Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов, преимущественно зерна и семян технических культур, в аппаратах шахтного типа и может быть успешно использовано в сельском хозяйстве, пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Известная шахтная зерносушилка, включающая вертикальную шахту прямоугольного сечения, в которой расположены сверху вниз сушильная и охладительная камеры, с установленными внутри подводящими и отводящими коробами, нижние части которых открыты, надсушильный и подсушильный бункеры, выпускное устройство для выгрузки зерна, напорно-распределительную камеру с вентилятором для подачи сушильного агента в сушильную камеру, вентиляционную систему для подачи охлаждающего воздуха в охладительную камеру [2].
В известной сушилке обеспечивается перекрестное взаимодействие высушиваемого материала и сушильного агента, что не может практически обеспечить высокие коэффициенты полезного действия сушилки.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является шахтная зерносушилка, включающая сушильную и охладительную вертикальные камеры прямоугольного сечения, внутри которых расположены подводящие и отводящие короба по всей высоте шахт для подвода и отвода сушильного агента в сушильной камере и для подвода и отвода охлаждающего воздуха в охладительной камере, вентиляционное оборудование, напорно-распределительные системы, над- и подсушильные бункеры, выпускной механизм [1].
Недостатком известной зерносушилки является низкий КПД сушилки в связи с недостаточным временем контакта сушильного агента с высушиваемым материалом при перекрестном их взаимодействии.
Цель изобретения - повышение эффективности и экономичности сушки сыпучих материалов за счет повышения термического КПД и интенсификации тепло- и массообмена в условиях сушки.
Цель достигается тем, что в блочной шахтной сушилке для сушки сыпучих материалов, включающей вертикальный цилиндрический корпус сушилки кипящего слоя, в верхней части которого осесимметрично расположено устройство для подачи высушиваемого материала и патрубок для отвода сушильного агента, сушильную и охладительную вертикальные камеры прямоугольного сечения, внутри которых расположены подводящие и отводящие короба по всей высоте шахт для подвода и отвода сушильного агента в сушильной камере и для подвода и отвода охлаждающего воздуха в охладительной камере, вентиляционное оборудование, напорно-распределительные системы, надсушильные и подсушильные бункеры, выпускной механизм, под сушилкой кипящего слоя расположен верхний промежуточный бункер, под которым расположены блоки сушильной камеры и блок охладительной камеры, под верхним блоком сушильной камеры расположен нижний промежуточный бункер, под которым расположен нижний блок сушильной камеры, подводящие и отводящие коллекторы блоков сушильной камеры и охладительной камеры выполнены переменного сечения от подводящих и отводящих патрубков вверх и вниз и по сторонам, нижний патрубок для ввода сушильного агента в сушилку кипящего слоя соединен трубопроводом с патрубком для отвода сушильного агента верхнего блока сушильной камеры, патрубок для ввода сушильного агента в верхний блок сушильной камеры соединен трубопроводом с патрубком для отвода сушильного агента из нижнего блока сушильной камеры, патрубок для подвода сушильного агента в нижний блок сушильной камеры соединен трубопроводом с нагнетательным патрубком вентилятора, подающего горячий сушильный агент в сушильную камеру, сушилка кипящего слоя содержит поярусно расположенные центробежные воронки в виде осесимметричных перфорированных конусов, ориентированных вершинами вверх, и центростремительные перфорированные воронки в виде усеченных конусов, ориентированных большими основаниями вверх, примыкающих к стенкам корпуса, с образованием периферийных кольцевых перетоков в центробежных воронках и с центральными отверстиями для отвода материала в центростремительных воронках, при этом угол наклона к горизонтали образующих центробежных воронок меньше угла наклона образующих центростремительных воронок, а перфорации воронок выполнены в виде арочных прорезей выпуклостью вверх, расположенных по концентрическим окружностям по отношению к осям воронок, направление осей арочных прорезей тангенциальное у центробежных воронок и под острым углом к образующим от периферии к центру на центростремительных воронках, причем патрубок отвода сушильного агента, размещенный в верхней части сушилки, установлен тангенциально к корпусу и направление его оси совпадает с направлением осей арочных прорезей центробежных воронок, а между патрубком и верхней воронкой установлен отражающий усеченный конус, ориентированный большим основанием вверх, примыкающий к стенкам корпуса и имеющий арочные прорези с выпуклостью, обращенной вниз с осями, направленными в противоположном направлении по отношению к осям прорезей в воронках, сушильная и охладительная камеры выполнены из отдельных прямоугольных блоков, в каждом блоке установлены подводящие и отводящие короба в виде каналов из двух вертикальных перфорированных пластин, сходящихся между собой под острым углом по одну и ту же сторону длины блока в плане и в разные стороны для подводящих и отводящих коробов, подводящие и отводящие короба расположены поочередно