Установка для проведения процессов тепломассообмена

(51) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ставропольский сельскохозяйственный институт(56) Патент США Иф 3287823,кл, 34-173, опублик1966,Авторское свидетельство СССРВ 1010423, кл. Р 26 В 9/08, 1982,Авторское свидетельство СССРУ 277203; кл. Г 26 В 17/6, 1969,Авторское свидетельство СССРУ 566113, кл. Р 26 В 17/24, 1975.(54) УСЕА 110 ВКА ДПЯ 11 РОВЕЦЕИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОАССООБЕНА(57) Изобретение относится к устр-вамдля охлаждения и сушки сыпучих мат-ватмосферным воздухом и позволяетинтенсифицировать процесс тепломассообмена и снизить знергоэатраты.В вертикальном корпусе 1 поярусно установлены неподвижные перфорированныерешеткии 8, над и под каждой иэк-рых размещены соотв. спиральная напра Бляха,ая 20 для и:.рем е,ения мат.р "ала и газ оподводящее устр-во, Сооснос корпусомустановлен полый вал 9,одключенный в нижней части черезз 14904084напорную камеру 15 к нагнетательному подключенных к валу 9 посредством патрубку вентилятора 17 и снабженный окон 10, Всасывающий патрубок вентипо высоте окнами 10-12 для вывода лятора сообщен посредством дополни- теплоносителя. Калддая спиральная на- тельного трубопровода 18, снабженноправляющая 20 и гаэоподводящее устр-во го регулирующей заслонкой 19 забора укреплены на валу 9, а последнее вы- свежего воздуха, с межрешеточным объполнено в виде радиальных коробов 13, емом корпуса3 ил.Изобретение относится к устройствам для охлаждения и сушки сыпучих материалов атмосферным воздухом: в сельском хозяйстве - кормовых гранул, зерна, семян; в химической промышленности - гранулированных и крупнодисперсных сыпучих материалов.Целью изобретения является интенсификация процесса тепломассообмена и снижение энергозатрат,На фиг. 1 изображена описываемая установка, общий вид; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение; на фиг.3 - узел подключения коробов к валу. Установка для проведения процессов тепломассообмена гранулированных материалов содержит ципиндрический корпус 1 к которому крепится крышка 2 с загрузочным патрубком 3. Внутри корпуса 1 установлен направляющий конус 4, а снизу к корпусу 1 прикреплен выгрузной конус 5. С внутренней стороны к корпусу 1 в верхней и нижней частях прикреплены кронштейны б, к которым крепятся перфорированные решетки 7 и 8 в виде дисков с отверстиями в центре. Сквозь эти отверстия проходит через обе решетки 7 и 8 подвижный полый вал 9, получающий вращение от привода ,не показащ, Торцы вала закрыты, а в боковой стенке он имеет окна 10, расположенные ниже решетки 7, окна 11, расположенные ниже решетки 8, и еще ниже - окна 12, Напротив окон 10 к валу 9 прцкреплены консольные радиальные коробы 3, открытая сторона которых и;отно прилегает к нижней поверхности решеткиТакие же консольные воздушные коробы 14 укреплены на валу 9 цод нижней решеткой 8 налротив окон 1. Ниже консольных воздушных коробов 14 вокруг вапа 9 напротив окон 12 расположена напорная камера 5, соединенная воздуховодом б с напорным50 55 15 20 25 30 35 40 45 патрубком вентилятора 17, всасывающий патрубок которого соединен трубопроводом 18 с внутренним межреше точным объемом корпуса 1, При этом воэдуховод 18 имеет регулирующую заслонку 19, На каждой из решеток 7 и 8 сверху установлены спиральные направляющие 20, которые крепятся к пустотелому валу 9. На них поступает охлаждаемый материал 21,Установка для проведения процессов тепломассообмена работает следующим образом.Горячие влажные гранулы 21 поступают через загрузочный патрубок 3 и накапливаются в центре перфорированной решетки 7 в виде конуса с естественным углом откоса, при этом произвольному перемещению гранул по решетке 7 препятствует направляющая 20, При вращении вала 9 направляющая 20 начинает вращаться вместе с валом 9 и постепенно перемещает гранулы от центра к краям, где они, сходя с решетки 7, проваливаются ь отверстия между решеткой 7, корпусом 1, кронштейнами 6, попадая ца конус 4, которого попадают в центр нижней решетки 8, где также накапливаются горкой в виде конуса. Нри вращении вала 9 и направляющей 20 они сходят с решетки 8 на выгрузной конус 5 и далее - наружу через патрубок выгрузки в транспортное средство (не показано). При перемещении гранул от центрарешетки к краям толщина слоя постепенно уменьшается вследствие увеличения площади распределения, нс разрыва слоя гранул по направпению радиуса решетки при воздействии на неганаправлякщей 20 не происходит, таккак незначительна высота спирали,которая равна высоте слоя гранултолька на краях диска,медляются. Чтобы их интенсифицировать, необходимо увеличить скоростьвоздуха. Увеличение скорости без раэ рушения .гранул становится возможнымпотому, что прочность гранул возрастает по мере их охлаждения и продвижения от центра к периферии. Увеличение скорости воздуха достигается 10 благодаря тому, что при перемещениигранул от центра к периферии толщина, а следовательно, и аэродинамическое сопротивление слоя становитсяменьше, Таким образ м, при перемеще- )5 нии слоя от центра к периферии одновременно равномерно уменьшается толщина слоя, а скорость воздуха увеличивается, К периферии скорость воздуха возрастает до величины, обеспе чивающей псевдосжижение слоя, По мере охлаждения, высыхания и увеличения прочности гранул интенсификацияих охлаждения и сушки достигаетсясоответствующим изменением толщиныслоя и скорости воздуха.По мере охлаждения и сушки температура и влажность поверхности гранулстановится ниже температуры и влажности их внутренних слоев, Градиент 30 температуры и вла кности одежду г.оверюностью гранул и охлакдаю 4 нмвоздухом уменьшается потому, чтот плота и влага из внутреннихслоев не успевают поступс квнешней поверхности гранул, интенсивность охлаждения и сушки снижаетсяа энергия на продувание слоя расходуется с меньшей эффективностью, новскольку режим продувания слоя не изменяется, Чтобы сократить расход энергии на охлаждение и сушку, целесообразно продувание слоя вести не посто"янно, а с перерывом, За время перер- ва, то есть выдержкитемпература и 45 влажность поверхности гранул увеличиваются за счет поступления теплоты ивл;пи из внутренних слоев, и с этоговремени их целесообразно начинатьпродувать снова, Такой режим охлаждения и сушки в охладителе достигаетсяволновым продуванием слоя грл ул надиске, при котором слой на перфорированном диске продувается не весьсразу, а только на узкой полосе, расположенной по направлению радиуса.Воздух поступает в эту полосу из онсольных коробов. Время продувания игерерыва задается шириной консольныхкоробов 13 и 14, частотой враще;ня 5 1490408Охлаждение и сушка гранул происходит атмосферным воздухом. Воздухзасасывается из внутреннего пространства корпуса 1 по трубопроводу18 и (частично) из окружающего пространства при открытой заслонке 19вентиля тором 1 7, попадает по воздуховоду 16 в напорную камеру 15, откуда через окна 12 подается в полыйвал 9, иэ которого через окна 11 и10 проходит в консольные коробы 13 и14. Иэ консольных коробов 13 и 14воздух проходит через перфорацию врешетках 7 и 8, расположенную напротив консольных коробов 13 и 14, Таким образом, воздух, выходя из консольных коробов, продувает слой гранул не по всей поверхности дисков,а только узкой полосой, расположенной по радиусу от центра к краю диска напротив консольных коробов, Поскольку толщина слоя гранул в центредиска больше, а к краям - меньше, тои сопротивление слоя воздушному пэтоку в центре диска больше, а по краям меньше, Вследствие этого воздухпроходит слой в центральной части снебольшой скоростью,а с удалением отцентра скорость его возрастает вплотьдо величинь, достаточной для образования псевдосжиженного слоя а краях дисков, При вращении вана 9 консольные коробы 13 и 14 вращаютсявместе с валом и продувают слой гранул на решетках 7 и 8 чередующимисяволнами,Процесс охлаждения и сушки гранулпроисходит следующим образом.При установившемся режиме работыохладителя на верхней и нижней перфорированных решетках 7 и 8 гранулырасполагаются конусообразным слоем.Наиболее горячие и влажные гранулынаходятся в центральной части решеток 7 и 8. В начальный период охлаждения и сушки, когда гранулы находятся на верхней решетке 7, температураи влажность их поверхности близка ктемпературе и влажности их внутреннейчасти, В этот период они достаточноинтенсивно охлаждаются и сушатся принебольшой скорости воздуха и повышают свою прочность. К тому же небольшая скорость подачи воздуха способствует продлению периода сушки и удалению большего количества влаги. Помере охлаждения и высыхания гранулпроцессы тепло- и влаговыделения за 1490408пустотелого вала 9 на котором закреплены консольные коробы, и их количеством.При одинаковом суммарном времени 5продувания и отлежки материала уцентра диска и на периферии соотношение между временем продувания иотлежки будет разным, а именно: приудалении от центра время продувания 1 Оуменьшается, а время отлежки увеличивается, что является целесообразным,по мере охлаждения и высушиванияматериалов. На втором диске охлаждение и сушка выполняются аналогичным 15образом, однако дпя интенсификациисушки гранул на втором диске применена репнркуляция отработавшего воздуха, которая осуществляется следующимобразом. 20Воздух, подаваемый вентилятором17, по воздуховоду 1 Ь через камерунагнетания попадает в пустотелый вал9 и разделяется в нем на два потока.Одна часть воздуха следует к консольным коробам 13, проходит слой гранулна верхней решетке 7, охлаждает исушит их и выходит в атмосферу, вторая часть следует к кс:чсольным коробам 14 и проходит слой гранул на нижней решетке 8, окончательно досушивая и охлаждая их до требуемой температуры. Поскольку гранулы поступают на вторую решетку 8 в значительнОЙ степени охлажденными и высушенными, то воздух, проходя их слой,незначительно насыщается влагой имало нагревается, но его относительная влажность снижается, а сушащиеспособности повышаются, Чтобы использовать их, воздух, отработавший наохлаждении и сушке на второй решетке 8, снова засасывается по трубопроводу 18 на повторное использование.Таким образом, часть воздуха постоянно циркулирует по замкнутому контуру - слой гранул на решетке 8, внут в .реннее пространство в корпусе 1,трубопровод 18, вентилятор 17, воэдуховод 16, камера 15 нагнетания, полыйвал 9, коробы 14, слой гранул на решетке 8. Чтобы в циркулирующем воздухе не образовывалась паровоздушная смесь, ухудшающая сушку, часть смеси заменяется путем удаления отработавшей и засасывания свежей из атмосферы через окно в трубопроводе 18, степень открытия которого регулируется заспонкой 19. Если заслонка 19 будет перекрывать трубопровод 18, то слой гранул на обеих решетках 7 и 8 будет продуваться только атмосферным воздухом, если будет закрыто окно в трубопроводе 18, то образуется паровоздушная смесь. Заслонка 19 позволяет устанавливать в смеси любое соотношение отработавшего и свежего воздуха.Описанная установка позволяет интенсифицировать процессы сушки и охлаждения и снизить энергозатраты,формула изобретенияУстановка для проведения процессов теппомассообмена, содержащая вертикальный корпус с поярусно установленными в нем неподвижными перфорированными решетками, над и под каждой из которых размещены соответственно спиральная направляющая для перемещения материала и гаэоподводящее устройство, патрубки загрузки и выгрузки материала и вентилятор, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса тепломассообмена и снижения энергозатрат, установка дополнительно содержит напорную камеру и установленный соосно с корпусом полый вал, подключенный в нижней части через напорную камеру к нагнетательному патрубку вентилятора и снабженный по высоте окнами для вывода теплоносителя, причем каждая спиральная направляющая и газоподводящее устройство укреплены на валу, последнее иэ которых выполнено в виде радиальных коробов, подключенных к валу посредством окон, причем всасывающий патрубок вентилятора сообщен посредством дополнительного трубопровода, снабженного регулирующей заслонкой забора свежеговоздуха, с межрешеточным объемомкорпуса1490408 скас , а а о,осГоф фоДф, Ь Рр Ю О оЯф а Ъ .оа Об ооооо оОЪООРО О оай, ОР сО О О ОООО рОро о дОдо О 4 Офдр О Р. РО ОооаР8а РОЙо фо О ф О э йо /оорф ю,ОоОф фц ОО а юКРОО О оо ОО ЮО ооолооь ььььс-Ь оззй="ООО Х оставитель И. Комароваехред Л,Олийнык Корректор М, Самборска едактор А, Маковска Заказ 3735/РНИИПИ Госуд Тираж 593 Подпис ри 1 КЧТ СС(.Р венного комитета по изобретениям и открытия 13035 Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, Гл, Гагарина, 101 фооОО ф ОО ройООО ф О, ОО ОООо О,фа фо фсьуд рфоООо ОброуР оОО ОРО Р СОО ОфвьОо уРрфъ:" Ь оф Оф оооо Жу аоофо оооооОоо о ооофофо фоо ц оо счоО ОООООО,О ОООО ОО ОО РР ОООО О оарфОодс, оьюооООО