СУШИЛКА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА, НАПРИМЕР ЗЕРНА, И РАБОЧАЯ КАМЕРА ЗЕРНОСУШИЛКИ ИЛИ ИНОЙ ТЕПЛОМАССООБМЕННОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2005 года по МПК F26B17/12 

Изобретения относятся к устройствам для сушки сыпучего материала и могут использоваться преимущественно в зерносушилках.

Известна зерносушилка (фиг.1 в описании к а.с. СССР N 890050, М. кл.3 F 26 В 17/12, опубл. 15.12.81. Бюл. №46), включающая шахту с дистанционно расположенными в ней коробами (подводящими и отводящими газопроводами), надсушильный бункер и выпускной механизм, то есть приемное и выпускное устройства, первое из которых расположено над шахтой, средства создания в обрабатываемом материале рабочих потоков газовой среды, связанные с газопроводами шахты (вентиляторы, теплогенератор, соединительные трубопроводы и т.д., на схеме аналога они не показаны), подсушильный бункер, то есть установленное под шахтой устройство сужения потока материала.

Выпускное устройство в сушилке-аналоге имеет крупные подвижные элементы с приводом для их колебаний. Оно расположено непосредственно под шахтой, как и шахта имеет значительную ширину, что затрудняет периодически требующуюся его очистку. Кроме того, устройство сужения потока материала в этой сушилке не участвует в процессах тепломассообмена - в сушке или охлаждении материала. Не повышая производительность, оно увеличивает полную высоту, общую массу сушилки и ее материалоемкость (отношение суммарной массы сушилки, включая строительную часть, к ее паспортной производительности), что удорожает сушку.

Прототипом заявленной сушилки является зерносушилка А1-УЗМ (Атаназевич В.И. Сушка зерна. - М.: Агропромиздат, 1989. - с. 80-87, рис.39, 40 и с. 39, 40, рис.17). Сушилка-прототип включает шахту (в частности, первую сушильную шахту и тепловлагообменник) с дистанционно расположенными в ней подводящими и отводящими газопроводами, приемное и выпускное устройства, первое из которых расположено над шахтой, средства создания в обрабатываемом материале рабочих потоков газовой среды, связанные с газопроводами шахты, установленное под шахтой и снабженное центральным рассекателем устройство сужения потока материала, с выходом (окном для выхода материала) которого соединено выпускное устройство. Последним, в частности, являются специальные задвижки.

Сушилка-прототип имеет компактное и доступное для обслуживания выпускное устройство. Однако в ней, как и в рассмотренном аналоге, устройство сужения потока материала не участвует в процессах тепломассообмена, хотя увеличивает полную высоту и общую массу сушилки, то есть повышает ее материалоемкость.

Задача первого изобретения - снижение материалоемкости сушилки путем расширения функций ее устройства сужения потока материала (создания условий для дополнительного осуществления в нем процессов тепломассообмена, в частности охлаждения материала).

Эта задача решена тем, что заявленная сушилка сыпучего материала, например зерна, как и ее прототип, включает хотя бы одну шахту с дистанционно размещенными в ней подводящими и отводящими газопроводами, приемное и выпускное устройства, первое из которых расположено над шахтой, средства создания в обрабатываемом материале рабочих потоков газовой среды, связанные с газопроводами шахты, установленное под шахтой и снабженное центральным рассекателем устройство сужения потока материала, с выходом которого соединено выпускное устройство. Однако, в отличие от прототипа, в этой сушилке устройство сужения потока материала выполнено в виде рабочей, например охладительной, камеры, имеющей под центральным рассекателем газовый коллектор, который связан с соответствующими средствами создания в обрабатываемом материале рабочих потоков газовой среды, при этом шахта и рабочая камера соединены друг с другом так, что продольные оси газопроводов шахты и коллектора камеры скрещиваются.

