Аэродинамическая сушильная установка

 

АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА преимущественно для сушки однонаправленного стекловолокна , содержащая теплоизолированный, корпус и раз.мещенный в нем ротор вентилятора аэродинамического нагрева, отделенный от высущиваемого материала посредством экрана, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества сущки путем регулирования температурного поля, она дополнительно содержит паровой калорифер, расположенный между высущиваемым материалом и экраном на расстоянии от последнего, равном 0,15-0,2D, а экран выполнен в виде диска с диаметром, равным 1,0-1,2D, и расположен от ротора вентилятора на расстояI нии 0,25-0,3D, где D - диаметр всасывающего отверстия ротора вентилятора. (/}

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(ц F 26 В 906

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3647881/24-06 (22) 30.09.83 (46) 07.01.85. Бюл. № 1 (72) О. А. Кремнев, В. P. Боровский, М. Д. Коросташ, Л. М.-Г. Мишнаевский, Л. С. Лизак, Э. В. Шеренковский и В. Г. Великодный (71) Опытное кон структорско-технологическое бюро Института технической теплофизики AH Украинской CCP (53) 674.047.45 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 712628, кл. F 26 В 9/Об, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 247114, кл. F 26 В 9/06, 1959.

3. Авторское свидетельство СССР № 1002766, кл. F 26 В 9/06, 1981.

„„SU„„1133463 А (54) (57) АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА преимущественно для сушки однонаправленного стекловолокна, содержащая теплоизолированный корпус и размещенный в нем ротор вентилятора аэродинамического нагрева, отделенный от высушиваемого материалы посредством экрана, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества сушки путем регулирования температурного поля, она дополнительно содержит паровой калорифер, расположенный между высушиваемым материалом и экраном на расстоянии от последнего, равном

0,15 — 0,2D, а экран выполнен в виде диска с диаметром, равным 1,0-1,2D, и расположен от ротора вентилятора на расстоянии 0,25-0,3D, где D - диаметр всасываю- Я щего отверстия ротора вентилятора.

1133463

Изобретение относится к конструкции устройств аэродинамического нагрева, в которых основным генератором тепла служит центробежный нагревательный ротор, приводимый во вращение электродвигателем, предназначено для сушки однонаправленного стекловолокна и может быть использова, но в легкой, химической и пищевой промышленности в тех случаях, когда требуется высокая равномерность и интенсивность процесса сушки или термообработки.

Известна сушилка для пиломатериалов, содержащая камеру с тепловентиляционным оборудованием, образующим рециркуляционный контур для сушильного агента со всасывающим и нагнетательным каналами меж ду штабелем и стенками камеры, и размещенные в каналах направляющие экраны, выполненные гофрированными, причем гофры экранов одной стороной расположены перпендикулярно направлению движения сушильного агента (1).

Недостатком этой сушилки является неудовлетворительнаян ая инте нси в ность процесса сушки.

Известна герметизированная теплоизолированная камера для сушки пиломатериалов, содержащая вентилятор с электроприводом, размещенный внутри камеры, при этом перед вентилятором со стороны входа циркулирующей паровоздушной смеси установлен металлический щит с центральным отверстием, диаметр которого меньше диаметра крыльчатки вентилятора, а электродвигатель привода вентилятора имеет несколько ступеней регулирования скорости (2) .

Такая конструкция установки позволяет достичь высокой интенсивности обдува материала теплоносителем, но не обеспечивает поддержания необходимого режима, а также его изменения в процессе сушки по задан ной технологической программе, поскольку регулирование температуры осуществляется периодическим включением и отключением электродвигателя, изменением направления вращения ротора или изменением числа его оборотов. Указанные методы регулирования температуры приводят к значительным ее колебаниям в процессе сушки.

Наиболее близкой к изобретению является аэродинамическая сушильная установка преимущественно для сушки однонаправленного стекловолокна содержащая теплоизолированный корпус и размещенный в нем ротор вентилятора аэродинамического нагрева, отделенный от высушиваемого материала посредством экрана. Средство для регулирования процесса сушки,в данной сушилке выполнено в виде жалюзийной решетки, установленной перед всасывающим отверстием центробежного ротора на экране, разделяющем нагнетательную и всасывающую ветви рециркуляционного контур а. Жалюзийная решетка представляет собой набор поворотных лопаток, при помощи которых поворачивая их относительно оси, можно изменять проходное сечение для теплоносителя, всасываемого центробежным ротором, и таким образом регулировать его температуру (3) .

Однако добиться плавного и точного ре" гулирования температуры во времени в известном устройстве практически невозможно ввиду того, что даже при незначительном увеличении расстояния между жалюзями (лопатками) резко увеличиваются > расход ци ркул и рующего теплоносителя и потребляем ая электродви гателе м мощность, а температура в камере возрастает. Кроме того, различная скорость теплоносителя по сечению рабочей камеры (больше по центру камеры, меньше — по периферии) приводит

20 к неравномерности скоростного и температурного полей во всем объеме рабочей камеры. Все это обусловливает неравномерность процесса сушки и, как следствие, ухудшение качества готовой продукции и 5 увеличение бРака.

