устройство для сушки сыпучих материалов

Формула изобретения

1. Устройство для сушки сыпучих материалов, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, по оси которого установлен вытяжной трубопровод с отверстиями в его стенках для вывода паров воды, винтовой транспортирующий желоб, установленный в кольцевом зазоре между цилиндрическим корпусом и вытяжным трубопроводом, приспособление для загрузки осушаемого материала, приспособление для выгрузки высушенного материала, нагреватели и вибровозбудитель, отличающееся тем, что внешние края винтового желоба контактируют с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, а внутренние края желоба соединены с внешней поверхностью вытяжного трубопровода, причем приспособление для загрузки осушаемого материала выполнено в виде бункера, установленного над верхним витком винтового желоба, приспособление для выгрузки осушенного материала выполнено в виде приемника высушенного материала, установленного под выходным краем нижнего витка винтового желоба, а вибровозбудитель выполнен в виде нескольких электромагнитных вибраторов, установленных под днищем винтового желоба и контактирующих с ним в процессе вибрации.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нагреватели установлены на внешней поверхности цилиндрического корпуса.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что вытяжной трубопровод в нижней своей части соединен с источником газообразного теплоносителя.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно снабжено газовой горелкой, установленной в нижней части вытяжного трубопровода.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что отверстия в стенках вытяжного трубопровода размещены по винтовой линии, повторяющей контуры винтового желоба, и расположены под витками желоба.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в верхней части вытяжного трубопровода установлена подвижная заслонка для регулирования скорости парогазового потока в вытяжном трубопроводе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов и может найти применение в горнорудной, строительной, фармацевтической, сельскохозяйственной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности. В частности изобретение может найти применение для целей сушки отходов деревообрабатывающей промышленности (опилок, стружки и т.п.) с целью последующего их брикетирования.

До настоящего времени еще используются сушилки барабанного типа, в которых сушка сыпучего материала осуществляется за счет контакта с теплоносителем (нагретым воздухом) во вращающихся барабанах. Недостатком сушилок этого типа являются большая материалоемкость, повышенные энергозатраты и повышенный унос частиц осушаемого материала с потоком теплоносителя.

Известна установка для сушки сыпучих материалов, в которой интенсификация процесса сушки достигается введением перемешивающих элементов, выполненных в виде щелевых сопел, направленных встречно движению материала и подключенных к полости цилиндра, а теплоноситель (горячая вода) подается по двойному днищу рабочего органа (см. авт. свид. СССР №1300280, МПК F26В 7/26, 1985 г.).

Недостатком известной установки являются сложность конструкции и, как следствие, малая надежность работы, повышенный унос частиц осушаемого материала с потоком воздуха и недостаточная эффективность осушки материала, связанная с тем, что осушка осуществляется потоком воздуха, в котором имеется определенное содержание влаги.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для сушки сыпучих материалов, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, по оси которого установлен вытяжной трубопровод с отверстиями в его стенках для вывода паров воды, винтовой транспортирующий желоб, установленный в кольцевом зазоре между цилиндрическим корпусом и вытяжным трубопроводом, приспособление для загрузки осушаемого сыпучего материала, приспособление для выгрузки осушенного материала, нагреватели и вибровозбудитель (см. патент РФ №2215958, 7 F26В 17/26, 2003 г.).

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, являются повышенные энергозатраты, обусловленные тем, что весь осушаемый сыпучий материал вместе с рабочим органом (винтовым желобом) подвергается вибрации от вибратора, соединенного с винтовым желобом. Кроме того, определенная энергия затрачивается на перемещение осушаемого сыпучего материала под действием вибрации снизу вверх по винтовому желобу против сил тяжести. Устройство имеет достаточно сложную конструкцию, обусловленную тем, что между витками винтового желоба размещены не только нагреватели, имеющие специальную форму, но и трубопроводы для подвода пульсирующего потока воздуха от источника пульсирующего потока специальной конструкции. Это снижает надежность работы устройства. В известном устройстве, как и в других устройствах, где для сушки сыпучего материала используется поток воздуха, воздействующий на осушаемый материал, не обеспечивается высокая степень осушки из-за наличия в воздухе определенного содержания влаги и имеет место значительный унос частиц осушаемого материала с этим потоком воздуха. Кроме того, известное устройство имеет ограниченную производительность из-за постоянного возврата материала с верхних витков желоба на нижние.

Задача изобретения состояла в сокращении энергозатрат, упрощении конструкции устройства, повышении степени осушки материала, уменьшении уноса частиц осушаемого материала из устройства и повышении производительности устройства для сушки.

