Сушильный барабан



Сушильный барабан
Сушильный барабан
Сушильный барабан

 


Владельцы патента RU 2569541:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") (RU)

Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов с перемешиванием высушиваемого материала под действием вращения барабана и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, где необходима сушка или иная обработка сыпучего материала при повышенных температурах. Сушильный барабан содержит подъемно-лопастную насадку, установленную в корпусе и выполненную в виде периферийных радиальных лопастей, снабженных двумя лопатками, расположенными под углами к лопасти в зависимости от угла естественного откоса влажного сыпучего материала, изменяющимися по длине барабана, в зависимости от изменения влажности высушиваемого материала. Техническим результатом изобретения является достижение максимальной эффективности сушки в сушильном барабане за счет полной реализации потенциала лопаток барабана, адаптированных под угол естественного откоса сыпучего материала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов с перемешиванием высушиваемого материала под действием вращения барабана и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, где необходима сушка или иная обработка сыпучего материала при повышенных температурах.

Известен сушильный барабан с периферийной лопастной насадкой, состоящей из корпуса с лопатками, выполненными с профилем, построенным в полярных координатах по уравнению

где α - максимальное значение радиуса, м; φ - угол поворота лопатки. Причем лопатки ориентированы относительно корпуса барабана таким образом, что прямая, проведенная через ось вращения барабана и начало координат профиля лопатки, имеет угол с касательной к профилю лопатки, проведенной из начала координат, равный углу естественного откоса сыпучего материала, причем от начала координат профиля до точки касания профиля лопатки с корпусом барабана в направлении против часовой стрелки лопатка имеет открытый участок. Барабанная сушилка с лопатками предлагаемого профиля обеспечивает равномерное распределение сыпучего материала по всему внутреннему объему барабана и интенсифицирует процесс сушки за счет максимального количества частиц, находящихся во взвешенном состоянии (см. патент РФ №2204772, МПК F26B 11/04, опубл. 20.05.2003).

Известна насадка сушильного барабана, содержащая лопасти, имеющие вогнутый профиль, выполненный по радиусу-вектору rn, проведенному из полюса, лежащего на свободной кромке лопасти, и изменяющемуся по закону

где rмакс - максимальный радиус-вектор, расположенный на прямой, проходящей через полюс, перпендикулярно поверхности материала, лежащего на лопасти под углом естественного откоса в момент прохождения полюса через горизонтальный диаметр барабана;

α=90/Ν - угол, определяющий интервал построения профиля лопасти;

N - количество интервалов построения;

n - порядковый номер интервала

(см. патент РФ №1262243, МПК F26B 25/16, опубл. 07.10.86).

Наиболее близким к заявляемому устройству является сушильный барабан, снабженный подъемно-лопастной насадкой, установленной в корпусе и выполненной в виде периферийных радиальных лопастей, снабженных двумя лопатками, расположенными под различными углами к лопасти, в зависимости от угла естественного откоса сыпучего материала, и выполненными со следующими параметрами:

β=2,95÷3,05φ; α=3,25÷3,35φ; в=2a=0,050÷0,075D,

где β - угол наклона большей лопатки к основанию лопасти;

α - угол наклона меньшей лопатки к основанию лопасти;

φ - угол естественного откоса сыпучего материала;

в - ширина большей лопатки;

a - ширина меньшей лопатки;

D - диаметр корпуса сушилки.

Форма лопасти обеспечивает образование в зоне сушки по поперечному сечению барабанной сушилки более плотной и равномерной завесы материала на пути движения теплового агента, что существенно интенсифицирует процесс теплообмена и приводит к увеличению производительности сушилки и экономии топлива (см. патент РФ №2444686, МПК F26B 11/06, опубл. 10.03.2012).

Недостатками первых двух устройств (патенты №2204772 и №1262243) являются усложненный процесс расчета и проектирования, а также наличие округлых деталей, которые необходимо выполнить со значительной точностью, что сильно усложнит и удорожит их изготовление, тем более при условии использования достаточно толстого и высококачественного металла. Общим недостатком всех вышеупомянутых технических решений является то, что в их конструкции не учитывается прирост значения угла естественного откоса исходного влажного сыпучего материала и изменение этого значения в процессе сушки.