с равными интервалами между ними, пространство между пластинами соседних подводящих и отводящих коробов предназначено для заполнения высушиваемым материалом, по обоим краям ширины блоков расположены перфорированные полукороба половинной ширины, перфорации пластин коробов и полукоробов выполнены в виде прочных прорезей выпуклостью наружу коробов с осями, направленными вниз, со стороны подводящих коробов установлен съемный подводящий коллектор, имеющий патрубок для подвода сушильного агента, со стороны отводящих коробов установлен съемный отводящий коллектор, имеющий патрубок для отвода сушильного агента, над каждым подводящим и отводящим коробом установлены двухскатные крыши, а над каждым подводящим и отводящим полукоробом установлена односкатная крыша, с углом наклона к горизонтали, большим угла естественного откоса высушиваемого материала, в торцевых стенках блоков с противоположных сторон по высоте выполнены окна для установки через них коробов и крепления их отбортовок к торцевым стенкам, сходящиеся концы пластин коробов установлены на выступающих штырях с противоположных сторон окон, несколько блоков сушильной камеры могут быть соединены параллельно между собой патрубками для подвода и отвода сушильного агента, аналогично устроены блоки охладительной камеры, устройство для подачи высушиваемого материала в сушилку кипящего слоя содержит норию, надсушильный бункер и шнек, верхний промежуточный бункер снабжен датчиками верхнего и нижнего уровней, сблокированными с пусковыми устройствами, соответственно, шнека для подачи высушиваемого материала в сушилку кипящего слоя и выпускного механизма высушенного материала, патрубок отвода сушильного агента сообщен с магистралью, включающей циклон и отсасывающий вентилятор, патрубок для отвода нагретого воздуха из блока охладительной камеры сообщен трубопроводом через циклон с топкой.
Предложенная конструкция блочной шахтной сушилки для сушки сыпучих материалов за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - повышение КПД сушилки за счет увеличения времени контакта сушильного агента с высушиваемым материалом при перекрестно-противоточном их взаимодействии.
На фиг. 1 схематично представлена блочная шахтная сушилка для сушки сыпучих материалов; на фиг. 2 - вид А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 3; на фиг. 6 - вид Д-Д на фиг. 1; на фиг. 7 - вид Е-Е на фиг. 1; на фиг. 8 - разрез Ж-Ж на фиг. 6; на фиг. 9 - разрез З-З на фиг. 6; на фиг. 10 - вид К-К на фиг. 1; на фиг. 11 - вид Л-Л на фиг. 10; на фиг. 12 - вид М-М на фиг. 10; на фиг. 13 - разрез Н-Н на фиг. 12; на фиг. 14 - разрез О-О на фиг. 12; на фиг. 15 - вид П-П на фиг. 10.
Блочная шахтная сушилка для сушки сыпучих материалов включает расположенную в верхней части сушилку с кипящим слоем в виде цилиндрического корпуса 1 с поярусно расположенными в нем чередующимися центробежными воронками 2 в виде прямых перфорированных конусов, ориентированных вершинами вверх и установленных осесимметрично в цилиндрическом корпусе 1, и центростремительными воронками 3 в виде усеченных конусов, ориентированных большими основаниями вверх, примыкающими к стенкам корпуса 1, и периферийными кольцевыми перетоками 4 центробежных воронок 2 и центральными перетоками в виде отверстий 5 в центростремительных воронках 3, угол наклона к горизонтали образующих центробежных воронок 2 меньше угла наклона образующих центростремительных воронок 3, который больше угла естественного откоса высушиваемого сыпучего материала, перфорации центробежных воронок 2 для прохода сушильного агента выполнены в виде арочных прорезей 5 выпуклостью вверх, расположенных по концентрическим окружностям по отношению к осям воронок 2, направление осей арочных прорезей 6 тангенциальное, перфорации центростремительных воронок 3 для прохода сушильного агента выполнены в виде арочных прорезей 7 выпуклостью вверх, расположенных по концентрическим окружностям по отношению к осям воронок 3, оси арочных прорезей 7 направлены под острым углом к образующим от периферии к центру в одну и ту же сторону, тангенциально к корпусу 1 подсоединен патрубок 8 в верхней части корпуса 1 для отвода сушильного агента, направление патрубка 8 совпадает с направлением осей арочных прорезей 6 центробежных воронок 2, в верхней части корпуса 1 осесимметрично установлен центральный патрубок 9 для ввода высушиваемого сыпучего материала, ниже патрубка 8 для отвода сушильного агента установлен отражательный усеченный перфорированный конус 10, ориентированный большим основанием вверх, примыкающим к стенкам корпуса 1, с арочными прорезями 11, выполненными выпуклостями вниз, с осями, направленными в противоположном направлении по отношению к осям арочным прорезям 6 в центробежных воронках 2, верхний выходной патрубок 8 для отвода сушильного агента соединен с входным тангенциальным патрубком 12 циклона 13, снабженного патрубком 14 для выгрузки твердых частиц, а выходной центральный патрубок 15 циклона 13 соединен с всасывающим патрубком 16 вытяжного вентилятора 7, блочная шахтная сушилка снабжена надсушильным бункером 18, норией 19 для подачи высушиваемого материала из бункера 18 в патрубок 9. Под сушилкой с кипящим слоем расположен верхний промежуточный бункер 21 прямоугольного сечения.