Указанная задача решается тем, что предложено устройство для сушки сыпучих материалов, содержащее вертикальный цилиндрический корпус, по оси которого установлен вытяжной трубопровод с отверстиями в его стенках для вывода паров воды, винтовой транспортирующий желоб, установленный в кольцевом зазоре между цилиндрическим корпусом и вытяжным трубопроводом, приспособление для загрузки осушаемого сыпучего материала, приспособление для выгрузки осушенного материала, нагреватели и вибровозбудитель, в котором согласно изобретению внешние края винтового желоба контактируют с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, а внутренние края желоба соединены с внешней поверхностью вытяжного трубопровода, причем приспособление для загрузки осушаемого сыпучего материала выполнено в виде бункера, установленного над верхним витком винтового желоба, приспособление для выгрузки осушенного материала выполнено в виде приемника высушенного материала, установленного под выходным краем нижнего витка винтового желоба, а вибровозбудитель выполнен в виде нескольких электромагнитных вибраторов, установленных под днищем винтового желоба по всей его длине и контактирующих с ним в процессе вибрации.

Другим отличием устройства является то, что нагреватели размещены на внешней поверхности цилиндрического корпуса.

Еще одним отличием устройства является то, что вытяжной трубопровод в нижней своей части соединен с источником газообразного теплоносителя.

В предпочтительном варианте выполнения устройство снабжено газовой горелкой, установленной в нижней части вытяжного трубопровода. В этом случае газообразным теплоносителем служат дымовые газы горелки.

В числе отличий следует отметить то, что отверстия в стенках вытяжного трубопровода размещены по винтовой линии, повторяющей контуры винтового желоба, и расположены под витками желоба. Еще одним отличием устройства является то, что в верхней части вытяжного трубопровода установлена подвижная заслонка для регулирования скорости паровоздушного потока в вытяжном трубопроводе.

Благодаря тому что в предлагаемом устройстве вибрации подвергается не весь винтовой желоб с размещенным на нем осушаемым материалом, а только отдельные участки днища желоба, резко сокращаются энергетические затраты, связанные с интенсификацией процесса тепломассообмена в слое сыпучего материала. Энергетические затраты сокращаются также за счет того, что движение осушаемого материала по винтовому желобу осуществляется не снизу вверх, против сил тяжести, как это имеет место в прототипе, а естественным образом сверху вниз с использованием сил тяжести.

Предлагаемое устройство обладает более простой и надежной в работе конструкцией в сравнении с прототипом. В нем из пространства между витками желоба убраны нагреватели (они перенесены на внешнюю поверхность цилиндрического корпуса) и вообще отсутствуют трубопроводы для подвода пульсирующего потока воздуха. Отсутствует также источник пульсирующего потока воздуха, что не только упрощает конструкцию, повышая надежность работы, но и сокращает энергетические затраты на создание пульсирующего потока воздуха.

В предлагаемом устройстве сушка сыпучего материала осуществляется за счет воздействия радиации от нагретых поверхностей корпуса и вытяжного трубопровода, окружающих желоб, а также за счет прогрева материала самого желоба, контактирующего с этими нагретыми поверхностями. При этом воздух не подается в зону сушки, что обеспечивает полную осушку материала, так как воздух сам содержит определенный процент влаги.

В предлагаемом устройстве в сравнении с прототипом не происходит постоянная циркуляция части осушаемого материала внутри зоны сушки за счет постоянного перетока части материала с верхних витков желоба на нижние через отверстия в днище желоба, как это имеет место в прототипе. Осушаемый сыпучий материал в предлагаемом устройстве движется непрерывным потоком по винтовому желобу под действием сил тяжести и вибрации сверху вниз, и в днище желоба отсутствуют какие-либо отверстия, через которые может осуществляться пересыпание материала. Это приводит к повышению производительности устройства при одинаковых габаритных размерах винтового желоба.

Поскольку в предлагаемом устройстве поток воздуха не вводится в зону сушки материала и не выводится из нее, это приводит к существенному уменьшению уноса частиц осушаемого материала в окружающее пространство.

Таким образом, техническим результатом изобретения является сокращение энергозатрат, упрощение конструкции устройства и повышение надежности его работы, повышение степени осушки и уменьшение выноса частиц осушаемого материала в окружающую среду, а также повышение производительности устройства для сушки.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство для сушки сыпучих материалов.

На фиг.2 представлен вид устройства в разрезе по А-А фиг.1.