Названные отличительные признаки в совокупности с известными признаками во всех случаях осуществления заявленной сушилки создают условия для выполнения ее устройством сужения потока материала одновременно двух функций - сужения и дополнительной сушки или охлаждения потока проходящего через него материала, то есть обеспечивают технический результат, указанный в задаче первого изобретения. При этом скрещивающееся расположение продольных осей газопроводов шахты и коллектора камеры не только упрощают компоновку сушилки, снижая ее материалоемкость, но и дополнительно повышает равномерность движения материала в шахте, что улучшает качество сушки.

Второе изобретение группы - рабочая камера зерносушилки или иной тепломассообменной установки.

Известна рабочая камера сушилки зерна (патент РФ N 2183308 С2, 7 F 26 В 17/12, опубл. 10.06.2002, бюл. №16; заявка №97103258/06 от 05.03.1997). Она имеет торцевые и газопроницаемые боковые стенки, между верхними частями которых выполнено окно для входа материала, в частности зерна. В камере расположен газовый коллектор, верхняя клинообразная часть которого одновременно является центральным рассекателем. Коллектор примыкает к торцевым стенкам и отделен от каждой боковой стенки полостью для материала. Нижние части боковых стенок камеры приближены друг к другу и образуют между собой и торцевыми стенками окно для выхода материала. Одна из торцевых стенок камеры имеет окно для ввода в коллектор или вывода из него газовой среды.

Такая ромбообразная камера-аналог, имеющая одинаковую ширину окон для входа и выхода материала, не может одновременно выполнять функцию устройства сужения потока обрабатываемого материала, необходимого для реализации предложенной сушилки.

Прототипом заявленной камеры является рабочая камера сушилки зерна (пат. РФ №2143090 С1, кл.6 F 26 В 17/12, опубл.20.12.1999. Бюл. №35). Она имеет торцевые и газопроницаемые боковые стенки, между верхними частями которых выполнено окно для входа материала, в частности зерна, центральный рассекатель с газовьм коллектором под ним, примыкающий к торцевым стенкам и отделенный от каждой боковой стенки полостью для материала. Нижние части боковых стенок приближены друг к другу и образуют между собой и торцевыми стенками окно для выхода материала. Хотя бы одна торцевая стенка камеры имеет окно для ввода в коллектор или вывода из него газовой среды.

Камера-прототип, как и камера-аналог, выполнена ромбообразной. Она не может совмещать свою работу с функцией устройства сужения потока материала, что необходимо для заявленной сушилки, и может быть рационально для других тепломассообменных установок.

Задача второго изобретения - расширение функций рабочей камеры путем создания условий для совмещения в ней процессов тепломассообмена и равномерного сужения проходящего через нее потока обрабатываемого сыпучего материала, например зерна.

Эта задача решена тем, что заявленная рабочая камера зерносушилки или иной тепломассообменной установки, как и ее прототип, включает торцевые и газопроницаемые боковые стенки, между верхними частями которых выполнено окно для входа материала, в частности зерна, центральный рассекатель с газовым коллектором под ним, примыкающий к торцевым стенкам и отделенный от каждой боковой стенки полостью для материала. Нижние части боковых стенок приближены друг к другу и образуют между собой и торцевыми стенками окно для выхода материала. Причем хотя бы в одной торцевой стенке имеется окно для ввода в коллектор или вывода из него газовой среды.

Однако, в отличие от прототипа, в заявленной камере боковые стенки в зоне верхней части газового коллектора отклонены от него так, что расстояние между этими стенками в окне для входа материала больше, чем расстояние между ними в окне для выхода материала.

Названное отклонение боковых стенок в совокупности с известными признаками всегда, при осуществлении заявленной камеры, создает условия для входа в камеру, в частности из шахты сушилки, широкого потока обрабатываемого материала, совмещения в ней процессов тепломассообмена и равномерного сужения исходного (входящего) потока материала при прохождении его через камеру, то есть обеспечивает технический результат, указанный в задаче второго изобретения.

Кроме того, справа и слева от центрального рассекателя могут быть выполнены боковые рассекатели. При этом под каждым боковым рассекателем, а также под коллектором, в окне или напротив окна для выхода материала, установлен соответствующий регулируемый клапан. Это позволяет повысить равномерность движения исходного потока материала при значительной ширине входного окна камеры.