Под верхним промежуточным бункером 21 расположен верхний блок 22 сушильной камеры прямоугольного сечения, внутри которого расположены подводящие 23 и отводящие 24, выполненные в виде двух сходящихся и расходящихся под острым углом между собой вертикальных перфорированных пластин, перфорации которых выполнены в виде арочных прорезей 25 выпуклостью наружу коробов 23 и 24 с осями, направленными вниз, пространства 26 между одинаково удаленными пластинами соседних подводящих 23 и отводящих 24 коробов предназначены для заполнения высушиваемым сыпучим материалом, по обоим краям ширины каждого блока расположены подводящие 27 и отводящие 28 полукороба половинной ширины и с перфорациями в виде арочных прорезей 25 выпуклостью наружу, как и в коробах 23 и 24, над каждым подводящим 23 и отводящим 24 коробом и полукоробами 27 и 28 в каждом блоке установлены двухскатные 29 и односкатные крыши с углами наклона к горизонтали больше угла естественного откоса высушиваемого сыпучего материала в сторону пространств 26 для заполнения сыпучим высушиваемым материалом, со стороны подводящих коробов 23 к блоку подсоединен подводящий коллектор 30 уменьшающегося поперечного сечения от подводящего патрубка 31 вверх и вниз, со стороны отводящих коробов 24 к блоку подсоединен отводящий коллектор 32 уменьшающегося поперечного сечения от отводящего патрубка 33 вверх и вниз, подводящий 30 и отводящий 32 коллекторы подсоединены к блоку прямоточными фланцевыми соединениями 34, в торцевых стенках верхнего блока 22 сушильной камеры с противоположных сторон подводящих 23 и отводящих 24 коробов выполнены вертикальные прямоугольные окна 35 по ширине, равной входной ширине подводящих 23 и отводящих 24 коробов, и предназначены для установки в них коробов 23 и 24, к торцевым стенкам блока 22 короба 23 и 24 крепятся вертикальными отбортовками 36 с помощью болтов, с противоположных сторон от отбортовок 36 отводящие короба 23 и 24 установлены сходящимися пластинами на вертикальные штыри 37, прикрепленные к противоположным снизу торцевым стенкам блока 22; между верхним блоком 22 и нижним блоком 38 сушильной камеры расположен нижний промежуточный бункер 39 прямоугольного сечения; отводящий патрубок 33 верхнего блока 22 сушильной камеры соединен трубопроводом 40 с патрубком 41 корпуса 1 сушилки с кипящим слоем, а подводящий патрубок 31 верхнего блока 22 соединен трубопроводом 42 с отводящим патрубком 33 нижнего блока 38 сушильной камеры, подводящий патрубок 31 нижнего блока 38 сушильной камеры соединен трубопроводом 43 с нагнетательным патрубком 44 вентилятора 45, всасывающий патрубок которого соединен трубопроводом 46 с топкой 47; под нижним блоком 38 сушильной камеры установлен блок 48 охладительной камеры, одинаковой конструкции и одинаковых размеров с блоками 22 и 38 сушильной камеры; подводящий патрубок 31 блока 48 охладительной камеры соединен с нагнетательным патрубком 49 вентилятора 50, а отводящий патрубок 33 блока 48 соединен с тангенциальным патрубком 51 циклона 52, центральный патрубок 53 которого соединен трубопроводом 54 с топкой 47; под блоком 48 охладительной камеры установлен подсушильный бункер 55, под которым расположен выпускной механизм 56. Верхний промежуточный бункер 21 снабжен датчиками верхнего и нижнего уровней сыпучего высушиваемого материала в бункере 21 (не показано), сблокированными с пусковым устройством шнека 20, подающего высушиваемый материал в сушилку с кипящим слоем, и пусковым устройством выпускного механизма 56.
