Устройство для сушки высоковлажных материалов
Владельцы патента RU 2293264:
Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (RU)
Изобретение относится к устройствам для сушки высоковлажных материалов, в частности пероксидных соединений щелочных и щелочноземельных металлов. Устройство для сушки высоковлажных материалов включает сушильную камеру с поддоном для высушиваемого материала, инфракрасный излучатель, при этом сушильная камера выполнена в виде поддона и крышки, поддон с высушиваемым материалом и инфракрасный излучатель установлены на раме по разные стороны неподвижно закрепленной на раме крышки из оптически прозрачного материала с возможностью перемещения относительно нее, а в поддоне сушильной камеры установлен теплообменник. Поддон может быть установлен с возможностью поворота относительно крышки и соединен с линией вакуумирования и линией подачи нейтрального газа, на теплообменнике установлены профилирующие пластины и он соединен с циркуляционным насосом. Между теплообменником и входом в насос установлен холодильник, а между выходом из насоса и теплообменником установлен нагреватель. Изобретение должно обеспечить повышение производительности устройства для сушки высоковлажных материалов. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к устройствам для сушки высоковлажных материалов, в частности пероксидных соединений щелочных и щелочноземельных металлов.
Известно устройство для сушки высоковлажных материалов по авт.св. СССР N 1513352, МПК F 26 В 3/30, 1989 г. Устройство включает сушильную камеру, в которой установлен поддон для высушиваемого материала, в верхней и нижней панелях камеры размещены инфракрасные излучатели. Камера снабжена устройством для подачи сушильного агента и устройством для его перемешивания. Сушка продукта в таком устройстве осуществляется в два этапа с регулированием интенсивности облучения.
Недостатком известного устройства является невозможность стабилизации температуры в сушильном объеме из-за невозможности подвода тепла к высушиваемому материалу со стороны поддона.
Наиболее близким к изобретению является устройство для сушки высоковлажных материалов, включающее сушильную камеру, в которой установлен сетчатый поддон с высушиваемым материалом, инфракрасный излучатель, размещенный на верхней стенке камеры, систему подачи сушильного агента. Боковые стенки сушильной камеры, а также установленный под поддоном противень-отражатель имеют зеркально-отражательную поверхность. В сушильной камере над поддоном с материалом установлен датчик температуры, соединенный с блоком автоматического регулирования, а блок автоматического регулирования соединен с задатчиком критической температуры нагрева. Сушка материала в таком устройстве осуществляется за счет облучения прямыми и отраженными инфракрасными лучами, при этом регулирование процесса сушки обеспечивается настройкой температурного режима путем соответствующего переключения инфракрасных излучателей и изменения расстояния между поддоном и инфракрасными излучателями. Переключение инфракрасных излучателей осуществляется при достижении критической для конкретного материала температуры. Такое конструктивное выполнение устройства позволяет снизить энергоемкость процесса сушки за счет использования отражения инфракрасных лучей (патент РФ №2163992, МПК 7 F 26 В 3/30, 3/28, 2001 г.).
Однако известное устройство не позволяет создать равномерное температурное поле в массе высушиваемого материала, поскольку перемещение инфракрасных излучателей происходит только в вертикальной плоскости и от общего привода. Кроме того, при сушке высоковлажных и термически нестабильных химических продуктов, таких как пероксидные соединения щелочных и щелочно-земельных металлов, известное устройство не может обеспечить необходимую скорость удаления влаги из-за несовершенства систем нагрева и удаления выделяющихся паров воды.
Задачей изобретения является повышение эффективности процесса сушки.
Техническим результатом изобретения является повышение производительности устройства для сушки высоковлажных материалов.
Технический результат достигается тем, что устройство для сушки высоковлажных материалов, включающее сушильную камеру с поддоном с высушиваемым материалом, инфракрасный излучатель; сушильная камера выполнена в виде поддона и крышки, поддон с высушиваемым материалом и инфракрасный излучатель установлены на раме по разные стороны неподвижно закрепленной на раме крышки из оптически прозрачного материала с возможностью перемещения относительно нее, а в поддоне сушильной камеры установлен теплообменник.
Поддон установлен с возможностью поворота относительно крышки и соединен с линией вакуумирования и линией подачи нейтрального газа.
На теплообменнике установлены профилирующие пластины и он соединен с циркуляционным насосом.
Между теплообменником и входом в насос установлен холодильник, а между выходом из насоса и теплообменником установлен нагреватель.
Выполнение сушильной камеры в виде поддона и крышки и установка поддона с высушиваемым материалом и инфракрасного излучателя на раме по разные стороны неподвижно закрепленной на раме крышки из оптически прозрачного материала с возможностью перемещения относительно нее и установка в поддоне сушильной камеры теплообменника, соединенного с циркуляционным насосом, и установка на теплообменнике профилирующих пластин обеспечивает возможность регулирования интенсивности нагрева и создание равномерного температурного поля в зоне сушки продукта за счет перемещения инфракрасного излучателя по вертикальным и горизонтальным стойкам рамы. Выполнение сушильной камеры с крышкой из оптически прозрачного материала с размещенным над ней инфракрасным излучателем обеспечивает возможность визуального контроля равномерности нагрева продукта по всей поверхности. Это обеспечивает повышение производительности процесса сушки, так как исключается отставание сушки менее нагреваемых участков продукта.
Установка поддона с возможностью поворота относительно крышки обеспечивает удобство загрузки продукта и повышает безопасность работы. При термическом разложении продукта происходит снижение вакуума в полости сушильной камеры, что автоматически приводит к ее открытию, предотвращая тем самым ее разрушение. Соединение поддона с линией вакуумирования и линией подачи нейтрального газа обеспечивает интенсификацию сушки под вакуумом в токе нейтрального газа.
