Комбинированная сушилка для длинномерных материалов

 

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

О П И С А Н И Е < 954748

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 т,- (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 16. 01. 81 (21) 3237839/24-06 (51) Щ. Кл.

F 26 В 13/04 с присоединением заявки № 3238232/24-06 (23) Приоритет

3Ъеударстаенный камнтет

СССР

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30 .08. 82 но делам нэабретеннй н еткрытнй (53) УДК66.047. .775.5(088.8) (1

А. А. Шубин, В. В. Вялков, B. Н. Кисельников С.И. Горнаков

1 " :,,:)

Ивановский химико-технологический инст,ут (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) КОМБИНИРОВАННАЯ СУШИ)1КА ДЛЯ ДПИННОМЕРНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к комбинированным устройствам, применяемым для сушки длинномерных материалов, в частности газопроницаемых и гаэонепроницаемых натуральных и синтет ических материалов, и может быт ь использовано в текстильной, химической и целлюлозно-бумажной отраслях промышленности.

Сушку полотнообразных материалов из натуральных и искусственных волокон производят, используя два способа подвода тепла к материалу кондуктивный и конвективный. Кондуктивный способ подвода тепла к материалу осуществляется при использовании контактных сушильных барабанов, обогреваемых паром.

Известна сушилка для двухсторонней сушки тканей, которая представляет собою четыре колонки по пять вращающихся цилиндров, обогреваемых паром. Цилиндры установлены в шахматном порядке на вертикальных

2 стойках, внутри которых для подачи ° к цилиндрам пара и отвода конденсата проложены трубопроводы. Остов машины выполнен иэ сварных рам.

Ткань, заправленная на цилиндры, транспортируется ими, сушится и разглаживается. Вытяжной вентилятор удаляет из сушилки влажный воздух и создает в ней разрежение. На . выходе ткань охлаждается (1) .

Недостатком указанной конструкции является большая металлоемкость остова, вследствие чего удлиняется время разогрева цилиндров. Кроме того, при неполном удалении кон» денсата иэ цилиндров на внутренней поверхности их стенок образуется слой конденсата, увеличивающий тер2о мическое сопротивление и снижающий интенсивность сушки и производитель-. ность ° Наличие большого количества перегибов ткани увеличивает воэможность ее обрыва в процессе сушки и

3 95474 уменьшает ее натяжение, которое способствует разглаживанию ткани.

Известны также сушилки для длинномерных материалов, содержащие обогреваемые изнутри цилиндры, охватывающие с обеих сторон материал, и расположенные на входе и выходе мат ер иала отжимные вал ки (2) .

В этих сушилках в результате отжима влаги валками несколько улуч- 10 шаются условия сушки, но в основном она характеризуется всеми недостатками предыдущей сушилки.

Известны сушилки, предназначенные для сушки и термообработки хлоп- !5 чатобумажных и штапельных тканей после специальной пропитки. В них используется принцип высокотемперао турной {до 550 С) радиально-конвективной сушки ткани продуктами сго. рания газа в смеси с воздухом. Эти сушилки содержат камеру, обогреваемую двумя газовыми горелками туннельного типа, которые вмонтированы в смесительную трубу. Горелки и труба расположены в нижней части камеры под нижним рядом роликов. Пространство между трубой и ограждением представляет собой канал, по которому воздух из помещения поступает в трубу че30 реэ жалюэийные решетки, имеющ еся в нижней части сушилки, ткань транспортируется верхними и нижними привод-, ными роликами, воздух для горелок подается центробежным вентилятором (3).

Основной недостаток указанных сушилок заключается в том, что интенсивность сушки в них достигается не в результате соплового обдува, а вследствие высокой температуры теплоносит еля.

Кроме того, в сушилках могут накапливаться продукты сгорания органической пыли и ворса,,загрязняющие их наличие большого количества перегибов ткани увеличивает возможность ее обрыва в процессе сушки.

Получают широкое ра спрос тра нение комбинированные типы сушилок, у которых имеется большая возможность интенсификации тепло-, и массообмена в процессе сушки и улучшение качества.

Наиболее близкой к предлагаемой является комбинированная сушилка для длинномерных материалов, содержащая 55 корпус с расположенными по обе стороны материала камерами нагрева, образующими со стенками корпуса перифе8 4 рийные каналы {сопла), а с материалом камеры нагрева образуют окна (!!)