Суть первого и второго изобретений поясняется чертежами.

На фиг.1 показаны заявленные сушилка (фрагмент) и входящая в нее рабочая камера, вид спереди с местными разрезами, схема; на фиг.2 - вид А фиг.1 с местным разрезом.

На чертежах приняты следующие обозначения:

1 - шахта левая или правая;2 - подводящий газопровод;3 - отводящий газопровод;4 - приемное устройство;5 - выпускное устройство;6 - теплогенератор;7 - вентилятор охлаждения;8, 9 - вентиляторы сушки;10 - распределитель;11 - торцевая стенка камеры;12 - боковая стенка камеры13 - верхняя стенка коллектора;14 - нижняя стенка коллектора;15 - боковой рассекатель;16 - клапан рассекателя;17 - клапан коллектора.W - ширина шахты или входного окна камерыV - ширина устройства 5 или выходного окна камеры.

Сушилка (фиг.1,2) имеет слева шахту 1 с дистанционно размещенными в ней подводящими 2 и отводящими 3 газопроводами, приемное 4 и выпускное 5 устройства, первое из которых расположено над шахтой 1, средства создания в обрабатываемом материале рабочих потоков газовой среды, в частности теплогенератор 6, вентиляторы: охлаждения 7 и сушки 8, 9, связанные через распределитель 10 с подводящими газопроводами 2. Под шахтой 1 установлено устройство сужения потока материала, выполненное в виде заявленной рабочей, в частности охладительной, камеры, с выходным окном которой соединено выпускное устройство 5.

Заявленная рабочая камера (фиг.1, 2), являющаяся одновременно устройством сужения потока материала, имеет торцевые 11 и газопроницаемые боковые 12 стенки. Между верхними частями стенок 11 и 12 выполнено окно для входа материала в камеру, в частности из шахты 1, шириной W (фиг.1). Нижние части правой и левой боковых стенок 12 приближены друг к другу и образуют между собой и торцевыми стенками 11 окно шириной V для выхода материала.

Внутри рабочей камеры имеется центральный рассекатель с газовым коллектором под ним. В данном примере (фиг.1) коллектор ограничен сверху левой и правой стенками 13, расположенными в виде клина. Верхние части стенок 13 одновременно образуют центральный рассекатель, который в других случаях может иметь свои стенки. Нижняя часть коллектора может быть открытой или ограниченной двумя газопроницаемыми стенками 14. Стенки 13 и 14 примыкают к торцевым стенкам 11, однако от боковых стенок 12 они отделены левой и правой полостями для обрабатываемого материала. Хотя бы в одной торцевой стенке 11 выполнено окно, например квадратное (фиг.1), предназначенное для ввода в коллектор или вывода из него газовой среды. Это окно соединенное, в частности, со входом вентилятора 7.

В рабочей камере (фиг.1), в отличие от камеры-прототипа, левая и правая боковые стенки 12 в зоне верхней части газового коллектора, ограниченного стенками 13, отклонены от него так, что расстояние между стенками 12 в окне (шириной W) для входа материала больше, чем расстояние между ними в окне (шириной V) для выхода материала, то есть выполнено соотношение W>V. Благодаря этому между отклоненной частью каждой боковой стенки 12 и противолежащей стенкой 13 коллектора-рассекателя образована своеобразная воронка, например как показано на фиг.1, для равномерного сужения и начала продувки соответствующей половины входящего из шахты 1 в рабочую камеру потока материала шириной W. Это новое свойство заявленной камеры устраняет недостаток камеры-прототипа.

Для повышения равномерности движения обрабатываемого материала в шахте 1, имеющей значительную ширину W (фиг.1), справа и слева от центрального рассекателя, образованного стенками 13, выполнены боковые рассекатели 15. При этом рассекатели и отклоненные верхние части стенок 12 создают на входе в камеру четыре прохода в виде дополнительных четырех воронок (см.фиг.1) для равномерного сужения и начала продувки, входящего в камеру потока материала. Под каждым рассекателем 15 установлен регулируемый клапан 16, а под коллектором, в окне или напротив окна для выхода материала, предусмотрен аналогичный клапан 17.

