Пристрій для сушки сипких матеріалів

Реферат: Пристрій для сушки сипких матеріалів містить корпус, основу, привід, підігрівач, пристосування завантаження і вивантаження сипкого матеріалу. Додатково містить принаймні один ніжскребок, принаймні один лопатевий розпушувач; систему циркуляції захисного газового середовища із засобами контролю його складу і температури, блок керування процесом сушки. UA 113303 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ СУШКИ СИПКИХ МАТЕРІАЛІВ UA 113303 U UA 113303 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до теплотехнічного сушильного устаткування і може бути застосована у всіх галузях техніки для сушки вологих порошкових та/або сипких матеріалів, зокрема в порошковій металургії, для сушіння порошків, отриманих розпилюванням розплаву водяним струменем, конкретніше, водорозпилених алюмінієвих порошків, і в умовах, коли необхідно запобігти або зменшити окислення поверхні частинок порошку і, в той же час, запобігти самозагоранню порошку через підвищення його температури при сушці. Відомим технічним рішенням є барабанна сушарка (Патент РФ № 2116592, МПК F26B 11/04, дата публікації: 27.07.1998, автори: Бакаев А.Я.; Макаренко М.Г.; Багаєв Г.І.; Бакаев А.А.), що містить раму із змінним кутом нахилу та встановлений на ній обертовий барабан, в якому поміщається сипкий матеріал, що підлягає сушінню, та термоелемент, встановлений нерухомо усередині барабана, завантажувальний і розвантажувальний вузли. Недоліком цього рішення є відсутність циркуляції сушильного агента та можливості регулювання складу газової атмосфери всередині барабану. Також відомі технічні рішення (Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 2002. - Часть 2. -С. 269-272), в яких пропонуються варіанти контактних сушарок для дисперсних матеріалів: Вакуум-сушильна шафа, що містить герметизований корпус, нагрівач, піддони з матеріалом, що підлягає сушінню. Недоліком цього рішення є те, що шар матеріалу нерухомий, внаслідок чого подовжується час процесу сушки. Вaльцьова сушарка, що містить корпус, нагрівач, обертові вальці, на які наноситься шар вологого сипкого матеріалу для сушки і потім знімається з них. Недоліком цього рішення є те, що нанесений на вальці шар матеріалу залишається щільним і нерухомим відносно поверхні вальців протягом процесу сушки, що збільшує час процесу. Найбільш близьким до запропонованої корисної моделі за сукупністю ознак та технічними результатами є гребкова сушарка, що містить барабан, через який пропускають нагрітий сушильний агент, обертові гребки, які перемішують шар вологого сипкого матеріалу. Недоліком цього рішення є те, що конструкція барабана та гребків не дає можливості оперативно змінювати їх відносне положення з метою регулювання режиму перемішування. Іншим недоліком є неможливість регулювати склад сушильного агента та відсутність циркуляції сушильного агента, що збільшує його витрату і відповідно вартість процесу, а також не дозволяє керувати процесом окислення частинок сипучого матеріалу. Загальним недоліком відомих пристроїв є неможливість оперативного керування процесом сушки, а саме: температурою і складом сушильного агента, швидкістю циркуляції сушильного агента, а також відсутність або неможливість регулювання операції перемішування висушуваного матеріалу. Задачею корисної моделі "Пристрій для сушки сипких матеріалів" є усунення зазначених недоліків в запропонованому пристрої для сушки сипких матеріалів, що дозволяє понизити вміст кисню в оточуючому порошок газовому середовищі (сушильному агенті) і підтримувати температуру процесу сушки нижче температури самозаймання порошку, при цьому забезпечити зменшення вологовмісту порошку, що підлягає сушці, від початкового вологовмісту 31 % до кінцевого значення рівноважного вологовмісту, потрібного за умовами подальшої технології, і зменшити тривалість сушки. При цьому запропоновані технічні рішення дозволяють оперативно регулювати склад і швидкість циркуляції сушильного агента та його температуру, а також режим перемішування сушимого матеріалу. Для підвищення ефективності процесу сушки запропонована конструкція з основою, що підігрівається до заданої температури залежно від характеристик порошку з обдуванням поверхні порошку, укладеного шаром на основі, потоком повітря або спеціально підготовленого газу із заданим вмістом кисню і заданою температурою, причому шар порошку (заздалегідь завантаженого на основу у вигляді шару заданої товщини) піддають механічній дії двох інструментів, а саме: ножа-скребка, який піднімає шар порошку з поверхні основи, і лопатевого розпушувача, який розділяє зазначений шар на радіально орієнтовані валики, збільшуючи таким чином, поверхню взаємодії порошку з повітрям, що обдуває його (або газовим середовищем). На Фіг. 1 показана принципова схема пристрою згідно з корисною моделлю; на Фіг. 2 показаний вид пристрою в розрізі по вертикальній осі корпусу; на Фіг. 3 показаний вигляд в перспективі скребка-ножа і лопатевого розпушувача на поверхні основи. Пристрій для сушки сипкого матеріалу включає основу 1, круглу в плані і поміщену в герметизований корпус 2, а також вертикальний вал 3, що проходить через центр основи і 1 UA 113303 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 виконаний з можливістю обертання відносно основи за допомогою приводу (не показаний на фігурах), на зазначеному валу закріплений принаймні один ніж-скребок 4, що ковзає по поверхні основи і встановлений під кутом до цієї поверхні, причому передня по ходу обертання кромка ножа виконана загостреною і прилягає до зазначеної поверхні. Крім цього на зазначеному валу закріплений принаймні один лопатевий розпушувач 5, причому його лопаті 6 виконані трапецієдальними із зменшенням їх висоти у напрямку до центру основи, а подовжня вісь 7 розпушувача проходить через центр основи і нахилена відносно його поверхні таким чином, що при проходженні самої нижньої позиції кожною лопаттю її зовнішня кромка 8 розташовується паралельно зазначеній поверхні. Окрім перерахованих елементів, пристрій містить: підігрівач 9, розташований під основою (або вмонтований в основу), пристрій завантаження шару порошку на основу і відповідно його видалення після закінчення процесу сушки (не показані на фігурах), а також замкнуту систему циркуляції сушильного агента (повітря або захисного газового середовища), не показану на фігурах, яка містить побуджувач тяги (вентилятор), підігрівач сушильного агента, пристрої видалення вологи з циркулюючого сушильного агента (поглинач або конденсатор) і пиловловлювання (фільтр), джерело інертного газу для підтримки заданого вмісту кисню та сполучні трубопроводи з патрубками введення в герметизований корпус і виводу з нього циркулюючого сушильного агента. Крім цього пристрій містить блок керування (також не показаний на фігурах), наприклад на мікроконтролері, з відповідними датчиками параметрів процесу сушки: температура порошку, температура підігрівачів, витрата (швидкість) циркулюючого газового середовища, датчики вмісту кисню в газовому середовищі, датчики вологості порошку, датчики тиску в герметизованому корпусі, та виконавчими пристроями, що підгримують зазначені параметри в заданому діапазоні. Можливі різні модифікації втілення пристрою, наприклад ніж-скребок і лопатевий розпушувач можуть бути зафіксовані на нерухомому валу, а основа виконана з можливістю обертання від приводу, або система подачі сушильного агента може бути розімкненою, без циркуляції, а з випуском в атмосферу лопатевий розпушувач може бути встановлений в положенні, коли він розміщений безпосередньо над ножем-скребком, при цьому в інших варіантах втілення розпушувач може знаходиться попереду ножа-скребка або позаду ножаскребка (по ходу руху), причому кут між ними може регулюватися, проте всі ці модифікації відповідатимуть заявленому технічному рішенню. Пристрій працює наступним чином: завдяки передбаченій у заявленому пристрої можливості гнучкого регулювання при переході на інший матеріал, що необхідно висушити, попередньо підбирають, дослідним шляхом, оптимальні для цього матеріалу значення таких параметрів як кут нахилу ножа-скребка до площини основи та швидкість його обертання навколо вертикальної осі корпусу, положення ножа-скребка відносно лопатевого розпушувача, тобто