Блочная шахтная сушилка для сушки сыпучих материалов работает следующим образом.
Высушиваемый материал подается норией 19 из нижнего бункера в надсушильный бункер 18, откуда шнеком 20 подается по центральному патрубку 9 в центр центробежной воронки 2 сушилки с кипящим слоем, где под действием центробежных сил сушильного агента, проходящего через тангенциально направленные арочные прорези 6, перемещается от центра к периферии, проходит через периферийный кольцевой переток 4 вниз в периферийную часть центростремительной воронки 3, где перемещается от периферии к центру под действием сил гравитации и сил инерции сушильного агента, проходящего через арочные прорези 7, направленные под острым углом от периферии к центру, откуда стекает по центральному переточному отверстию 5 вниз в центр центробежной воронки 2 и т.д. , при этом на центробежных 2 и центростремительных 3 воронках происходит тесное взаимодействие между высушиваемым сыпучим материалом и сушильным агентом, тепло- и массообмен, в результате чего поверхностная влага удаляется из материала и переходит в сушильный агент в условиях регулярно вращающегося псевдоожиженного (кипящего слоя) высушиваемого материала на центробежных 2 и центростремительных 3 воронках. Из самой нижней центростремительной воронки 3 сыпучий высушиваемый материал через центральное отверстие 5 высыпается в верхний промежуточный бункер 21, в котором установлены два датчика уровня материала (не показано), верхний и нижний, верхний уровень соответствует касанию сыпучего материала нижних кромок самой нижней центростремительной воронки 3, а нижний уровень сыпучего материала соответствует самому нижнему уровню материала, касающегося верхних кромок подводящих 23 и отводящих 24 коробов верхнего блока 22 сушильной камеры. При достижении верхнего уровня материала в бункере 21 автоматическая система блокировки останавливает шнек 20 и прекращается подача высушиваемого материала на верхнюю центробежную воронку 2 сушилки с кипящим слоем, а при достижении нижнего уровня сыпучего материала в бункере 21 автоматическая система блокировки останавливает выпускной механизм 56 и понижение уровня материала в бункере 21 прекращается вследствие остановки выгрузки материала из подсушильного бункера 55. Из верхнего промежуточного бункера 21 сыпучий высушиваемый материал самотеком поступает в верхний блок 22 сушильной камеры в пространстве 26 между пластинами подводящих 23 и отводящих 24 коробов, где взаимодействует с сушильным агентом, пронизывающим пространства, входящим через арочные прорези 25 в пластинах 23 подводящих коробов и выходящим через арочные прорези 25 в пластинах 24 отводящих коробов, в результате происходит удаление остатков поверхностной влаги и гигроскопической (капиллярной) влаги из глубины зерен сыпучего высушиваемого материала. Из верхнего блока 22 сушильной камеры высушиваемый материал самотеком поступает в нижний промежуточный бункер 39, из которого стекает в нижний блок 38 сушильной камеры аналогичной конструкции, как и верхний блок 22, в котором также происходит взаимодействие с сушильным агентом, в результате чего удаляется гигроскопическая влага из сыпучего высушиваемого материала. Из нижнего блока 38 сушильной камеры высушиваемый материал самотеком ссыпается в блок 48 аналогичной конструкции (как и блоки 22 и 38), в котором охлаждается атмосферным воздухом, подаваемым нагнетательным вентилятором 50. Нагретый в блоке 48 охладительной камеры воздух через циклон 52 подается в топку для сгорания топлива и образования дымовых газов, которые подаются вентилятором 45 в нижний блок 38 сушильной камеры по подводящему патрубку 31 и подводящему коллектору 30 в подводящие короба 23 с арочными прорезями 25, через которые входит в пространства 26, где находится высушиваемый материал, пронизывает его и выходит через арочные прорези 25 в пластинах отводящих коробов 24, через которые поступает в отводящий коллектор 32 и через отводящий патрубок 33 нижнего блока 38 сушильной камеры и по трубопроводу 42 поступает в верхний блок 22 сушильной камеры по подводящему патрубку 31 и подводящему коллектору 30 в подводящие короба 23, как и в нижнем блоке 38 сушильной камеры, а отводится сушильный агент по отводящему коллектору 32 и отводящему патрубку 33 по трубопроводу 40 в патрубок 41 в нижнюю часть цилиндрического корпуса 1 сушилки с кипящим слоем, где взаимодействует на центробежных 2 и центростремительных 3 воронках