Шнековий сушильний апарат

Шнековий сушильний апарат, який містить горизонтальний корпус з оболонкою та очищувальною гребінкою, яка розміщена на його внутрішній поверхні, транспортуючий гвинтовий шнек з порожнистим валом та гвинтовою навивкою у вигляді плоских секторів, встановлених з зазором та взаємним перекриттям, з поверхнями, що перпендикулярні осі шнека, пристрої завантаження та вивантаження, який відрізняється тим, що порожнистий вал і корпус виконано феро магнітними, а у внутрішній порожнині вала встановлено нерухому вісь, жорстко закріплену на корпусі, з жорстко встановленими на ній основними індукторами, що утворюють обертові магнітні поля, при цьому ЗОВНІШНІ діаметри основних індукторів менші, ніж внутрішній діаметр порожнистого вала, а у порожнині, яка утворена корпусом і оболонкою, рівномірно розміщені ДОПОМІЖНІ індуктори, які закріплені на ЗОВНІШНІЙ поверхні корпуса та живляться від джерела змінного струму, на нерухомій осі у порожнині вала встановлено додатковий циліндричний індуктор, що утворює обертальне магнітне поле, та обхоплюючий його порожнистий феромагнітний ротор з радіальними лопатями на ЗОВНІШНІЙ поверхні, порожнистий вал забезпечений крізними отворами, які розташовані між витками гвинтової навивки переважно з боку завантажувального пристрою, основні індуктори забезпечені аксіальними каналами, а з боку вивантажувального пристрою апарата в корпусі розташовані отвори для входу повітря, які з'єднані з порожниною вала Винахід належить до технологічного обладнання для проведення безперервних процесів в різних галузях народного господарства, а саме до шнекових апаратів, в яких здійснюється процес висушування речовин з адгезійними та когезійними властивостями Відомий тепломасообмінний апарат, який має горизонтальний корпус з оболонкою та очищувальною гребінкою, яка розміщена на його внутрішній поверхні, транспортуючий гвинтовий шнек з порожнистим валом та гвинтовою навивкою у вигляді плескатих секторів, встановлених з зазором та взаємним перекриттям, з поверхнями, що перпендикулярні ВІСІ шнека, пристрої завантаження та вивантаження (Авт свид СССР № 1698605 кл F 26 В 17/18, 1991, БИ №46) Вада пристрою полягає в тому, що для його роботи необхідно додатково мати електропривод з пристроями механічної передачі, джерело нагріву та пристрій постачання теплоносія Це знижує ККД в цілому та супроводжується значними експлуата ційними витратами Крім того, гвинтова навивка шнека одержує теплову енергію лише шляхом теплопередачі, що знижує інтенсивність теплообміну В основу винаходу поставлена задача створення такого шнекового сушильного апарату, в якому завдяки введенню основних, допоміжних і додаткового циліндричного індукторів, порожнистого ротора з лопатями, встановленню осі у порожнині вала, на якій закріплені основні і додатковий циліндричний індуктори, новим властивостям корпуса, вала і порожнистого ротора, виконанню отворів на порожнистому валі і корпусі й відбувається індукційний нагрів порожнистого вала, додатковий нагрів вихровими струмами секторів гвинтової навивки, створюється електромагнітний момент від взаємної дії обертального магнітного поля та вихрових струмів, утворюється псевдозріджений шар, що дає можливість уникнути використання додаткового електроприводу, нагрівачів та пристроїв постачання теплоносія, завдяки чому о ю 50242 підвищується загальний ККД агрегату та інтенсивність теплообміну Поставлене завдання вирішується тим, що шнековий сушильний апарат який містить горизонтальний корпус з оболонкою та очищувальною гребінкою, яка розміщена на його внутрішній поверхні, транспортувальний гвинтовий шнек з порожнистим валом та гвинтовою навивкою у вигляді плескатих секторів, встановлених з зазором та взаємним перекриттям, з поверхнями, що перпендикулярні ВІСІ шнека, пристрої завантаження і