реализации операций способа.3. Simplification of the manufacture, installation and maintenance of the device for implementing the operations of the method.
3. Причины, препятствующие получению технических результатов.3. Reasons that hinder the receipt of technical results.
3.1. Непрерывная сушка согласно прототипу невозможна.3.1. Continuous drying according to the prototype is not possible.
Анализ причин (на основании изучения материалов прототипа [18], в том числе фиг. 1-10), показал следующее. Цилиндрическая сетчатая емкость или перфорированная емкость 1 с сетчатым или перфорированным днищем 1А имеют внутреннюю поверхность с очень высокой шероховатостью (отверстия в сетке или в перфорации) и, естественно, очень высоким коэффициентом сопротивления движению ВС. Особенно важно данное явление на внутренней поверхности днища 1А под трубой 12. Здесь сцепление СМ с днищем особенно высоко, потому что СМ еще и прижимается к стенке днища 1А силой давления под тяжестью ВС внутри трубы 12. В то же время в этой области днища центробежная сила инерции масс частичек СМ минимальна при вращении емкости 1 (фиг. 10 прототипа [18]) и недостаточна, чтобы сдвинуть эти частицы к стенке цилиндрической емкости 1. Поэтому слой СМ на днище 1А под трубой 12 неподвижен при непрерывном поступлении СМ внутрь трубы 12 (при этом увеличивается сила тяжести или давления f СМ внутри трубы 12), непрерывно увеличивается и происходит забивание трубы 12 доверху.Analysis of the reasons (based on the study of the materials of the prototype [18], including Fig. 1-10), showed the following. A cylindrical mesh container or perforated container 1 with a mesh or perforated bottom 1A has an inner surface with a very high roughness (holes in the mesh or in perforations) and, of course, a very high coefficient of resistance to movement of the aircraft. This phenomenon is especially important on the inner surface of the bottom 1A under the pipe 12. Here the adhesion of the SM to the bottom is especially high, because the SM is also pressed against the wall of the bottom 1A by the pressure force under the gravity of the aircraft inside the pipe 12. At the same time, the centrifugal force in this region of the bottom the mass inertia of the SM particles is minimal during rotation of the tank 1 (Fig. 10 of the prototype [18]) and is insufficient to move these particles to the wall of the cylindrical tank 1. Therefore, the SM layer on the bottom 1A under the pipe 12 is stationary with the SM entering continuously into the pipe 12 (at this increases The force of gravity or pressure f СМ inside the pipe 12) is continuously increasing and the pipe 12 is clogged to the top.
Второй причиной является наличие четырех рядов сплошных неподвижных лопастей 12А, 12Б, 12В, 12Г в прототипе (фиг. 2, 10) постоянной ширины в плоскости, неподвижно закрепленных на трубе 12. В прототипе используется закон сообщающихся сосудов (гидравлика). На фиг. 10 прототипа видно, что эти лопасти являются большим гидродинамическим сопротивлением (препятствием) движению СМ вверх внутри емкости 1 между ее стенкой и наружной поверхностью трубы 12.The second reason is the presence of four rows of solid stationary blades 12A, 12B, 12B, 12G in the prototype (Fig. 2, 10) of constant width in the plane, fixedly mounted on the pipe 12. The prototype uses the law of communicating vessels (hydraulics). In FIG. 10 of the prototype it can be seen that these blades are a large hydrodynamic resistance (obstacle) to the movement of the SM upward inside the tank 1 between its wall and the outer surface of the pipe 12.
Закон гидравлики, известный как закон сообщающихся сосудов, существует для сосудов и жидкости с постоянным и небольшим по величине коэффициентом жидкостного трения (трение скольжения) или вязкостью. Для воды он составляет 0,00105 кг/м·с [24, с. 55-56, табл. 19]. В слое СМ, вблизи поверхности днища, при его движении действуют вязкое и сухое трение между СМ и стальной поверхностью сетки, а также вязкое и сухое трение между частицами СМ. Среднюю вязкость такого трения можно представить как вязкость глицерина 1,39 кг/м·с [24, с. 55-56, табл. 19]. Эта вязкость в 1000 раз больше вязкости воды, поэтому при одной и той же силе давления (тяжести) СМ внутри трубы 12 скорость перемещения его вверх между стенкой емкости и трубой от днища будет тем меньше, чем больше вязкость. В нашем случае эта скорость будет микроскопической.The law of hydraulics, known as the law of communicating vessels, exists for vessels and liquids with a constant and small coefficient of fluid friction (sliding friction) or viscosity. For water, it is 0.00105 kg / m · s [24, p. 55-56, tab. 19]. In the SM layer, near the bottom surface, when it moves, viscous and dry friction between the SM and the steel surface of the mesh, as well as viscous and dry friction between the SM particles, are acting. The average viscosity of such friction can be represented as the viscosity of glycerol 1.39 kg / m · s [24, p. 55-56, tab. 19]. This viscosity is 1000 times higher than the viscosity of water, therefore, with the same pressure force (gravity) of the SM inside the pipe 12, the speed of its movement upward between the vessel wall and the pipe from the bottom will be lower, the higher the viscosity. In our case, this speed will be microscopic.