с сыпучим высушиваемым материалом в условиях вращающегося псевдоожиженного слоя, где происходит интенсивный внешний массообмен с удалением поверхностной (внешней) влаги. После сушилки с кипящим слоем сушильный агент в состоянии закрученного потока совершает винтообразное движение вверх, отражается от усеченного перфорированного конуса 10, частично проходит через арочные прорези 11 и отводится через тангенциальный патрубок 8, тангенциальный патрубок 12 циклона 13, в котором оседают унесенные твердые частицы, а очищенный сушильный агент отсасывается через центральный патрубок 15 циклона 13 вентилятором 17 и отводится в атмосферу. Сушильный агент движется противотоком по отношению к высушиваемому материалу, в результате обеспечивается максимальная движущая сила процесса, причем при начальной максимальной температуре сушильного агента в нижнем блоке 38 сушильной камеры удаляется наиболее прочно связанная с материалом гигроскопическая влага, при средней температуре сушильного агента в верхнем блоке 22 сушильной камеры удаляется часть гигроскопической и остатки поверхностной влаги, а при самой низкой температуре сушильного агента и самой высокой его относительной влажности удаляется поверхностная влага в условиях псевдоожижения при высоких линейных скоростях сушильного агента, обеспечивающих высокую эффективность внешнего массообмена. В верхнем и нижнем дополнительных бункерах происходит процесс перемещения влаги внутри материала за счет влагопроводности под действием градиента концентрации влаги. Кроме того, за счет температурного градиента происходит перемещение влаги внутри материала за счет термовлагопроводности.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ШАХТНАЯ БЛОЧНАЯ ЗЕРНОСУШИЛКА | 1994 |
|
RU2113669C1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ | 1992 |
|
RU2041434C1 |
ЗЕРНОУБОРОЧНЫЙ КОМБАЙН | 1992 |
|
RU2066947C1 |
Устройство для сушки зерна в зерноуборочном комбайне | 1989 |
|
SU1791967A1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ | 1993 |
|
RU2043588C1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ | 2004 |
|
RU2269731C2 |
ТЕПЛОВАЯ СУШИЛКА | 1992 |
|
RU2081379C1 |
СУШИЛКА ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ | 1992 |
|
RU2051320C1 |
СУШИЛКА ДЛЯ СУШКИ ФРУКТОВ И ОВОЩЕЙ | 1992 |
|
RU2053467C1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОДСУШКИ ВЛАЖНОГО ХЛЕБОСТОЯ ПЕРЕД ПРЯМЫМ КОМБАЙНИРОВАНИЕМ | 1992 |
|
RU2048054C1 |
Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов. Шахтная блочная зерносушилка включает сушильную и охладительную вертикальные камеры прямоугольного сечения, внутри которых расположены подводящие и отводящие короба по всей высоте шахт для подвода и отвода сушильного агента в сушильной камере и для подвода и отвода охлаждающего воздуха в охладительной камере, вентиляционное оборудование, напорно-распределительные системы, над- и подсушильные бункеры, выпускной механизм. Подводящие и отводящие короба выполнены в виде отдельных прямоугольных блоков, установленных один над другим. В каждом блоке установлены подводящие и отводящие короба в виде каналов из двух вертикальных перфорированных пластин, сходящихся между собой под острым углом по одну и ту же сторону длины блока в плане и в разные стороны для подводящих и отводящих коробов. Пространство между пластинами соседних подводящих и отводящих коробов предназначено для заполнения высушиваемым материалом. Подводящие и отводящие короба расположены поочередно с равными интервалами между ними, по обоим краям расположены полукороба половинной ширины и с перфорациями только на внутренних пластинах. Перфорации пластин коробов выполнены в виде прорезей выпуклостью наружу коробов с осями, направленными вниз. Над верхней сушильной камерой установлена цилиндрическая сушилка с кипящим слоем, с расположенными внутри центробежными и центростремительными перфорированными воронками. Сушилка позволяет интенсифицировать процесс сушки. 6 з.п. ф-лы, 15 ил.
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Атаназевич В.И | |||
Сушка зерна | |||
- М.: Агропромиздат, с.30, 1989 | |||
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Зерносушение | |||
- М.: ГосИЭЛ, с.184, 1951 | |||
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. | 1921 |
|
SU3A1 |
SU, 1177 627, 07.09.85 | |||
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
SU, 1334015, 30.08.87. |
Авторы
Даты
1998-07-27—Публикация
1995-03-13—Подача