устройство сушки

Формула изобретения

Устройство для сушки тонкодисперсных материалов, содержащее короб и размещенный в нем конвейер с приводом, тяговым и несущим элементами, отличающееся тем, что конвейер выполнен как двухцепной скребковый, содержащий тяговые цепи, катки, оси и скребки, выполненные с двусторонними рабочими кромками гребенчатой формы с чередующимися выступами и впадинами, закрепленные на осях с поворотом в горизонтальной плоскости на 180° каждого последующего скребка относительно предыдущего, а оси концами закреплены в цепях и опираются через катки на несущий элемент конвейера с обеспечением заданного зазора между выступами скребков и поверхностью несущего элемента конвейера, выполненного в виде полой конструкции, сообщенной трубопроводом с источником рабочего тела, состоящей из поддона, выполненного из прочноплотного материала и закрывающей поддон крышки, выполненной из проницаемого для жидкостей и газов материала, причем полость короба сообщена с устройствами загрузки влажного и выгрузки сухого продукта, а также с внешними системами, обеспечивающими разрежение в полости короба.

Описание изобретения к патенту

Устройство предназначено для сушки влажного, прежде всего, тонкодисперсного продукта (ТДП) в промышленности горнорудной, стройматериалов, химической и других отраслях.

Известны устройства сушки ТДП в горнорудной промышленности. Например, сушильный барабан для сушки минерального сырья (Чуянов Г.Г. «Обезвоживание, пылеулавливание и охрана окружающей среды». М. «Недра», 1987 г., с.118).

Недостатки этого устройства:

1) высокие (до 3 4 м/с) скорости теплоносителя, что предопределяет значительный (до 3 5) % унос продукта в окружающую среду;

2) значительные убытки, обусловленные уносом продукта в окружающую среду;

3) низкий коэффициент теплопередачи;

4) загрязнение окружающей среды продуктами уноса;

5) высокая энергоемкость процесса сушки, обусловленная потерей тепла с отходящими газами;

6) значительная сложность и стоимость систем очистки отходящих газов.

Наиболее близким по конструкции является «Ленточный конвейер для доставки влажного мелкодисперсного ферромагнитного материала» (А.с. № 1747365, бюл. Изобретений № 26, 1992 г., автор Покушалов М.П.).

Недостатком прототипа является флокулизация влажного концентрата, что затрудняет удаление влаги из флоккул и приводит к росту энергоемкости и времени сушки.

Цель изобретения - предотвращение уплотнения осушаемого материала магнитным полем, повышение коэффициента теплопередачи, снижение потерь с отходящим теплоносителем и увеличение поверхности контакта теплоносителя с осушаемым материалом.

Заявляемое устройство сушки, содержащее короб и размещенный в нем конвейер с приводом, тяговым и несущими элементами, отличается тем, что конвейер выполнен как двухцепной скребковый, содержащий тяговые цепи, катки, оси и скребки, выполненные с двусторонними рабочими кромками гребенчатой формы с выступами и впадинами, закрепленные на осях с поворотом в горизонтальной плоскости на 180° каждого последующего скребка относительно предыдущего, а оси концами закреплены в цепях и опираются через катки на несущий элемент конвейера с обеспечением заданного зазора между выступами скребков и поверхностью несущего элемента конвейера, выполненного в виде полой конструкции, сообщенной трубопроводом с источником рабочего тела, состоящей из поддона, выполненного из прочноплотного материала и закрывающей поддон крышки, выполненной из проницаемого для жидкости и газов материала, причем полость короба сообщена с устройствами загрузки влажного и выгрузки сухого продукта, а также с внешними системами, обеспечивающими разрежение в полости короба.

Отличия заявляемого устройства от прототипа:

1. Тяговый элемент конвейера выполнен двухцепным, с закрепленными в цепях осями, опирающимися на катки, с закрепленными на осях скребками.

1.1. Скребки выполнены двусторонними с рабочими кромками гребенчатой формы с чередующимися выступами и впадинами.

2. Скребки закреплены на осях с поворотом в горизонтальной плоскости на 180° каждого последующего скребка относительно предыдущего.

3. Оси опираются через катки на несущий элемент конвейера с обеспечением заданного зазора между выступами скребков и поверхностью несущего элемента за счет разности диаметра катков и размера скребков по выступам.

4. Несущий элемент конвейера выполнен в виде полой конструкции, сообщенной трубопроводом с источником рабочего тела, и состоит из поддона, выполненного из прочноплотного материала, и закрывающей поддон крышки, выполненной из проницаемого для жидкостей и газов материала.

Приведенные отличия обеспечивают следующие преимущества заявляемого устройства по сравнению с прототипом:

1. Выполнение скребков с двусторонними рабочими кромками обеспечивает заданный характер перемещения продукта в прямом и обратном направлениях.