Поэтому при подаче СМ внутрь трубы 12 со скоростью 1 м/мин он будет перемещаться от трубы 12 по днищу 1А к стенке емкости 1 и между трубой 12 и между стенкой и трубой 12 со скоростью 1 мм/мин. Понятно, что при постоянной скорости подачи СМ внутрь трубы 12 труба будет забиваться. Между цилиндрической оболочкой емкости 1 и трубой 12 действуют вязкое и сухое трение между частицами СМ, а также вязкое и сухое трение между частицами СМ с поверхностями неподвижных лопастей. Понятно, что с увеличением количества неподвижных лопастей силы трения, препятствующие движению частиц СМ, возрастают. Постоянное забивание трубы 12 наблюдалось и экспериментально, при сушке манной крупы.Therefore, when the SM is fed into the pipe 12 at a speed of 1 m / min, it will move from the pipe 12 along the bottom 1A to the wall of the tank 1 and between the pipe 12 and between the wall and the pipe 12 at a speed of 1 mm / min. It is clear that at a constant feed rate of SM inside the pipe 12, the pipe will become clogged. Between the cylindrical shell of the tank 1 and the pipe 12 are viscous and dry friction between the particles of the SM, as well as viscous and dry friction between the particles of the SM with the surfaces of the stationary blades. It is clear that with an increase in the number of motionless blades, the friction forces that impede the motion of SM particles increase. The constant clogging of the pipe 12 was also observed experimentally when drying semolina.
Третьей причиной является нагрев сетчатого или перфорированного днища 1А снизу снаружи, в прототипе [18, фиг. 2], посредством ИКН 7 с лампами ИКЗ. В этой области нагрев (температура днища 1А) не контролируется датчиком температуры 9, который размещают на вертикальной стойке 11А. Нагрев днища 1А происходит бесконтрольно, днище перегревается и СМ пригорает к днищу изнутри, превращаясь в дополнительный тормоз для движения СМ.The third reason is the heating of the mesh or perforated bottom 1A from the bottom from the outside, in the prototype [18, FIG. 2], through
3.2. Неравномерность нагрева емкости по окружности цилиндрической поверхности обусловлена тем, что по окружности емкости 1 прототипа [18] установлены лишь 2 ИКН 7Б и 7В вертикально на неподвижных стойках 11, соответственно, 11Б и 11В. Длина дуги по окружности, от одного нагретого излучением участка до другого, слишком велика. За один оборот емкости на этом расстоянии нагретый участок успевает остыть под воздействием обтекающего воздуха.3.2. The unevenness of the heating of the tank around the circumference of the cylindrical surface is due to the fact that only 2 TSC 7B and 7B are installed vertically on the stationary racks 11, 11B and 11B, around the circumference of the tank 1 of the prototype [18]. The circumference of the arc, from one section heated by radiation to another, is too long. For one revolution of the container at this distance, the heated section manages to cool under the influence of flowing air.
Неравномерность нагрева емкости по высоте обусловлена пятнистостью нагрева лампами ИКЗ в прототипе [18], фиг. 8, где они установлены в один вертикальный ряд. По сравнению с размерами емкости, лампы являются точечными источниками излучения. Недостаток такого нагрева обсуждался выше при сравнительном анализе аналогов, в которых использованы ЛИКОД - кварцевые галогенные лампы мод. КГТ.The unevenness of the heating of the tank in height is due to the spotting of the heating of the ICZ lamps in the prototype [18], FIG. 8, where they are installed in one vertical row. Compared to tank sizes, lamps are point sources of radiation. The disadvantage of such heating was discussed above in a comparative analysis of analogues in which LIKOD - quartz halogen mode lamps were used. KGT.
3.3. Сложность изготовления, монтажа и обслуживания устройства для реализации операций способа заключается в операции нагрева. Нагрев емкости 1 с днищем 1А в прототипе осуществляется разными по конструкции нагревателями несмотря на однотипность излучателей - лампы ИКЗ. Так, для нагрева боковой цилиндрической поверхности емкости 1 требуется изготовить и смонтировать вместе электропроводные прямоугольные шины, диэлектрические перегородки, разделяющие их, диэлектрическую подложку под них. После чего всю сборку нужно смонтировать на вертикальных стойках 11Б и 11В (фиг. 8 прототипа).3.3. The complexity of the manufacture, installation and maintenance of the device for implementing the operations of the method lies in the heating operation. The heating of the tank 1 with the bottom 1A in the prototype is carried out by heaters that are different in design despite the uniformity of the emitters - ICZ lamps. So, to heat the side cylindrical surface of the tank 1, it is required to fabricate and mount together electrically conductive rectangular busbars, dielectric partitions separating them, a dielectric substrate under them. After that, the entire assembly must be mounted on vertical racks 11B and 11B (Fig. 8 prototype).
Для нагрева днища 1А емкости 1 нужно изготавливать, осуществлять монтаж ИКН 7 в корпус, а корпус инфракрасного нагревателя устанавливать (задвигать) под днище 1А. При этом изготавливать нужно такие же функциональные элементы, как и для 7Б, 7В, но не прямоугольные (в плоскости), а круглые.To heat the bottom 1A of the tank 1, it is necessary to manufacture, install the
При работе нагревателей (излучателей) каждая из ламп ИКЗ может перегореть. Их замену в нагревателях 7Б и 7В в прототипе произвести достаточно просто: вывернул перегоревшую и ввернул новую. Для замены лампы в ИКН 7 под днищем 1А ИКН вместе с корпусом нужно выдвигать из-под днища 1А, для чего нужно сушку прекращать (останавливать процесс).When the heaters (emitters) are in operation, each of the ICZ lamps may burn out. Their replacement in the 7B and 7B heaters in the prototype is quite simple to produce: they turned the burned out and screwed a new one. To replace the lamp in
4. Признаки прототипа, совпадающие с заявляемым предлагаемым изобретением4. Signs of the prototype, consistent with the claimed invention
Способ непрерывной сушки дисперсных (сыпучих) материалов внутри вертикально установленной емкости, которую нагревают снаружи направленным инфракрасным излучением, в котором емкость с днищем выполняют перфорированной или из сетки и вращают относительно неподвижной собственной вертикальной геометрической оси, а внутри емкости, коаксиально ей и неподвижно, с зазором относительно днища и стенки емкости размещают трубу с радиально закрепленными на наружной ее поверхности лопастями, причем влажный сыпучий материал непрерывно засыпают (подают) внутрь трубы, высохший сыпучий материал пневматически удаляют из емкости, при этом скорость непрерывной подачи высушиваемого материала внутрь трубы, скорость непрерывного съема (вывода) высушенного материала из емкости, скорость вращения емкости и температуру нагрева задают и поддерживают в автоматическом режиме с использованием оптического датчика температуры и трехфазного авторегулятора «напряжение-температура».The method of continuous drying of dispersed (bulk) materials inside a vertically mounted container, which is heated externally by directional infrared radiation, in which the container with the bottom is perforated or mesh and rotate relative to its own vertical axis, and inside the container, coaxially and motionless, with a gap relative to the bottom and the wall of the tank place a pipe with blades radially mounted on its outer surface, and the wet bulk material is continuously filled up (p give) inside the pipe, the dried bulk material is pneumatically removed from the container, while the speed of continuous supply of the dried material into the pipe, the speed of continuous removal (output) of the dried material from the container, the rotation speed of the container and the heating temperature are set and maintained automatically using an optical sensor temperature and three-phase voltage-temperature autoregulator.
5. Задачами предлагаемого изобретения являются следующие технические результаты:5. The objectives of the invention are the following technical results:
5.1. Обеспечить реализацию непрерывной сушки.5.1. To ensure the implementation of continuous drying.
5.2. Обеспечить равномерность нагрева боковой поверхности вращающейся емкости и вдоль образующих, и по окружности.5.2. Ensure uniform heating of the side surface of the rotating container along the generatrix and around the circumference.
5.2. Упростить изготовление, монтаж и обслуживание устройства для реализации операций способа.5.2. To simplify the manufacture, installation and maintenance of the device for implementing the operations of the method.
6. Эти технические результаты в заявляемом способе достигаются тем, что сетчатую или перфорированную емкость выполняют в форме усеченного конуса, установленного вертикально меньшим основанием вниз, с тупым углом между противоположными образующими более 100°, направляя излучение на его боковую поверхность по нормали к ней, а в нижнем отверстии конуса неподвижно относительно емкости и прочно закрепляют тонкослойное сплошное днище в форме сегмента сферы из фторопласта выпуклой частью вниз, опирая емкость этой частью днища на неподвижный подпятник такой же формы, установленный неподвижно коаксиально емкости, при этом вокруг емкости неподвижно, с равномерным зазором относительно нее вдоль образующих и между собой, располагают девять линейных излучателей ограниченной длины, каждый в своем отражателе, создавая направленный на емкость по нормали поток излучения, а эти излучатели подключают к трехфазному авторегулятору «напряжение-температура» по три в каждую фазу так, что три излучателя в каждой фазе соединены электрически параллельно, кроме этого, неподвижные плоские лопасти на трубе делают трапецеидальными в плоскости, располагают вдоль трубы в три равномерных ряда вдоль трубы и узким основанием трапеции в сторону емкости, причем длину лопастей увеличивают снизу трубы вверх.6. These technical results in the inventive method are achieved by the fact that the mesh or perforated container is made in the form of a truncated cone, mounted vertically with a smaller base down, with an obtuse angle between the opposite generators of more than 100 °, directing radiation to its side surface normal to it, and in the lower hole of the cone is motionless relative to the container and the thin-layer continuous bottom is firmly fixed in the form of a segment of a sphere made of fluoroplastic with the convex part down, resting the container with this part of the bottom on a fixed nine of the same shape, mounted motionless coaxially of the vessel, while around the vessel, nine linear emitters of a limited length, each in its own reflector, creating a radiation flux directed to the normal along the generators and with a uniform gap relative to it along the generators and between them, and these emitters are connected to a three-phase voltage-temperature autoregulator three in each phase so that three emitters in each phase are connected electrically in parallel, in addition, stationary flat blades The parts on the pipe are made trapezoidal in the plane, arranged along the pipe in three uniform rows along the pipe and with the narrow base of the trapezoid in the direction of the tank, the length of the blades being increased from the bottom of the pipe up.
7. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема продольного (вертикальной плоскостью) разреза устройства для реализации заявляемого устройства. На фиг. 2 показана схема этого устройства, как вид сверху, а на фиг. 4 и 3 - схемы этого устройства (вид сверху) для небольших габаритных размеров устройства, например для экспериментальных работ при сушке ВСМ.7. The essence of the invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a longitudinal (vertical plane) section of a device for implementing the inventive device. In FIG. 2 shows a diagram of this device, as a top view, and in FIG. 4 and 3 are diagrams of this device (top view) for small overall dimensions of the device, for example, for experimental work during drying of high-speed iron.
7.1. Устройство для реализации заявляемого способа включает в себя следующие основные элементы.7.1. A device for implementing the proposed method includes the following basic elements.
