Сушилка для сыпучих и комкующихся материалов

(51)М, Кл,с присоединением заявки Рй 1 26 В 11/14 (: 26 В 17/20 Ъоударстееииык комитет(23) Приоритет оо делам изобретений и открытий(71) Заявитель 541 СУШИЛКА ДЛЯ СЫПУЧИХ И КОМКУОЦИХСЯ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к устройствам для проведения тепломассообменных процессов и может быть использовано для сушки сыпучих и комкующихся материалов.5Известны сушилкидля сыпучих и комкующихся материалов, содержащие обогреваемый цилиндр с гибким шнеком. внутри, снабженным скребками, загрузочное и разгрузочное устройства (11.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 загру 2зочного 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 завремя транспортировки шнеком материала по длине обогреваемого цилиндра.При использовании сушилки для осуществления периодического процесса наторцовых крышках обогреваемого цилиндра происходит подпрессовка материала, что приводит к неоднородностипо влажности высушиваемого материалаи к заклиниванию шнека,Цель изобретения интенсификация процесса периодической сушки и повышение экономичности путем многократного использования обогреваемой поверхности цилиндра.3 93216Указанная цель достигается тем,что цилиндр расположен под регулируемым углом к горизонтальной плоскости,и в нем, внутри гибкого шнека, перед разгрузочным устройством закреплена поперечная перегородка, диаметркоторой равен внутреннему диаметрушнека, причем последний установленс возможностью реверсивного движения, 10На фиг.1 схематически изображенапредлагаемая сушилка; на фиг.2график сравнения экспериментальныхкривых сушки горизонтальной и наклонной сушилок, 15Сушилка имеет неподвижный цилиндр1 с греющей рубашкой 2, по оси которого размещен гибкий шнек 3 с закрепленными по его периметру скребками 4. Шнек выполнен в виде греющего змеевика с переменным шагом,В нижней части цилиндра 1 расположено разгрузочное устройство 5,ав верхней - загрузочное устройство 6,25Внутри гибкого шнека 3 перед разгрузочным устройством 5 закрепленаперегородка 7, Цилиндр 1 снабжен механизмом 8 регулирования угла наклона, Шнек 3 установлен с возможностьюреверсивного движения,Устройство работает следующим образом,Через загрузочное устройство 6влажный материал поступает в верхнююцасть обогреваемого цилиндра 1, установленного с помощью механизма 8 подуглом, соответствующим начальнойвлажности материала, и ссыпается внижнюю цасть цилиндра 1 до перегородки 7, которая препятствует его попаданию в зону разгрузоцного устройства 5, где влажный материал слеживается, комкуется и не участвует впооцессе сушки. При налипании материала на внутренюю стенку обогреваемого цилиндра1 скребки 4 срезают его, а при налипании материала на сами скребки 4,при очередном повороте шнека 3,онивклиниваются в основную массу материала по принципу плуга, и в результате возникающего трения налипший наних материал срезается, Вследствиенезначительной вибрации гибкого шнека 3 (змеевика), возникающей из-заего гибкости при срезе скребкамиматериала, налипшего на внутреннююповерхность цилиндра 1, змеевик искребки 4 дополнительно само- очищаются 50 При вращении гибкого шнекавместе 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 циркуляции тщательно перемешиваетсяи высушивается,Для осуществления сбалансированной циркуляции материала, зависящей от степени его сыпуцести, необходимо учитывать увеличение углаестественного откоса материала сувеличением его влажности ц), т.