Сушилка для волокнистых материалов

 

Изобретение относится к технике сушки и может быть использовано преимущественно в масложировой промышленности для сушки опушенных семян хлопчатника, а также 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 газораспределительное 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 з.п.ф-лы, 2 ил. V ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 26 В 17/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4844768/13 . (22) 10.05.90 (46) 30.04.92. Бюл. KL16 (71) Ташкентский политехнический институт им. А.Р.Бируни (72) Х.С. Н урмуха медов, 3. Салимов, Ш.П.Шарипов и П.В. Классен (53) 66.047.764.5.096 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР й. 377595, кл. F 26.В 17/10, 1973. (54) СУШИЛКА ДЛЯ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике сушки и может быть использовано преимущественно в масложировой промышленности для сушки опушенных семян хлопчатника, а такИзобретение относится к сушке и может . быть использовано при сушке зернисто-soлокнистых 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 перфорированное днище камеры. Сушилка содержит горизонтальную цилиндрическую камеру, перфорированное днище, шнек с перфорированными лопастями с уменьшающимся шагом витков в направлении пере-мещения высушиваемого материала и внутреннюю рубашку, размещенную на 3035% площади параметра, где также имеются загрузочное и разгрузочное устройства и газоотводящие патрубки. Внутренняя. рубашка подключена к источнику горячего

„„. Ж,, 1730519 А1 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 межфаэного 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 Л 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, так ъ

1730519 как в шнековом аппарате при сушке хлопковых семян низок коэффициент заполнения аппарата и из-за сцепления между волокнами образуются конгломераты на лицевой (рабочей) стороне шнека и свободный уча- 5 сток за шнеком, и происходит проскок теплоносителя, т.е. имеет место отрицательное влияние неоднородности слоя на интенсивность межфаэного взаимодействия.

Известна сушилка для сыпучих матери- 10 алов. которая представляет собой герметичную камеру тороидальной формы, имеющую загрузочное устройство, обеспечивающее загрузку и дозировку материала, оазгрузочное устройство в виде мигающего 15 клапана, открывающегося под воздействием определенного веса находящегося в нем сыпучего материала, а также отсасывающего патрубка. На корпуса тора имеется несколько секций проводников для создания 20 внутри камеры высокочастотного электромагнитного поля. Внутри камеры имеется система связанных между собой секций.

Секции выполнены в виде перфорированных перегородок и закреплены на кольце, 25 проходящем по внутренней стороне тора и имеющем шестеренчатую связь с электроприводом.

Для обеспечения свободного передвижения секций внутри тора несущие кольца 30 секций опираются на роликовые опоры. Сушилка работает следующим образом: влажный материал подается через узел загрузки в секции внутри тора. Перемещаясь вместе с секциями влажный материал попадает в 35 высокочастотное поле, создаваемое токами высокой частоты. проходящими по поовопникам, расположенным на корпусе тора. Выделяемая из материала влага удаляется через перфорированные стенки секций с 40 помощью вакуумного насоса, отсасывающего воздух из внутренней полости тора и промежутков между секциями. Высушенный в результате нормируемого периодического воздействия высокочастотным полем 45 материал в дальнейшем передвигается в зону разгрузочного устройства и через мигающий клапан под воздействием собственного веса удаляется из камеры. . Недостатками данной сушилки являют- 50 ся громоздкость, наличие механически трущихся узлов, значительные энергетические затраты, как на перемещение, так и на нагрев материала токами высокой. частоты, а также низкая производительность вследст- 55 вие медленного удаления влаги из плохо перемещаемой массы материала.

Наиболее близкой к предлагаемой является сушилка для волокнистых материалов, содержащая 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 тем„гаэораспределительный узел имеет установленную в -камере под осн.овной 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 интенсив° 1730519

5 ным тепло- и массообменом. Но использование принципа псевдоожижения нецелесообразно применять при сушке зернисто-волокнистых материалов, таких как масличные семена хлопчатника. Неэффективность псевдоожижения зернистоволокнистого материала объясняется увеличением скорости начала псевдоожижения с возрастанием опушенности от 1,2 м/с для On = 0 до 2,2 м/с при On = 12.6 .

