Устройство для сушки сыпучих материалов

 

Изобретение относится к области сушки термопластических материалов и может быть использовано в химической промышленности, а также в других отраслях. Устройство выполнено в виде вертикально вытянутого бункера с коническим завершением снизу и крышкой с нагревателями в виде ИК-излучателей, соединенной посредством воздуховода с источником теплоносителя. Устройство содержит патрубки для подачи теплоносителя и элемент отвода, имеет коллектор, расположенный на верхнем торце бункера, под крышкой, по его периферии, соединенный с рядом вертикально ориентированных вниз вдоль бункера с внешней его стороны трубопроводов, а на нижнем основании крышки - экран, прозрачный для ИК-излучения. Кроме того, устройство имеет элемент забора теплоносителя, выполненный в виде пластины с отверстием в центральной части и удаленной на расстоянии от верхнего основания на величину где b - расстояние между пластиной и верхним основанием крышки, S - площадь всасывающего отверстия вентилятора, d - диаметр отверстия в пластине. В устройстве элемент отвода отработанного теплоносителя выполнен в виде кольца с отверстиями по его периферии и фильтром на нем, расположенными между крышкой и коллектором, который преимущественно выполняется тороидальной формы. Устройство позволит снизить энергозатраты. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области сушки сыпучих материалов и может быть использовано в химической промышленности, а также в отраслях, где необходима сушка.

Известна установка для термообработки сыпучих материалов во взвешенном состоянии /Авт.свид. СССР N 1000700, M, кл³ F 26 B 3/30, 17/10, 1983 г/, содержащая расширяющуюся кверху рабочую камеру, снабженную ИК-излучателями, которая сочленена из увеличивающихся по диаметру цилиндров. В этой установке используется принцип подъема облегчающихся по мере высыхания сырых гранул /зерен/ в потоке воздуха с уменьшающейся скоростью из-за увеличения кверху сечения рабочей камеры до зоны выгрузки. Но подобная установка не пригодна для гранул с малым содержанием влаги: разница плотности влажных и высушенных гранул ничтожна, что не позволит гарантировать равномерность сушки всего материала, попадающего в зону выгрузки.

Известна также сушилка для термопластичных материалов /Авт.свид. СССР N 1250800, M, Кл³ F 26 B, 9/06, 1986 г./, содержащая бункер и размещенный по его оси воздухонагреватель с перфорированным насадком, подключенный посредством воздуховода к тепловентиляционной системе, имеющей центробежный вентилятор и патрубок отвода отработанного теплоносителя, размещенного в полости подающего воздуховода/крышки бункера/. Недостатком этой сушилки является возможность размягчения и слипания гранул материала в месте контакта его с перфорированным насадком, а также ухудшение равномерности сушки при больших размерах бункера.

Наиболее близким предлагаемому решению является "Сушилка для термопластических материалов /Патент на изобретение РФ N 94039485/06 МПК: F 26 B, 9/06/, содержащая конический бункер с крышкой, по оси которого расположен эжектор, связанный с системой воздухоподачи, включающей ИК-нагреватель и устройство очистки воздуха, пульт управления и узел выгрузки материала. Загруженный в бункер материал просушивается за счет ИК-излучения/прогрев верхних слоев материала/ и пропуска горячего воздуха через материал, причем за счет эжекции происходит обмен масс по вертикали. Однако использование сушилки описанного типа нерентабельно: для подсушки или поддержания в сухом состоянии материала сушилка имеет излишнюю мощность.

Задачей изобретения является снижение энергозатрат в режиме сушки /или подсушки/ при сохранении качества высушенного материала.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство в виде вертикально вытянутого бункера с коническим завершением снизу и крышкой с нагревателями в виде ИК-излучателей, соединенной посредством воздуховода с источником теплоносителя, патрубки для его подачи и элемент отвода, имеет коллектор, расположенный на верхнем торце бункера, под крышкой, по его периферии, соединенный с рядом вертикально ориентированных вниз вдоль бункера с внешней его стороны трубопроводов, а на нижней основании крышки - экран, прозрачный для ИК-излучения.

Кроме того, заявленное устройство имеет элемент забора теплоносителя, выполненный в виде пластины с отверстием в центральной части и удаленной на расстояние от верхнего основания на где b - расстояние между пластиной и верхним основанием крышки; s - площадь всасывающего отверстия вентилятора; d - диаметр отверстия в пластине.

