Сушилка периодического действия для гранулированных полимерных материалов с адаптивным объемом сушильной камеры



Сушилка периодического действия для гранулированных полимерных материалов с адаптивным объемом сушильной камеры
Сушилка периодического действия для гранулированных полимерных материалов с адаптивным объемом сушильной камеры

 


Владельцы патента RU 2534763:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ (RU)

Сушилка относится к области химической промышленности и служит для сушки гранулированных полимерных материалов и композитов на их основе. Сушилка периодического действия для гранулированных полимерных материалов с адаптивным объемом рабочей камеры содержит питающий бункер, верхний затвор, рабочую камеру, нижний затвор, приемный бункер. С целью дозирования высушиваемого материала рабочая камера выполнена из телескопических перфорированных элементов, причем рабочий объем этой камеры ограничен нижним и верхним байонетными затворами, выполненными с углом β, величина которого на 3…5° превышает угол естественного откоса гранулированных полимерных материалов. Технический результат - обеспечение равномерности высушенного материала по влагосодержанию по всей высоте слоя. 2 ил.

 

Изобретение относится к области химической промышленности и служит для сушки гранулированных полимерных материалов и композитов на их основе.

Известен способ высокотемпературной сушки зерна (Окунь Г.С., Чижиков А.Г. Тенденции развития технологии и технических средств сушки зерна. - М.: ВНИИТЭИагропром, 1987. - С.6, рис.1). Сушка осуществляется путем подачи материала сверху вниз, а теплоноситель подается изнутри наружу. Этот способ позволяет осуществить высокотемпературный режим сушки и повысить равномерность сушки за счет циркуляции зерна в сушильной камере.

Существенным недостатком этого способа является неоднородность высушенного материала по влагосодержанию.

Из известных решений наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ сушки зерна и гранулированных материалов (см. патент РФ RU 2171958 C1 по классу F26B 3/14, 17/12). Сушка осуществляется путем подачи материала сверху вниз, а теплоноситель пронизывает слой в поперечном направлении. Отработанный теплоноситель удаляется. При этом в результате движения материала в плотном слое происходит его перемешивание, что приводит к попаданию в высушенный материал отдельных полимерных гранул с недопустимым влагосодержанием.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение равномерности высушенного материала по влагосодержанию по всей высоте слоя заданного объема. Указанный технический результат достигается путем организации плотного продуваемого слоя гранулированного материала с сохранением однородности условий тепло- и массообмена в любом сечении слоя для всех единичных гранул материала.

При производстве и переработке гранулированных полимерных материалов достаточно часто требуется получение дозированных порций высушенного гранулированного полимерного материала с весьма жесткими требованиями к остаточному влагосодержанию. В реальных сушилках, как правило, существуют зоны (особенно вблизи выгрузки и загрузки слоя), в которых наблюдаются значительные отклонения параметров процесса тепло- и массопереноса от средних по слою. Это приводит к тому, что отдельные недосушенные гранулы, попадая в перерабатывающее оборудование, вызывают брак готовой продукции по качеству сырья. Остаточная влага вызывает ряд специфических дефектов как на поверхности готовых изделий, так и внутренние дефекты (пузырьки, трещины, структурирование материала и т.д.).

Решение задачи достигается использованием сушилки (фиг.1), содержащей питающий бункер 1, верхний затвор 2, отсекающий заданное количество высушиваемого материала, рабочую камеру 3, выполненную из телескопических перфорированных элементов, нижний затвор 4, позволяющий вести полную выгрузку (вплоть до единичных гранул), приемный бункер 5.

Сушилка периодического действия для гранулированных полимерных материалов с адаптивным объемом рабочей камеры работает следующим образом.

