Установка для проведения процессов тепломассообмена
Изобретение относится к устр-вам для охлаждения и сушки сыпучих мат-в атмосферным воздухом и позволяет интенсифицировать процесс тепломассообмена и снизить энергозатраты. В вертикальном корпусе 1 поярусно установлены неподвижные перфорированные решетки 7 и 8, над и под каждой из к-рых размещены соотв. спиральная направляющая 20 для перемещения материала и газоподводящее устр-во. Соосно с корпусом 1 установлен полый вал 9, подключенный в нижней части через напорную камеру 15 к нагнетательному патрубку вентилятора 17 и снабженный по высоте окнами 10-12 для вывода теплоносителя. Каждая спиральная направляющая 20 и газоподводящее устр-во укреплены на валу 9, а последнее выполнено в виде радиальных коробов 13, подключенных к валу 9 посредством окон 10. Всасывающий патрубок вентилятора сообщен посредством дополнительного трубопровода 18, снабженного регулирующей заслонкой 19 забора свежего воздуха, с межрешеточным объемом корпуса. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИА ЛИСТИЧЕСН ИХ
РЕСПУБЛИК (!9! (If!
А3
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2! ) 4327502/24-06 (22) 17.11.87 (46) 30,06.89 Вил. М 24 (71) Ставропольский сельскохозяйственный институт (72) В.А. Халюткин и M.H. Горбунова (53) 66.047.755(088.8) (56) Патент США - 3287823, кл. 34-173, опублик ° 1966, Авторское свидетельство СССР И - f010423, кл. F 26 В 9/08, 1982. Авторское свидетельство СССР 277203; кл. Г 26 В 17/!6, !969. Авторское свидетельство СССР tf 566113, кл. F 26 В 17/24, 1975. 2 (54) УСEAHOBKA ДПЯ !1РОВЕЦЕ!!ИЯ ПРОЦЕССОВ TEfUIOMÀÑÑÎOÁIIÅHÀ (5 7) Из обретение относится к устр-вам для охлаждения и сушки сыпучих мат-в атмосферным воздухом и позволяет интенсифицировать процесс тепломассообмена и снизить энергоэатраты. В вертикальном корпусе поярусно установлены-неподвижные перфорированные решетки 7 и 8, над и под каждой иэ к-рых размещены соотв. спиральная наи!»авлякюая О,г»» я порем щения ъ атер ала и гаэоподводящее устр-во. Соосно с корпусом установлен полый вал 9, подключенный в нижней части через з 1490408 4 напорную камеру 15 к нагнетательнаму подключенных к валу 9 посредствам патрубку вентилятора 7 и снабженный окан О. Всасывающий па трубок нентипо высоте окнами 10-12 для вывода ля тора сообщен посредством дополнитеплоносителя. Каждая спиральная на- тельного трубопровода 18, снабженноправляющая 20 и гаэоподводящее устр-во ro РегУлиРУющей заслонкой 19 забоРа укреплены на валу 9, а последнее вы- свежего воздУха, с межрешетачным объполнено в виде радиальных коробов 13, емом коРпУса ° 3 ил ° Из обретение 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 цилиндрический корпус 1„ к которому крепится крышка 2 с загрузочным патрубком 3. Внутри корпуса 1 установлен направляющий конус 4, а снизу к корпусу 1 прикреплен выгрузнай конус 5. С внутренней стороны к корпусу 1 в верхней и нижней частях прикреплены кронштейны 6, к которым крепятся перфорированные решетки 7 и 8 в виде дисков с oòâåðñтиями в центре. Сквозь эти отверстия проходит через абе решетки 7 и 8 подвижный палый вал 9, получающий вращение от привода,не показащ, Торцы вала закрыты, à в боковой -..òåíêå 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 прикреплены консольные радиальные коробы !3, открытая сторона которых и ;атно прилегает к нижней поверхности решетки 7. Такие же консольные воздушные коробы 14 укреплены на валу 9 под нижней решеткой 8 налротив окон 11. Ниже консольных воздушных коробов 14 вокруг вапа 9 напротив окон 12 2расположена напорная камера t5, соединенная воздуховодом 16 с напорным 45 патрубком вентилятора 17, всасывающий патрубок которого соединен трубопроводам 18 с внутренним межреше-точным объемом корпуса I. 11ри этом воэдуховад 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 ?О. При вращении вала 9 направляющая 20 начинает вращаться вместе с валам 9 и постепенно перемещает гранулы от центра к краям, где ани, сходя с решетки 7, проваливаются ь отверстия между решеткой 7, корпусом i, кронштейнами 6, попадая на конус 4, которого попадают в центр нижней решетки 8, где также накапливаю-,ся 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), 11ри перемещении гранул от центра решетки к краям толщина слоя постепенно уменьшается вследствие увеличения площади распределения, нс разрыва сло -. гранул па направлению радиуса решетки при воздействии на нега направлякщей 20 не происходит, так как незначительна высота спирали, которая равна высоте слоя гранул толька на краях диска. медляются. Чтобы их интенсифицировать, необходимо увеличить скорость воздуха. Увеличение скорости без раэ5 рушения .гранул становится возможным потому, что прочность гранул возрастает по мере их охлаждения и продвижения от центра к периферии. Увеличение скорости воздуха достигается 1р благодаря тому, что при перемещении гранул от центра к периферии толщина, а следовательно, и аэродинамическое сопротивление слоя становится меньше. Таким образ м, при перемеще15 нии слоя or центра к периферии одновременно равномерно уменьшается толщина слоя, а скорость воздуха увеличивается. К периферии скорость воздуха возрастает до величины, обеспе20 чивающей псевдосжижение слоя. По мере охлаждения, высыхания и увеличения прочности гранул интенсификация их охлаждения и сушки достигается соответствующим изменением толщины слоя и скорости воздуха. По мере охлаждения и сушки температура и влажность поверхности гранул становится ниже температуры и влажности их внутренних слоев, Градиент 30 температуры и вла к«ости . ежду поверх«остью гранул и охла кдаю 4«м воздухом уменьшается r-.