Влага иэ материала удаляется в результате нагрева его от нагрева" телей, являющихся источниками инфракрасного излучения. Теплоноситель обдувает высушиваемый материал как сверху, так и снизу, проходя через сопла, приобретает большую скорость движения и производит зжекцию пара из камер нагрева. В результате зтого в камерах нагрева создается пониженное давление, что способствует интенсивному удалению влаги, Однако интенсивность тепло- и мас" сообмена в процессе сушки в известной сушилке недостаточна, так как для создания разрежения в камерах нагрева требуется большой расход теплоносителя, который используется как сушильный агент неполностью в связи с малым временем контакта его с материалом и невозможностью создания противотока между ним и высушиваемым материалом на достаточно большой длине. В связи с тем, что испаряемая иэ материала влага, зжектируемая соплом в сторону выхода высушиваемого материала, находится с ним в контакте, часть влаги переходит обратно в материал, т.е. происходит его увлажнение на выходе. В камерах нагрева при иопарении влаги на материале образуются паровые пленки, значительно понижающие тепло- и массообмен. Максимальное насыщение пленок паром замедляет процесс испарения влаги иэ материала и приводит к его местному нагреву, что снижает ка чест во суш ки. Температура высушенного материала на выходе равна температуре отходящего теплоносителя. Эффективность снижается вследствие того, что снижаются относительные скорости при прямотоке теплоносителя и материала, а это приводит к снижению интенсивности т епло- и ма ссообме нных проце ссов.

Цель изобретения - интенсификация тепло- и массообмена.

Поставленная цель достигается тем, что стенки каждой камеры выполнены в виде цилиндрических поверхностей разного радиуса, установленных с перекрытием и образующих щелевые зазоры с выходом навстречу движению материала, а за окнами по ходу движения материала установлены уплотнитель ные ролики.

9 47

20

35

В периферийных каналах в шахматном порядке по длине корпуса установлены радиальные перегородки, соединяющие его стенки со стенками камер нагрева, между которыми по обе стороны материала расположены параллельно ему перфорированные перегородки, На фиг. 1 показана предлагаемая сушилка (без радиальных и перфорированных перегородок); на фиг. 2 - то же (с радиальными и перфорированными перегородками).

Корпус 1 сушилки содержит воздухоподвод 2, воздухоотвод 3 и расположенные с обеих сторон высушиваемого материала камеры 4 нагрева с нагревателями 5, Стенки камеры выполиены иэ цилиндрических элементов 6 и

7 разного радиуса с внутренними отражательными поверхностями, образующ их со стенками корпуса и ер и фер ийные каналы (сопла 8). В каждой камере 4 цилиндрические элементы разного диаметра частично перекрывают друг друга с образованием щелевых зазоров 9, выход которых направлен в сторону, противоположную движению высушиваемого материала. За камерами 4 (по ходу движения высушиваемого материала) установлены уплотнительные ролики 10. На входе в корпус установлены отжимные валы 11, а на выходе из него - валы 12, протягивающие полатнообразный материал 13. Воэдухоподвод 2 выполнен со стороны выхода высушенного материала, а воздухоотвод 3 - со стороны входа влажного материала. Нагреватели 5 - источники инфракрасного излучения. Сушилка может иметь радиаль4о ные перегородки 14 и перфорированные перегородки 15, расположенные между камерами нагрева. Камеры 4 с материалом 13 образуют окна 16 для прохода последнего.

I 45

Комбинированная сушилка без перегородок работает следующим образом. . Высушиваемый материал 13 .направляют в корпус 1 сушилки, механически обезвоживают отжимными валами 11 и протягивают через сушилку валами 12.

Теплоноситель (воздух), поступающий в корпус 1 через воздухоподвод 2, выполненный со стороны выхода материала отсасывают вентилятором (не но1

55 казан), подсоединенным к воздухоотводу 3. Огибая камеры 4 с нагревателями 5, расположенными с обеих сторон высушиваемого материала, воздух, 48 6 проходя через сопла 8, эжектирует из камер 4 через щелевые зазоры 9 паровоздушную смесь. Вследствие эжекции в камерах 4 создается пониженное давление.

Разность, давлений внутри и снару жи камер 4 компенсируется тем, что часть паровоздушной смеси, эжектируемой из камер нагрева, возвращается в них через окна 16 для входа материала, образованные цилиндрическими элементами 6 меньшего радиуса.

