Сушилка для волокнистых материалов

.Салимов,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРйв 377595, кл. Р 26.В 17/10, 1973.(54) СУШИЛКА ДЛЯ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к технике сушкии может быть использовано преимущественно в масложировой промышленности длясушки опушенных семян хлопчатника, а такИзобретение относится к сушке и может быть использовано при сушке зернисто-волокнистых материалов (ЭВМ); в частности семян хлопчатника..Известна сушилка для зернисто-волок-. нистых материалов, которая представляет собой цилиндрическую камеру со шнеком . внутри, где материал перемешивается шнеком. а теплоноситель подается через перфо- . рированное днище камеры. Сушилка содержит горизонтальную цилиндрическую камеру, перфорированное днище, шнек с перфорированными лопастями с уменьша- ющимся шагом витков в направлении пере-:. мещения высушиваемого материала и внутреннюю рубашку, размещенную на 30 - 35 площади параметра, где также имеются загрузочное и разгрузочное устройства и газоотводящие патрубки. Внутренняя. ру-башка подключена к источнику горячего же других. зернисто-волокнистых материалов. Цель изобретения - повышение качества сушки путем интенсификации теплообмена при одновременном снижении энергозатрат. Для улучшения в гидродинамической обстановке в слое зернисто-волокнистого материала теплоноситель подают через гаэораспределитель- . ное устройство и дополнительно в слой через сопло, установленное"в центре аппарата, вводят гидродинамическиактивную струю, которая способствует гомогенному расширению слоя, интенсификации межфазного взаимодействия и тепломассообмена в слое зернисто-волокнистого слоя.1 э.п.ф-лы, 2 ил., воздуха, а наружная к источнику теплоносителя (пар).Сушилка работает следующим образом: влажные хлопковые семена при помощи загрузочного устройства попадают в камеру, где шнеком перемещаются в направлении разгрузочного устройства. Поступающий в наружную рубашку пар нагревает подаваемый в рубашку воздух. Горячий воздух проходит через перфорированное днище и высушивает хлопковые семена, Влажный воздух удаляется из камеры через воздухоотводящие патрубки. Уменьшающийся шаг витков шнека позволяет повысить заполнение камеры семенами, а перфорация на лопастях шнека - интенсивность тепло- и массообмена.Недостатками укаэанной сушилки являютоя большие энергозатраты, неоднородность слоя высушиваемого материала, таккак в шнековом аппарате при сушке хлопковых семян низок коэффициент заполненияаппарата и из-за сцепления между волокнами образуются конгломераты на лицевой(рабочей) стороне шнека и свободный участок за шнеком, и происходит проскок теплоносителя, т.е. имеет место отрицательноевлияние неоднородности слоя на интенсивность межфаэного взаимодействия,Известна сушилка для сыпучих материалов. которая представляет собой герметичную камеру тороидальной формы,имеющую загрузочное устройство, обеспечивающее загрузку и дозировку материала,оазгрузочное устройство в виде мигающего 15клапана, открывающегося под воздействиемопределенного веса находящегося в немсыпучего материала, а также отсасывающего патрубка. На корпуса тора имеется несколько секций проводников для создания 20внутри камеры высокочастотного электромагнитного поля. Внутри камеры имеетсясистема связанных между собой секций.Секции выполнены в виде перфорированных перегородок и закреплены на кольце, 25проходящем по внутренней стороне тора иимеющем шестеренчатую связь с электроприводом.Для обеспечения свободного передвижения секций внутри тора несущие кольца 30секций опираются на роликовые опоры. Сушилка работает следующим образом: влажный материал подается через узел загрузкив секции внутри тора. Перемещаясь вместес секциями влажный материал попадает в 35высокочастотное поле, создаваемое токамивысокой частоты, проходящими по поовоаникам, расположенным на корпусе тора. Выделяемая из материала влага удаляетсячерез перфорированные стенки секций с 40помощью вакуумного насоса, отсасывающего воздух из внутренней полости тора ипромежутков между секциями. Высушенный в результате нормируемого периодического воздействия высокочастотным полем 45материал в дальнейшем передвигается в зону разгрузочного устройства и через мигающий клапан под воздействиемсобственного веса удаляется из камеры,. Недостатками данной сушилки являются громоздкость, наличие механически труЩихся узлов, значительные энергетическиезатраты, как на