Целью изобретения является повышение качества сушки путем регулирования температурного поля. Указанная цель достигается тем, что аэродинамическая сушильная установка, преимущественно для сушки одоп нонаправленного стекловолокна, содержащая теплоизолированный корпус и размещенный в нем ротор вентилятора аэродинамического нагрева, отделенный от высушиваемого материала посредством экрана, дополнительно содержит паровой калорифер, З расположенный между высушиваемым материалом и экраном на расстоянии от последнего, равном 0,15 — 0,2D, а экран выполнен в виде диска с диаметром, равным 1,0—

1,2D, и расположен от ротора вентилятора

40 на расстоянии 0,25 — 0.3D, где D — диаметр всасывающего отверстия ротора вентилятора.

На чертеже схематически изображена аэродинамическая сушильная установка.

Установка содержит теплоизолированный корпус 1, внутри которого расположен центробежный нагревательный ротор 2, тупиковая рабочая камера 3 и каналы 4 для рециркуляции теплоносителя, образованные стенками корпуса 1 и камеры 3. Между negp редними стенками корпуса 1 и торцами стенок камеры 3 имеются проемы 5 для входа теплоносителя из каналов 4 в камеру 3.

В последней перед всасывающим отверстием ротора 2 перпендикулярно его оси последовательно размещены дисковый экран 6 и паровой калорифер 7, представляющие собой средство для регулирования процесса сушки. Экран 6 установлен от ротора 2 на

1133463 расстоянии 0,27D, а от парового калорифера 7 — на расстоянии 0,18D, где D — диаметр всасываюшего отверстия ротора 2 вентилятора, причем диаметр экрана 6 равен диаметру всасываюшего отверстия ротора

2 вентилятора. В боковой стенке корпуса 1 имеются патрубок 8 для подсоса свежего воздуха и патрубок 9 для выброса части отработанного теплоносителя, снабженные регулирующими заслонками 10 и 11. Патрубок

8 соединен с всасывающей частью рабочей 1О камеры 3, а патрубок 9 с каналом 4. В рабочей камере 3 смонтирован подвесной конвейер 12 с клетями 13. На передней торцевой стенке корпуса 1 имеются двери 14 для загрузки и выгрузки клетей 13 с материалом.

Установка работает следующим образом.

Центробежный нагревательный ротор 2, врашаясь, создает циркуляцию воздуха по gp замкнутому контуру. По каналам 4 воздух через проемы 5 двумя встречными потоками поступает в камеру 3, где смешивается, равномерно распределяется по ее сечению, направляется к предварительно нагретому паром калориферу 7, продувает его и, огибая дисковый экран 6, засасывается ротором 2. Дисковый экран 6, расположенный за калорифером 7, препятствует сужению потока воздуха, засасываемого ротором 2, и способствует его равномерному распределению по всей поверхности калорифера 7 и по сечению задней части рабочей камеры

3. При выходе установки на рабочий режим патрубки 8 и 9 перекрыты регулирующими заслонками 10 и 11. После достижения в рабочей камере 3 заданной температуры ав- З5 томатическая система регулирования умень. шает подачу пара к калориферу 7, а через входную дверь 14 конвейер 12 начинает периодически подавать клети 13 с расположенными на их полках пучкаМи однонаправлен- 4О ного стекловолокна. В соответствии с требованиями технологического регламента заслонки 10 на патрубке 8 и заслонки 11 на патрубке 9 частично приоткрывают, обеспечивая тем самым заданную влажность рециркулирующего теплоносителя. При от45 клонении температуры теплоносителя от заданной автоматическая система регулирования .воздействует на регулирующий клапан парового калорифера 7 и изменяет расход и давление пара, что позволяет выдерживать заданный температурный режим с большой точностью.

Наличие калорифера обеспечивает точное и плавное регулирование температуры теплоносителя во времени протекания процесса сушки. Кроме того, он является дополнительным сопротивлением проходу воздуха на всас ротора, что способствует более равномерному распределению теплоносителя по сечению камеры.

Необходимым условием работы калорифера в оптимальном режиме является размещение за ним дискового экрана, нрснятствуюшего прямому проходу воздуха через центральную часть калорифера на всас ротора. Это заставляет воздух заполнять периферийные зоны поверхности калорифера и углы рабочей камеры, выравнивая тем самым скоростные и температурные поля в объеме, заполненном высушиваемым материалом. При неравномерном скоростном поле невозможно создать равномерное температурное поле, так как в местах омывания сушимого материала воздухом с большими скоростями температура последнего падает в меньшей степени, что создает перекос температурных полей в объеме камеры, а следовательно, и неравномерность высушивания материала.