Рециркуляцией воздуха исключается перегрев высушиваемого материала 13 и образование застойных паровых эон в камерах нагрева. Резкий перепад температур между материалом, выходящим из камер нагрева,и проходящим внутри корпуса 1 воздухом способствует интенсивному удалению влаги из материала. Обдувая высушиваемый материал, воздух охлаждает его, вследствие чего температура материала на, выходе из сушилки становится равной температу1 е входящего в сушилку воздуха;На выходе высушиваемого материала . из камер 4 нагрева стоят уплотнительные ролики 10, перекрывающие доступ воздуха внутрь камер 4 и выход паровоздушной смеси наружу со стороны выхода материала. Вследствие того, что по мере прохождения воздуха через сушилку он нагревается и увлажняется, режим осциллирования (нагревохлаждение), в котором сушилка работает, затухает, что и требуется в начальный момент времени при сушке влажного материала.

В результате проведенных испытаний .на полотне - диагональ хлопчатобумажная маланжевая - установлено, что интенсивность удаления влаги в предлагаемой комбинированной сушилке по сравнению с сушильными цилиндрами выше на 304, удельные расходы тепла также уменъшены на 304.

Комбинированная сушилка для сушки полотнообразных гаэопроницаемых материалов с перегородками (фиг. 2) работает так же, как и сушилка без перегородок (фиг. 1).

Вы суши ваемый материал 13, направляемый в. корпус 1 сушилки, механи чески обезвоживается отжимными вала" ми 11 и протягивается через сушилку валами 12. Теплоноситель (воздух) поступает в корпус 1 сушилки через воздухоподвод 2, а отсасывается через воздухоотвод 3. 11ронизывая ма954748 териал, движущийся между перфорированными перегородками 15, воздух охлаждает его, вследствие чего температура материала на выходе из сушилки становится равной температуре входящего в сушилку воздуха. Огибая камеры нагрева воздух, проходя через сопла 8, эжактирует из камер .через щелевые зазоры 9 паровоздушную смесь.

Вследствие эжекции в камерах 4 создается пониженное давление ° Разность давлений внутри камер нагрева и снаружи них компенсируется тем, что часть паровоздушной смеси, эжектируемой из камер нагрева, возвращается в них через щелевые зазоры 9, образованные цилиндрическими элементами 6 и 7 и расположенные со стороны перегородок 14, образующих газоход в корпусе сушилки. fhрегрев материала и образование застойных паровых зон в камерах нагрева ис ключает ся ре циркуля цией воздуха и вследствие того, что паровоздушная смесь дополнительно пронизывает высушиваемый материал в самих камерах нагрева. Резкий перепад температур между материалом, выходящим из камер нагрева, и пронизывающим его потоком воздуха способствует интенсивному удалению влаги из материала.

Уплотнительные ролики 10 играют ту же роль, что и в сушилке без перегородок. Сушилка с перегородками по интенсивности удаления влаги превосходит сушилки с контактными цилиндрами в 3,2 раза, а для воздухопроницаемых материалов - в 8,4 раза, Кроме того, сушилка отличается сравнительно низким удельным расходом тепла (690-1000 ккал/кг влаги) .

Испол ьзова ние в промыыле нност и предлагаемой комбинированной сушилки для полотнообразных газопроницаемых материалов дает дополнительно снижение металлоемкости конструкции, уменьшение производствен ной площади и позволяет полностью автоматизироват ь проце сс.

Предлагаемую сушилку легко можно включать в поточные линии. формула изобретения

10 1. Комбинированная сушилка для дли нномер ных мат ери алов, содержащая корпус с расположенными по обе стороны материала камерами нагрева, образующими со стенками корпуса пе15 риферийные каналы, а с материалом окна, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплои массообмена, стенки каждой камеры выполнены в виде цилиндрических по20 верхностей разного радиуса, установленных с перекрытием и образующих щелевые зазоры с выходом навстречу движению материала, а за окнами по ходу движения материала установлены

2S уплотнительные ролики.

2. Сушилка по и. 1, отл и ч аю щ а я с я тем, что в периферийных каналах в шахматном порядке по длине корпуса установлены радиальные перегородки, соединяющие его стенки со стенками камер нагрева, между которыми по обе стороны материала расположены параллельно ему перфорированные перегородки.

3S

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бельцов В.M. Технологическое оборудование отделочных фабрик текстильной промышленности. Л., "Машиностроение", 1974, с. 145.

2. Авторское свидетельство СССР " 127989, кл. F 26 В 13!06, 1960, 3. Москвичев Н.Т., Чупыгин А.Г.

Оборудование хлопкоотделочных предприятий. М., "Легкая индустрия", 1966, с. 222.

4. Авторское свидетельство СССР

11 566099, кл. F 26 В 13/02, 1975.