Высушиваемые гранулированные полимерные материалы подаются из питающего бункера в рабочую камеру, где в режиме свободного падения (метод «дождя») формируется плотный продуваемый слой с отсутствием сквозных каналов и пустот (особенно в верхней части слоя), что обеспечивается геометрической формой элементов байонетных затворов, причем рабочий объем рабочей камеры ограничен нижним и верхним байонетными затворами 4, 2. В верхнем байонетном затворе 2 подвижным выполнено верхнее кольцо, а в нижнем - нижнее кольцо. Угол β (фиг.1) превышает угол естественного откоса гранулированного полимерного материала α на 3…5°, что обеспечивает полное прилегание слоя материала к элементам питателя без образования сквозных полостей, через которые возможна утечка теплоносителя. Такая организация формирования слоя гарантированно обеспечивает:

- отсутствие сквозных каналов и застойных зон;

- однородность условий тепло- и массообмена для любых сечений слоя;

- полную выгрузку всего высушенного слоя при гарантированном отсутствии даже незначительного количества невысушенного сырья.

Таким образом можно получать строго дозированные партии высококачественного высушенного полимерного гранулята требуемого объема.

При этом объем высушиваемого материала задается изменением размеров рабочей камеры, выполненной из телескопических перфорированных элементов, за счет их соосного перемещения. Телескопическое исполнение рабочей камеры делает возможным 3…5-кратное изменение рабочего объема. Высушенный материал не содержит даже единичных гранул с недопустимо высоким конечным влагосодержанием, которые могут явиться причиной дефектов готовых изделий.

Конструкция сушилки позволяет удалять весь высушенный материал полностью, что обеспечивает возможность переработки других материалов без предварительной очистки.

Таким образом, можно получать на одном оборудовании без перенастройки и предварительной подготовки партии различных типов материалов.

Пример конкретного использования предлагаемой сушилки.

При производстве и переработке полимерного гранулята с гидрофильными свойствами одной из стадий является глубокая сушка до влагосодержания 0,01…0,05%. Характерным при этом является: 1) значительная длительность процесса сушки (до 5…6 ч); 2) процесс сушки должен проходить при одинаковых условиях теплообмена для всех единичных гранул во избежание неоднородности высушенного продукта по влагосодержанию. Требуется: 1) произвести глубокую сушку определенного количества гидрофильного полимерного гранулята (полиэтилентерефталата ПЭТФ) до остаточного влагосодержания 0,05%. Сушка проводится в плотном продуваемом слое (толщина слоя - 0,1 м; температура сушильного агента - 373 K; скорость сушильного агента в слое - 0,2 м/с; внутренний диаметр слоя - 0,4 м; наружный диаметр слоя - 0,6 м).

Рабочий объем камеры устанавливается перемещением телескопических перфорированных элементов в соответствии с заданным количеством высушиваемого материала при закрытом нижнем байонетном затворе. При заполнении внутреннего объема камеры производится отсекание слоя поворотом верхнего кольца верхнего затвора. Это обеспечивает формирование однородного плотного слоя полимера при отсутствии каналов и пустот. Затем в центральную часть подается теплоноситель, который пронизывает в поперечном направлении слой полимерного гранулята.

Кинетика сушки элементарных внешнего слоя и внутреннего слоя приведена на фиг.2. Из графика видно, что конечное влагосодержание высушенного полимерного материала находится в пределах 0,035…0,05%, что соответствует регламенту на сушку подобных материалов.

Использование предлагаемой сушилки обеспечивает по сравнению с существующими конструкциями следующие преимущества:

1. Дозирование количества высушенного материала;

2. Формирование однородного слоя гранулированного полимерного материала для обеспечения одинаковых условий тепло- и массообмена в любом сечении слоя;

3. Полная выгрузка высушенной партии материала;

4. Отсутствие попадания в высушенный материал отдельных гранул материала с высоким влагосодержанием;

5. Возможность быстрого перехода на высушивание партии другого полимера при отсутствии смешения с предыдущим материалом.

Сушилка периодического действия для гранулированных полимерных материалов с адаптивным объемом рабочей камеры, содержащая питающий бункер, верхний затвор, рабочую камеру, нижний затвор, приемный бункер, отличающаяся тем, что рабочая камера выполнена из телескопических перфорированных элементов, причем рабочий объем этой камеры ограничен нижним и верхним байонетными затворами, выполненными с углом β, величина которого на 3…5° превышает угол естественного откоса гранулированных полимерных материалов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для сушки продовольственного и семенного зерна зерновых, зернобобовых и масличных культур и может быть использовано на крупных и мелких сельскохозяйственных и зерноперерабатывающих предприятиях при подготовке зерна к хранению, а также на предприятиях агропромышленного комплекса.