1 - обозначение емкости как сборочного узла:1 - designation of capacity as an assembly:
1А - стенка емкости 1 как тонкостенная оболочка, выполненная в форме усеченного конуса. Эта стенка 1А выполнена в форме усеченного конуса из сетки или из перфорированного листа стали 12X1810T (фиг. 1 и 2). Угол α между образующей конуса 1А и вертикалью - больше 50°;1A - the wall of the tank 1 as a thin-walled shell made in the form of a truncated cone. This wall 1A is made in the form of a truncated cone of mesh or perforated sheet of steel 12X1810T (Fig. 1 and 2). The angle α between the generatrix of the cone 1A and the vertical is greater than 50 °;
1Б - днище емкости 1 как тонкостенная оболочка, выполненная в форме сегмента сферы с наружным радиусом R. Это днище 1Б выполнено из фторопласта-4, вставлено в нижнее отверстие конуса 1А коаксиально ему и прочно закреплено в нем, например, заклепками;1B - the bottom of the tank 1 as a thin-walled shell made in the form of a segment of a sphere with an outer radius R. This bottom 1B is made of fluoroplastic-4, inserted into the lower hole of the cone 1A and coaxially fixed to it, for example, with rivets;
1В - условно обозначен приводной элемент кинематической передачи (аналогичной прототипу [18]) от привода (на схемах не показан) к емкости 1, закрепленный на емкости 1 сверху. Это может быть, например, шестерня или фрикцион;1B - the drive element of the kinematic transmission (similar to the prototype [18]) is arbitrarily designated from the drive (not shown in the diagrams) to the tank 1, mounted on the tank 1 from above. It can be, for example, a gear or a friction clutch;
2 - подпятник емкости 1, выполненный в виде сплошного цилиндра из фторопласта-4, установленного неподвижно и вертикально на неподвижном основании (не обозначено). Верхняя поверхность подпятника 1В выполнена в форме чаши как сегмент сферы с внутренним радиусом R, на которую опирается днище 1Б емкости 1 (фиг. 1);2 - the thrust bearing of the tank 1, made in the form of a continuous cylinder of fluoroplastic-4, mounted motionless and vertically on a fixed base (not indicated). The upper surface of the thrust bearing 1B is made in the form of a bowl as a segment of a sphere with an inner radius R, on which the bottom 1B of the tank 1 rests (Fig. 1);
3 - обозначен ИКН как сборочный узел;3 - TSC is designated as an assembly;
3A - монтажный уголок из плоской стальной пластины, согнутой пополам под углом, одинаковым с углом наклона образующей конуса 1А к горизонтали;3A is a mounting angle of a flat steel plate bent in half at an angle equal to the angle of inclination of the generatrix of the cone 1A to the horizontal;
3Б - отражатель, такой же, как в аналоге [16];3B - reflector, the same as in the analogue [16];
3В - линейный источник инфракрасного излучения ограниченной длины - лампа мод. КГТ220-1000-6. Номинальная электрическая мощность 1000 Вт (1 кВт), номинальная температура спирали 2800 K, исполнение - 6 (Приложение 1).3B - a linear source of infrared radiation of a limited length - lamp mod. KGT220-1000-6. Nominal electric power 1000 W (1 kW), nominal spiral temperature 2800 K, version - 6 (Appendix 1).
Сборка отражателя 3Б и лампы 3B осуществляется так же, как и в аналоге [16]. В отличие от аналога [16] отражатель 3Б прочно крепится не к неподвижной оси вращающегося цилиндра, а к одной из полок уголка 3A. Другой полкой уголок 3A неподвижно крепится к неподвижному основанию (не обозначено) так, что между ИКН 3 и боковой поверхностью конуса 1А обеспечивается равномерный зазор Δ=5-10 мм. Этот зазор не препятствует вращению конуса 1А, но препятствует большому рассеянию энергии излучения между лампой 3B и наружной поверхностью конуса 1А (фиг. 1). Аналогичным образом на неподвижном основании (не обозначено) вокруг емкости 1 неподвижно размещены девять таких ИКН 3.The assembly of the
4 - неподвижная труба, установленная и закрепленная относительно емкости 1 так же, как и в прототипе [18];4 - fixed pipe installed and fixed relative to the tank 1 in the same way as in the prototype [18];
5 - неподвижные лопасти, неподвижно прикрепленные к трубе 4, перпендикулярно ей (фиг. 1, 2). В отличие от прототипа лопасти 5 установлены в три равномерных ряда (в плоскости, перпендикулярной трубе 4, фиг. 2). Лопасти 5 (в плоскости) имеют форму узкой равнобедренной трапеции, с большим основанием (В) и с меньшим основанием (в), присоединены к трубе основанием В. По высоте трубы 4, в каждом вертикальном ряду, лопасти 5 расположены с равномерным расстоянием между собой;5 - fixed blades fixedly attached to the
6 - всасывающая головка, насаженная на неподвижную и гибкую пневмотранспортную трубу 6.1 (фиг. 1, 2). Пневматическая труба 6.1 выполнена и установлена так же, как и в прототипе [18, поз. 15], поэтому средства крепления, элементы и оборудование пневматической транспортировки ВСМ из емкости 1 на схемах не показаны. Они аналогичны прототипу [18, поз. 16, 17, 18];6 - a suction head, mounted on a stationary and flexible pneumatic conveying pipe 6.1 (Fig. 1, 2). The pneumatic pipe 6.1 is made and installed in the same way as in the prototype [18, pos. 15], therefore, the fastening means, elements and equipment for pneumatic transportation of the HSR from the tank 1 are not shown in the diagrams. They are similar to the prototype [18, pos. 16, 17, 18];