Выполнение скребков с рабочими кромками из чередующихся выступов и впадин обеспечивает сообщение поперечному сечению продуктов рельефного профиля из впадин и выступов, что увеличивает поверхность испарения продукта и повышает коэффициент влагоотдачи в виде отношения массы влаги, выделяемой из единицы массы осушаемого продукта в единицу времени.

2. Чередующийся поворот каждого последующего скребка на 180° по отношению к предыдущему обеспечивает на поперечном рельефе осушаемого продукта перемещение выступов на место впадин и наоборот - впадин на место выступов, что, по существу, представляет собой поперчено-продольное ворошение продукта в потоке теплоносителя и соответственно увеличение коэффициента теплопередачи.

3. Превышение диаметров катков над вертикальным размером выступов скребков предопределяет наличие слоя продукта на поверхности несущего элемента толщиной

=(D-h)/2,

где D - диаметр катка;

h - вертикальный размер скребка по выступам.

Наличие постоянного слоя продукта, доступного для прохождения через него теплоносителя, обеспечивает увеличение времени контакта теплоносителя с продуктом, коэффициента теплопередачи, снижение скорости отходящих газов, снижение потерь продукта с отходящими газами и снижение удельных расходов тепла на осушение.

4. Выполнение поверхности несущего элемента конвейера - крышки полой конструкции из проницаемого для жидкостей и газов материала - позволяет подавать теплоноситель в зону контакта продукта с поверхностью несущего элемента, повысить коэффициент теплопередачи, снизить коэффициент трения продукта по поверхности несущего элемента.

Приведенные отличия обеспечивают преимущества заявляемого устройства по сравнению с прототипами и составляют в целом предмет изобретения.

Устройство сушки изображено на фиг.1 (вид сбоку), фиг.2 (вид сверху), фиг.3 (поперечный разрез) и содержит короб 1, ограниченный верхней крышкой 2, днищем 3, боковыми стенами 4 и торцевыми стенками 5, выполненными из прочного плотного материала, например стали, и соединенными жестко-разборно крепежными деталями 6 по линиям стыкования. Верхняя крышка 2 короба 1 содержит загрузочное окно 7, с которым сообщена течка 8 бункера 9, содержащего осушаемый продукт, и патрубки 10, 11, сообщенные трубопроводами (не показан) с источниками разрежения воздуха (не показан). Внутри короба 1 размещен конвейер, например скребковый, содержащий привод 12 с валом 13, опирающимся через подшипники 14 на боковые стенки 4 короба 1, жестко-разборно закрепленные на валу 13 звездочки 15, тяговый орган, например, цепи пластинчатые 16 с жестко-разборно закрепленными в них осями 17, с жестко закрепленными на них скребками 18, выполненными двусторонними рабочими с наружными кромками из чередующихся выступов и впадин, опирающимися через свободно зацепленные на осях 17 катки 19 на несущие элементы 20, 21, каждый из которых содержит поддон 22, выполненный из прочноплотного материала, например стали, герметично соединенную с поддоном 22 по периметру контакта крышку 23, выполненную из проницаемого для жидкостей и газа материала, например металлокерамики, и патрубки 24 и 25, сообщающие соответственно полости несущих элементов 20 и 21 с источниками рабочего тела (не показано).

Несущие элементы 20 и 21 опираются жестко-разборно через кронштейны 26 на боковые стенки 4 короба 1, а в днище 3 короба 1 выполнено окно 27 для выгрузки высушенного продукта.

Скребки 18 крепятся на осях 17 последовательно с поворотом на 180° в горизонтальной плоскости каждого последовательного скребка относительно предыдущего.

Сушка влажного продукта производится следующим образом. Рабочее тело, например, сжатый и нагретый воздух, поступает в патрубки 24 и 25 несущих элементов 20 и 21 и через поры крышек 23 выходит на наружную поверхность крышек 23. Из бункера 9 через течку 8 и загрузочное окно 7 в крышке 2 короба 1 осушаемый продукт поступает в короб 1, затем перемещается скребками 18 по крышке 23, оставляя на крышке 23 слой продукта толщиной , аэродинамическое сопротивление которого не превышает давления рабочего тела после прохода им через поры крышки 23. Скребки 18 перемещают осушаемый продукт, оставшийся над слоем , и преобразуют его поверхность в рельеф из выступов и впадин, причем каждый последующий скребок меняет рельеф продукта на противоположный, образовывая на месте выступов впадину и на месте впадины выступы, что, в конечном счете, представляет собой продольно-поперечное ворошение продукта, которое повышает площадь и время контакта продукта с теплоносителем, снижает аэродинамическое сопротивление продукта, повышает степень насыщения теплоносителя влагой и снижает удельный расход тепла на осушение продукта.

При движении скребков 18 по поверхности несущих элементов 20 и 21 в расчетных параметрах осушения - температура, давление рабочего тела, толщина , заданная производительность, соотношение площадей выступов и впадин рабочих кромок скребков 18, перепада влажности происходит удаление влаги из осушаемого продукта.