А также в устройстве элемент отвода отработанного теплоносителя выполнен в виде кольца с отверстиями по его периферии и фильтром на нем, расположенным между крышкой и коллектором, который преимущественно выполняется тороидальной формы.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично представлен общий вид устройства, где 1 - бункер, 2 - коническое основание, 3 - крышка, 4 - ИК-нагреватели, 5 - основание крышки, 6 - стойка, 7 - пластина, 8 - вентилятор, 9 - электропривод, 10 - патрубок угловой, 11 - коллектор, 12 - трубопровод, 13 - экран, 14 - патрубок, 15 - кольцо с фильтром, 16 - патрубок подачи материала, 17 - узел выгрузной стыковочный.

Устройство содержит теплоизолированный бункер 1 с коническим основанием /завершением/ 2, крышку 3 и ИК-нагреватели 4, встроенные в нее. На верхнем основании крышки 5, выполненным из термоаккумулирующего материала /например, алюминия/ через стойки 6 и пластину 7 закреплен вентилятор 8 с электроприводом 9. Вентилятор соединен с полостью крышки угловым патрубком 10. Бункер по верхнему торцу снабжен коллектором 11, по периферии которого смонтированы трубопроводы 12. В нижнем основании крышки установлен кран 13 из прозрачного для ИК-излучения материала /например, кварца или закаленного стекла/. Полость коллектора связана с крышкой патрубком 14. Между крышкой и коллектором установлено кольцо с отверстиями и сменным фильтром 15. Бункер также снабжен патрубком для подачи материала 16 и выгрузным стыковочным узлом 17.

Устройство работает следующим образом. Периодически, по мере расходования, материал загружают в бункер через патрубок 16. Вентилятор 8, производимый в действие электроприводом 9, засасывает через щель, образованную пластиной 7 и основанием крышки 5, воздух, частично нагревающийся за счет этого основания от ИК-нагревателей 4, и затем, проходя через углевой патрубок 10 в полость крышки 3, обдувает ИК-нагреватели, охлаждая их, сам окончательно нагревается до заданной температуры. Прогретый воздух проходит через патрубок 14 в тороидальный коллектор 11, откуда по трубопроводам 12, расположенным равномерно друг от друга, входит в нижнюю часть бункера 1. Затем горячий воздух, омывая гранулы материала, проходит через всю его толщину, прогревая его и, отбирая влагу, выходит через отверстия кольца 15. Отверстия кольца закрыты съемным фильтром-чулком. Горячий отработанный воздух, выходя из бункера, поднимается вверх. Часть его при засасывании разбавляет новую порцию, что позволяет повысить КПД устройства. Количество повторно используемого воздуха можно увеличивать при увеличении диаметра пластины 7. Высотой стоек 6 определяется расстояние /ширина щели/ между верхним основанием крышки и пластиной "b": где s - площадь всасывающего отверстия вентилятора, d - диаметр отверстия пластины.

При уменьшении "b" возникает дополнительное сопротивление потоку воздуха и уменьшается давление его, что ухудшает качество сушки. Увеличение "b" приводит к уменьшению температуры воздуха, охлаждающего ИК-нагреватели, что нежелательно. За счет инфракрасного облучения через экран 13 прогревается верхний слой материала и создается завеса, предотвращающая повторное увлажнение материала. Последнее позволяет использовать экономичный режим без продувки при уменьшенной мощности ИК-нагревателей.

Опытный образец был изготовлен и опробован в работе в комплексе с реактопластавтоматом. Материал в бункере без подсушки через 2-3 часа набирал влагу, качество изготовленных деталей снижалось. Материал в заявленном устройстве сушки сохранялся сухим, а качество изделий неизменно высоким.

Формула изобретения

1. Устройство для сушки сыпучих материалов в виде вертикально вытянутого бункера с коническим завершением снизу и крышкой с нагревателями в виде ИК-излучателей, соединенной посредством воздуховода с источником теплоносителя, содержащее элемент забора теплоносителя, патрубки для его подачи и элемент отвода теплоносителя, отличающееся тем, что оно имеет коллектор, расположенный на верхнем торце бункера, под крышкой, по его периферии, соединенный с рядом вертикально ориентированных вниз вдоль бункера с внешней его стороны трубопроводов, а на нижнем основании крышки - экран, прозрачный для ИК-излучения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элемент забора теплоносителя выполнен в виде пластины с отверстием в центральной части и удаленной на расстояние от верхнего основания крышки на
где b - расстояние (зазор) между пластиной и верхним основанием крышки;
S - площадь всасывающего отверстия вентилятора;
d - диаметр отверстия в пластине.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элемент отвода отработанного теплоносителя выполнен в виде кольца с отверстиями по его периферии и фильтром на нем, расположенным между крышкой и коллектором.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что коллектор имеет тороидальную форму.

РИСУНКИ

Рисунок 1