7 - вертикальные однотипные [-образные стойки (фиг. 1, 2), такие же, как и в прототипе ([18], поз. 11A, 11Б, 11В). Три таких стойки 11 (фиг. 2) установлены и выполняют те же функции, что и в прототипе;7 - vertical of the same type [-shaped racks (Fig. 1, 2), the same as in the prototype ([18], pos. 11A, 11B, 11B). Three such racks 11 (Fig. 2) are installed and perform the same functions as in the prototype;
8 - привод, вращающий приводной элемент 1В вместе с конусом 1А, опирающимся днищем 1Б на подпятник 2. Привод 8 и кинематическая передача 8 - 1В в данном устройстве такие же, как и в прототипе. Подшипниковый узел (не показан), на который опирается нижней плоскостью приводной элемент 1В, удерживая емкость 1А вертикально, выполнен так же, как и в прототипе ([18], фиг. 1, 2, 7, поз 3, 3.1 и 3.2).8 - drive, the rotating
Остальные элементы устройства для реализации заявляемого способа, в том числе ДТ, АРНТ, МБУ система подачи ВСМ в трубу 4, аналогичны прототипу [18] и выполняют те же функции, поэтому на схемах они не представлены.The remaining elements of the device for implementing the proposed method, including DT, ARNT, MBU, the system for supplying the high-speed cable to the
7.2. Устройство для реализации заявляемого способа работает так же, как и прототип [18]. Например, при работе привода 8, девяти ИКН 3, системы подачи ВСМ в трубу 4 и системы пневматического съема ССИ из емкости 1, ВСМ непрерывно движется вниз внутри трубы 4 под действием силы тяжести (собственного веса). Емкость 1 вращается, ИКН 3 непрерывно нагревает коническую поверхность 1А емкости 1, а ДТ с АРНТ постоянно поддерживает заданную температуру этой поверхности.7.2. A device for implementing the proposed method works in the same way as the prototype [18]. For example, when the
ВСМ в процессе движения в трубе 4, в слое, взаимодействующем с внутренней неподвижной поверхностью трубы 4, испытывает торможение из-за сил трения FT между ВСМ и стенкой, фиг. 1. Поэтому в массе ВСМ под трубой 4 на гладкой поверхности (по форме - сегмент сферы) днища 1А непрерывно действует выдавливающая ВСМ сила FB вдоль оси трубы 4 (фиг. 1). Она выдавливает из центра днища 1А под трубой по касательной к внутренней сферы днища 1А в точке пересечения оси трубы с этой сферической поверхностью во всех горизонтальных направлениях HB. Эта сила FB имеет максимальное значение именно вдоль оси трубы 4, поскольку силы тяжести ВСМ вблизи внутренней поверхности вблизи уменьшаются силами трения FT (при движении ВСМ), которые действуют в противоположном движению ВСМ направлении (фиг. 1).In the process of movement in the
Сила FB, выдавливая ВСМ под трубой 4 из центра днища 1А в горизонтальных направлениях, перемещает ВСМ по гладкой поверхности (вогнутый участок сфероидальной чаши) фторопласта-4 (тефлона) с коэффициентом трения 0,08 (для самого ВСМ этот коэффициент составляет 1,39, это показано выше в разделе 3). В данном способе коэффициент трения, между днищем 1А и ВСМ, в области максимальных давлений на ВСМ под трубой 4 уменьшен более чем в 15 раз по сравнению с прототипом, и сила FB свободно выдавливает ВСМ в направлениях HB. Сдвигаясь от центра днища 1А в направлениях HB по гладкой и скользкой поверхности днища, ВСМ смещается в стороны к конической 1Б вращающейся стенке, где возрастает величина центробежной силы инерции FЦ. При этом (закон сообщающихся сосудов) одновременно действует и сила давления ВСМ вверх FДВ, в которую преобразуется сила FB (фиг. 1). Равнодействующая этих сил FЦ и FДВ (суммарная сила, действующая на частицы ВСМ) направлена вдоль образующих конуса 1А, перемещает ВСМ снизу (из днища 1Б) вверх по внутренней конической нагретой поверхности оболочки 1А и высушивается при нагреве и в процессе ворошения неподвижными лопастями 5, которые взаимодействуют с СМ в процессе его движения вместе с конусом 1А.The force F B , squeezing the HSR under the
Высушенный СМ (ССМ) имеет меньшую массу, чем ВСМ, и в процессе ворошения всплывает вверх в общей массе ВСМ. Общая масса ВСМ (высыхая и перемешиваясь в процессе вращения конуса 1А) поднимается вверх внутри этого конуса. У верхнего его края, ССМ захватывается всасывающим факелом всасывающей головки 6 и по пневматической трубе 6.1 уносится на хранение. Это осуществляется так же, как и в прототипе [18].The dried CM (CCM) has a lower mass than the BCM, and in the process of tedding floats up in the total mass of the BCM. The total mass of the HSR (drying and mixing during the rotation of the cone 1A) rises up inside this cone. At its upper edge, the CCM is captured by the suction torch of the
Коническая поверхность 1А в данном техническом решении позволяет увеличивать величину силы инерции FЦ по мере перемещения СМ в емкости 1 вверх, увеличивать плотность СМ вблизи конической поверхности 1А и увеличивать интенсивность нагрева ВСМ от этой нагретой поверхности и от излучения, проникающего сквозь отверстия сетки или перфорации.The conical surface 1A in this technical solution allows to increase the inertia force F C as the SM moves in the tank 1 up, increase the density of the SM near the conical surface 1A, and increase the heating intensity of the HSR from this heated surface and from radiation penetrating through the holes of the mesh or perforation.
Таким образом, достигается первый технический результат - осуществляется непрерывный процесс сушки ВСМ.Thus, the first technical result is achieved — a continuous drying process of the high-speed iron is carried out.