Известно, что угол естественного откоса влажного сыпучего материала может существенно превышать значение угла естественного откоса воздушно-сухого сыпучего материала. Кроме того, значение угла естественного откоса высушиваемого материала будет меняться на протяжении сушки вследствие изменения его влажности. По этой причине лопатки, рассчитанные для сухого сыпучего материала, будут удовлетворительно справляться со своей задачей лишь в конце процесса сушки, в последней части барабана. В начале и в середине барабана потенциал лопаток реализован не будет, так как угол естественного откоса материала будет завышен, его ссыпание будет происходить позже, и в поперечном сечении барабана будет появляться зона, не закрытая завесой ссыпающегося материала.

При этом тепловой агент проходит по пути наименьшего сопротивления, то есть через свободную от материала часть поперечного сечения барабана. Это приводит к следующим негативным последствиям:

- резко снижается количество теплового агента, проходящего через поперечное сечение барабана, закрытое завесой падающего материала, что ведет к снижению количества тепла, получаемого высушиваемым материалом;

- вследствие снижения площади сечения потока теплового агента увеличивается его скорость. Это, в свою очередь, ведет к увеличению уноса материала;

- тепло, не отданное высушиваемому материалу на выходе из барабана, перегревает выходной коллектор, дымоходы и преждевременно разрушает уплотнения газовых трактов.

Техническим результатом изобретения является достижение максимальной эффективности сушки в сушильном барабане за счет полной реализации потенциала лопаток барабана, адаптированных под угол естественного откоса сыпучего материала.

Результат достигается тем, что сушильный барабан, содержащий корпус, подъемно-лопастную насадку, установленную в корпусе и выполненную в виде периферийных радиальных лопастей, снабженных двумя лопатками, расположенными под различными углами к лопасти в зависимости от угла естественного откоса сыпучего материала, отличается тем, что лопатки выполнены со следующими параметрами:

β=φсух+45+ω*B, град.,

α=φсух+90+ω*B, град.,

где β - угол наклона лопаток, установленных ближе к поверхности барабана, относительно лопасти;

α - угол наклона лопаток, расположенных дальше от поверхности барабана, относительно лопасти;

ω - влажность испытуемого сыпучего материала, %;

φсух - угол естественного откоса сухого сыпучего материала, равный углу внутреннего трения сыпучего материала, град.;

B - коэффициент, отражающий зависимость угла естественного откоса сыпучего материала от его влажности и устанавливаемый опытным путем для каждого сыпучего материала.

Сушильный барабан отличается также тем, что лопатки выполнены с углом наклона относительно лопастей, изменяющимся по длине барабана, в зависимости от изменения влажности высушиваемого материала.

На фиг. 1 изображено поперечное сечение сушильного барабана, на фиг. 2 - увеличенное изображение одной лопасти.

Устройство состоит из лопаток 1 и 2, установленных на лопастях 3, которые закреплены на одинаковом расстоянии друг от друга по периметру корпуса барабана 4.

Результат достигается тем, что:

1) угол наклона лопаток выбирается не в соответствии с углом естественного откоса воздушно-сухого сыпучего материала, подлежащего сушке, а в соответствии с углом естественного откоса влажного материала, определяемого выражением

где φвлаж - статический угол естественного откоса влажного сыпучего материала, град;

ω - влажность испытуемого сыпучего материала, %;

φсух - угол естественного откоса сухого сыпучего материала, равный углу внутреннего трения сыпучего материала, град;

B - коэффициент, отражающий зависимость угла естественного откоса сыпучего материала от его влажности и устанавливаемый опытным путем для каждого сыпучего материала;

2) так как влажность материала меняется на протяжении сушки, барабан имеет несколько наборов лопастей, расположенных по длине барабана с различным наклоном лопаток, определяемым для различной влажности материала, изменяющейся согласно кинетике сушки сыпучего материала, определяемой экспериментально.

Угол наклона лопаток 1 к лопастям 3 равен

Угол наклона лопаток 2 к лопастям 3 равен

Устройство работает следующим образом.

Высушиваемый материал загружается в нижнюю часть корпуса барабана 4, при вращении барабана против часовой стрелки лопасть 3 загружена материалом, который находится на обеих лопатках. В верхней части барабана материал начнет ссыпаться с лопатки 2. К моменту полной разгрузки лопатки 2 (в верхней точке положения лопатки H) начинает ссыпаться материал с лопатки 1. Таким образом, лопатка 2 обеспечивает равномерную завесу материала в одной половине барабана, а лопатка 1 - в другой.

