Сушилка для сыпучих продуктов
Изобретение относится к устройствам для сушки рыхлого или сыпучего, например, гранулированного материала и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Сушилка для сыпучих продуктов содержит цилиндрическую сушильную камеру, вращательно смонтированную вокруг коаксиально размещенного в камере пустотелого вала с радиальными отверстиями, через которые из полости вала подается в камеру горячий воздух. По длине камеры на внутренней ее стенке закреплена винтовая поверхность, на витках которой установлены радиальные лопатки, перемешивающие подаваемый в камеру продукт. Изобретение должно обеспечить высокую эффективность при сушке продуктов с различными физико-механическими свойствами (сыпучесть, текучесть, вязкость и т.д.). 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к устройствам для сушки рыхлого или сыпучего, например, гранулированного материала и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Известны многочисленные конструкции тепломассообменных аппаратов, применяемых в качестве сушилок для сыпучих продуктов, например, сушилки, использующие для перемещения продукта в процессе сушки шнековые транспортеры.
Принципиально такой транспортер представляет собой вращающийся вал с винтовой поверхностью (шнек), заключенный в трубу (цилиндрическую камеру). При вращении вала помещенный в камеру продукт винтовой поверхностью (шнеком) перемещается вдоль камеры. Сушка продукта при его перемещении происходит за счет того, что вал шнека выполнен пустотелым с радиальными отверстиями на его цилиндрической поверхности, через которые выходит в камеру горячий воздух, закачиваемый внутрь вала (см., например, авт. св. №579516, МПК F26B 17/20, B65B 37/10, 1976).
В связи с тем, что подлежащие сушке продукты могут резко различаться по своей вязкости или текучести, разные сушилки при сходстве общего конструктивного принципа различаются по конкретному конструктивному исполнению, что повышает их эффективность применительно к конкретному обрабатываемому продукту.
Например, при сушке продуктов, обладающих адгезионными или когезионными свойствами используется такой шнек, в котором часть винтовой поверхности выбрана, а сам шнек наряду с вращением совершает возвратно-поступательное движение, в камере устанавливается гребенка, состоящая из ряда очистительных пластин, взаимодействующих с элементами винтовой поверхности и т.д. (см., например, авт.св. №1698605, МПК F26B 17/18, 1989).
Подобные конструктивные усовершенствования значительно усложняют и удорожают устройство в целом, которое к тому же теряет универсальность, снижается его надежность и усложняется обслуживание.
Поскольку в свете решаемой заявленным изобретением задачи в нем использован только известный принцип ее решения, а конструктивные различия, заложенные в известных устройствах, не имеют для заявленного существенного значения, то за прототип заявленного может быть принято изобретение по авт.св. №96133, МПК F26B 17/18, 1952, «Питатель-подсушиватель», в котором известный принцип раскрыт в наиболее «чистом виде».
Известное устройство содержит горизонтально расположенную неподвижную круглую сушильную камеру, внутри которой вращательно смонтирован полый вал с наружной винтовой (спиральной) поверхностью (шнек), имеющий на своей цилиндрической поверхности радиальные отверстия, через которые нагнетаемый в полость вала теплоноситель (горячий воздух) поступает в сушильную камеру.
Во время работы вращающийся шнек перемещает вдоль камеры находящийся там продукт от загрузочного к разгрузочному бункеру.
Очевидно, что конструктивная реализация одного лишь принципа, заложенного в известном устройстве, приводит к его неэффективности, чем и объясняются его дальнейшие усовершенствования.
Так, транспортировка продукта шнеком требует повышенных энергозатрат, поскольку беззазорное взаимодействие винтовой поверхности вращающегося вала с неподвижными стенками цилиндрической сушильной камеры невозможно, а значит, например, при сушке зерна будет происходить его перетирание, на дне камеры будет спрессовываться слой продукта, который не будет просушиваться (известны, например, конструкции, в которых для разрушения и просушки этого слоя в стенках камеры также выполняются продуваемые теплоносителем отверстия), устройство становится трудоемким при изготовлении и обслуживании (периодический профилактический осмотр камеры, ее регулярная очистка, ремонт и замена изношенных деталей, особенно шнека вследствие его повышенного износа) и т.д.
Перед заявленным изобретением была поставлена задача создать достаточно простую по конструкции сушилку, имеющую высокую эффективность и универсальность при сушке сыпучих продуктов (материалов) с различными физико-механическими свойствами.