В данном техническом решении нагрев вращающейся конической поверхности 1А направленным на нее излучением в ближней инфракрасной области обеспечивается девятью одинаковыми ИКН 3 (фиг. 1, 2) из ламп ИК3220-1000-6 с отражателями. Эти ИКН равномерно размещены по окружности конуса 1А, а само излучение от ЛИКОД одинаково по плотности вдоль трубчатой лампы и, соответственно, вдоль образующей конуса 1А. В прототипе, по окружности вокруг цилиндра, установлено вдоль его образующих только 2 ИКН (третий нагревает плоское днище). Излучатели НИКИ в прототипе создают пятнистый нагрев цилиндрической оболочки. Размещение девяти идентичных ИКН параллельно конической поверхности 1А снаружи и направление НИКИ от этих ИКН на поверхность позволяет увеличить равномерность нагрева (по окружности) ВСМ внутри емкости 1А не менее чем в 4 раза. Использование в качестве излучателей НИКИ ЛИКОД в отражателях позволяет увеличить равномерность нагрева по высоте (вдоль образующих конуса 1А) не мене чем в 2 раза. В целом, при вращении емкости 3, нагрев ее конической поверхности осуществляется максимально равномерно.In this technical solution, heating of the rotating conical surface 1A by radiation directed at it in the near infrared region is provided by nine identical TSC 3 (Fig. 1, 2) from IK3220-1000-6 lamps with reflectors. These ICIs are uniformly placed around the circumference of cone 1A, and the radiation from LIKOD itself is the same in density along the tube lamp and, accordingly, along the generatrix of cone 1A. In the prototype, in a circle around the cylinder, only 2 ICN are installed along its generators (the third heats the flat bottom). NIKI emitters in the prototype create spotted heating of the cylindrical shell. Placing nine identical TSCs parallel to the conical surface 1A from the outside and the direction of the NIKI from these TSCs to the surface makes it possible to increase the uniformity of heating (circumference) of the HSR inside the tank 1A by at least 4 times. The use of NIKI LIKOD as emitters in reflectors makes it possible to increase the heating uniformity in height (along the generatrices of cone 1A) by at least 2 times. In General, when the rotation of the
Таким образом, достигается второй технический результат - равномерность нагрева ВСМ внутри емкости 3 увеличивается не менее чем в 8 раз по сравнению с прототипом. Поэтому процесс сушки (скорость высыхания) осуществляется быстрее.Thus, a second technical result is achieved - the uniformity of the heating of the HSR inside the
Третий технический результат: упрощение изготовления, монтажа и обслуживания устройства для реализации операций способа, обеспечивается следующим.The third technical result: the simplification of the manufacture, installation and maintenance of the device for implementing the operations of the method is ensured by the following.
7.2.1. Изготовление устройств нагрева7.2.1. Production of heating devices
В прототипе [18] для устройств, нагревающих цилиндрическую поверхность емкости, нужно (кроме ламп ИКЗ) изготавливать прямоугольные электропроводные шины - по 2 шт. на одно устройство, диэлектрические перегородки между ними (2 шт. по краям и по 1 шт. между лампами) - не менее 5 шт. на одно устройство, диэлектрическое прямоугольное диэлектрическое основание для нейтральной шины по 1 шт. на одно устройство. Итого на одно устройство нужно изготовить 8 деталей разного типа и размеров. На 2 устройства, соответственно, 16 шт.In the prototype [18] for devices heating the cylindrical surface of the tank, it is necessary (except for ICZ lamps) to produce rectangular electrically conductive buses - 2 pcs each. on one device, dielectric partitions between them (2 pcs at the edges and 1 pc between the lamps) - at least 5 pcs. per device, 1 dielectric rectangular dielectric base for a neutral bus on one device. Total for one device you need to make 8 parts of different types and sizes. For 2 devices, respectively, 16 pcs.
В прототипе [18], для устройства, нагревающего круглое плоское днище емкости, нужно (кроме ламп ИКЗ) изготавливать круглые электропроводные шины - по 2 шт. на одно устройство, диэлектрические перегородки между ними и между лампами - не менее 5 шт. на одно устройство, круглое диэлектрическое основание для нейтральной шины по 1 шт. на одно устройство и круглый корпус нагревателя - 1 шт. на устройство. Итого на одно устройство нужно изготовить еще 9 деталей другого типа и размеров. Всего для нагрева в прототипе нужно изготовить (16 - для цилиндрической и 9 - днища) 25 разнотипных деталей.In the prototype [18], for a device that heats a round flat bottom of a tank, it is necessary (except for ICZ lamps) to produce round electrically conductive buses - 2 pcs each. on one device, dielectric partitions between them and between the lamps - at least 5 pcs. per device, 1 round dielectric base for neutral bus on one device and a round heater body - 1 pc. to the device. Total for one device you need to make another 9 parts of a different type and size. In total, for heating in the prototype, it is necessary to produce (16 for the cylindrical and 9 for the bottom) 25 different types of parts.
В данном техническом решении нагревающее устройство состоит из 2-х однотипных деталей (кроме ламп КГТ220-1000-6) - уголок 3A и отражатель 3Б (фиг. 1, 2). Всего на девять устройств нужно изготовить 18 однотипных деталей. Весьма существенное упрощение изготовления.In this technical solution, the heating device consists of 2 parts of the same type (except for KGT220-1000-6 lamps) -
7.2.2. Монтаж устройств нагрева7.2.2. Installation of heating devices
В прототипе [18] для того, чтобы смонтировать два устройства для нагрева цилиндрической поверхности емкости 1Б (прототип, фиг. 8) нужно собрать 16 деталей в два инфракрасных нагревателя, а нагреватели закрепить вертикально и неподвижно на двух [-образных стойках 11Б и 11В, стойки закрепить на фундаменте, после чего установить лампы ИКЗ (ИКИ) в шины - не менее 10 шт. на два нагревателя. Итого нужно смонтировать не менее 28 разных элементов.In the prototype [18] in order to mount two devices for heating the cylindrical surface of the
В прототипе [18] для того чтобы смонтировать одно устройство для нагрева горизонтального днища 1А (прототип, фиг. 8), нужно собрать 9 деталей в один ИКН - в один инфракрасный нагреватель в корпусе 7 (ИКН), после этого нужно установить не менее 3 ламп ИКЗ, а нагреватель закрепить под днищем цилиндрической емкости. Итого нужно смонтировать не менее 11 разных элементов. Всего для нагрева в прототипе нужно смонтировать (28 и 11) не менее 39 разных элементов.In the prototype [18], in order to mount one device for heating the horizontal bottom 1A (prototype, Fig. 8), you need to assemble 9 parts in one IKN - in one infrared heater in the housing 7 (IKN), after which at least 3 IKZ lamps, and fix the heater under the bottom of the cylindrical tank. In total, at least 11 different elements must be mounted. In total, for heating in the prototype you need to mount (28 and 11) at least 39 different elements.