1. Сушильный барабан, содержащий корпус, подъемно-лопастную насадку, установленную в корпусе и выполненную в виде периферийных радиальных лопастей, снабженных двумя лопатками, расположенными под различными углами к лопасти в зависимости от угла естественного откоса сыпучего материала, отличающийся тем, что лопатки выполнены со следующими параметрами:
β=φсух+45+ω*B, град.,
α=φсух+90+ω*B, град.,
где β - угол наклона лопаток, установленных ближе к поверхности барабана, относительно лопасти;
α - угол наклона лопаток, расположенных дальше от поверхности барабана, относительно лопасти;
ω - влажность испытуемого сыпучего материала, %;
φсух - угол естественного откоса сухого сыпучего материала, равный углу внутреннего трения сыпучего материала, град.;
B - коэффициент, отражающий зависимость угла естественного откоса сыпучего материала от его влажности и устанавливаемый опытным путем для каждого сыпучего материала.

2. Сушильный барабан по п. 1, отличающийся тем, что лопатки выполняют с углом наклона относительно лопастей, изменяющимся по длине барабана, в зависимости от изменения влажности высушиваемого материала.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к центробежной машине для твердых гранулированных материалов, которая включает функцию их переноса. Центробежная машина (1) для сушки гранулированных твердых материалов содержит центрифугирующий механизм (3) с вращательным винтовым устройством (6), обеспечивающим возможность транспортировки гранулированных твердых материалов.

Изобретение относится к устройству для обработки отходов, включающих органические отходы и муниципальные твердые отходы, а также к способу обработки отходов. Устройство содержит удлиненную рабочую камеру с зоной обработки для проведения обработки отходов при повышенной температуре, которая имеет входное отверстие для введения отходов, выходное отверстие для удаления обработанных твердых частиц, первые средства для введения горячих газов в камеру, расположенные в радиально отдаленной области камеры, и экстракционные средства для извлечения газа из центральной области камеры, при этом рабочая камера имеет первую зону для извлечения воздуха и/или влаги из отходов и вторую зону для извлечения синтетического газа, расположенную ниже по ходу первой зоны.

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к сушке растительных материалов, и может быть использовано также в фармацевтической, химической и легкой промышленности.

Изобретение относится к области теплообменных устройств, в частности к цепным завесам для вращающихся печей промышленности строительных материалов. .

Изобретение относится к способу непрерывной сушки сыпучих материалов, в особенности древесных волокон и древесных стружек, в сушильной установке (сушилке), причем выделяющиеся при сушке пары отводят в сушильный контур, в котором они подвергаются непрямому нагреву в теплообменнике с повторной подачей в сушилку.

Изобретение относится к оборудованию для сушки растительного сырья и может быть использовано в пищевой промышленности. .

Изобретение относится к перерабатывающим отраслям сельскохозяйственного производства, в частности к устройствам для мойки и удаления внешней влаги с зерна. .

Изобретение относится к сушильной технике, а именно к сушильному оборудованию для пищевых продуктов, и может применяться в пищевой промышленности. .

Изобретение относится к пищевой промышленности. .

Изобретение относится к оборудованию для сушки сыпучих материалов, преимущественно зерна, и может быть использовано для сушки семян. .

Изобретение относится к процессу сушки влажных мелкозернистых материалов как хорошо сыпучих, так и плохо сыпучих, например мелкозернистого угля перед загрузкой в коксовые батареи, бурого угля, металлургических концентратов (железорудного, никелевых, медно-никелевых, глины, апатитов, нефелинов и т.п.). Способ включает подвод тепла к материалу, нагрев материала до предельно допустимой температуры с последующей сушкой до необходимой остаточной величины влажности, при этом организуют поток влажного мелкозернистого материала, а его нагрев и сушку осуществляют с помощью предварительно нагретых твердых тел, предпочтительно в форме шаров, которые непрерывно в режиме прямотока подают в интенсивно перемешиваемый в барабане поток материала. По одному из вариантов установка для реализации способа содержит вращающийся барабан, устройство подачи материала, теплогенератор, устройства загрузки и выгрузки материала, при этом установка снабжена дополнительным теплообменником для нагрева твердых тел, предпочтительно в форме шаров, устройством ввода нагретых тел и влажного мелкозернистого материала во вращающийся барабан, устройствами отделения и передачи использованных шаров в теплообменник. Изобретение направлено на снижение пылевыноса, снижение потерь тепла с отходящими газами и повышение эффективности сушки при снижении габаритов сушильного оборудования. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх