Установка для сушки проницаемых материалов

 

Использование: при сушке проницаемых материалов в различных отраслях промышленности, например текстильной и химической. Сущность изобретения: установка содержит сушильную камеру 1 с направляющими роликами 2 для перемещения материала 3. Вход материала совмещен с выходом теплоносителя 5, а выход - с входом 4. Стенки камеры образуют с материалом каналы переменного сечения с конфузорным 6 и диффузорным 7 участками. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к установкам для сушки проницаемых материалов и может быть использовано в текстильной, химической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для сушки материала [1] в камере которого размещены последовательно конфузорно-диффузорные сопла, по оси которых перемещается высушиваемый материал. Кроме того, на боковых стенках камеры укреплены направляющие пластины, образующие с соплами внешние каналы.

Недостатком этого устройства является сложность конструктивного решения, при этом за пределами сопл, в зоне направляющих пластин, материал не подвергается воздействию теплоносителя, что уменьшает время контакта материала с сушильным агентом и приводит к снижению интенсивности сушки, увеличению времени сушки, а следовательно к увеличению габаритных размеров сушилки.

Известна камера для сушки ткани [2] которая включает последовательно соединенные конфузорно-диффузорные каналы для перемещения ткани по направляющим роликам. Каналы расположены параллельно для перемещения ткани по зигзагообразному пути, причем в каждом из каналов размещено по соплу. Сопла направлены в одном из каналов противоточно с тканью, а в соседнем - прямоточно, создавая последовательно области высокого и низкого давления. Кроме того, установка включает систему подвода и отвода теплоносителя.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, выполнения и крепления вставок в камере. Причем материал подвергается воздействию теплоносителя только с одной стороны, что значительно снижает интенсивность процесса сушки. Кроме того, при данной конструкции подвода теплоносителя не может быть создано областей высокого и низкого давления, так как конфузор-диффузорный эффект будет нивелирован энергией струи. Односторонний подвод теплоносителя хуже двухстороннего, так как имеет более низкую интенсивность теплообмена, что увеличивает время сушки.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции по технической сущности и достигаемому результату является сушилка для длинномерных материалов [3] Она содержит сушильную камеру с направляющими роликами для перемещения материала по зигзагообразному пути. Газораспределительные короба расположены по обе стороны материала и снабжены соплами и вентиляторами. Направляющие ролики расположены на общей оси с соплами и отсасывающими каналами, а сопла снабжены направляющими пластинами, образующими с материалом конфузорные каналы с углом раскрытия 5-15^o, а материал располагается на расстоянии 4-12 калибров сопла от его среза вдоль оси сопла.

Недостатком этой сушилки является сложность конструкции соплового аппарата и проводки материала, кроме того, время контакта сушильного агента с материалом незначительно, что не позволяет рационально использовать имеющийся термодинамический потенциал сушильного агента и снижает экономичность сушилки. С другой стороны, данное устройство не позволяет реализовать чисто противоточное движение материала и теплоносителя, что снижает относительную скорость движения теплоносителя, интенсивность теплообмена и повышает затраты на привод побудителя движения. Струя, выходящая из сопла, удаляется в направляющий ролик, что не позволяет в полной мере использовать достоинства соплового обдува. Кроме того, в этой области возможно возникновение застойных зон, что также снижает интенсивность процессов переноса. Ролики, установленные в шахматном порядке, необходимы для создания заданной траектории только при заправке материала, так как во время подачи теплоносителя из сопл материал движется на воздушной подушке, т.е. во время работы данного устройства ролики не являются определяющими для обеспечения траектории движения материала и вносят дополнительное сопротивление при его перемещении.

Целью изобретения является уменьшение энергетических затрат, увеличение полноты использования термодинамического потенциала теплоносителя и интенсификации процесса сушки.

Указанная цель достигается тем, что установка для сушки проницаемых материалов, содержащая сушильную камеру с направляющими роликами, установленными в два ряда, устройства подачи и выхода материала, патрубки подвода и отвода теплоносителя, отличающаяся тем, что патрубки расположены вдоль оси сушильной камеры, ролики первого и второго ряда установлены на одинаковом расстоянии друг от друга со смещением на 6-18^o и расположены на расстоянии не менее четверти ширины камеры от ее стенок, при этом устройство подачи материала совмещено с патрубком отвода теплоносителя, а устройство выхода материала с патрубком подвода теплоносителя.

Расположение патрубков подвода и отвода сушильного агента вдоль одной оси снижает аэродинамическое сопротивление, так как устраняет необходимость изменения направления движения теплоносителя. Организация противоточного движения позволяет увеличить относительную скорость теплоносителя вдоль материала без увеличения мощности побудителя движения, исключить возможность образования застойных зон и, тем самым, интенсифицировать процесс сушки. Кроме того, данная конструкция позволяет увеличить время контакта сушильного агента с материалом, что увеличивает полноту использования его термодинамического потенциала. Расположение направляющих роликов относительно стенок камеры и друг друга позволяет создать внутри камеры при движении высушиваемого материала каналы переменного сечения (конфузор-диффузорные), которые дополнительно турбулизируют поток теплоносителя, причем наибольшая интенсивность теплообмена, как показали эксперименты, будет на поверхности материала. Это объясняется тем, что толщина пограничного слоя уменьшается за счет действия знакопеременных градиентов давления (положительного и отрицательного), ускорения и замедления потоков, срывов пограничного слоя при переходе от конфузорной к диффузорной части канала (см. фиг.2). Кроме того, под действием знакопеременных градиентов давления образуется фильтрационный поток через слой материала, что увеличивает поверхность контакта и интенсивность процессов переноса.

Дополнительный эффект достигается за счет установки уплотнителей по краям материала, которые увеличивают величину фильтрационного потока.

На фиг.1 приведена схема одной секции предлагаемой установки; на фиг.2 - графики зависимости интенсивности теплообмена (а) и сопротивления (б) от угла раскрытия конфузора (диффузора) и режима движения теплоносителя (1 Re 80000, 2 Re 40000); на фиг.3 схема установки дополнительных уплотнителей.

Установка для сушки проницаемых материалов содержит сушильную камеру 1 с направляющими роликами 2 для перемещения высушиваемого материала 3 по зигзагообразной траектории, устройства подачи и выхода материала, патрубки подвода 4 и отвода 5 теплоносителя. Причем патрубки расположены вдоль оси сушильной камеры, направляющие ролики установлены в два ряда на одинаковом расстоянии друг от друга со смещением на 6-18^o и расположены на расстоянии не менее четверти ширины камеры от ее стенок, при этом устройство подачи материала совмещено с патрубком отвода теплоносителя, а устройство выхода материала с патрубком подвода теплоносителя. Материал, двигаясь по направляющим роликам, образует со стенками камеры каналы переменного сечения с конфузорными 6 и диффузорными 7 участками (см. фиг.1). На фиг.1 приведена одна секция сушильной камеры, однако возможно и многосекционное ее выполнение.

Установка работает следующим образом.

Сушильный агент поступает в камеру 1 по патрубку 4. Материал 3 движется противоточно теплоносителю, огибая направляющие ролики 2. Стенки камеры образуют с материалом каналы переменного сечения с конфузорным 6 и диффузорным 7 участками, по которым движется теплоноситель. Отработавший сушильный агент удаляется через патрубок 5. Для увеличения интенсивности сушки за счет создания дополнительного фильтрационного потока сквозь материал на боковых стенках сушильной камеры установлены уплотнители 8, которые исключают перетекание сушильного агента по краям материала из зоны высокого давления в зону низкого давления при использовании конфузор-диффузорного эффекта. На фиг.3 показаны конструктивные особенности установки уплотнителей.

Формула изобретения

1. Установка для сушки проницаемых материалов, содержащая сушильную камеру с направляющими роликами, установленными в два ряда, устройства подачи и выхода материала, патрубки подвода и отвода теплоносителя, отличающаяся тем, что патрубки расположены вдоль оси сушильной камеры, ролики первого и второго рядов установлены на одинаковом расстоянии друг от друга со смещением на 6 18^o и расположены на расстоянии не менее четверти ширины камеры от ее стенок, при этом устройство подачи материала совмещено с патрубком отвода теплоносителя, а устройство выхода материала с патрубком подвода теплоносителя.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на боковых стенках сушильной камеры установлены уплотнители.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3