SU983413A2 - Сушилка дл сыпучих и комкующихс материалов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к аппаратам дл  проведени  тепломассобменнь1Х процессов , а более конкретно к сушилкам дл  сьлпучих и комкующихс  материалов которые могут найти применение в хими ческой, химико-фармацевтической, пищевой и других отрасл х промышленност Известна сушилка дл  сыпучих и ко мкуквдихс  материалов,, содержаща  обо греваемый цилиндр с загрузочным и ра грузочным устройствами и размещенный внутри цилиндра гибкий, шнек в виде полого греющего змеевика 1 . Однако в данной сушилке недостаточно эффективен контактный тепломас сообмен. По основному авт. св. № 827917 известна сушилка (2 дл  сыпучих и комкующихс  материалов, содержаща  обогреваемый цилиндр и размещенный по его оси гибкий шнек, узлы загрузки и выгрузки материала. Гибкий шнек выполнен в виде полого греющего змеевика с переменным шагом, уменьшающим с  по длине аппарата от загрузочного устройства к разгрузочному, причем величина шага определ етс  соотношением S н - Si где n,. - 1-ый шаг шнека; начальный шаг шнека; конечный шаг щнека; общее число шагов; i - пор дковый номер шага. Недостатком данной сушилки  вл етс  относительно мала  поверхность теплопередачи и низка  степень перемешивани  высушиваемого материала. Цель изобретени  - интенсификаци  процесса сушки. Указанна  цель достигаетс  тем, что внутри гибкого шнека установлен дополнительный гибкий шнек, выполненный в виде полого змеевика с направлением витков, противоположным виткам внешнего шнека с таким же как у него скребками и шагом, соответствующим по длине сушилки шагу зтого шнека, причем оба шнека последовательно сообщены по теплоносителю и их скребки установлены под углом к оси трубки змеевика, а периферийна  кромка каждой лопатки направлена в сторону вращени  шнеков. Установка внутри гибкого шнека дополнительного гибкого шнека позвол ет значительно увеличить поверхность теплопередачи, а выполнение дополн тельного шнека с направлением витков противоположньом виткам BfieijjHero ринека , обеспечивает локальную гщркул цию высушиваемого материала при его движении от. загрузочного устройствгз IK разгрузочному, т.е. увеличив,эе;т степень перемешивани  продукта. Вь;полнение шагов дополнительного UJHOка соответствующим по длине сушилки шагу внешнего шнека позвол ет стабилизировать , точно выдерживать размеры локальных циркул ционных зон, прс:дотвратить пересушивание материала или преждевременный выход недос пиеного материала из сушилки. Закрепление скребков на поверхности лополр-зительного шнека, выполнение скребков обоих шнеков в виде плоских лопаток и установка их под углом к оси трубки змеевика с направлением периферийной кромки каждой лопатки в c-j-opoH y вращени  шнеков позвол ет срезать корку налипшего на греюш,ую поверхность неподвижного цилиндра материала и тра;-:спортировать его в верхние, более влажные слои материала, где происходит усреднение материала по плажности . Кроме того, установка лопаток под углом позвол ет резко снизить давление материала на плоскость лопаток , т.е. на сам шнек, что позвол ет уменьшить толщину трубки змеевика и,, тем самым, уменьшить ее термическое сопротивление при передаче тепла от теплоносител  к влажному материалу. Сообщение полостей шнекок по теплоносителю п.озвол ет полнее использовать подводимое тепло и упростить узлы подвода теплоносител  , Все это обесгтечивает интенсификацию непрерывного процесса сушки.

На фиг, 1 изображена предложенна  сушилка, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фигч 1; на фиг. 3установка лопатки; на фиг, 4 - схема движени  частиц высушиваемого матери ла-по длине сушилки.

Сушилка имеет неподвижнЕ пЭ цилиндр 1 с рубашкой 2, по оси которого разм щен внешний гибкий шнек 3 и дополни-тельный (внутренний) шнек 4 с закрепленными по их периметру скребками 5, узел 6 загрузки и узел 7 выгрузки.

Сушилка работает следующш/, образом .

. Через узел 6 загрузки влажный материал поступает в обогреваемый цилиндр 1, подхватываетс  гибким шнеком 3 и транспортируетс  по длине С/шилки к.узлу 7 разгрузки. Дополнительный шнек 4, вследствие выполнени  его витков о противоположн111м-вмт кам шнека 3 направлением, перемешает верхние слои материала к загрузочному узлу 6. Так как мехшу шнеками 3 :, 4 нет перегородки, ддва потока материала взаимодействуют ме:кду собой, создава  активный гч-щродинамичес ий

.режда.;, в результате чего достигаетс  более  ы1-ока  степень переменчив а ни  материала и унепичинаетс  врем  пребывани  материала в сушилке. Частица, нахол ша    Б нижних сло х материала н п ( :::-i паружнопс) диаметра гибкот-о ijinei; -; и молжата  к греющей поверх ;;О; .;-:1- I; И l Л; }i,ri р.- 1 - Ю,ЦХЬа ТЫВ а еТС Я ЗМТ

ком ijj;;eK.4 Л и под,-имаетс  вверх в на:;pai n :i HH е.-о нра;дочи  по зинтозой личин , затем отрызаетсн от трекгдей по-

бкого ипгека 3 и перемещаетс  в верхние jjiOH материала.

В аерхних сло х движущегос  потока материала частица подхватываетс   итком дополнительного шнека 4 и, гак KfiK зитки ЮСледнегО имеют ,rieHi-ie, 11рогивополол(ное направлению витков шнека 3, тра сгтсртпруетс  во в иул .o;u-i и€ слои потока 1атериала в обр::;т; ом ;;аг раБлен ик снова по винтовой линии, Так как частица, транспортируемагг стеком , ::е прнжи-лаетс  к 3 - утрен1;ей поБСрхнс ст;-; цилиндра 1 она соскальзывает транспортирующей г:оверхносги витка .1:нека 4 и/ гзследствие 5ольшк16 диаме ра щг-гека 3,, результирую:ЦШ1 движением частицы  вл етс  ее движение в направлении узла 7 разгрузкл . На фиг, 4 показана траектори  движени  частицы материала в предла1-аемой сушилке,

3 результате выполнени  шагов шнеков 3 и 4 ппинаковсёми г умекьиающимис  по длине су:иилки по одному закону

размер (длина; локально циркул ционных зон также будет уменьшатьс  по тому же saKOtiy. В противном случае аокальло .иркул ционные зоны стали );-; к ла дьва тьс   , что npHsejri;; бы к ;/ве. .;п;;оменк пребыва -.  з су-шилке одних частиц и к прелшевременному выходу из нее других, недосушенijHx частиц материала, В процессе транг:г:;:п1ТИроБки шнеками 3 и 4 материал цирк ViHt-j ет , тщательно переме- шиваетс  кйк Е радиальном, так и в осевом нд rspaa пени х , причем длина каждой ;iv;;pK ,,i ;uHOHHoft зоны спредел етсл pa- f --y-. .--ге инеков .

Б случде,, если ье.чичина iiiara шнека 4 больа;е величины шага шнека 3, результ ругсщее направление движени  материала определ ет шнек 4 з направлении узла загрузк , что ггоивсдит к закупориЕсНсию сушилки, iipv; одновременном у7 еньшении теплопередающей поверхности шнека 4. Величина начального и конечного uiaroB шнека 3 выбираетс  из услови  незабиваемости его витков вла :нь& материалом дл  начального и cyxi-M дл  конечного шага шнеков . Текуща  величина шага обоих шне ков определ етс  соотношением В случав; если шага шнека 4 меньше велх-гчины шага шнека 3 , витки шнека .забиваютс , что вызывает об.растание шнека 4 высушиваемым материалом и исключает noBepxHOCT шнека 4 из теплообмена с влажньм материалом . Контактирующую с греющей поверх остью неподвижного цилиндра 1 периферийна  кромка скребка 5 шнека 3 при его вращении срезает налипший на греющую поверхность цилиндра 1 слой высохшего материала, который наползает на поверхность лопатки и выдавливаетс  в,новь срезаемьЕ 1 слоем (коркой ) в пристенную массу материала. Там он снова наползает на лопатку -5 шнека -4 и выдавливаетс  уже в верхние слои влажного материала, где происходит; усреднение его влажности. В случае, -если плоскость скребка 5 перпендикул рна оси трубки змеевика, то удал емый ею с греквдей поверхност слой материала скапливаетс  перед ло паткой, обтекает ее с боков, вновь п падает на греющую поверхность цилинд ра 1 и создает основное термическо.е сопротив.ление передаче тепла к влахеному материалу. .Интенсивность сушки в этом случае снижаетс  в несколько раз. Кроме, того/ в несколько раз воз растает гидравлическое сопротивление создаваемое материалом, на поверхность лопатки и в конечном итоге на шнек, что приводит к разгибу .гибкого шнека и к его заклиниванию в неподвижном цилиндре. Это.вызьшает необходимость изгото вл ть. шнек из трубы большего диаметра, что приводит к возрастанию термического сопротивлени  стенки трубки шнека при передаче тепла от теплоносител  к влажному ма . териалуг к увеличению металлоемкости сушилки В случа, если периферийна  кромка скребка 5 направлена ,в сторону, противоположную направлению вращени  шнеков 3 и 4, то вместо среза корки высохшего материала происходит прессование материала к греющей поверх- , ности, что практически делает проведение процесса сушки невозможным. Вследствие незначительной вибрации змеевиков шнеков 3 и 4, возникающей из-за их гибкости при срезе скребками 5 материала, налипшего на внутреннюю поверхность цилиндра 1, 3 и 4, а также и их скребки 5 дополнительно . самоочищаютс . Попавшие в сушилку |комки материала попадают в область ме1жду шнеком 3, скребками 5 и греюией поверхностью цилиндра 1 и истираютс . Высушенный материал удал етс  из сушилки через узел 7 разгрузки. Использование изобретени  обеспечивает проведение высокоинтенсивного непрерывного процесса сушки вследствие создани  активного гидродинамического режима в сушилке и увеличени  поверхности теплопередачи без увеличени  ее габаритов. Так, например, экспериментальное сравнение работы известной сушилки с работой, предложенной сушилки проводилось на изготовленной из нержавеющей стали Х18Н10Т экспериментальной установке, причем обогреваемый цилинд с рубашкой выполнен из боросиликатного стекла дл  наблюдени  за режимом ггеремещени  и транспортировани  материала, с BHyTpeHHjiM диаметром обогреваемого цилиндра 60 мм, длиной 1500-мм, с диаметром трубки змеевика 6 мм при начальной величине шага шнеков 20 мм и их наружных диаметрах 35 мм и 50 мм, Эксперимент производилс  при следгто-, щйх начальных услови х: высушиваемый материал - диоксипиримедин. Удал ема  жидкость - вода. Начальна  влажность- 15 % г температура теплоносител  - 100°С; остаточное давление 4f9 кПа; число оборотов шнеков 1 об/с.. Угол наклона лопатки к оси змеевика , определенный в результате эксперимента ль гых исследований, равен 35°.. 1 . , Результаты экспериментального сравнени  приведены в таблице.

15

5Д

15 4,8

Как видно из таблицы, применгение дополнительного гибкого шнека, тор0 ,6

5,0 7,-О 1,0

моз щего продвижение материала, позвол ет увеличить число оборотов ротора , т.е. дополнительно повысить степень перемешивани  материала. Увеличение вследствие введени  дополнительного шнека поверхности- теплопередачи на 27% и образовани  активного гидродинамического режима позвол ет повысить производительность сушилки на 40% при той же ког{ечнои влажности материала. При этом получен однородный по влажности порошкообразный материал без комков, имеет место самоочищение теплопередающих поверхностей и интенсивное перемеиивание . Таким образом, применение предложенной сушилки позвол ет осуществить высокоиЕ5тенсивный непрерывный процесс сушки, получать однородный по влажности и дисперсности продукт и расширить диапазон обрабатываемых термолабильных материалов.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР , № 545845, кл. F 26 В 17/20, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР -f 827917, кл. F 26 В 17/20, 1979. .Xv x x/xvx/x; x