Сушилка для сыпучих и комкующихся материалов

Сушилка для сыпучих и комкующихся материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсинк

Соцнапнстнческнк

Республик ()932160 (6() Дополнительное к авт. свил-ву М 827917 (22)Заявлено 16.06.80 (21) 2940018/24-06 (51)М. Кл. с присоединением заявки Рй

1: 26 В 11/14

I: 26 В 17/20

3Ъвударствеииык комитет (23) Приоритет пв делам изобретений и открытий

ОпУбликовано 30. 05. 82. Вюллетень J%

Дата опубликования описания 30 . 05. 82 (53) УДК 66.047.

-575(088.8) (72) Авторы изобретения

В.А. Лабутин, Е.К. Воронин, Л.Г. Голубев, P.M. Иманаев и Е.А. Брахфогель

° 4 ) т

) с .„; * „ . /

Казанский химико-технологический институт

-- — -- им. С. M. Кирова (71) Заявитель (54) СУШИЛКА ДЛЯ СЫПУЧИХ И КОМКУЮЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к устройствам для проведения тепломассообменных процессов и может быть использовано для сушки сыпучих и комкующихся материалов.

Известны сушилки для сыпучих и комкующихся материалов, содержащие обогреваемый цилиндр с гибким шнеком. внутри, снабженным скребками, загрузочное и разгрузочное устройства (l) .

Данные сушилки не обеспечивают достаточного теплоподвода к высушиваемому материалу, что приводит. к увеличению экспозиции сушки.

По авт.св. М 827917 известна сушилка для сыпучих и комкующихся материалов, содержащая обогреваемый цилиндр с загрузочным и разгрузочным устройствами, размещенный по его оси гибкий шнек, выполненный в виде полого греющего змеевика с равномерно размещенными по ее периметру скребками. При этом шаг змеевика уменьшается по длине цилиндра от загру2 зочного устройства к разгрузочному (21 .

Недостатком известной сушилки является неэкономичность при использовании ее для осуществления непрерывного процесса сушки в малотоннажных производствах вследствие ее больших габаритов, необходимых для подвода определенного количества тепла за время транспортировки шнеком материала по длине обогреваемого цилиндра.

При использовании сушилки для осуществления периодического процесса на торцовых крышках обогреваемого цилиндра происходит подпрессовка материала, что приводит к неоднородности по влажности высушиваемого материала и к заклиниванию шнека.

Цель изобретения интенсификация процесса периодической сушки и повышение экономичности путем многократного использования обогреваемой поверхности цилиндра.

При вращении гибкого шнека 3 вместе с перегородкой 7 нижние слои материала, находящиеся в пристенной зоне цилиндра 1, подхватываются и транспортируются шнеком 3 в верхнюю часть цилиндра 1, в то время как верхние слои материала, не контактирующие с гибким шнеком 3, непрерывно осыпаются в нижнюю часть цилиндра 1, При контакте влажного материала с греющей поверхностью цилиндра 1, гибкого шнека 3 и скребков 4 материал получает теппо и в процессе

5О

3 93216

Указанная цель достигается тем, что цилиндр расположен под регулируемым углом к горизонтальной плоскости, и в нем, внутри гибкого шнека, перед разгрузочным устройством закреплена поперечная перегородка, диаметр которой равен внутреннему диаметру шнека, причем последний установлен с возможностью реверсивного движения. 1О

На фиг.1 схематически изображена предлагаемая сушилка; на фиг.2 график сравнения экспериментальных кривых сушки горизонтальной и наклонной сушилок, 15

Сушилка имеет неподвижный цилиндр

1 с греющей рубашкой 2, по оси которого размещен гибкий шнек 3 с закрепленными по его периметру скребками 4. Шнек выполнен в виде грею- щ

mего змеевика с переменным шагом.

В нижней части цилиндра 1 расположено разгрузочное устройство 5,а в верхней — загрузочное устройство 6.

Внутри гибкого шнека 3 перед разгрузочным устройством 5 закреплена перегородка 7. Цилиндр 1 снабжен механизмом 8 регулирования угла наклона. Шнек 3 установлен с возможностью реверсивного движения.

Устройство работает следующим образом.

Через загрузочное устройство 6 влажный материал поступает в верхнюю часть обогреваемого цилиндра 1, установленного с помощью механизма 8 под углом, соответствующим начальной влажности материала, и ссыпается в нижнюю часть цилиндра 1 до перегородки 7, которая препятствует его попаданию в зону разгрузочного устройства 5, где влажный материал слеживается, комкуется и не участвует в пооцессе сушки. циркуляции тщательно перемешивается и высушивается.

Для осуществления сбалансированной циркуляции материала, зависящей от степени его сыпучести, необходимо учитывать увеличение угла естественного откоса материала с увеличением его влажности (Щ, т.е. необходимо изменять угол наклона цилиндра 1 механизмом 8 в процессе сушки по закону oC = 1:(И) .

В случае, когда угол наклона цилиндра 1 меньше угла естественного откоса влажного материала, последний не ссыпается из верхней части цилиндра 1, скапливается там, что ведет в результате прессующего действия гибкого шнека 3 к пробкообразованию на верхней торцовой крышке цилиндра 1 и K заклиниванию самого шнека 3.

При большем угле наклона цилиндра

1 высушиваемый материал ссыпается в нижнюю часть сушилки раньше, чем достигает ее верхней части, что приводит к скоплению всей массы материала в нижней части цилиндра 1, к значительному сокращению использования теплопередающей поверхности, т.е. к снижению интенсивности сушки и к большим неравномерным нагрузкам на нижнюю часть гибкого шнека 3. Неравномерность шага гибкого шнека 3, уменьшающегося от загрузочного устройства 6 и разгрузочному 5, способствует увеличению жесткости нижней части шнека 3, несущей большую нагрузку, чем его верхняя часть.

При налипании материала на внутренюю стенку обогреваемого цилиндра

1 скребки 4 срезают его, а при налипании материала на сами скребки 4, при очередном повороте шнека 3,они вклиниваются в основную массу материала по принципу плуга, и в результате возникающего трения налипший на них материал срезается, Вследствие незначительной вибрации гибкого шнека 3 (змеевика), возникающей из-за его гибкости при срезе скребками материала, налипшего на внутреннюю поверхность цилиндра 1, змеевик и скребки 4 дополнительно самоочищаются.

По мере уменьшения влажности материала в процессе сушки цилиндр опускается с помощью механизма 8, 5 932 уменьшая свой угол наклона по следующему соотношению:.. (. 1м-ж-V1L» — e„ t „„,) > где j6 - угол естественного откоса материала;

ol д„ - максимальный угол наклона цилиндра;

k — коэффициент, характеризующий зависимость Ж =Е(о);

U — текущая влажность материала, l.

При непрерывной циркуляции материал интенсивно перемешивается в объеме всей загруженной партии,чем достигается однородность материала по влажности в течение всего процесса сушки. Комки материала в резуль20 тате многократного пересыпания и вследствие протирочного действия на них гибкого шнека 3 и скребков 4 растираются в порошкообразную форму, т.е. достигается однородная дисперс25 ность продукта.

По достижении заданной конечной влажности материала включается обратное вращение гибкого шнека. Сухой материал транспортируется шнеком 3 через полость между i åðåãoðoäêoé 7 и внутренней поверхностью цилиндра

1 к разгрузоночму устройству 5.

Вращение перегородки 7 вместе с гибким шнеком 3, а также хорошая сыпучесть сухого материала исключают пробкообразование у перегородки 7 и обеспечивают равномерную, дозированную и полную выгрузку материала через разгрузочное устройство 5 ° 40

Использование предлагаемой сушилки по сравнению с известными обеспечивает периодический йроцесс сушки, получение однородного как по влажности, так и по дисперсности материала в результате развитой поверхности теплообмена и интенсивного перемешивания всей загруженной партии материала в объеме всего аппарата, а -также повышение экономичности процесса сушки (по сравнению с сушилкой непрерывного действия) путем сокращения ее габаритов и многократного использования теплопередающих поверхностей.

Экспериментальное сравнение рабо55 ты горизонтальной сушилки, Выполненной с обогреваемым цилиндром и шнеком внутри, с работой предлагаемой сушилки проводится на изготовленной

160 6 из нержавеющей стали Х18Н10Т экспериментальной установке с внутренним диаметром обогреваемого цилиндра

100 мм, длиной 500 мм, с диаметром трубки змеевика 6 мм, при величине начального шага 30 мм, уменьшающегося до 9 мм. В качестве механизма регулирования угла наклона используется домкрат. В полупромышленном и промышленном исполнении в качестве указанного механизма может быть использован гидроцилиндр или домкрат с электродвигателем, работа которых может быть запрограммирована и автоматизирована.

Угол наклона изменяется в течение времени сушки по зависимости а = X(u), а влажность определяется по закону изменения влажности U

-К(, л

= U< Е от времени ь для случая удаления однокомпонентной жидкости (0о — начальная влажность).

Эксперимент проводится при следующих условиях: высушиваемый материал — ионол; начальная влажность (u ) 10,84; удаляемая жидкость изопропиловый спирт; температура теплоносителя 50оС; остаточное давление 4,9 кПа; число оборотов шнека (и) 0,1 об/с, начальный угол наклона 0 = 47o.

Результаты экспериментального сравнения горизонтальной и наклонной сушилок приведены на фиг.2, где нинетическая кривая сушки А соответствует горизонтальной сушилке с реверсивным вращением шнека через интервал времени Ь, = 60 с, а кинетическая кривая сушки Б соответствует наклонной сушилке.

Как видно из графика зависимости влажности материала (u, i) от времени (ьь,с), при одних и тех же условиях опытов кинетическая кривая сушки Б располагается под кинетической кривой сушки А и имеет больший угол наклона, характеризующий скорость процесса сушки, в результате чего для достижения определенной конечной влажности во втором случае (кривая Б) требуется меньше времени, чем для первого случая (кривая А).

При этом установлено, что в предлагаемой сушилке имеет место увеличение скорости сушки, т.е. интенсив-, ности процесса сушки, на 35ã., получение однородного по влажности порошкообразного материала без комков, 9)2160 самоочищение теплопередающих поверхностей, интенсивное перемешивание и полная дозированная разгрузка.

Применение предлагаемой сушилки позволяет осуществить высокоинтенсивный периодический процесс сушки, улучшить качество путем получения однородного по влажности и дисперсности продукта, обеспечить полную и дозированную разгрузку высушенно- ° го материала и расширить диапазон обрабатываемых термолабильных материалов. !

Формула изобретения

Сушилка для сыпучих и комкующихся материалов по авт.св. Р 827917, отличающаяся тем,что, 30 с целью интенсификации процесса периодической сушки и повышения экономичности путем многократного использования обогреваемой поверхности цилиндра, последний расположен под регулируемым углом к горизонтальной плоскости, и в нем, внутри гибкого шнека, перед разгрузочным устройством закреплена поперечная перегородка, диаметр которой равен внутреннему диаметру шнека, причем шнек установлен с возможностью реверсивного движения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 252921, кл . F 26 B 17/20, 1967

2. Авторское свидетельство СССР по заявке O 2781669, кл. I" 26 В 17/20, 197п. 932160

g%

Лд ЖО 720 ЖУ 1200 1440 Чс

Фиг. Я

Заказ 3718/52

Тираж 738 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель Ю. Мартинчик

Редактор А. фролова Техред А. Бабинец Корректор В. Бутяга