е,необходимо изменять угол 0 наклонацилиндра 1 механизмом 8 в процессесушки по закону 0 = 1:(И),В случае, когда угол наклона цилиндра 1 меньше угла естественногооткоса влажного материала, последний не ссыпается из верхней частицилиндра 1, скапливается там, чтоведет в результате прессующего действия гибкого шнека 3 к пробкообразованию на верхней торцовой крышке цилиндра 1 и к заклиниванию самого шнека 3,При большем угле наклона цилиндра1 высушиваемый материал ссыпается внижнюю часть сушилки раньше, чем достигает ее верхней части, цто приводит к скоплению всей массы материалав нижней части цилиндра 1, к знацительному сокращению использованиятеплопередающей поверхности, т,е. кснижению интенсивности сушки и кбольшим неравномерным нагрузкам нанижнюю часть гибкого шнека 3. Неравномерность шага гибкого шнека 3,уменьшающегося от загрузочного устройства 6 и разгрузочному 5, способствует увеличению жесткости нижнейчасти шнека 3, несущей большую нагрузку, чем его верхняя часть,По мере уменьшения влажностиматериала в процессе сушки цилиндропускается с помощью механизма 8,5 932 уменьшая свой угол наклона по следующему соотношению; О. Маак-Я"-,"щ,),где 5 - угол естественного откоса материала;0 д - максимальный угол наклонацилиндра;1 к - коэффициент, характеризующий зависимость Ж =Е(О);О - текущая влажность материалаПри непрерывной циркуляции материал интенсивно перемешивается вобъеме всей загруженной партии,чемдостигается однородность материалапо влажности в течение всего процесса сушки, Комки материала в резуль 20тате многократного пересыпания ивследствие протирочного действия наних гибкого шнека 3 и скребков 4 растираются в порошкообразную форму,т.е. достигается однородная дисперс 25ность продукта.По достижении заданной конечнойвлажности материала включается обратное вращение гибкого шнека. Сухойматериал транспортируется шнеком 3через полость между перегородкой 7и внутренней поверхностью цилиндра1 к разгрузоночму устройству 5,1Вращение перегородки 7 вместес гибким шнеком 3, а также хорошаясыпучесть сухого материала исключаютпробкообразование у перегородки 7 иобеспечивают равномерную, дозированную и полную выгрузку материала через разгрузочное устройство 5 40Использование предлагаемой сушилки по сравнению с известными обеспечивает периодический йроцесс сушки,получение однородного как по влажности, так и по дисперсности материала в результате развитой поверхноститеплообмена и интенсивного перемешивания всей загруженной партии материала в объеме всего аппарата, а .такжеповышение экономичности процессасушки (по сравнению с сушилкой непрерывного действия) путем сокращенияее габаритов и многократного использования теплопередающих поверхностей,Экспериментальное сравнение рабо 55ты горизонтальной сушилки, Выполненной с обогреваемым цилиндром и шнеком внутри, с работой предлагаемойсушилки проводится на изготовленной . 160 6 из нержавеющей стали Х 18 Н 10 Т 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 = 1(0), а влажность определяется по закону изменения влажности ц= Оо Е от времени ь для случая удаления однокомпонентной жидкости ( Оо - начальная влажность).Эксперимент проводится при следующих условиях: высушиваемый материал - ионол; начальная влажность ( О) 10,84; удаляемая жидкость изопропиловый спирт; температура теплоносителя 50 оС; остаточное давление 4,9 кПа; число оборотов шнека (и) 0,1 об/с; начальный угол наклона вс = 47 о,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 (0,3) от времени (ь,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 35, получение однородного по влажности порошкообразного материала без комков, 932160самоонищение 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 высушенного материала и расширить диапазон обрабатываемых термолабильных материалов.5Формула изобретенияСушилка для сыпучих и комкующихсяматериалов по авт.св. У 827917,о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, 20 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 реверсивногодвижения.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИ 252921, кл . г 26 В 17/20, 19672, Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2781669, кл. 1" 26 В 17/20,1 97. 932160 ЖУ га иг икКорректор В. Бутяг тавитель Ю, Марред А. Бабинец Редакто л Тираж 738осударственногоам изобретенийква, Ж, Раув исноеССР Заказ 3718/5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ВНИИПИ по д 113035, М