îòîìó, что т плота и влага из внутренних сл )pB не успевают посту«:э гI к внешней поверхности гранул, интенсивность охлаждения и сушки снижается., а энергия на продувание слоя расходуется с меньшей эффективностью, поскольку режим продувания слоя не изменяется. Чтобы сократить расход энергии на охлаждение и сушку, целесообразно продувание слоя вести не пост<:" янно, а с перерывом, За время переp rва, то есть вь1держки>температура и 45 влажность поверхности гранул увел«чиваются за счет поступления теплоты и влаги из внутренних слоев, и с этого времени их целесообразно начинать нродувать снова. Такой режим охлаждения и сушки в охладителе достигается волновым продуванием слоя ; ра ул на диске, при котором слой на перфорированном диске продувается «е весь сразу, а только на узкой полосе, расположенной по направлению радиуса. Воздух поступает в эту полосу из «онсольных коробов. Pремя продувания и герерыва задается шириной консольных коробов 13 и 14, частотой враще;ня 5 1490408 Охлаждение и сушка гранул происходит атмосферным воздухом. Воздух засасывается из внутреннего пространства корпуса 1 по трубопроводу 18 и (частично) из окружающего пространства при открытой заслонке 19 вентилятором 17, попадает «о воздуховоду 16 в напорную камеру 15, откуда через окна 12 подается в полый вал 9, иэ которого через окна 11 и 10 проходит в консольные коробы 13 и 14. Иэ консольных коробов 13 и 14 воздух проходит через перфорацию в решетках 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 центре диска больше, а к краям — меньше, то и сопротивление слоя воздушному потоку в центре диска больше, а по краям меньше. Вследствие этого воздух проходит слой в центральной части с небольшой скоростью,а с удалением от центра скорость его возрастает вплоть до величин r, достаточной для образования псевдосжиженного слоя «а краях дисков. При вращении вана 9 консольные коробы 13 и 14 вращаются вместе с валом и продувают слой гранул «а решетках 7 и 8 чередующимися волнами, Процесс охлаждения и сушки гранул происходит следующим образ ом. При установившемся режиме работы охладителя на верхней и нижней перфорированных решетках 7 и 8 гранулы располагаются конусообраз«ым слоем. Наиболее горячие и влажные гранулы .(аходятся в центральной части решеток 7 и 8. В начальный период охлаждения и сушки, когда гранулы находятся на верхней решетке 7, температура и влажность их поверхности близка к температуре и влажности их внутренней части. В этот период они достаточно интенсивно охлаждаются и сушатся при небольшой скорости воздуха и повышают свою прочность. К тому же небольшая скорость подачи воздуха способствует продлению периода сушки и удалению большего количества влаги. По мере. охлаждения и высыхания гранул процессы тепло- и влаговыделения за1490408 пустотелого вала 9> на котором закреплены консольные коробы, и их количеством. При одинаковом суммарном времени 5 продувания и отлежки материала у центра диска и на периферии соотношение между временем продувания и отлежки будет разным, а именно: при удалении от центра время продувания lp уменьшается, а время отлежки увеличивается, что является целесообразным,по мере охлаждения и высушивания материалов. На втором диске охлаждение и сушка выполняются аналогичным 15 образом, однако дпя интенсификации сушки гранул на втором диске применена репнркуляция отработавшего воздуха, которая осуществляется следующим образом. 20 Воздух, подаваемый вентилятором 17, по воздуховоду 16 через камеру нагнетания попадает в пустотелый вал 9 и разделяется в нем на два потока. Одна часть воздуха следует к консоль- 25 ным коробам 13, проходит слой гранул на верхней решетке 7, охлаждает и сушит их и выходит в атмосферу, вторая часть следует к кс:чсольным коробам 14 и проходит слой гранул на ниж- 30 ней решетке 8, окончательно досушивая и охлаждая их до требуемой температуры. Поскольку гранулы поступают на вторую решетку 8 в значительно Й с т е п е HH Охла жд е н ìí и вы суш ен ными, то воздух, проходя их слой, незначительно насыщается влагой и мало нагревается, но его относительная влажность снижается, а сушащие способности повышаются. Чтобы исполь- 40 зовать их, воздух, отработавший на охлаждении и сушке на второй решегке 8, снова засасывается по трубопроводу 18 на повторное использование. Таким образом, часть воздуха постоян- 45 но циркулирует по замкнутому контуру — слой гранул на решетке 8, внут †. реннее пространство в корпусе 1, трубопровод l8, вентилятор 17, воэдуховод 16, камера 15 нагнетания, полый вал 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 изобретения Установка 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 регу лирующей заслонкой забора свежего воздуха, с межрешеточным объемом корпуса„ 1490408 К асэ, 0 < ФО,а o g @ о, ь д o î ü ь „ ь <>>е о, р o > о о 4з иФ 42 о р СР g Р 4Ь о,р оо / о > о",q -о" o,о О оЯ oa.> г оо4 oooo Яо р оо 04 Рха A aaa pope> с о о g мьо о ор own ° о йЮ 4 ар& о о Q0 фо р ,фу< р с фр «©р. риф о р о э ооо а qgo @ д рф ., Фь Роо|0 ФЮО о о о 4p о оо,о о ©мо о, Составитель И Комарова Техред Л,Олийнык Корректор М. Самборская Редактор А. Маковская Заказ 3735/42 Тираж 593 Подписное РНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