Установка в поддоне сушильной камеры теплообменника, соединенного с циркуляционным насосом, и установка на теплообменнике профилирующих пластин обеспечивает создание равномерного температурного поля по толщине материала счет дополнительного подогрева либо охлаждения профилирующих пластин с высушиваемым материалом в процессе сушки.
Установка между теплообменником и входом в насос холодильника обеспечивает предварительное охлаждение продукта, что исключает его термическое разложение. Установка между выходом из насоса и теплообменником нагревателя обеспечивает интенсификацию процесса сушки высоковлажных материалов, так как продукт в процессе сушки сверху нагревается инфракрасным излучателем, а снизу нагрев осуществляется теплообменником. Тем самым обеспечивая повышение производительности установки для сушки высоковлажных материалов.
На фиг.1 представлена принципиальная схема установки; на фиг.2 показан общий вид установки в рабочем состоянии в разрезе; на фиг.3 то же, в момент загрузки и выгрузки продукта; на фиг.4 показан вид поддона сверху (вид А) при снятой крышке; на фиг.5 показано сечение по Б-Б фиг.4; на фиг.6 показана профилирующая пластина; на фиг.7 - то же, сечение по В-В; на фиг.8 показана конфигурация высушиваемого материала на профилирующей пластине в процессе сушки.
Устройство для сушки высоковлажных материалов состоит из камеры 1 с системой вакуумирования и удаления паров, состоящей из вакуум-насоса 2, подключенного к штуцерам 3, и прозрачной крышки 4, которая препятствует доступу окружающей среды в камеру. Внутри камеры смонтирован теплообменник 5, в который подается теплоноситель циркуляционным насосом 6, нагревая его на выходе из насоса нагревателем 7 и охлаждая перед ним с помощью холодильника 8. Линия подачи теплоносителя снабжена измерителем и регулятором температуры 9, в качестве которого может использоваться термопара, соединенная с потенциометром. Камера 1 вентилируется нейтральным газом, в качестве которого используется воздух, осушенный и очищенный от диоксида углерода в адсорбере 10. В адсорбер 10 воздух попадает через вентиль 11 и ротаметр 12, из адсорбера 10, в свою очередь, проходя дроссель 13, нейтральный газ попадает через штуцер 14 в камеру 1. На теплообменнике 5 установлены профилирующие пластины 15 с высушиваемым материалом 16. Профилирующие пластины 15 изготовлены из материала, не взаимодействующего с высушиваемым материалом, например из фторопласта Ф-4, и снабжены выступами и впадинами для формовки высушиваемого материала в процессе сушки.
Камера 1 установлена на раме, содержащей основание 17, вертикальные стойки 18, на которых установлены горизонтальные стойки 19 с возможностью перемещения посредством втулок 20. При этом поддон 21 установлен с возможностью поворота относительно горизонтальных стоек 19 и соединен с крышкой из прозрачного материала 4 посредством уплотнения 22. На горизонтальных стойках 19 установлен также инфракрасный излучатель 23 в виде четырех ламп накаливания и отражатель 24.
Устройство работает следующим образом.
Продукт 16 укладывается на профилирующие пластины 15, которые помещаются в камеру 1, находящуюся в открытом положении (как показано на фиг.4), на теплообменник 5. Камера герметизируется путем поворота поддона 21 вокруг горизонтальной стойки 19 в положение до соприкосновения уплотнения 22 с прозрачной крышкой 4. В камере 1 через штуцеры 3 создается разрежение вакуум-насосом 2 и подводится тепло путем включения инфракрасного излучателя 23 и подачи циркуляционным насосом 6 в теплообменник 5 теплоносителя, подогретого в нагревателе 7. Интенсивность нагрева регулируется перемещением инфракрасного излучателя 23 и отражателя 24 относительно вертикальных стоек 18 с помощью втулок 20. Температура теплоносителя на входе в камеру 1 регулируются с помощью термопары 9. В процессе сушки осуществляется дозированная подача нейтрального газа через штуцер 14, дроссель 13, вентиль 11, ротаметр 12 и адсорбер 10 в камеру 1 очищенного от паров воды и двуокиси углерода. Подача тепла от инфракрасного излучателя 23 осуществляется через прозрачную крышку 4. Перед выгрузкой продукта нагрев прекращается и в теплообменник 5 циркуляционным насосом 6 подается охлажденный в холодильнике 8 теплоноситель и отключается вакуум-насос 2, поддон 21 поворачивается в наклонное положение до упора в основание 17 и извлекается продукт.
Предложенное устройство позволяет повысить производительность устройства для сушки высоковлажных материалов.
1. Устройство для сушки высоковлажных материалов, включающее сушильную камеру и инфракрасный излучатель, отличающееся тем, что сушильная камера выполнена в виде поддона и крышки, поддон с высушиваемым материалом и инфракрасный излучатель установлены на раме по разные стороны неподвижно закрепленной на раме крышки из оптически прозрачного материала с возможностью перемещения относительно нее, а в поддоне сушильной камеры установлен теплообменник.
2. Устройство для сушки высоковлажных материалов по п.1, отличающееся тем, что поддон установлен с возможностью поворота относительно крышки и соединен с линией вакуумирования и линией подачи нейтрального газа.
3. Устройство для сушки высоковлажных материалов по п.1, отличающееся тем, что на теплообменнике установлены профилирующие пластины и он соединен с циркуляционным насосом.
4. Устройство для сушки высоковлажных материалов по п.1, отличающееся тем, что между теплообменником и входом в насос установлен холодильник, а между выходом из насоса и теплообменником установлен нагреватель.
