установка для термической сушки дисперсного сыпучего материала

Формула изобретения

Установка для термической сушки дисперсного сыпучего материала, преимущественно гранулированного керамического флюса, содержащая сушильный барабан для прокалки и транспортирования сыпучего материала, установленный на приводных опорах наклонно по направлению движения материала с возможностью поочередного реверсивного вращения в обе стороны, выполненный с образованием центрального канала циркуляции теплоносителя из зоны нагрева в зону прокалки, средства загрузки и выгрузки сыпучего материала, нагревательный элемент и тепловентиляционное оборудование, отличающаяся тем, что сушильный барабан состоит из набора дисков с отогнутыми кромками в направлении перемещения материала и размещенными между дисками проставками, которые установлены на одной оси, диски выполнены в виде спирали разноименной навивки с образованием чередующихся встречно направленных восходящих и нисходящих каналов для прокалки и транспортирования сыпучего материала, а каждый диск в зоне стыка смежных направлений перемещения выполнен с фигурным технологическим окном для обеспечения возможности пропуска сыпучего материала и изменения направления движения, при этом внутренняя и внешняя образующие технологического окна выполнены по окружности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике сушки и прокалки сыпучих материалов, используемых в различных отраслях промышленности, например сварочных плавленых или керамических флюсов, а также при изготовлении гранулированных продуктов широкого назначения, например гранулированных кормов, гранулированной фармацевтической продукции, гранулированных удобрений, гранулированного керамического флюса, а также может быть использовано в качестве оборудования, предназначенного для подготовки и производства сварочных работ в различных отраслях промышленности - нефтехимическом машиностроении, энергетическом машиностроении, транспортном машиностроении и т.д.

Известен прямоточный сушильный барабан для сыпучих материалов, содержащий вращающийся на опорных катках цилиндрический корпус с приемной воронкой и системами винтовых и радиальных лопастей, камеру смешения топлива, сообщенную с горелкой, и трубопроводную арматуру для подвода топлива и воздуха (см., например, описание изобретения к авторскому свидетельству СССР № 1746170, кл. F26B 11/04, опубл. 1992).

Однако такое устройство не обеспечивает правильную регулировку формы и места расположения пламени горелки при сгорании различных видов топлива, вследствие чего низка экономичность и эффективность всего устройства в целом.

Наиболее близкой из известных по технической сущности и достигаемому результату является выбранная в качестве прототипа установка для термической сушки дисперсного сыпучего материала, содержащая сушильный барабан для прокалки и транспортирования сыпучего материала, установленный на приводных опорах наклонно по направлению движения материала с возможностью поочередного реверсивного вращения в обе стороны, выполненный с образованием канала циркуляции теплоносителя из зоны нагрева в зону прокалки, средства загрузки и выгрузки сыпучего материала, нагревательный элемент и тепловентиляционное оборудование (см., например, описание изобретения к патенту РФ № 2234649, кл. F26B 11/04, опубл. 20.08.2004).

К недостаткам установки можно отнести возможный перегрев пограничных слоев сыпучего материала, что неизбежно ведет к перерасходу топлива и прогару высокотемпературной зоны сушилки, а также ограниченные технологические возможности, исключающие возможность прокалки мелкого гранулированного сыпучего материала.

Сущность заявляемого изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемым изобретением технического результата, который выражается в расширении технологических возможностей за счет обеспечения возможности термической сушки и прокалки керамического флюса малой, средней и крупных фракций, а также в повышении эксплуатационной надежности и увеличении срока службы.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке для термической сушки дисперсного сыпучего материала, содержащей сушильный барабан для прокалки и транспортирования сыпучего материала, установленный на приводных опорах наклонно по направлению движения материала с возможностью поочередного реверсивного вращения в обе стороны, выполненный с образованием центрального канала циркуляции теплоносителя из зоны нагрева в зону прокалки, средства загрузки и выгрузки сыпучего материала, нагревательный элемент и тепловентиляционное оборудование, сушильный барабан состоит из набора дисков с отогнутыми кромками в направлении перемещения материала и размещенными между дисками проставками, которые установлены на одной оси, диски выполнены в виде спирали разноименной навивки с образованием чередующихся встречно направленных восходящих и нисходящих каналов для прокалки и транспортирования сыпучего материала, а каждый диск в зоне стыка смежных направлений перемещения выполнен с фигурным технологическим окном для обеспечения возможности пропуска сыпучего материала и изменения направления движения, при этом внутренняя и внешняя образующие технологического окна выполнены по окружности.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна", так как оно не известно из уровня техники. Предложенное устройство является промышленно применимым существующими техническими средствами и соответствует критерию "изобретательский уровень", т.к. оно явным образом не следует из уровня техники, при этом из последнего не выявлено каких-либо преобразований, характеризуемых отличительными от прототипа существенными признаками, на достижение указанного технического результата.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности изобретения.

На фиг.1 представлена предложенная установка, общий вид, на фиг.2 - то же, вид сбоку, на фиг.3 - диски сушильного барабана с разноименной навивкой спирали, на фиг.4 - диск сушильного барабана с траекторией перемещения единичной массы гранулированного сыпучего материала, на фиг.5 - то же, вид сбоку.

