Установка для проведения процессов тепломассообмена Советский патент 1989 года по МПК F26B17/10 

Изобретение относится к устройствам для охлаждения и сушки сыпучих материалов атмосферным воздухом: в сельском хозяйстве - кормовых гранул, зерна, семян; в химической про- мьшшенности - гранулированных и крупнодисперсных сьшучих материалов.

Целью изобретения йвляется интенсификация процесса тепломассообмена и снижение энергозатрат

На фиг. 1 изображена описываемая установка, общий вид; на фиг. 2 - то же, поперечное сечение; на фиг.З - узел подключения коробов к валуо

Установка для пров,цения процессов тепломассообмена гранулированных материалов содержит цилиндрический корпус 1 , к которому крепится крышка 2 с загрузочным патрубком 3. Внутри корпуса 1 установлен направляющей конус 4, а снизу к корпусу i прикреплен выгрузной конус 5. С В1гутренней стороны к корпусу 1 в верхней и нижней частях прикреплены кроиитейны 6, к которым крепятся перфорированные решетки 7 и 8 в виде дисков с отверс тиями п центре. Сквозь эти отверстия проходит через обе решетки 7 и 8 подвижный полый вал 9, попуча ОЕ(ий вращение от привода (не покааян). Торцы вала закрыты, а в боковой сленке он имеет окна 10, расположенные ниже решетки 7, окна 11, расположенные ниже решетки 8, и еще ниже - окна 12 Напротив окон 10 к валу 9 прикреплены консольные радиальные коробы 13, открытая сторона которых ш;отно прилегает к нижней поверхности решетки 7. Такие же консольные воздушные коробы 14 укреплены на валу 9 под иик- ней решеткой 8 напротив окон i1. Ниже консольных воздушных коробов 14 вокруг вала 9 напротив окон 12 расположена напорная камера 5, соединенная воздуховодом 16 с напорi-ibiM

5

0

5

0

5

о

5

0

5

патрубком вентилятора 17, всасывающий патрубок которого соединен трубопроводом 18 с внутренним межреше-- точным объемом корпуса 1. При этом воздуховод 18 имеет регулирующую заслонку 19. На каждой из решеток 7 и 8 сверху установлены спиральные направляющие 20, которые крепятся к пустотелому валу 9. На них поступает охлаждаемый материал 21.

Установка для проведения процессов тепломассообмена работает следующим образом.

Горячие влажные гранулы 21 поступают через загрузочный патрубок 3 и накапливаются в центре перфорированной решетки 7 в виде конуса с естественным углом откоса, при этом произвольному перемещению гранул по решетке 7 препятствует направляющая 20„ При вращении вала 9 направляющая 20 начинает вращаться вместе с валом 9 и постепенно перемещает гранулы от центра к краям, где они, сходя с решетки 7, проваливаются Б отверстия между решеткой 7, корпусом 1, кронштейнами 6, попадая на конус 4, с которого попадают в центр нижней решетки 8, где также накапливаются горкой в виде конуса. При вращении вала 9 и направляющей 20 они сходят с решетки 8 на выгрузной конус 5 и далее - наружу через патрубок выгрузки в транспортное средство (не показано) .

При перемещении гранул от центра решетки к краям толщина слоя постепенно уменьшается вследствие увеличения площади распределения, но разрыва слоя гранул по направлешлю радиуса решетки при воздействии на него направляющей 20 не происходит, так как незначительна высота спирали, которая равна высоте слоя гранул та 1ько на краях диска.