Таким образом, выполнение средства для регулирования процесса сушки в виде нарового калорифера и установленного перед ним дискового экрана обеспечивает точное и плавное регулирование скоростного и температурного полей в объеме рабочей камеры, а также во времени протекания процесса сушки материала. Это способствует улучшению качества сушки и позволяет получить конечный продукт с требуемым равном ер ным вла госодержан ием.

Оптимальные соотношения между элементами были установлены экспериментально путем замера полей скоростей и температур воздуха в различных точках по сечению рабочей камеры и калорифера и обусловлены следующим. При размещении экрана от ротора на расстоянии менее 0,25D значительно возрастает гидравлическое сопротивлениее циркул яцион ного тра кта, падает расход рециркулируюшего воздуха и загрузка электродвигателя привода ротора.

Так, при снижении расстояния между экраном и ротором до 02D гидравлическое сопротивление циркуляционного тракта возрастает с 93 до 112 мм вод. ст., т.е. иа 26%, расход реци ркули рую шего воздуха падает с 47000 до 41000 м /ч, т.е. на !3%, а загрузка двигателя (выдеряемое в рабочей камере тепло аэродинамического нагрева) уменьшается с 54 до 45 кВт, т.е. на 17%.

Увеличение расстояния свыше 0.3D нецелесообразно, так как приводит только к росту габаритов установки без заметного повышения равномерности распределения воздуха по сечению калорифера и рабочей камеры.

В табл. 1 и 2 приведены результаты замеров скорости воздуха (м/с) по сечен ию калорифера при расстоянии дискового экрана от ротора, равном 0,3D (табл. 1) и

0.5D (табл. 2). Для удобства измерения

1133463

8,7

8,9

9,0

8,8

Табл и ца 4

9,0 7,5

10,1 79

10,2 8,1

8,9 7,3

7,6

8,4

8,3

7,4

9,1

9,8

9,9

8,8

7,5

7,9

7,7

7,5 аблица 3

10,1

11,2

1 1,7

9,9

10,9

3,8

3,7

10,7

10,8

4,3

3,9

9,9

9,9

10,4

10,3

9,8

Из табл. 3 видно, что скорости продува воздухом средних участков калорифера значительно снижены.

В табл. 4 показано распределение скоростей воздуха по сечению калорифера, в табл. 5 — по среднему сечению рабочей камеры в том случае, когда расстояние между экраном и калорифером превышает 02D и соста вляет 0,35D.

Приведенные данные свидетельствуют об оменьшении скорости обдува периферийСоставитель И. Комарова

Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Тираж бХ2 Подписное

Редактор И. Николайчук

Заказ 9582/33

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сечение калорифера было разбито на 16 участков.

Таблица 1

8,6 8,8 8,5

8,7 8,6 8,6

8,6 8,5 8,4

87 83 83

Таблица 2

8,8 8,7 8,7 8,4

8,7 8,6 8,5 8,4

9,1 8,5 8,4 8,3

8,7 8,8 8,5 8,4

Как видно из табл. 1 и 2, в обоих случаях равномерность распределения скорости воздуха примерно одинакова.

При уменьшении расстояния от экрана до калорифера ниже 0,15D перестает продуваться воздухом центральная часть калорифера, а при увеличении этого расстояния свыше 0,2D уменьшается скорость обдува периферийных его частей и углов рабочей камеры.

В табл 3 представлены данные о распределении скорости воздуха по сечению калорифера при расстоянии от экрана до калорифера, равном 0,10D. ных участков калорифера и углов рабочей камеры.

Увеличение диаметра дискового экрана свыше указанных пределов (15-20в/в) значительно повышает гидравлическое сопротивление циркуляционного тракта, что нежелательно, а при уменьшении его диаметра ниже D влияние дискового экрана на распределение потока воздуха перестает сказываться.

Таблица 5

56 61 63 59

5,8 7,0 6,8 6,2

5,9 6,8 6,7 6,5

616,0 61 60

Табл. 6 отображает распределение скоростей воздуха по сечению калорифера при диаметре экрана, равном D, табл. 7 — когда диаметр экрана на 0,15о/в меньше D.

Таблица 6

7,1 7,7 7,4

7,6 ?,8 7,8

7,8 7,6 7,6

7,9 7,4 7,4

Та бл и ца ?

63 77 78 67

6,2 8,5 8,8 6,8

5,9 9,1 9,2 6,3

5,6 6,8 7,3 5,9

Из табл. 6 и 7 видно, что изменение диамента экрана ниже рекомендуемых пределов приводит к уменьшению выравнивающей

35 роли экрана.

Предлагаемая аэродинамическая сушиль ная установка позволит повысить качество сушки путем регулирования температурного поля.