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ сушки семян и зерна, при котором их загружают, гравитационно перемещают сверху вниз через верхнюю, нижнюю сушильные и охладительную зоны сушки, вентилируют агентом сушки и охлаждающим газом соответственно и разгружают.

Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов, преимущественно, не предназначенных для пищевой промышленности. Способ сушки сыпучих углеродистых или минеральных материалов с влажностью, обеспечивающей сыпучее состояние материала, включает ввод по нескольким уровням тепла от теплоносителя в массу материала.

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ сушки семян и зерна, по которому их загружают, гравитационно перемещают через сушильные и охладительные зоны, подают агент сушки в сушильную зону, циклически высушивают, разгружают или охлаждают.

Изобретение относится к неподвижному слойному реактору с тонкими слоями, предназначенному для применения в реакциях химической обработки, в частности для восстановления катализатора синтеза Фишера-Тропша.

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве. .

Изобретение относится к способам сушки семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. .

Изобретение относится к сушильному аппарату для сушки топливных материалов, таких как древесная кора, древесные стружки, гудрон, бытовые отходы, торф верховых болот и т.п.

Изобретение относится к технике сушки зерна, послеуборочной и предпосевной обработке семян, обеззараживания зерновых материалов и кормов и может использоваться на предприятиях по производству зерна, элеваторной и хлебопекарной промышленности, в животноводстве и птицеводстве.