Шахта 1 и рабочая камера соединены друг с другом так (фиг.1), что продольные оси газопроводов 2 и 3 шахты 1 и коллектора камеры, ограниченного стенками 13, скрещиваются. Это упрощает компоновочную схему сушилки, то есть уменьшает ширину и высоту рабочей камеры, облегчает подвод агента сушки, охлаждающего воздуха и отвод просушенного продукта, а также повышает равномерность движения материала в шахте.

Выпускное устройство 5 имеет ряд воронок и замкнутый скребковый конвейер (фиг.2), верхняя ветвь которого служит для вывода материала из-под воронок, равномерно по длине камеры, а нижняя - для перемещения его на отгрузку.

Сушилка и камера работают следующим образом (фиг.1, 2).

Исходный материал, например сырое зерно пшеницы, поступает в шахту 1 из приемного устройства 4. В шахте 1 и в рабочей камере насыпь обрабатываемого материала под действием сил тяжести медленно опускается по мере вывода снизу сухого и охлажденного материала выпускным устройством 5.

Исходная газовая среда (агент сушки), образующаяся смешиванием поступающего из теплогенератора 6 потока, например подогретого наружного воздуха, с отработавшим охлаждающим воздухом, выходящим из вентилятора 7, нагнетается вентиляторами 8 и 9 в распределитель 10, и далее - во все подводящие газопроводы 2.

По мере прохождения шахты 1 насыпь обрабатываемого материала многократно продувается агентом сушки, потоки которого проходят в ней от подводящих газопроводов 2 к отводящим 3 и просушивают ее, отдавая тепло и увлажняясь испарившейся влагой. Потоки отработавшего агента сушки выходят, например, в атмосферу через открытые торцы отводящих газопроводов 3, а насыпь просушенного материала переходит из шахты 1 в рабочую, в частности охладительную, камеру.

Поступающая из шахты 1 насыпь просушенного материала на входе в заявленную рабочую камеру встречает на своем пути центральный, образованный стенками 13, и боковые 15 рассекатели (фиг.1), разделяется ими на четыре потока одинаковой интенсивности, что обеспечивает равномерное движение материала в шахте 1, по ее ширине. Далее названные потоки насыпи материала, допустим, первый и второй, обтекающие левый рассекатель 15, а также третий и четвертый, обтекающие правый рассекатель 15, сужаются, опускаясь в проходах в виде воронок, и начинают продуваться. За клапанами 16 эти потоки попарно объединяются в два потока, которые медленно двигаются к выпускному устройству 5 соответственно в левой и правой полостях, предусмотренных между боковыми стенками 12 камеры и стенками 13 и 14 ее газового коллектора.

За счет разрежения от вентилятора 7 наружный воздух проходит через газопроницаемые части левой и правой стенок 12, пронизывает потоки материала, обтекающие слева и справа газовый коллектор, охлаждает и дополнительно сушит их, нагреваясь при этом, а затем входит в названный коллектор. Из коллектора, ограниченного стенками 13 и 14, отработавший охлаждающий воздух через окно в торцевой стенке 11 отсасывается вентилятором 7 и подается им, с целью энергосбережения, в поток исходного агента сушки.

Потоки насыпи материала, охлажденные при обтекании слева и справа газового коллектора, опускаются ниже клапана 17, объединяются в общий поток, который через окно шириной V между торцевыми 11 и боковыми 12 стенками выходит из камеры и поступает в воронки выпускного устройства 5. Последнее (фиг.2) верхней ветвью своего скребкового конвейера выводит этот материал из-под воронок, равномерно по длине камеры, а нижней ветвью - перемещает его на отгрузку.

Равномерность движения обрабатываемого материала по длине шахты 1 обеспечивается выпускным устройством 5 (фиг.2), а по ее ширине W (фиг.1) - одинаковой интенсивностью указанных выше четырех потоков материала, обтекающих центральный и боковые 15 рассекатели. Одинаковая интенсивность этих потоков всегда определяется симметричным выполнением рабочей камеры, а при необходимости она может корректироваться регулируемыми клапанами 16 и 17 (фиг.1).