Поставленная задача решается тем, что предложена сушилка для сыпучих продуктов, содержащая цилиндрическую преимущественно горизонтально ориентированную камеру, в которой коаксиально смонтирован пустотелый вал с радиальными отверстиями и винтовая поверхность.
Новым в предложенной сушилке является то, что на витках винтовой поверхности установлены радиальные лопатки, а поверхность закреплена на внутренней стенке камеры, вращательно смонтированной вокруг вала.
Технический результат предложенной сушилки заключается в ее высокой эффективности при сушке продуктов с различными физико-механическими свойствами (сыпучесть, текучесть, вязкость и т.д.), поскольку без каких-либо дополнительных конструктивных усложнений каждая отдельная гранула обрабатываемого продукта просушивается равномерно и одинаково с остальными независимо от количества продукта в сушилке, а в самой сушилке отсутствуют даже предпосылки к возникновению каких-либо застойных (экранированных) зон, в которых мог бы скопиться непросушиваемый продукт.
На фиг.1 схематически показана заявленная сушилка для сыпучих продуктов, вид сбоку; на фиг.2 - схема вала в его поперечном сечении.
Сушилка для сыпучих продуктов (устройство) содержит цилиндрическую сушильную камеру 1, вращательно смонтированную между неподвижными загрузочным 2 и разгрузочным 3 бункерами. На внутренней стенке камеры 1 закреплена винтовая поверхность 4. Внутри камеры коаксиально размещен неподвижный пустотелый вал 5 с радиальными отверстиями 6. Полость вала 5 связана воздуховодом 7 с устройством подачи теплоносителя (горячий воздух), которое ввиду общеизвестности на чертежах не показано.
В изобретении-прототипе вал, аналогичный валу 5 заявленной сушилки, выполняет две функции: функцию общеизвестного в технике вращающегося вала, передающего крутящий момент и воспринимающего силовые нагрузки, и функцию воздуховода, подающего в сушильную камеру горячий воздух. В отличие от прототипа в заявленном устройстве вал 5 выполняет только вторую функцию воздуховода и назван валом формально, как элемент, сходный с прототипом по совокупности существенных признаков (наличие пустотелости и радиальных отверстий), хотя и не вращается. Поэтому, исходя из технологических соображений, вал 5 целесообразно изготовить, например, трехгранным из тонколистовых полос, при этом его радиальные отверстия 6 легко выполняются на стыке этих полос (см. фиг.2).
Каждый из витков винтовой поверхности 4 имеет радиальные лопатки 8, количество, площадь и конфигурация которых выбираются конструктивно.
Устройство работает следующим образом.
С началом вращения по стрелке «А» камеры 1 относительно неподвижных бункеров 2 и 3 внутрь вала 5 по стрелке «Б» подается теплоноситель (горячий воздух), который, выходя из отверстий 6 вала 5 попадает внутрь камеры 1. В то же время подлежащий сушке продукт подается в загрузочный бункер 2 по стрелке «В», откуда попадает в сушильную камеру 1. Далее продукт захватывается вращающейся винтовой поверхностью 4 и ее лопатками 8, которые, поднимая продукт вверх, ссыпают его на неподвижный вал 5. Выходящие из отверстий 6 вала 5 струи горячего воздуха рассеивают стекающую с лопаток 8 массу продукта, интенсивно и многократно, по мере продвижения продукта вдоль камеры, обдувая и равномерно подсушивая каждую в отдельности гранулу продукта. Интенсивность процесса регулируется в широких пределах скоростью вращения камеры (при необходимости и изменением величины ее уклона, объемом и температурой поступающего в камеру теплоносителя, длиной камеры (разработана конструкция секционной камеры, позволяющая менять ее длину) и т.д., что дает возможность использовать одну и ту же сушилку для сушки продуктов с различными свойствами.
Прошедший через камеру высушенный продукт попадает в разгрузочный (приемный) бункер 3, откуда ссыпается самотеком по стрелке «Г».
Сушилка для сыпучих продуктов, содержащая цилиндрическую камеру, в которой коаксиально смонтированы пустотелый вал с радиальными отверстиями и винтовая поверхность, отличающаяся тем, что на витках винтовой поверхности установлены радиальные лопатки, а поверхность закреплена на внутренней стенке камеры, вращательно смонтированной вокруг вала.