Как известно, псевдоожижение (устойчивое) осуществляется при числе псевдоожижения Kw=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 W» W

На фиг;1 схематично показано предлагаемое устройство; на фиг.2 — узел I 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 ромболоид

6. Аппарат содержит также загрузочный патрубок 8 и патрубок 7 для отбора проб.

Теплоноситель поступает в сушильную

5 камеру через газораспределительную камеру, где для выравнивания профиля скорости по сечению аппарата и равномерного ввода теплоносителя в слой зернисто-волокнистого материала, на расстоянии 100 мм друг от, 10 друга установлены две перфорированные решетки. Дополнительно в слой через сопло

5 подается гидродинамически активная струя теплоносителя, которая рассекается ромболоидом 6 и равномерно распределя15 ется по сечению аппарата.

Предлагаемая установка работает следующим образом..

Влажные семена хлопчатника через загрузочный патрубок поступают в нижнюю

20 часть сушильной камеры и сушатся горячим воздухом, подаваемым через газораспределительные решетки 3 и 4. Для рассекания струи над соплом, диаметр которого изменялся от 12 до 20 мм на расстоянии 5 — 10 мм

25 установлен ромболоид 10, размеры которого варьировалась в диапазоне Н /D = 0.5—

-1,7, При условии Н < 0 в слое над ромболоидом образуется застойная зона вследствие неравномерного распределения потока

30 теплоносителя. Если H>D, основная часть потока происходит через центральную . часть аппарата, не захватывая частицы в периферии, что приводит к образованию каналов при условии On > 2, т.е. для хлопко35 вых семян получим оптимальные гидродинамические режимы Н/D = 50/50 мм, Таким образом, при использовании изобретения повышается равномерность суш40 ки, предотвращается .образование застойных зон в слое зернисто-волокнистого материала, повышается эксплуатационная надежность установки.

Пример 1. На газораспределительное

45 устройство укладывают слой хлопчатника сорта 108Ф, волокнистостью 12 6 и начальной влажностью 18 . Удельная нагрузка составляет 65 кг/м, и через распределительную решетку слой материа50. ла продувают горячим воздухом с температурой 105 С, скоростью W = 2,0 м/с, при этом число псевдоожижения составляет К =

0,9. Степень расширения неподвижного слоя Ч/Чо = 1,6 при порозности О,?7.

Время сушки 7 мин, конечная влажность семян хлопчатника U = 10 .

Пример 2. Условия проведения сушки аналогичны условиям примера 1. Скорость общего потока 1 м/с. Дополнительно в слой через сопло диаметром 16 мм вводится вы1730519 сокотемпературная струя, фиктивная скорость которой составляет W = 1 м/с. Размеры ромболоида, установленного над соплом, составляли Н/О 1 (Н/D = 50/50 мм) при

Ч/Ча-1,8. Конечная влажность, О = 9,5, время сушки 4,8 мин.

Пример 3, Условия проведения аналогичны условиям примера 2. Диаметр сопла 12 мм, степень расширения Ч/Ч -1,40.

Время сушки 5,6:мин, конечная влажность

0 9,8ь.

Пример 4, Условия проведения сушки аналогичны условиям примера 2, размеры ромболоида составляли H/О = 50/30 мм, степень расширения V/V = 1,4, время сушки 6 мин, конечная влажность U = 10 .

Пример 5. Условия проведения сушки аналогичны условиям примера 2. Размеры ромболоида составляли H/0 = 50/100 мм, степень расширения слоя V/Vp - 1,3, время сушки 6,2 мин, конечная влажность U=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 т л 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 дополнительMoA решеткой насадкой для равномерного:распределения гидродинамической струи теплоносителя по поперечному сечению камеры.

2. Сушилка по п.1, о т л и ч à ю щ а я с я тем, что насадка выполнена по форме ромболоида так, что отношение высоты его к диаметру равно 1.

1730519

Составитель Ш. Шарипов

Редактор Т. Лаэоренко Техред M.ÌÎðãåíòàë Корректор Н, Химчук

Заказ 1507 Тираж . Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101