В данном техническом решении нагревающее устройство состоит из 2-х однотипных деталей (кроме ламп КГТ220-1000-6) - уголок 3A и отражатель 3Б (фиг. 1, 2). Всего для равномерного нагрева стенки конической емкости 1А нужно соединить между собой попарно 18 деталей (9 операций) и девять ИКН 3 закрепить уголками 3A к фундаменту (9 операций). Всего для нагрева в заявляемом техническом решении нужно смонтировать и прикрепить (9 и 9) не менее 18 монтажных операций.In this technical solution, the heating device consists of 2 parts of the same type (except for KGT220-1000-6 lamps) -
Весьма существенное (почти в 2 раза) упрощение монтажа системы нагреваA very significant (almost 2 times) simplification of the installation of the heating system
7.2.3. Обслуживание устройства для реализации операций способа7.2.3. Maintenance of a device for implementing method operations
В прототипе оно заключается в обслуживании двух разных по конструкции типов инфракрасных нагревателей. Один установлен снаружи нагреваемой емкости, и доступ к нему свободен. Другой размещен в корпусе, под днищем нагреваемой емкости. Для его обслуживания нагреватель нужно выдвигать из-под днища емкости (вынимать), а для этого нужно отключать его электропитание, т.е. прекращать процесс сушки.In the prototype, it consists in servicing two types of infrared heaters that are different in design. One is installed outside the heated container, and access to it is free. The other is located in the housing, under the bottom of the heated container. For its maintenance, the heater must be pulled out from under the bottom of the tank (removed), and for this it is necessary to turn off its power supply, i.e. stop the drying process.
В данном техническом решении все ИКН 3 (фиг. 1, 2) однотипны, установлены снаружи емкости 3 и могут обслуживаться свободно, не прекращая процесса сушки. Обеспечивается и упрощение и облегчение обслуживания без останова процесса сушки.In this technical solution, all TSC 3 (Fig. 1, 2) are of the same type, are installed outside the
Примечание. На фигурах 3 и 4 показано, что устройство для реализации заявляемого способа может быть снабжено не девятью ИКН 3, а шестью (фиг. 4) или тремя (фиг. 3). Это необходимо для изготовления небольших (Н≈250-300 мм, фиг. 1) устройств в качестве лабораторных (экспериментальных) установок для испытаний процесса непрерывной сушки.Note. In figures 3 and 4, it is shown that the device for implementing the proposed method can be equipped not with nine
Для промышленных производств высота установки (фиг. 1) Н≈1-1,5 м, при этом длина образующей конуса 1А составляет 1,5-2,1 м.For industrial production, the installation height (Fig. 1) is N≈1-1.5 m, while the length of the generatrix of the cone 1A is 1.5-2.1 m.
8. Источники информации8. Sources of information
1. Сажин Б.С. Основы техники сушки. М.: Химия. 1984. С.320.1. Sazhin B.S. Basics of drying technology. M .: Chemistry. 1984. P.320.
2. Курочкин А.А. Машины и аппараты для переработки молока и мяса. Пенза, ПТИ, 2000. С.327.2. Kurochkin A.A. Machines and apparatus for the processing of milk and meat. Penza, PTI, 2000. S.327.
3. Нащекин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Высшая школа, 1980. С.469.3. Nashchekin VV Technical thermodynamics and heat transfer. M .: Higher school, 1980. P.469.
4. www.guprm-lisma.4. www.guprm-lisma.
5. RU №2465526 C2, МПК F26B 3/04, опубл. 27.10.2012, Бюл. №30.5. RU No. 2465526 C2,
6. RU №2479953 C2, МПК Н05B 3/20, опубл. 20.04.2013, Бюл. №11.6. RU No. 2479953 C2,
7. RU №2431793 C1, МПК F26B 3/34, опубл. 20.10.2011, Бюл. №29.7. RU No. 2431793 C1,
8. SU №1754812 A1, МПК D01H 5/20, опубл. 15.08.1992, Бюл. №30.8. SU No. 1754812 A1,
9. SU №1807109 A1, МПК D01H 5/00, опубл. 07.04.1993, Бюл. №13.9. SU No. 1807109 A1,
10. RU №2317093 C1, МПК F26B 11/02, опубл. 20.06.2008.10. RU No. 2317093 C1, IPC F26B 11/02, publ. 06/20/2008.
11. http://www.electrum-av.com.11. http://www.electrum-av.com.
12. www.tekkno.ru.12. www.tekkno.ru.
13. http://www.comzav.ru/contact.php.13. http://www.comzav.ru/contact.php.
14. http://www.edu.yar.ru/projects/socnav/prep/phis001/liq/liquid23.html.14.http: //www.edu.yar.ru/projects/socnav/prep/phis001/liq/liquid23.html.
15. http://yourdevice.net/avr/musu.pdf.15. http://yourdevice.net/avr/musu.pdf.
16. RU 2263730, 10.11.2005.16. RU 2263730, 10.11.2005.
17. RU 2300589, 10.06.2007.17. RU 2300589, 10.06.2007.
18. Заявка на изобретение №2013157618 (вх. №089744) от 24.12.2013 с решением ФИПС о выдаче патента от 22.01.2015 г.18. Application for invention No. 2013157618 (input No. 089744) dated 12.24.2013 with the FIPS decision on the grant of a patent dated 01.22.2015.
19. http://tdselz.ru/category_small/view/14.19.http: //tdselz.ru/category_small/view/14.
20. elektrolampa@vandex.ru.20. elektrolampa@vandex.ru.
21. http://eliteks.ru/lampy-kgt.21. http://eliteks.ru/lampy-kgt.
22. http://www.lampa.ru/product/kgt-220-1000-4-lampa-kvarts-galogen-lisma-14645.22. http://www.lampa.ru/product/kgt-220-1000-4-lampa-kvarts-galogen-lisma-14645.
23. Гуревич В.З. Энергия невидимого света. М.: Наука, 1975. С.143.23. Gurevich V.Z. The energy of invisible light. M .: Nauka, 1975.S. 143.
24. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. М.: Наука, 1976. С.256.24. Koshkin N.I., Shirkevich M.G. Handbook of elementary physics. M .: Nauka, 1976. P.256.
25. http://gms.by/produkciya/polimery/ftoroplast/cvojstva-ftoroplasta.25. http://gms.by/produkciya/polimery/ftoroplast/cvojstva-ftoroplasta.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015129227/06A RU2603212C1 (en) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | Method of disperse (bulk) materials continuous drying inside vertically mounted rotating container, heated from outside by radiation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015129227/06A RU2603212C1 (en) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | Method of disperse (bulk) materials continuous drying inside vertically mounted rotating container, heated from outside by radiation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2603212C1 true RU2603212C1 (en) | 2016-11-27 |
Family
ID=57774461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015129227/06A RU2603212C1 (en) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | Method of disperse (bulk) materials continuous drying inside vertically mounted rotating container, heated from outside by radiation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2603212C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU511500A1 (en) * | 1974-12-30 | 1976-04-25 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тепло- И Массообмена Ан Бсср | Carousel dryer |
JP2006064350A (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Masutani Food Kk | Dryer |
RU2465526C2 (en) * | 2010-06-04 | 2012-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Method to dry loose materials in flow moving inside rotary inclined cylinder |
RU2549394C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Drying method of disperse (bulk) materials inside vertically installed cylindrical capacity, bottom of which is heated from outside with directionally focused emission in near-infrared region |
-
2015
- 2015-07-16 RU RU2015129227/06A patent/RU2603212C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU511500A1 (en) * | 1974-12-30 | 1976-04-25 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тепло- И Массообмена Ан Бсср | Carousel dryer |
JP2006064350A (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Masutani Food Kk | Dryer |
RU2465526C2 (en) * | 2010-06-04 | 2012-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | Method to dry loose materials in flow moving inside rotary inclined cylinder |
RU2549394C1 (en) * | 2013-12-24 | 2015-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Drying method of disperse (bulk) materials inside vertically installed cylindrical capacity, bottom of which is heated from outside with directionally focused emission in near-infrared region |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | Uniformity issue in microwave drying | |
Xie et al. | DEM investigation of heat transfer in a drum mixer with lifters | |
US10782067B2 (en) | Mechanical vapor recompression apparatus | |
CA1176524A (en) | Process for causing air circulation and convection in a heat generating system, and its apparatus | |
US20200208847A1 (en) | Oven with Enhanced Air Flow System and Method | |
RU2603212C1 (en) | Method of disperse (bulk) materials continuous drying inside vertically mounted rotating container, heated from outside by radiation | |
RU2442935C1 (en) | Method of liquid heating in the vertical static tank with flat bottom the hight of which is over the bottom size | |
US20180116458A1 (en) | Automated cooking apparatus having reduced fire hazard | |
Nhuchhen et al. | Investigation into overall heat transfer coefficient in indirectly heated rotary torrefier | |
JPH11270967A (en) | Continuous drying device | |
EP1962561A2 (en) | Heater mixer device | |
KR101511510B1 (en) | Spiral stairway type spread dryer with hitting apparatus | |
KR101090750B1 (en) | Drying Apparatus by Heated Disc and Rotating Blade | |
Pan et al. | Performance characteristics of the vibrated fluid bed of inert particles for drying of liquid feeds | |
Hoffman et al. | Effect of fluidized bed stirring on drying process of adhesive particles | |
US2214503A (en) | Gas heating apparatus | |
RU2479953C2 (en) | Method for external heating of vertically installed cylindrical thin-wall capacity from below | |
RU2465526C2 (en) | Method to dry loose materials in flow moving inside rotary inclined cylinder | |
KR101658395B1 (en) | a fan for a warm air circulator | |
RU2549394C1 (en) | Drying method of disperse (bulk) materials inside vertically installed cylindrical capacity, bottom of which is heated from outside with directionally focused emission in near-infrared region | |
US5277490A (en) | Method and apparatus for producing bituminous mixtures | |
Tutov et al. | Development of an energy-saving cylinder drying machine for dispersed moist materials | |
JP2007093178A (en) | Drier | |
Nafsun et al. | The effect of solid bed dispersity on the contact heat transfer in rotary drums | |
Lukianov et al. | Modeling of thermal mode of drying special purposes ceramic products in batch action chamber dryers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190717 |