Способ и устройство предназначены для конвективной сушки или охлаждения дисперсных материалов, например зерна, в плотном слое и может быть использовано в сельском хозяйстве и других отраслях. Способ распределения газа в шахтной зерносушилке с рядным расположением подводящих и отводящих коробов, преимущественно пятигранной формы, с загнутыми внутрь нижними частями их боковых стенок, включает подвод газа к зерновому слою через подводящие короба, равномерное распределение газа в зерновом слое по длине коробов и отвод отработавшего газа через отводящие короба, причем газ, поступающий от вышерасположенных подводящих коробов к нижерасположенным отводящим коробам, отводят от зернового слоя через их перфорированные боковые стенки. Согласно изобретению, газ, поступающий от нижерасположенных подводящих коробов к вышерасположенным отводящим коробам, разделяется на два потока, один из которых отводят от зернового слоя через открытые нижние поверхности отводящих коробов, а второй через нижние загнутые внутрь перфорированные части их боковых стенок, используя всю площадь их поверхности. Устройство распределения газа в шахтной зерносушилке содержит сушильную или охладительную, подводящую и отводящую камеры, а также расположенные в сушильной или охладительной камере чередующимися рядами подводящие и отводящие короба, преимущественно пятигранной формы, либо полукороба с загнутыми внутрь нижними частями их боковых стенок, подводящие открытой торцовой поверхностью соединены с подводящей камерой, а отводящие - с отводящей, расположенной на противоположной стороне сушильной или охладительной камеры, причем часть площади боковых стенок коробов и полукоробов перфорирована так, что нижняя граница каждой области перфорации совпадает с нижним краем боковой стенки, а верхняя - по ее длине нелинейная и отстоит от нижнего края стенки на расстоянии, обеспечивающем равенство средних значений расходов газа вдоль короба и возможность отвода отработавшего газа, поступающего от вышерасположенных подводящих коробов к нижерасположенным отводящим коробам, через их перфорированные боковые стенки, при этом верхняя нелинейная граница каждой области перфорации поднята вверх относительно нижнего края боковых стенок коробов либо полукоробов на расстояние, равное высоте их нижней загнутой внутрь части. Способ позволяет перераспределить потоки отработавшего газа, втекающего в отводящие короба и полукороба. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к сушке зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок, преимущественно для установок периодического действия. Способ заключается в том, что зерно загружают в устройство для сушки, где зерно перемещают, периодически воздействуют на него подогретым и неподогретым агентом сушки, высушивают и разгружают. При этом длительность периодов воздействия на зерно подогретым и неподогретым агентом сушки определяют в зависимости от длительности отлежки зерна в подсушильном бункере, коэффициента теплоотдачи при нагреве и охлаждении, теплоемкости зерна, удельной поверхности зерна, доли теплоты, пошедшей на нагрев, и доли теплоты, возвращенной при охлаждении зерна, предельно допустимой температуры нагрева зерна при осциллировании и температуры охлаждения зерна, температуры подогретого и неподогретого агента сушки. Устройство для осциллирующей сушки зерна содержит подсушильный бункер (5), топку (3), вентилятор (4), средство загрузки (10) и разгрузки (16), вертикальный шнек (6). При этом топка (3) снабжена продольной перегородкой (12), разделяющей ее, по крайней мере, на два канала, и запорным клапаном (13) к ним. Способ и устройство обеспечивают повышение эффективности и безопасности сушки зерна при осциллировании. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно, для сушки сыпучих материалов - песка, золы, шлаков, угля, известняков, опоковых пород, опилок, варки гипса, гажи и др. Сушильный агрегат для контактной сушки сыпучих материалов состоит из теплоизолированного корпуса, теплообменника, системы отопления, ворошителей. Корпус состоит из трех наклонных ступеней, установленных разнонаправленно под различными углами, внутри которых установлены двухъярусные теплообменники с пятью полостями, из которых две (II и IV) сквозные по всем трем ступеням и заполнены сыпучим материалом (например, золой), а три (I, III и V) являются основой трех теплообменников, установленных в трех ступенях, по которым из топки подают дымовые газы (около 600°С) по следующей схеме: в I и III полости теплообменников верхней и нижней ступеней и в III и V полости средней ступени корпуса агрегата, а отработанные дымовые газы через полости V верхней и нижней ступеней и через полость I средней ступени эвакуируют концевым дымососом, а перемешивание и перемещение материала (золы) по II и IV полостям осуществляются группой четырехлопастных, двухъярустных ворошителей, смонтированных перпендикулярно к поверхности корпуса. Технический результат: упрощение конструкции, исключение необходимости применения системы пылеочистки, снижение расхода металла, снижение топливно-энергетических затрат на процесс сушки путем ее интенсификации и сокращения продолжительности; увеличение производительности агрегата. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для сушки продовольственного и семенного зерна зерновых, зернобобовых и масличных культур и может быть использовано на крупных и мелких сельскохозяйственных и зерноперерабатывающих предприятиях при подготовке зерна к хранению, а также на предприятиях агропромышленного комплекса. Зерносушилка содержит шахту, состоящую из входного и выходного каналов теплоносителя, разгрузочного устройства, накопительной секции, верхних и внутренних вентиляторов, сушильных и охладительной секций с подводящими и отводящими теплоноситель коробами и отводящими полукоробами, воздухонагреватель с камерами сгорания и горелками, расположенную под накопительной секцией секцию предварительного подогрева с подводящими теплоноситель коробами, секцию отлежки, сепаратор, пульт управления. Зерносушилка также содержит стенки-перегородки, дополнительно установленные во входном канале теплоносителя, причем верхние вентиляторы дополнительно снабжены диафрагмами с нониусами для установки угла поворота лопаток диафрагм и установлены над охладительной секцией, при этом над каждым упомянутым верхним вентилятором расположены жалюзи. Технический результат от использования изобретения заключается в уменьшении потери зерна при сушке. 5 ил.