Охлаждение и сушка гранул происходит атмосферным воздухом Воздух засасывается из внутреннего пространства корпуса 1 по трубопроводу 18 и (частично) из окружающего пространства при открытой заслонке 19 вентилятором 17, попадает по воздуховоду 16 в напорную камеру 15, откуда через окна 12 подается в папьй вал 9, из которого через окна II и 10 проходит в консольные коробы 13 и 14, Из консольных коробов 13 и 14 воздух проходит через перфорацию в решетках 7 и 8, расположенную напро- тив консольных коробов 13 и 14„ Таким образом, воздух, выходя из консольных коробов, продувает слой гранул не по всей поверхности дисков, а только узкой полосой, расположен- ной по радиусу от центра к краю диска напротив конса ьных коробов. Поскольку тошцина слоя гранул в центре диска больше, а к краям - меньше, то и сопротивление слоя воздушному пото ку в центре диска больше, а по краям меньше. Вследствие этого воздух проходит слой в центральной части с небольшой скоростью,а с удалением от

медляются. Чтобы их интенсифицировать, необходимо увеличить скорость воздуха Увеличение скорости без рарушения гранул становится возможным потому, что прочность гранул возрастает по мере их охлаждения и продвижения от центра к периферии. Увеличение скорости воздуха достигается благодаря тому, что при перемещении гранул от центра к периферии толщина, а следовательно, и аэродинамическое сопротивление слоя становится меньше. Таким образом, при перемещении слоя or центра к периферии одновременно равномерно уменьшается толщина слоя, а скорость воздуха увеличивается „ К периферии скорость воздуха возрастает до величины, обеспечивающей псевдосжижение слоя. По мере охлаждения, высыхания и увеличения прочности гранул интенсификация их охлаждения и сушки достигается соответствующим изменением толщины слоя и скорости воздуха.

По мере охлаждения и сушки температура и влажность поверхности грану становится ниже температуры и влажности их внутренних слоев. Градиент

Изобретение относится к устр-вам для охлаждения и сушки сыпучих мат-в атмосферным воздухом и позволяет интенсифицировать процесс тепломассообмена и снизить энергозатраты. В вертикальном корпусе 1 поярусно установлены неподвижные перфорированные решетки 7 и 8, над и под каждой из к-рых размещены соотв. спиральная направляющая 20 для перемещения материала и газоподводящее устр-во. Соосно с корпусом 1 установлен полый вал 9, подключенный в нижней части через напорную камеру 15 к нагнетательному патрубку вентилятора 17 и снабженный по высоте окнами 10-12 для вывода теплоносителя. Каждая спиральная направляющая 20 и газоподводящее устр-во укреплены на валу 9, а последнее выполнено в виде радиальных коробов 13, подключенных к валу 9 посредством окон 10. Всасывающий патрубок вентилятора сообщен посредством дополнительного трубопровода 18, снабженного регулирующей заслонкой 19 забора свежего воздуха, с межрешеточным объемом корпуса. 3 ил.

центра скорость его возрастает вплоть 30 температуры и влажности чежду чодо величинтг, достаточно для образования псевдосжиженного слоя на краях дисков. При вращении Всгпа 9 консольные, коробы 13 и 14 вращаются вместе с валом и продувают слой гра- нул на реи;етках 7 и 8 чередующимися волнами о

Процесс охлаждения и сушки гранул происходит следующим образом.

При установившемся реясиме работы охладителя на верхней и нижней перфорированных решетках 7 и 8 гранулы располагаются конусообразнь:м слоем. Наиболее горячие и влажные гранулы находятся в центральной части peiue- ток 7 и 8. В начальный период охлаждения и сушки, когда гранулы находятся на верхней решетке 7, температура и влажность их поверхности близка к

темпергтуре и влажности их внутренней 50 сушки в охладитапе достигается

части. В этот период они достаточно интенсивно охлаждаются и сушатся при небольшой скорости воздуха и повышают свою прочность К тому же небольшая скорость подачи воздуха способствует продлению периода сушки и удалению большего количества влаги. По мере охлаждеш{я и высыхан 1я гранул процессы тепло- и влаговыделекия заверхиостью гранул и охлаждаю дим воздухом уменьшается потому, что теплота и влага ия внутренних слоев не успевают постук- гг к внешней поверхности гранул; интенсивность охлаждения и сушки снижается, а энергия на продува1ше слоя расходуется с меньшей эффективностью, поскольку режим продувания слоя не изменяется „ Чтобы сократить расход энергии на охлаждение и сушку, целесообразно продувание слоя вести не постоянно, а с перерывом. За время перерьг- ва, то есть вьv,epжкиJ температура и влажность поверхности гранул ваются за счет поступления теплоты и Ш1аги из внутренних слоев, и с этого времени их целесообразно начинять продувать снова Такой режим охлаждеволновым продуван.1ем слоя гранул на диске, при котором слой на перфорированном диске продувается не весь- сразу, а только на узкой полосе, рас- положенной по направлышю радиусно Воздух поступает в эту полосу из i:oH- сольных коробон. Время продувания к перерыва задается шириной консольных коробов 13 и 14, частотой вращекия

пустотелого вала 9, на котором закреплены консольные коробы, и их количеством.