Установка непрерывного действия для термической сушки и прокалки дисперсного сыпучего материала, преимущественно гранулированного керамического флюса, содержит цилиндрический сушильный барабан 1 для прокалки и транспортирования сыпучего материала, установленный на приводных опорах 2 наклонно по направлению движения материала в процессе сушки с возможностью поочередного реверсивного вращения барабана в обе стороны, выполненный с образованием центрального канала 3 циркуляции теплоносителя из зоны нагрева в зону прокалки, средство загрузки, выполненное в виде загрузочного бункера 4 и грузонесущего конвейера (не показано), или внешнего диска аналогичной конструкции с внутренними дисками, осуществляющего подачу сыпучего материала из внешнего бункера во внутреннюю часть корпуса, снабженного механизмом регулирования поступления сырого материала в сушильный барабан и, соответственно, средством выгрузки прокаленного сыпучего материала, нагревательный элемент, выполненный в виде газовой горелки или электрического нагревателя или другого теплоносителя, и тепловентиляционное оборудование (не показаны), включающее аппаратуру управления с системой автоматики, камеру топливовоздушного смешения, сообщенную с установленной в топке газовой горелкой или электрическим нагревателем, трубопроводную арматуру для подвода газа и воздуха из соответствующих емкостей, запорные вентили и обратные клапаны, соответственно топлива и воздуха, установленные в соответствующих подводящих топливной и воздушной магистралях (не показаны).

Цилиндрический сушильный барабан 1 снабжен размещенным в средней части ободом для взаимодействия с приводными опорами 2 и зубчатым колесом, взаимодействующим с шестерней приводного механизма электропривода (не показаны). Барабан 1 имеет также ограничительные ролики (не показаны) для исключения осевого смещения. В корпусе барабана установлены также воздушный вытяжной коллектор 5, а также емкость 6 для сбора готового продукта. Установка содержит также фильтр для очистки отработанных газов и циклон для удержания механических примесей (не показаны).

Сушильный барабан состоит из набора дисков 7 с отогнутыми кромками в направлении перемещения материала и размещенными между дисками проставками 8, выполняющих функцию ребер, которые установлены на одной оси, диски выполнены в виде спирали разноименной навивки с образованием чередующихся встречно направленных восходящих и нисходящих каналов 9 для прокалки и транспортирования сыпучего материала, причем спирали могут быть расположены как с одной стороны дисков, так и с двух сторон, чем обеспечивается более длительное пребывание просушиваемого (прокаливаемого) материала в сушильном барабане установки, а каждый диск в зоне стыка смежных направлений перемещения выполнен с фигурным технологическим окном 10 для обеспечения возможности пропуска сыпучего материала и изменения направления движения, при этом внутренняя и внешняя образующие технологического окна 10 (заштриховано) выполнены по внутренней и внешней окружности.

Работа установки осуществляется следующим образом.

Сыпучий материал, например гранулированный керамический флюс, непрерывно подается грузонесущим конвейером (не показан) через загрузочный бункер 4 в цилиндрический барабан 1, нагретый до температуры от 100 до 250°С. Одновременно во входную часть корпуса поступают раскаленные продукты сгорания топлива от газовой горелки, при этом ограничительные ролики исключают осевое смещение барабана. Затем керамический флюс поступает в основную часть барабана и за счет вращательного движения и его продольного наклона, перемещаясь по корпусу барабана, высушивается и поступает к месту выгрузки. Керамический флюс по каналам 9 прокалки и транспортирования, образованным в сушильном барабане разнонаправленными спиральными дисками 7 и проставками 8, поступает для сушки и прокалки, где последовательно происходит его интенсивное перемешивание и пересыпание с удалением избыточной влаги до 0,05% при рабочей температуре в интервале 100-1100°C. Готовый прокаленный флюс из емкости 6 поступает далее в зону выгрузки на охлаждение и упаковку.

Горячий поток теплоносителя от газовой горелки или электрического нагревателя или другого теплоносителя подается в канал циркуляции теплоносителя (противоточная схема нагрева), а сам сыпучий материал проходит внутри барабана в направлении, указанном стрелками, увеличивая контактную поверхность теплоотдачи сушильного барабана, время нахождения в сушильном барабане и длину пути перемещения сыпучего материала, при этом теплоноситель и образовавшиеся пары влаги через систему вытяжки удаляются.

Отработанные газы через воздушный вытяжной коллектор, фильтр и циклон удаляются в атмосферу, а механические примеси, имеющие плотность и удельный вес больше теплоносителя, оседают в циклоне, откуда удаляются по мере их заполнения.

Благодаря наличию защитной зоны сыпучего материала, который постоянно обновляется при его перетекании, и наличию поочередно вращающегося в обе стороны активного сушильного барабана с разнонаправленными каналами для перемещения керамического флюса расширяются технологические возможности термической сушки, увеличивается эксплуатационная надежность и срок службы установки за счет исключения прогаров ее элементов, а также повышается эффективность установки и потребительские свойства.