вивантаження, згідно з винаходом порожнистий вал і корпус виконано феромагнітними, а у внутрішній порожнині вала встановлено нерухому ось, жорстко закріплену на корпусі, з жорстко встановленими на ній основними індукторами, що утворюють обертові магнітні поля, при цьому ЗОВНІШНІ діаметри основних індукторів менш ніж внутрішній діаметр порожнистого вала, а у порожнині, яка утворена корпусом і оболонкою, рівномірно розміщені ДОПОМІЖНІ індуктори, які закріплені на ЗОВНІШНІЙ поверхні корпуса та живляться від джерела змінного струму На нерухомій осі у порожнині вала встановлено додатковий циліндричний індуктор, утворюючий обертальне магнітне поле, та охоплюючий його порожнистий феромагнітний ротор з радіальними лопатями на ЗОВНІШНІЙ поверхні, порожнистий вал забезпечений крізними отворами, які розташовані між витками гвинтової навивки переважно збоку завантажувального пристрою, основні індуктори забезпечені аксіальними каналами, а збоку вивантажувального пристрою апарата в корпусі розташовані отвори для входу повітря, які з'єднані з порожниною вала Вказана сукупність істотних ознак дозволить підвищити інтенсивність теплообміну шляхом створення псевдозрідженого шару за рахунок наявності додаткового циліндричного індуктора, охопленого порожнистим феромагнітним ротором з радіальними лопатями на ЗОВНІШНІЙ поверхні, крізних отворів в порожнистому валі, розташованих між витками гвинтової навивки, аксіальних каналів в основних індукторах, та отворів для входу повітря в корпусі збоку вивантажувального пристрою апарата, які з'єднуються з порожниною вала, а також додаткового підігріву плескатих секторів гвинтової навивки шнека за рахунок наведення вихрових струмів допоміжними індукторами, які закріплені на ЗОВНІШНІЙ поверхні корпуса та живляться від джерела змінного струму, забезпечити обертання і безпосередній нагрів транспортувального гвинтового шнека без додаткового електроприводу, нагрівачів та пристроїв постачання теплоносія шляхом створення електромагнітного обертального моменту використовуючи взаємодію обертального магнітного поля і вихрових струмів, які наведені у феромагнітному порожнистому валі за рахунок розміщення у порожнині вала основних індукторів, які жорстко закріплені на нерухомій осі, з'єднаної з корпусом, використовувати активні витрати енергії корисно шляхом знімання тепла з активних частин основних індукторів вентиляційним потоком за рахунок розташування додаткового циліндричного індуктора охопленого феромагнітним ротором з радіальними лопатями на ЗОВНІШНІЙ поверхні, кріз них отворів в порожнистому валі, розташованих між витками гвинтової навивки, аксіальних каналів в основних індукторах та отворів в корпусі для входу повітря збоку вивантажувального пристрою апарата, які з'єднуються з порожниною вала На фіг 1 показаний шнековий сушильний апарат, поздовжній розріз, фіг 2 - фрагмент апарата у аксонометричній проекції Шнековий сушильний апарат містить поздовжній корпус 1 з оболонкою 2, які створюють порожнину З З одного боку корпуса 1 встановлений ряд плескатих пластин 4 у вигляді гребінки, утворюючих одну з внутрішніх поверхонь теплообміну Усередині корпуса 1 розміщено гвинтовий шнек, який складається з порожнистого вала 5 та гвинтової навивки у вигляді плескатих секторів 6, площина яких перпендикулярна осі шнека Гвинтова навивка шнека разом з зовнішньою поверхнею вала створює ще одну розвинену поверхню теплообміну Усередині порожнистого вала 5 розміщено ось 7, яка жорстко скріплена з корпусом 1 і на якій жорстко закріплені основні індуктори 8, що створюють обертальні магнітні поля Індуктори 8 складаються з циліндричних шихтованих магнітопроводів 9, обмоток 10 і мають аксіальні канали 11 ЗОВНІШНІЙ діаметр основних індукторів 8 менший за внутрішній діаметр вала 5 На осі 7 також жорстко закріплений додатковий циліндричний індуктор 12, який коаксіально охоплюється феромагнітним порожнистим ротором 13 з лопатями 14 Ротор 13 установлений в підшипниках 15 на осі 7 В порожнині 3 рівномірно розташовані ДОПОМІЖНІ індуктори 16, які жорстко закріплені на ЗОВНІШНІЙ поверхні корпуса 1 і складаються з магнітопроводів 17 та обмоток 18, які живляться від джерела змінного струму Корпус 1 забезпечений кришкою 19 з пристроєм 20 для завантаження речовин, та штуцерами 21 для виходу випаруваної вологи Вивантаження речовин здійснюється через пристрій 22 Збоку вивантажувального пристрою 22 в корпусі 1 передбачені крізні отвори 23 для входу повітря, які з'єднані з порожниною вала 5, який забезпечений крізними отворами 24, розташованими між витками гвинтової навивки 3 протилежного торцю вала 5 в корпусі 1 розташовано пристрій 25 введення живлення від джерела змінного струму Апарат працює таким чином Від джерела змінного струму подається живлення до індукторів 8, 12, 16 Обертальне магнітне поле індукторів 8 збуджує вихрові струми у феромагнітному валі 5, здійснюючи індукційний нагрів останнього Одночасно від взаємодії обертального магнітного поля та вихрових струмів створюється електромагнітний момент, який приводить до обертання вал 5 Корпус 1 підігрівається завдяки вихровим струмам, які збуджені в ньому індукторами 16 Плескатісектори 6 гвинтової навивки нагріваються завдяки теплопередачі з валу 5 та періодичного нагріву шляхом збудження в них вихрових струмів при проходженні їх через зазори між плескатими пластинами 4 завдяки тому, що плескаті сектори 6, пластини 4 та ділянки корпусу 1 між стрижнями магнітопроводів 17 являють собою частину магнітного ланцюга Обертальне магнітне поле індуктора 12 збуджує вихрові струми в фе 50242 ромагнітному роторі 13 При цьому останній частково підігрівається та обертається завдяки створенню електромагнітного моменту Ротор 13 з лопатями 14 виконує функції вентилятора, який втягує повітря через отвори 23 проганяє його через аксіальні канали 11, та отвори 24 вала 5, даючи змогу створення псевдозрідженого шару в речовині Через пристрій 20 волога речовина завантажується до апарату, в якому вона одночасно інтенсивно перемішується, здрібнюється та транспортується вздовж апарата Внаслідок високої розвиненості поверхні теплообміну, інтенсивного змішування та створення псевдозрідженого шару відбувається ефективний теплообмін та випарування вологи Випарувана волога відводиться з апарату через штуцери 21, а суха речовина вивантажується через пристрій 22 Підбір частоти, рівня напруги та чергування фаз живлення окремих індукторів 8 дає змогу встановлювати необхідний рівень ковзання, тобто відносної різниці частоти обертання вала 5 та син 20 j 21 24 19 7 хронної частоти обертання поля індукторів 8 Так саме зміну рівня напруги або частоти можна проводити також і для індукторів 16 Це дає змогу регулювати інтенсивність як масообміну так і теплообміну в залежності від виду речовин, які переробляються Таким чином, пропонований апарат забезпечує підвищення інтенсивності теплообміну завдяки утворенню псевдозрідженого шару та додаткового нагріву вихровими струмами секторів гвинтової навивки, значне підвищення загального ККД за рахунок збудження вихрових струмів безпосередньо у порожнистому валі шнека та створення електромагнітного моменту від взаємодії обертального магнітного поля та вихрових струмів, що дає можливість отримати істотну суміщеність функцій нагрівача, приводу та виконавчого механізму і уникнути використання додаткового електроприводу, нагрівачів, насосів і пристроїв подачі теплоносія до сушильного апарата, в яких виникають значні утрати енергії в двигунах і тепла в комунікаціях 5 11 5 9 10 14 ІЗ 12 25 ІІІІЧ'ІІ 16 |іііі ішУшіші 8 Фіг. 1 З 17 18 22 50242 7 Фіг, 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71