перемещение, так и на нагрев материала токами высокой. частоты, атакже низкая производительность вследстви 6 медленного удаления влаги из плохоперемещаемой массы материала,Наиболее близкой к предлагаемой являетСя сушилка для волокнистых материалов,Сод 6 ржащая камеры прямоугольного сечения для кипящего слоя, разделенная на сушильные и охлаждающую секции с помощью съемных перегородок, каждая секция имеет индивидуальный подвод теплоносителя, В нижней части камеры расположена газораспределительная. решетка, а над ней установлен вращающийся горизонтальный. вал с радиальными колками. Вал выполнен полым и снабжен форсунками для увлажнения материала пароводяной смесью в зоне сушки.При необходимости сушилка может работать без включения форсунок и иметь любое необходимое количество секций, Горизонтальный вал с радиальными колками предназначен для разрушения застойных эон и каналов в слое зернисто-волокнистого материала,Недостатками данной сушилки являются громоздкость, многосекционная конструкция, наличие разрыхлителя, т.е, горизонтального вала с колками, что является причиной неравномерного течения теплоносителя в слое и увеличивает гидравлическое сопротивление слоя ЭВМ, а также препятствует эффективному контакту теплоносителя с материалом.Цель изобретения - повышение эффективности процесса сушки путем интенсификации теплообмена при одновременном снижении энергозатрат.Поставленная цель достигается темгаэораспределительный узел имеет установленную в камере под основной дополнительную газораспределительную решетку, размещенное между последним сопло для подачи гидродинамической активной струи теплоносителя и расположенную над соплом и дополнительной решеткой насадку, причем насадка имеет форму ромболоида, выполненного так, что соотношение высоты его к диаметру равно 1.Применение газораспределительного устройства с оптимальным живым сечением перфорированной решки в сочетании с гидродинамически активной струей и насадкой в виде ромболоида приводит к увеличению объема неподвижного слоя зарнисто-волокнистого материала 1,8 - 2 раза, повышению интенсивности межфаэного взаимодействия, резкому уменьшению каналообразования в слое зернисто-волокнистого материала, уменьшению гидравлического сопротивления слоя и равномерному высушиванию семян при меньшем расходе теплоносителя,Существует ряд исследований по сушке семян хлопчатника в псевдоожиженном слое, которая характеризуется интенсив1730519 55 5ным тепло- и массообменом. Но использование принципа псевдоожижения нецелесообразно применять при сушке зернисто-волокнистых материалов, таких как масличные семена хлопчатника. Неэффективность псевдоожижения зернисто- волокнистого материала объясняется увеличением скорости начала псевдоожижения с возрастанием опушенности от 1,2 м/с для Оп=Одо 2,2 м/с при ОП=12.6. Как известно, псевдоожижение (устойчивое) осуществляется при числе псевдоожижения Ка=2, то соответственно и расход воздуха повышается с ростом опушен ности. При сушке в неподвижном слое, т;е. при конвективной сушке, большие энергетические затраты и протекающие в этих условиях процессы малоэффективны. Фильтрационные процессы требуют огромных расходов теплоносителя для сушки влажных зернистых материалов до конечной влажности.По сравнению с методом сушки в аппарате кипящего слоя, где равномерность слоя обеспечивается вращающимся горизонтальным валом с радиальными колками при скорости теплоносителя ЯЯр, предлагаемое устройство позволяет интенсифицировать.процесс тепломассообмена и улучшить гидродинамическую,обстановку в аппарате при ЧЧМ/кр.На фиг;1 схематично показано предлагаемое устройство; на фиг.2 - узел на фиг.1.Устройство для сушки семян хлопчатника (фиг,1) состоит из конусно-цилиндрической рабочей камеры 1 конусностью 17 и диаметром основания 150 мм, газораспределительной камеры 2, верхней 3 и нижней 4 газораспределительных решеток, сопла 5, насадки, выполненной в виде ромболоида 6, патрубка 7 для отбора проб и загрузочного патрубка 8,Горячий воздух в рабочую камеру 1 подается через газораспределительную камеру 2, где установлены перфорированные решетки 3 и 4, расположенные друг над другом на расстоянии 100 мм, Верхняя газораспределительная решетка 3 имеет живое сечение 4% и диаметр отверстий 3 мм, а нижняя решетка 4 имеет живое сечение 16. и диаметр отверстий 10 мм.Дополнительно в слой зернисто-волокнистого материала через.сопла 5, установленное в центре газораспределительного устройства, подают струю теплоносителя. Для равномерного распределения активной струи над соплом на расстоянии 5 мм на 3 стержнях, укрепленных под углом 120 друг . относительно друга, установлен ромболоид6. Аппарат содержит также загрузочныйпатрубок 8 и патрубок 7 для отбора проб,Теплоноситель поступает в сушильную5 камеру через газораспределительную камеру, где для выравнивания профиля скоростипо сечению аппарата и равномерного вводатеплоносителя в слой зернисто-волокнистого материала, на расстоянии 100 мм друг от,10 друга установлены две перфорированныерешетки. Дополнительно в слой через сопло5 подается гидродинамически активнаяструя теплоносителя, которая рассекаетсяромболоидом 6 и равномерно распределя 15 ется по сечению аппарата.Предлагаемая установка работает следующим образомВлажные семена хлопчатника через загрузочный патрубок поступают в нижнюю20 часть сушильной камеры и сушатся горячимвоздухом, подаваемым через газораспределительные решетки 3 и 4. Для рассеканияструи над соплом, диаметр которого изменялся от 12 до 20 мм на расстоянии 5 - 10 мм25 установлен ромболоид 10, размеры которого варьировалась в диапазоне Н /О = 0,5 --1,7, При условии НО в слое над ромболоидом образуется застойная зона вследствие неравномерного распределения потока30 теплоносителя. Если НО, основная частьпотока происходит через центральную. часть аппарата, не захватывая частицы впериферии, что приводит к образованию ка-налов при условии Оп2, т.е. для хлопко 35 вых семян получим оптимальныегидродинамические режимы Н/О = 50/50мм,Таким образом, при использовании изобретения повышается равномерность суш 40 ки, предотвращается .образованиезастойных зон в слое зернисто-волокнистого материала, повышается эксплуатационная надежность установки,П р и м е р 1. На газораспределительное45 устройство укладывают слой хлопчатникасорта 108 Ф, волокнистостью 12,6 и начальной влажностью 180 . Удельная нагрузка составляет 65 кг/м, и черезраспределительную решетку слой материа 50 ла продувают горячим воздухом с температурой 1050 С, скоростью Ю = 2,0 м/с, приэтом число псевдоожижения составляет К = 0,9, Степень расширения неподвижного слоя Ч/Чо = 1,6 при порозности0,77. Время сушки 7 мин, конечная влажность семян хлопчатника О = 10.П р и м е р 2, Условия проведения сушки аналогичны условиям примера 1. Скорость общего потока 1 м/с. Дополнительно в слой через сопло диаметром 16 мм вводится вы 1730519сокотемпературная струя, фиктивная скорость которой составляет ЧЧ = 1 м/с, Размеры ромболоида, установленного над соплом, составляли Н/О" 1 (Н/О = 50/50 мм) при Ч/Чо,8, Конечная влажность, О = 9,5, время сушки 4,8 мин.П р и м е р 3, Условия проведения аналогичны условиям примера 2, Диаметр сопла 12 мм, степень расширения Ч/Ч 0-1,40. Время сушки 5,6.мин, конечная влажность О 98.П р и м е р 4, Условия проведения сушки аналогичны условиям примера 2, размеры ромболоида составляли Н/О = 50/30 мм, степень расширения Ч/Ч = 1,4, время сушки 6 мин, конечная влажность О = 10,П р и м е р 5. Условия проведения сушки аналогичны условиям примера 2. Размеры ромболоида составляли Н/О = 50/100 мм, степень расширения слоя Ч/Ч 0" 1,3, время сушки 6,2 мин, конечная влажность О=10,2 .Формула изобретения 1. Сушилка для волокнистых материалов, преимущественно семян хлопчатника,включающая камеру кипящего слоя с патрубками отвода теплоносителя, размещенный в камере газораспределительный узел, имеющий газораспределительную решетку, 5 и патрубок подвода теплоносителя, о тл ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества сушки путем интенсификации теплообмена при одновременном снижении энергозатрат, она снабжена установленной 10 под основйой дополнительной газораспределительной решеткой, соплом для подачи гидродинамически активной струи теплоносителя, укрепленным между основной и дополнительной газораспределительной 15 решетками, и размещенной над соплом и дополнительной решеткой насадкой для равномерного, распределения гидродинамической струи теплоносителя по поперечному сечению камеры.202. Сушилка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что насадка выполнена по форме ромболоида так, что отношение высоты его к диаметру равно 1.251730519 Составитель Ш, Шариповехред М.МОргентал Корректор Н, Химчук едактор Т зоре а, 101 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Г аказ 1507 Тираж . Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5