Циркуляционная сушилка для изучения кинетики сушки

 

Использование: в технике сушки неподвижных материалов в сушильных камерах с циркуляцией сушильного агента и может быть использовано в научно-исследовательских целях для построения кинетических кривых сушки листовых или сыпучих (кусковых) материалов, а также в учебных целях. Сущность: циркуляционная сушилка содержит циркуляционный контур из воздуховода переменного сечения, в который подсоединен вентилятор, на всасывающем участке которого установлен всасывающий патрубок с задвижкой между вентилятором и регулирующей задвижкой, на нагнетательном участке воздуховода после вентилятора установлен выхлопной патрубок с задвижкой, сушильная камера, электрокалорифер, термометры и психрометры до и после электрокалорифера и сушильной камеры, расходомеры в циркулирующем воздуховоде, во всасывающем и выхлопном патрубках, контактный термометр после электрокалорифера, сблокированный с включателем нагревательных секций, подвесная корзина для помещения высушиваемого материала в сушильной камере, весы, соединенные подвесной тягой с подвесной корзиной, сушильная камера снабжена двумя поперечными герметичными перегородками с проходимыми окнами прямоугольного сечения на входе и на выходе из сушильной камеры по обе стороны подвесной корзины, в которой также выполнены соответственно проходные окна прямоугольного сечения, точно напротив окон в перегородках при уравновешенном положении чашек весов, подвесная корзина имеет открытую часть прямоугольного сечения с передней стороны сушилки напротив открывающейся створки сушильной камеры, через которую в подвесную корзину компактно устанавливаются специальные кассеты различных конструкций в зависимости от состояния и формы высушиваемого материала: листового, зернистого, кускового; кассеты свободны для пронизывания сушильным агентом со стороны окон в перегородках сушильной камеры; штанги подвесной корзины оборудованы шарикоподшипниковыми упорами для предупреждения трения между системами подвесной корзины и сушильной камеры, сушилка снабжена системами блокировки, предупреждающими включение электрокалорифера при неработающем вентиляторе. 4 ил.

Изобретение относится к технике сушки неподвижных материалов в сушильных камерах с циркуляцией сушильного агента и может быть успешно использовано в научно-исследовательских целях для построения химических кривых сушки при различных условиях давления и температуры, а также для периодической сушки листовых, зернистых или кусковых материалов.

Известна циркуляционная сушилка для излучения кинетики сушки материалов, включающая циркуляционный контур из металлической трубы прямоугольного сечения, вентилятор, электрокалорифер, коробчатую корзину для высушиваемого материала, соединенную штангой с циферблатными весами, психрометры для измерения относительной влажности сушильного агента (Бойченко Н.Г. Буренков Н.А. Гандзюк М. П. и др. Процессы и аппараты пищевых производств (Лабораторный практикум). Под редакцией проф. В.Н. Стабникова. Киев, Техника, 1964, с. 161). Известная сушилка не обеспечивает измерение и контроль в широких пределах гидродинамических условий сушки, включая скорости циркулирующего сушильного агента.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому эффекту является цуркуляционная сушилка для изучения кинетики сушки, включающая циркуляционный контур из воздуховода переменного сечения, в котором подсоединен вентилятор, на всасывающем участке которого установлен всасывающий патрубок с задвижкой между вентилятором и регулирующей задвижкой, на нагнетательном участке воздуховода после вентилятора установлен выхлопной патрубок с задвижкой, сушильная камера, электрокалорифер, термометры и психрометры до и после электрокалорифера и сушильной камеры, расходомеры в циркуляционном воздуховоде, во всасывающем и выхлопном патрубках, контактный термометр после электрокалорифера, сблокированный с включателем нагревательных секций, подвесная корзина для помещения высушиваемого материала в сушильной камере, весы, соединенные с подвесной тягой с подвесной корзиной. (Руководство к практическим занятиям в лаборатории процессов и аппаратов химической технологии. Под ред. П.Г. Романкова. Изд. 5-е, перераб.-Л. Химия, 1979, с. 182).