Устройство для сушки сыпучего материала содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, по оси которого установлен вытяжной трубопровод 2 с отверстиями 3 в его стенках для вывода паров воды. В кольцевом зазоре между цилиндрическим корпусом 1 и вытяжным трубопроводом 2 установлен винтовой транспортирующий желоб 4, внешние края которого контактируют с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1, а внутренние края желоба 4 соединены с внешней поверхностью вытяжного трубопровода 2. Отверстия 3 в стенках вытяжного трубопровода 2 размещены по винтовой линии, повторяющей контуры винтового желоба 4, и расположены под витками желоба 4. Устройство имеет приспособление 5 для загрузки осушаемым сыпучим материалом, которое выполнено в виде бункера, установленного над верхним витком винтового желоба 4. Подача исходного осушаемого материала в приспособление 5 может осуществляться с помощью ленточного транспортера 6. Устройство снабжено нагревателями 7, размещенными на внешней поверхности цилиндрического корпуса 1. В качестве нагревателей 7 могут быть использованы электрические нагреватели (ТЭНы) или паровая рубашка, либо любое другое подобное средство. Устройство снабжено несколькими электромагнитными вибраторами 8, установленными под днищем винтового желоба 4 и контактирующими с ним в процессе вибрации. Они могут быть установлены равноудаленно друг от друга по всей длине желоба 4. Вибраторы 8 могут быть установлены под днищем желоба 4 в шахматном порядке вдоль всей поверхности днища.

Корпус 1, вытяжной трубопровод 2 и винтовой желоб 4 установлены вертикально на основании 9. В нижней части вытяжного трубопровода 2 установлена газовая горелка 10, снабженная каналами 11 и 12 для подвода газового топлива и воздуха соответственно. Роль газовой горелки 10 может выполнять топка для сжигания любого вида твердого топлива. В верхней части вытяжного трубопровода 2 установлена подвижная заслонка 13 для регулирования скорости парогазового потока в вытяжном трубопроводе 2. Нагреватели 7 отделены от внешней среды слоем теплоизоляции 14. Под выходным краем 15 нижнего витка винтового желоба 4 установлен приемник 16 высушенного материала. На внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1, внешней поверхности вытяжного трубопровода 2 и на днище винтового желоба 4 установлены датчики температуры (термосопротивления) для контроля температуры в зоне сушки материала (на фиг. не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Перед началом процесса сушки осуществляют поджиг газовой горелки 10 и включают в работу нагреватели 7, устанавливая заданный температурный режим в зоне сушки (в кольцевом пространстве между цилиндрическим корпусом 1 и вытяжным трубопроводом 2). Температура в зоне сушки зависит от высушиваемого материала. Например, если высушиваемым материалом служат отходы деревообрабатывающей промышленности (опилки, стружка), то температуры внутренней поверхности цилиндрического корпуса и внешней поверхности вытяжного трубопровода не должны превышать 200°С. После установления заданного температурного режима с помощью транспортера 6 осуществляют непрерывную загрузку приспособления 5 высушиваемым сыпучим материалом, включая одновременно вибраторы 8. Высушиваемый материал просыпается на поверхность верхнего витка винтового желоба 4 и стекает по нему сверху вниз под действием сил тяжести и вибрации. Проходя по нагретой поверхности днища винтового желоба 4 и подвергаясь воздействию ИК-излучения от нагретых поверхностей цилиндрического корпуса 1 и вытяжного трубопровода 2 высушиваемый сыпучий материал отдает влагу в пространство над поверхностью винтового желоба 4, откуда она под действием разряжения, создаваемого потоком дымовых газов в вытяжном трубопроводе 2, через отверстия 3 переходит во внутренний объем вытяжного трубопровода 2 и вместе с дымовыми газами выводится из устройства. Разряжение в вытяжном трубопроводе 2 создается за счет естественной тяги, возникающей в вытяжном трубопроводе 2 за счет разницы температур и давления. Скорость газового потока в вытяжном трубопроводе 2 может регулироваться с помощью подвижной (поворотной) заслонки 13. Вибрация днища винтового желоба 4 под действием электромагнитных вибраторов 8 приводит к встряхиванию и ворошению частиц высушиваемого материала на поверхности винтового желоба, чем обеспечивается интенсификация процессов тепло- и массообмена в зоне сушки и повышается скорость отдачи паров влаги из высушиваемого материала. Высушенный сыпучий материал, стекая с края нижнего витка винтового желоба, поступает в приемник 16 для сбора высушенного материала, откуда он с помощью транспортера (на фиг. не показан) поступает на дальнейшую обработку.

Следует отметить, что хотя в предлагаемом устройстве унос частиц осушаемого материала существенно снижается в сравнении с известными устройствами, где для сушки используется поток нагретого воздуха, тем не менее, некоторая небольшая часть частиц осушаемого дисперсного материала может выводиться из зоны сушки вместе с парами воды в вытяжной трубопровод. Чтобы исключить загрязнение окружающего пространства выбросом этих частиц следует парогазовый поток, выходящий из вытяжного трубопровода, направлять в устройство для конденсации паров воды (на фиг. не показано). Этот конденсатор должен быть снабжен отстойником, в котором частицы твердого материала под действием сил тяжести оседают на дно. При этом осветленный конденсат воды может быть использован для хозяйственных целей, а образующийся шлам может периодически выводиться из отстойника и утилизироваться.