При одинаковом суммарном времени продувания и отлежки материала у центра диска и на периферии соотношение между временем продувания и отлежки будет разным,.а именно: при удалении от центра время продувания уменьшается, а время отлежки увеличивается, что является целесообразным rfio мере охлаждения и высушивания материалов. На втором диске охлаждение и сущка выполняются аналогичным образом, однако для интенсификации сушки гранул на втором диске применена решфкуляция отработавшего воздуха, которая осуществляется следующим образом.

Воздух, подаваемый вентилятором 17, по воздуховоду 16 через камеру нагнетания попадает в пустотелый вал 9 и разделяется в нем на два потока. Одна часть воздуха следует к консоль- ным коробам 13, проходит слой гранул на верхней решетке 7, охлаждает и сушит их и выходит в атмосферу, вторая часть следует к кочсольным коробам 14 и проходит слой гранул на ниж- ней решетке 8, окончательно досушивая м охлаждая их до требуемой температуры,, Посколысу гранулы поступают на вторую решетку 8 в значительной степени oxлaждeн)ыми и высушен- ными, то воздух, проходя их слой, незначительно насьщаеч ся влагой и мало нагревается, но его относитель- ная влажность снижается, а сушапще способности повышаются Чтобы исполь- зовать их, воздух, отработавший на охлаждегаш и сушке на второй решетке 8, снова засасывается по трубопроводу 18 на повторное использование. Таким образом, часть воздуха постоян но циркулирует по замк утому контуру - слой гранул на решетке 8, внут- реннее пространство в корпусе 1, трубопровод 18, вентилятор 17, воздуховод 16, камера 15 нагнетания, полы вал 9, коробы 14, слой на решетке 8с Чтобы в циркулирующем воздухе не образовывалась паровоздушная

смесь, ухудшающая сушку, часть смеси заменяется путем удаления отработавшей и засасывания свежей из атмосферы через окно в трубопроводе 18, степень открытия которого регулируется заслонкой 19. Если заслонка 19 будет перекрывать трубопровод 18, то слой гранул на обеих решетках 7 и 8 будет продуваться только атмосферным воздухом, если будет закрыто окно в трубопроводе 18, то образуется паровоздушная смесь Заслонка 19 позволяет устанавливать в смеси любое соотношение отработавшего и свежего воздуха.

Описанная установка позволяет интенсифицировать процессы сушки и охлаждения и снизить энергозатраты.

Формула изобретения

Установка для проведения процес- сов тепломассообмена, содержащая вертикальный корпус с поярусно установленными в нем неподвижными перфорированными решетками, над и под каждой из которых размещены соответственно спиральная направляющая для перемещения материала и газоподводя- Щее устройство, патрубки загрузки и выгрузки материала и вентилятор, отличающаяся тем, что, с цатью интенсификации процесса тепломассообмена и снижения энергозатрат, установка дополнительно содержит напорную камеру и установленный соосно с корпусом полый вал, под ключенньй в нижней части через напорную камеру к нагнетательному патрубку вентилятора и снабженный по высоте окнами для вывода теплоносителя, причем каждая спиральная направляющая и газоподвоДящее устройство укреплены на валу, последнее из которых выполнено в виде радиальных коробов, подключенных к валу посредством окон причем всасываюоций патрубок вентилятора сообщен посредством дополнительного трубопровода, снабженного регу лирующей заслонкой забора свежего воздуха, с межрешеточным объемом корпуса

20

Фиг,. Z

фиг. 3