Правая половина сушилки, непоказанная на фиг.1, устроена и работает в параллельном режиме аналогичным образом.

Возможны другие варианты осуществления изобретений. Например, сушилка может иметь шахту с другими газопроводами 2, 3 или - иное выпускное устройство 5. Рабочая камера, при небольшой ширине W ее входного окна, может не иметь боковых рассекателей 15 (фиг.1), а при большой - иметь их более двух. Она может быть частью сушилки или другой тепломассообменной установки, например автономного накопителя-охладителя зерна или комбинированного отгрузочного бункера.

Сушилки зерна, созданные на основе заявленной группы изобретений, успешно прошли государственные приемочные испытания и рекомендованы к производству.

Изобретения относятся к устройствам для сушки сыпучего материала и могут использоваться преимущественно в зерносушилках. Сушилка сыпучего материала включает хотя бы одну шахту с дистанционно размещенными в ней подводящими и отводящими газопроводами, приемное и выпускное устройства, установленное под шахтой и снабженное центральным рассекателем устройство сужения потока материала, с выходом которого соединено выпускное устройство и которое выполнено в виде рабочей, например, охладительной камеры, имеющей под центральным рассекателем газовый коллектор, который связан со средствами создания в обрабатываемом материале рабочих потоков газовой среды, при этом шахта и рабочая камера соединены друг с другом так, что продольные оси газопроводов шахты и коллектора камеры скрещиваются. Рабочая камера зерносушилки или иной тепломассообменной установки включает торцевые и газопроницаемые боковые стенки, между верхними частями которых выполнено окно для входа материала, в частности зерна, центральный рассекатель с газовым коллектором под ним, при этом нижние части боковых стенок приближены друг к другу и образуют между собой и торцевыми стенками окно для выхода материала, а боковые стенки в зоне верхней части газового коллектора отклонены от него так, что расстояние между этими стенками в окне для входа материала больше, чем расстояние между ними в окне для выхода материала. Изобретение должно обеспечить снижение материалоемкости. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Сушилка сыпучего материала, например зерна, включающая хотя бы одну шахту с дистанционно размещенными в ней подводящими и отводящими газопроводами, приемное и выпускное устройства, первое из которых расположено над шахтой, средства создания в обрабатываемом материале рабочих потоков газовой среды, связанные с газопроводами шахты, установленное под шахтой и снабженное центральным рассекателем устройство сужения потока материала, с выходом которого соединено выпускное устройство, отличающаяся тем, что устройство сужения потока материала выполнено в виде рабочей, например, охладительной камеры, имеющей под центральным рассекателем газовый коллектор, который связан со средствами создания в обрабатываемом материале рабочих потоков газовой среды, при этом шахта и рабочая камера соединены друг с другом так, что продольные оси газопроводов шахты и коллектора камеры скрещиваются.2. Рабочая камера зерносушилки или иной тепломассообменной установки, включающая торцевые и газопроницаемые боковые стенки, между верхними частями которых выполнено окно для входа материала, в частности зерна, центральный рассекатель с газовым коллектором под ним, примыкающий к торцевым стенкам и отделенный от каждой боковой стенки полостью для материала, при этом нижние части боковых стенок приближены друг к другу и образуют между собой и торцевыми стенками окно для выхода материала, причем хотя бы в одной торцевой стенке имеется окно для ввода в коллектор или вывода из него газовой среды, отличающаяся тем, что боковые стенки в зоне верхней части газового коллектора отклонены от него так, что расстояние между этими стенками в окне для входа материала больше, чем расстояние между ними в окне для выхода материала.3. Камера по п.2, отличающаяся тем, что справа и слева от центрального рассекателя выполнены боковые рассекатели, при этом под каждым боковым рассекателем, а также под коллектором напротив окна для выхода материала установлен соответствующий регулируемый клапан.