Недостатком известной циркуляционной сушилки является то, что в ней не обеспечивается тесный контакт между высушиваемым материалом и сушильным агентом вследствие свободного обтекания высушиваемого листового материала сушильным агентом, в результате чего эффективность сушки очень низкая, что не позволяет использовать ее для эффективной целевой сушки как листовых влажных материалов, так и сыпучих влажных материалов.

Целью изобретения является улучшение контакта между высушиваемым материалом и сушильным агентом.

Цель достигается тем, что в циркуляционной сушилке для изучения кинетики сушки, включающей циркуляционный контур из воздуховода переменного сечения, в который подсоединен вентилятор, на всасывающем участке которого установлен всасывающий патрубок с задвижкой между вентилятором и регулирующей задвижкой, на нагнетательном участке воздуховода после вентилятора установлен выхлопной патрубок с задвижкой, сушильная камера, электрокалорифер, термометры и психрометры до и после электрокалорифера и сушильной камеры, расходомеры в циркулирующем воздуховоде, во всасывающем и выхлопном патрубках, контактный термометр после электрокалорифера, сблокированный с включателем нагревательных секций, подвесная корзина для помещения высушиваемого материала в сушильной камере, весы, соединенные подвесной тягой с подвесной корзиной, сушильная камера снабжена двумя поперечными герметичными перегородками с проходными окнами прямоугольного сечения, на входе и на выходе из сушильной камеры по обе стороны подвесной корзины, в которой также выполнены соответственно проходные окна прямоугольного сечения точно напротив окон в перегородках при уравновешенном положении чашек весов, подвесная корзина имеет открытую часть прямоугольного сечения с передней стороны сушилки напротив открывающейся створки сушильной камеры, через которую в подвесную корзину компактно устанавливаются специальные кассеты различных конструкций, в зависимости от состояния и формы высушиваемого материала: листового, зернистого, кускового кассеты свободны для пронизывания сушильным агентом со стороны окон в перегородках сушильной камеры; штанги подвесной корзины оборудованы шарикоподшипниковыми упорами для предупреждения трения между системами подвесной корзины и сушильной камеры, пусковая кнопка пускателя электрокалорифера последовательно сблокирована с электрической цепью блок-контакта пускателя электродвигателя вентилятора для предупреждения включения электрокалорифера при неработающем вентиляторе, расходомер на циркулирующем воздуховоде подсоединен к контактному стеклянному U-образному манометру, подсоединенному в электрическую цепь блок-контакта пускателя электрокалорифера для предупреждения включения электрокалорифера при отсутствии циркуляции сушильного агента в циркуляционном воздуховоде.

Предлагаемая конструкция циркуляционной сушилки для изучения кинетических кривых сушки материалов за счет своих отличительный признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи повышение эффективности сушки листовых и сыпучих материалов и повышение надежности работы сушилки.

На фиг. 1 представлен продольный разрез циркуляционной сушилки; на фиг. 2 U-образный контактный манометр; на фиг. 3 представлена кассета для листового материала; на фиг. 4 кассета для сыпучего материала.

Циркуляционная сушилка (фиг. 1-4) содержит циркуляционный контур из воздуховода переменного сечения с сушильной камерой 1, вентилятором 2, регулирующую задвижку 3 на всасывающем воздуховоде вентилятора 2, всасывающий патрубок 4 с задвижкой 5 на всасывающем воздуховоде между регулирующей задвижкой 3 и вентилятором 2, выхлопной патрубок 6 с задвижкой 7 на нагнетательном воздуховоде вентилятора 2, электрокалорифер 8 на нагнетательном воздуховоде перед сушильной камерой 1, термометр 9 и психрометр 10 перед электрокалорифером 8, термометр 11 после электрокалорифера 8, термометр 12 и психрометр 13 после сушильной камеры, контактный термометр 14 после электрокалорифера 8, сблокированный с выключателем 15 нагнетательных секций электрокалорифера 8, расходомеры 16, 17 и 18 с дифманометрами 19, 20 и 21 в воздуховоде перед электрокалорифером 8, во всасывающем патрубке 4 и в выхлопном патрубке 6, соответственно, подвесная корзина 22, расположенная в сушильной камере 1 и подвешенная на подвесных штангах 23 к чашке циферблатных весов 24, кассеты 25 в виде пронизываемых каркасов, для укладки слоями листового высушиваемого материала или кассеты 26 в виде пронизываемых для сушильного агента стенок из металлических сеток для засыпки зернистого высушиваемого материала, входная 27 и выходная 28 поперечные перегородки с проходными окнами прямоугольного сечения, расположенные напротив проходных прямоугольных окон навесной корзины 22 с кассетами 25 или 26, подвесные штанги 23 снабжены шарикоподшипниками 29, упирающимися в упорные пластины 30, прикрепленные к сушильной камере 1, пусковая кнопка включателя 15 электрокалорифера 8 последовательно сблокирована с электрической цепью блок-контакта пускателя электродвигателя вентилятора 2 (не показано) для предупреждения включения электрокалорифера 8 при неработающем вентиляторе 2, дифманометр 19 расходомера 16 на воздуховоде перед электрокалорифером 8 подсоединен также к контактному стеклянному U-образному манометру 31, заполненному электролитной жидкостью 32, с двумя электродами 33 и 34, соединенными последовательно в электрическую цепь блок-контакта включателя электрокалорифера (не показано) для предупреждения включения электрокалорифера 8 при отсутствии циркуляции сушильного агента в циркуляционном воздуховоде. В кассеты 25 загружается влажный листовой материал 35, а в кассеты 26 загружается зернистый или кусковой материал 36.

Циркуляционная сушилка работает следующим образом.

Включают электродвигатель вентилятора 2 (фиг. 1-4) и регулируют задвижкой 5 на всасывающем патрубке 4 по дифманометру 20, задвижкой 7 на выходном патрубке 6 по дифманометру 21 и забивкой 3 на всасывающем воздуховоде вентилятора 2 по дифманометру 19 количество свежего всасываемого воздуха и количество циркулирующего сушильного агента (воздуха) в циркуляционном контуре сушилки, контактным термометром 14 задают температуру сушильного агента после электрокалорифера 8 перед сушильной камерой 1 и включают включателем 15 нагревательные элементы электрокалорифера 8.

При случайном отключении электродвигателя вентилятора 2 и при подключенных нагревательных элементах электрокалорифера 8 электрическая цепь блок-контакта пускателя электродвигателя вентилятора 2 разрывается и разрывается электрическая цепь блок-контакта включателя 15 электрокалорифера 8, нагревательные элементы которого мгновенно обесточиваются. Одновременно при прекращении циркуляции сушильного агента давление в дифманометре 19, соединенном с расходомером 16 на воздуховоде перед электрокалорифером 8, резко падает, электролитная жидкость 32 в контактном манометре 31 выровняется и замыкает контакты 33 и 34 в цепи реле, размыкающего электрическую цепь блок-контакта включателя 15 электрокалорифера, в результате чего будут мгновенно отключены нагревательные элементы электрокалорифера 8, и перегрева электрокалорифера, а тем более его разрушения при отсутствии циркуляции сушильного агента не произойдет. Дублированная система аварийного отключения электрокалорифера 8 обеспечивает надежную работу сушилки при возникновении аварийных ситуаций. После стабилизации температурного режима в циркулирующем контуре сушилки, фиксируемого термометрами 9, 11 и 12, открывают сушильную камеру 1 и загружают в подвесную корзину 22 кассеты 25 или 26 с влажным листовым 35 или зернистым или пусковым 36 высушиваемым материалом и замеряют начальную массу влажного высушиваемого листового 35 или зернистого или пускового 36 материала в кассетах 25 или 26, загруженных в подвесную корзину 22, подвешенную на штангах 23 к чашке весов 24 и отмечают время начала процесса сушки, отмечая изменение массы высушиваемого материала через интервалы времени для построения кривой сушки и кривой скорости сушки высушиваемого материала при данных гидродинамических условиях и при заданных температурных условиях. В процессе сушки замеряют температурный режим в сушилке термометрами 9, 11 и 12, а также параметры сушильного агента психрометрами 10 и 13.

На основе показаний дифманометров 19, 20 и 21 у расходомеров 16, 17 и 18 в воздуховоде перед электрокалорифером 8, во всасывающем патрубке 4 и в выхлопном патрубке 6 определяют удельные расходы циркулирующего и частично возвращенного сушильного агента. По гидродинамическим и температурным параметрам сушильного агента строят процесс изменения параметров сушильного агента в сушильной камере на J-d-диаграмме и определяют удельные и общие расходы сушильного агента и тепла на сушку. На основе кинетических кривых сушки определяют кинетические коэффициенты сушки данного материала в промышленных сушилках больших размеров и при необходимости размеры промышленных сушилок по заданной производительности.

Предлагаемая циркуляционная сушилка может быть использована как в практических, так и в научных целях для эффективной сушки малых количеств листовых или сыпучих (кусковых) материалов, при этом обеспечивается надежность в работе и высокая эффективность сушки, высокий термический К.П.Д. сушилки, благодаря рациональной конструкции сушилки, предусматривающей тесное взаимодействие сушильного агента и высушиваемого материала за счет исключения байпасирования сушильного агента. При этом материал вводится в сушилку в кассетах буквально за несколько секунд. Высокая представительность оценок результатов сушки обеспечивается как за счет единовременной загрузки материала в кассетах, так и за счет исключения влияния трения в системе взвешивания высушиваемого материала в подвесной корзине при сильной ветровой нагрузке сушильного агента за счет использования шарикоподшипников в возможных местах касания рабочих элементов.

Формула изобретения

Циркуляционная сушилка для изучения кинетики сушки, включающая циркуляционный контур из воздуховода переменного сечения, в котором подсоединен вентилятор, снабженный электрической цепью блок-контакта пускателя электродвигателя, на всасывающем участке которого установлен всасывающий патрубок с задвижкой между вентилятором и регулирующей задвижкой, на нагнетательном участке воздуховода после вентилятора установлен выхлопной патрубок с задвижкой, сушильная камера, электрокалорифер с пускателем, термометры и психрометры до и после электрокалорифера и сушильной камеры, расходомеры в циркулирующем воздуховоде, во всасывающем и выхлопном патрубках, контактный термометр после электрокалорифера, сблокированный с включателем нагревательных секций, подвесная на штанге корзина для помещения высушиваемого материала в сушильной камере, весы, соединенные подвесной тягой с подвесной корзиной, отличающаяся тем, что сушильная камера снабжена двумя поперечными герметичными перегородками с проходимыми окнами прямоугольного сечения на входе и на выходе из сушильной камеры по обе стороны подвесной корзины, в которой также выполнены соответственно проходные окна прямоугольного сечения точно напротив окон в перегородках при уравновешенном положении чашек весов, подвесная корзина имеет открытую часть прямоугольного сечения с передней стороны сушилки напротив открывающей створки сушильной камеры, через которую в подвесную корзину компактно устанавливаются специальные кассеты различных конструкций, в зависимости от состояния и формы высушиваемого материала: листового, зернистого, кускового, кассеты свободны для пронизывания сушильным агентом со стороны окон в перегородках сушильной камеры, штанги подвесной корзины оборудованы шарикоподшипниковыми упорами для предупреждения трения между системами подвесной корзины и сушильной камеры, пусковая кнопка пускателя электрокалорифера последовательно сблокирована с электрической цепью блок-контакта пускателя электродвигателя вентилятора для предупреждения включения электрокалорифера при неработающем вентиляторе, расходомер на циркулирующем воздуховоде подсоединен к дополнительно установленному контактному стеклянному U-образному манометру, подсоединенному в электрическую цепь блок-контакта пускателя электрокалорифера для предупреждения включения электрокалорифера при отсутствии циркуляции сушильного агента в циркуляционном воздуховоде.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4