кут випередження або відставання ножа-скребка від лопатевого розпушувача, та швидкість обертання лопатевого розпушувача навколо його подовжньої осі. Після визначення названих параметрів переходять до робочого режиму сушки для конкретного порошку: задають у блоці керування потрібні значення температури нагрівачів. швидкості циркуляції сушильного агента, вмісту кисню в сушильному агенті, потім порошок наносять на поверхню основи і закривають герметизований корпус, після чого блок керування включає привід обертання ножаскребка та лопатевого розпушувача, причому ніж-скребок, встановлений під кутом до площини основи, обертається навколо вертикальної осі корпусу та його передня по ходу обертання кромка ковзає по поверхні основи, а лопатевий розпушувач обертається навколо своєїподовжньої осі, яка, у свою чергу, обертається навколо вертикальної осі корпусу, також блок керування включає підігрівач основи та систему циркуляції, яка забезпечує заздалегідь задану температуру та склад сушильного агенту, при цьому блок керування сприймає сигнали від датчиків параметрів процесу сушки - температури порошку, температури підігрівачів, витрати (швидкості) циркулюючого газового середовища, датчиків вмісту кисню в газовому середовищі, датчиків вологості порошку, датчиків тиску в герметизованому корпусі, також блок керування видає сигнали на відповідні пристрої, що підтримують зазначені параметри в заданому діапазоні і видає команди на запуск і завершення процесу сушки. Таким чином, порошок в пристрої для сушки піддається дії комплексу вищеперелічених чинників і після досягнення заздалегідь заданих умов (вологості порошку) блок керування вимикає всі блоки пристрою, після чого оператор вивантажує висушений порошок (за допомогою вищезазначеного пристрою) до транспортної ємності, після чого цикл повторюється. Виходячи з вищевикладеного, заявлена корисна модель дозволяє інтенсифікувати процес сушки вологих порошкових матеріалів і забезпечити умови для підтримки заздалегідь заданих параметрів готового продукту: вологість і ступені окислення поверхні частинок, тривалість 2 UA 113303 U сушки. Заявлений пристрій включає використання відомих і загально вживаних матеріалів та технологій і є придатним для промислового виготовлення. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 25 1. Пристрій для сушки сипких матеріалів, що містить корпус, основу, привід, підігрівач, пристосування завантаження і вивантаження сипкого матеріалу, який відрізняється тим, що містить також принаймні один ніж-скребок, принаймні один лопатевий розпушувач; систему циркуляції захисного газового середовища із засобами контролю його складу і температури, блок керування процесом сушки. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що ніж-скребок встановлений під кутом до площини основи з можливістю регулювання величини кута і обертається навколо вертикальної осі корпусу, причому його передня по ходу обертання кромка ковзає по поверхні основи. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що лопатевий розпушувач виконаний із зменшенням висоти кожної лопаті у напрямку до центру корпусу і обертається навколо своєї подовжньої осі, яка, у свою чергу, обертається навколо вертикальної осі корпусу, причому подовжня вісь розпушувача нахилена таким чином, що зовнішні кромки лопатей розташовуються паралельно площини основи при проходженні самого нижнього положення лопаті. 4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що лопатевий розпушувач встановлений безпосередньо над задньою кромкою ножа-скребка. 5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що лопатевий розпушувач встановлений попереду по ходу обертання ножа-скребка з можливістю регулювання кута випередження. 6. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що лопатевий розпушувач встановлений позаду по ходу обертання ножа-скребка з можливістю регулювання кута відставання. 7. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що лопатевий розпушувач виконаний з можливістю зміни (регулювання) швидкості його обертання навколо власної осі. 3 UA 113303 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4