Изобретение относится к способам комбинированной сушки семян и зерна. Осуществляют загрузку семян и зерна, гравитационное перемешивание и реверсивное продувание агентом сушки с циклами от 20 до 360 мин. В циклах поочередно используют агент сушки с повышенной t1 и пониженной t2 температурой. Температуру t2 определяют по формуле: где α - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2·°C; f - удельная поверхность зерна, м2/кг; η - доля теплоты, пошедшая на нагрев; θ' пд - предельно допустимая температура нагрева зерна, °C; с - теплоемкость зерна, кДж/кг·°C; Δθ - допустимая величина приращения температуры зерна, °C; τ - длительность воздействия агента сушки с пониженной температурой, ч. Обеспечивается энергосбережение при повышении интенсивности процесса. 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к способам обработки зерна электромагнитными полями сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) и может быть использовано в пищевой промышленности и сельском хозяйстве, преимущественно для получения «взорванного зерна» при производстве быстрорастворимой зерновой продукции и кормов для животных. Способ включает воздействие на обрабатываемый продукт электромагнитного СВЧ поля, при этом обрабатываемый продукт вводится в рабочий волновод, в котором создается режим бегущих волн с распределением энергии вдоль стенок волновода, близким к экспоненциальному, посредством радиопрозрачного продуктопровода, продольно расположенного вдоль оси рабочего волновода, при этом ввод энергии СВЧ поля в рабочий волновод осуществляется во встречном направлении относительно направления движения продукта под углом α к его оси, который выбирается из условия 40°≤α≤50°, обработку проводят в один этап продолжительностью не более 2 минут, а мощность электромагнитного излучения, подаваемого в рабочий волновод, составляет не менее 5 кВт. Способ реализуется в устройстве. Техническим результатом изобретения является простота конструкции устройства, обладающего высокой производительностью, обеспечивающего высокое качество конечного продукта и безопасность для обслуживающего персонала. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике конвективной сушки дисперсных материалов, например зерна, в плотном слое и может быть использовано в сельском хозяйстве и других отраслях. Способ позволяет рационально распределить потоки газа и теплоты по высоте камеры сушки 4 в зависимости от изменения переменных состояния зернового слоя, что достигается формированием зернового слоя с непрерывно-переменным значением продуваемой толщины, нелинейно возрастающим по ходу движения зерна. Сушилка содержит устройство загрузки 2 и выгрузки 3 сыпучего материала, камеру сушки 4, образованную двумя противоположными перфорированными вертикальными стенками 5 и 6, первая 5 из которых подводящей камерой 7 и воздуховодом 8 соединена с теплогенератором 9, а вторая 6 по высоте камеры сушки выполнена с нелинейным профилем вертикального поперечного сечения и установлена так, что между второй и первой стенками образован продольный канал (камера сушки) с непрерывно-переменным поперечным сечением, нелинейно возрастающим по ходу движения зерна. Для гибкой настройки камера сушки может быть построена по модульному принципу, в которой количество модулей 13 не ограничено. Изобретение позволяет увеличить интенсивность сушки, производительность оборудования и расширить область его применения. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к сушке семян и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ контейнерной сушки семян заключается в том, что семена загружают в контейнеры, которые устанавливают на модули, составляющие теплоподводящий канал, вентилируют агентом сушки и разгружают. Контейнеры при вентилировании переворачивают относительно модуля с частотой N = H h д (где H - полная; hд - допустимая высота слоя, м). Устройство для контейнерной сушки семян включает теплогенератор 1, теплоподводящий канал 2, составленный из последовательно соединенных модулей 3 с клапанами 4 регулировки потока агента сушки, контейнеров 5, пробоотборника 6, погрузочного средства 7 для установки, снятия и разгрузки контейнеров 5. Новым является то, что устройство для контейнерной сушки снабжено пультом управления 8 с микропроцессором, датчиками 9 измерения температуры, влажности семян и скорости агента сушки, шаговым приводом 10 перемещений погрузочного средства 7 и его механизмов относительно модулей 3 и контейнеров 5. Каждый модуль 3 снабжен пластинчатыми жалюзи 11 с приводом, нижняя и верхняя плоскости контейнеров 5 выполнены в виде решеток, одна из которых съемная. По боковым сторонам П-образной рамы симметрично закреплены вертикальные направляющие, в которых установлены ползуны и соединенные с ними шарнирно соосные захваты 21 с фиксаторами для сцепления с фитингами 15 контейнеров 5 с возможностью вертикального их перемещения шаговым приводом и вращения в продольно-вертикальной плоскости шаговым вращателем вокруг поперечной оси. Изобретение должно повысить эффективность процесса сушки путем высушивания семян с увеличенной высотой слоя. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх