RU2640861C1

RU2640861C1 - Dryer

Info

Publication number: RU2640861C1
Application number: RU2017108094A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Вениаминович Костин
Original assignee: Вячеслав Вениаминович Костин
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2018-01-12

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: dryer comprises an air supply system, a drying feed system and a housing made of two sections, the lower section of which is cylindrical, the upper section is expanded in comparison with the lower section. The dryer further comprises a fan with blades-grinders located in the lower section of the housing, the magnets are mounted on the blades-grinders.

EFFECT: increased grinding performance.

5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для сушки растительных продуктов, их производных и их сочетаний с влажностью до 82%.The invention relates to agricultural machinery and can be used for drying plant products, their derivatives and their combinations with humidity up to 82%.

Известна сушилка, содержащая систему подачи сушильного агента и корпус, внутренняя полость корпуса выполнена цилиндрической, при этом на входе во внутреннюю полость корпуса установлен элемент закручивания по спирали воздушного потока с сушильным агентом (см. Патент на изобретение RU №2388978, М. Кл.: F26B 9/06, 2010).A known dryer containing a supply system of a drying agent and a housing, the inner cavity of the housing is cylindrical, while at the entrance to the inner cavity of the housing there is an element for twisting in an air flow spiral with a drying agent (see Patent for the invention RU No. 2388978, M. Cl .: F26B 9/06, 2010).

Сушильный агент, нагретый до температуры 80-150°C, направляется воздушным потоком, например вентилятором, в корпус сушилки. В корпусе воздушный поток вместе с сушильным агентом благодаря жестким пластинам закручивается по спирали. Частицы сушильного агента, закрученные воздушным потоком, прижимаются к корпусу. При движении они ударяются о неподвижные лопасти и попадают в зону разрежения к оси корпуса, отдают влагу и их снова затягивает к внутренней поверхности корпуса. Температура частиц сушильного агента поддерживается трением частиц о внутреннюю поверхность корпуса и друг о друга, а также за счет соударения с неподвижными лопастями. Регулирование скорости сушки материала происходит за счет изменения температуры частиц, подаваемых на вход корпуса сушилки, за счет изменения положения пластин, а также изменения количества неподвижных лопастей и их формы, а также путем изменения подачи объема воздуха в единицу времени на вход сушилки.The drying agent, heated to a temperature of 80-150 ° C, is directed by an air stream, for example, by a fan, into the dryer body. In the housing, the air flow together with the drying agent is twisted in a spiral thanks to the rigid plates. The particles of the drying agent, swirling the air flow, are pressed against the body. When moving, they hit the stationary blades and fall into the rarefaction zone to the axis of the housing, give off moisture and are drawn back to the inner surface of the housing. The temperature of the particles of the drying agent is maintained by friction of the particles on the inner surface of the housing and against each other, as well as due to the collision with the stationary blades. The regulation of the drying speed of the material occurs due to a change in the temperature of the particles supplied to the inlet of the dryer body, due to a change in the position of the plates, as well as a change in the number of fixed blades and their shape, as well as by changing the supply of air volume per unit time to the inlet of the dryer.

Недостатком этой сушилки является низкая производительность.The disadvantage of this dryer is its low productivity.

Известна сушилка, содержащая камеру с размещенными в ней горизонтальными лотками, имеющими перфорированные днища, примыкающие к коробу, вентилятор, входной и выходной патрубки для сушильного агента, причем объемы над лотками соединены между собой (см. Захаров Л.А. Применение теплоты в сельском хозяйстве. М.: Агропром, 1986, с. 215).A known dryer containing a chamber with horizontal trays placed in it having perforated bottoms adjacent to the duct, a fan, inlet and outlet nozzles for a drying agent, the volumes above the trays are interconnected (see L. Zakharov, A. Application of heat in agriculture M.: Agroprom, 1986, p. 215).

Известна сушилка, содержащая камеру с размещенными в ней горизонтальными лотками, имеющими перфорированные днища, примыкающие к коробу, вентилятор, входной и выходной патрубки для сушильного агента, причем объемы над лотками соединены между собой, при этом камера выполнена в виде однорядной горизонтальной рамы с ячейками для плотной установки лотков, на которой под лотками закреплен короб, а над каждым лотком - откидная застекленная крышка, при этом откидной патрубок размещен на одном торце камеры над лотками и сообщен с атмосферой, а выходной - на противоположном торце камеры в зоне короба и сообщен с всасывающим патрубком вентилятора, нагнетательный патрубок которого сообщен с атмосферой, причем перфорация в днищах лотков выполнена в виде арочных прорезей, направленных выпуклостью вверх и открытых в сторону входного патрубка (см. Патент RU на №2059172, кл. F26B 9/06, 1996).A known dryer containing a chamber with horizontal trays placed in it, having perforated bottoms adjacent to the duct, a fan, inlet and outlet nozzles for a drying agent, the volumes above the trays are interconnected, the chamber being made in the form of a single-row horizontal frame with cells for tight installation of trays, on which a box is fixed under the trays, and above each tray - a hinged glazed lid, while the hinged pipe is placed on one end of the chamber above the trays and is connected with the atmosphere, and one - on the opposite end of the chamber in the duct zone and is in communication with the suction pipe of the fan, the discharge pipe of which is connected to the atmosphere, and the perforation in the bottoms of the trays is made in the form of arched slots directed convex upward and open towards the inlet pipe (see RU Patent No. 2059172, CL F26B 9/06, 1996).

Известна сушилка, содержащая бункер для загрузки материала, консольную систему подачи сушильного агента, направляющие решетки, расположенные внутри камеры, разгрузочную воронку (см. Гришин М.Н., Атаназевич В.И. и Семенов Ю.Г. Установка для сушки пищевых продуктов. Справочник.: М., Агропромиздат, 1989, с. 48-51).A known dryer containing a hopper for loading material, a cantilever system for supplying a drying agent, guiding grids located inside the chamber, an unloading funnel (see Grishin M.N., Atanazevich V.I. and Semenov Yu.G. Installation for drying food products. Reference book: M., Agropromizdat, 1989, p. 48-51).

Известен способ производства порошка из овощей, включающий мелкодисперсное измельчение продукта, освобождение измельченного продукта от влаги в емкости пониженного давления, сушку и измельчение частиц продукта за счет соударения частиц между собой в колонке-смесителе, всасывание измельченного продукта из колонки-смесителя и дальнейшее измельчение молотом-дробителем, после чего освобождают от влажности воздух, входящий в упаковку вместе с порошком, и упаковывают порошок в тару (см. Патент RU на изобретение №2535944, М. Кл.: A23B 7/02).A known method of producing powder from vegetables, including fine grinding of the product, releasing the crushed product from moisture in a reduced pressure vessel, drying and grinding the particles of the product by colliding the particles together in the mixer column, suctioning the crushed product from the mixer column and further grinding with a hammer a crusher, after which the air entering the package along with the powder is freed of moisture and the powder is packaged in a container (see RU patent for invention No. 2535944, M. Cl .: A23B 7/02).

Недостатком этого технического решения является сложность его реализации.The disadvantage of this technical solution is the complexity of its implementation.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является сушилка, содержащая бункер для загрузки материала, консольную систему подачи сушильного агента, направляющие решетки, расположенные внутри камеры, разгрузочную воронку, две группы пластинчатых решеток с регулируемым углом наклона к горизонту, в первой группе пластинчатых решеток одна сторона каждой решетки шарнирно соединена со стенками корпуса камеры, а другая зафиксирована на корпусе в диапазоне углов естественного откоса материала, вторая группа пластинчатых решеток расположена по центральной оси камеры, одна сторона каждой решетки этой группы закреплена шарнирно на линии центральной оси камеры, а другая сторона решетки зафиксирована в диапазоне углов естественного откоса материала, система подачи сушильного агента состоит из центрального канала и двух боковых каналов, причем продольное сечение боковых каналов является треугольным (см. Патент 2038555, кл. F26B 9/06, 1995).The closest in technical essence to the proposed one is a dryer containing a hopper for loading material, a cantilever system for supplying a drying agent, guiding grids located inside the chamber, an unloading funnel, two groups of plate grids with an adjustable angle to the horizon, one side in the first group of plate grids each lattice is pivotally connected to the walls of the camera body, and the other is fixed on the body in the range of angles of repose of the material, the second group of plate sieves k is located on the central axis of the chamber, one side of each lattice of this group is pivotally mounted on the line of the central axis of the chamber, and the other side of the lattice is fixed in the range of angles of repose of the material, the supply system of the drying agent consists of a central channel and two side channels, with a longitudinal section of the channels is triangular (see Patent 2038555, CL F26B 9/06, 1995).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение производительности.The technical result of the invention is to increase productivity.

Поставленный технический результат достигается тем, что сушилка, содержащая систему подачи воздушного потока, систему подачи сушильного сырья и корпус, корпус выполнен двухсекционным, нижняя секция которого выполнена цилиндрической, верхняя секция выполнена расширенной по сравнению с нижней секцией, дополнительно содержит вентилятор с лопастями-измельчителями, размещенными в нижней секции корпуса, на лопастях-измельчителях установлены постоянные магниты, при этом магниты на лопастях-измельчителях размещены по разные стороны лопастей-измельчителей симметрично друг другу, при этом на внутренней поверхности нижней секции корпуса могут быть выполнены углубления, при этом постоянные магниты могут быть установлены и на внутренних стенках нижней секции корпуса между ножами в углублениях, которые выполнены для удержания частиц сушимого материала.The technical result is achieved by the fact that the dryer containing the air flow supply system, the supply system of drying raw materials and the casing, the casing is made in two sections, the lower section of which is cylindrical, the upper section is expanded compared to the lower section, further comprises a fan with chopper blades, Permanent magnets are mounted on the shredder blades located in the lower section of the body, while magnets on the shredder blades are placed on opposite sides of the blades the crushers are symmetrical to each other, while recesses can be made on the inner surface of the lower section of the casing, while permanent magnets can also be installed on the inner walls of the lower section of the casing between the knives in the recesses, which are designed to hold particles of the dried material.

На фиг. 1, на фиг. 2 схематично показана предлагаемая сушилка. Отличие сушилки по фиг. 1 от сушилки по фиг. 2 - различное расположение каналов для выхода высушенного продукта (одни и те же конструктивные элементы на фиг. 1 и фиг. 2 имеют один и тот же номер).In FIG. 1, in FIG. 2 schematically shows the proposed dryer. The difference between the dryers of FIG. 1 from the dryer of FIG. 2 - different arrangement of channels for the exit of the dried product (the same structural elements in Fig. 1 and Fig. 2 have the same number).

Сушилка содержит корпус 1, выполненный двухсекционным. Нижняя секция 2 корпуса 1 выполнена цилиндрической, верхняя секция 3 корпуса 1 выполнена расширенной по сравнению с нижней секцией 2. Сушилка также содержит систему (канал) 4 подачи горячего воздушного потока, систему (канал) 5 подачи сушильного сырья, систему (канал) 6 выхода сухого продукта, вентилятор (электродвигатель) 7 с лопастями-измельчителями 8, жестко установленными на валу электродвигателя 7 (лопасти-измельчители 8 могут быть выполнены в виде пропеллера с наклоном плоскостй до 30 градусов). На лопастях-измельчителях 8 размещены магниты 9, способствующие образованию пузырьков в жидкости, находящейся в частицах растительного сырья при работе сушилки, и доведения ее до предкавитационного состояния. Постоянные магниты могут быть установлены и на стенках нижнего цилиндра, между ножами в углублениях, которые выполнены для удержания частиц сушимого материала.The dryer contains a housing 1 made in two sections. The lower section 2 of the housing 1 is cylindrical, the upper section 3 of the housing 1 is expanded in comparison with the lower section 2. The dryer also contains a system (channel) 4 for supplying hot air flow, a system (channel) 5 for supplying drying raw materials, a system (channel) 6 outlet dry product, a fan (electric motor) 7 with chopper blades 8 rigidly mounted on the shaft of an electric motor 7 (chopper blades 8 can be made in the form of a propeller with an inclination of planes up to 30 degrees). On the grinder blades 8 there are magnets 9, which promote the formation of bubbles in the liquid located in the particles of plant material during operation of the dryer, and bring it to precavitation state. Permanent magnets can also be installed on the walls of the lower cylinder, between the knives in the recesses, which are made to hold particles of the dried material.

Также на внутренней поверхности секции 2 корпуса 1 выполнены углубления, например, в виде круглых глухих выемок, обеспечивающих интенсификацию процесса измельчения (углубления на чертежах не показаны). Расширение корпуса 1 верхней секции 3 сушилки 1 предназначено для снижения скорости воздуха и естественной сепарации сухого продукта от влажного. Позицией 10 обозначена зона псевдокипящего слоя. Лопасти вентилятора могут быть выполнены, как прямоугольные полосы толщиной от 5 до 20 мм. Благодаря установленным на лопастях вентилятора постоянным магнитам, при вращении лопастей создается вращающееся магнитное поле, в котором находится сушимое вещество. Например: на четыре лопасти вентилятора мы ставим симметрично 24 неодимовых магнита (NdFeB) с магнитной индукцией 1,20 Тл. Постоянные магниты могут быть установлены и на стенках нижнего цилиндра, между ножами в углублениях, которые выполнены для удержания частиц сушимого материала (на чертеже эти магниты не показаны).Also, recesses are made on the inner surface of section 2 of the housing 1, for example, in the form of round deaf grooves, which intensify the grinding process (recesses are not shown in the drawings). The extension of the housing 1 of the upper section 3 of the dryer 1 is designed to reduce the air velocity and the natural separation of the dry product from the wet. Position 10 indicates the zone of the pseudo-boiling layer. The fan blades can be made as rectangular stripes with a thickness of 5 to 20 mm. Thanks to the permanent magnets installed on the fan blades, when the blades rotate, a rotating magnetic field is created in which the substance to be dried is located. For example: on four fan blades we put symmetrically 24 neodymium magnets (NdFeB) with a magnetic induction of 1.20 T. Permanent magnets can also be installed on the walls of the lower cylinder, between the knives in the recesses, which are made to hold particles of the dried material (these magnets are not shown in the drawing).

Вентилятор вращается со скоростью до 3000 об/мин. Сбоку внизу секции 2 корпуса 1 по системе (каналу) 4 по косательной подается горячий воздух, нагретый до 50-200 градусов Цельсия (температура определяется технологией сушки).The fan rotates at a speed of up to 3000 rpm. At the bottom side of section 2 of building 1, hot air is heated up to 50-200 degrees Celsius through the system (channel) 4 through the sheath (temperature is determined by drying technology).

Материал для сушки может подаваться снизу, между лопастями вентилятора и над лопастями вентилятора. Частица, ударяясь о плоскость лопасти, сбрасывается на стенку цилиндра и там режется ножом, для того чтобы это происходило однозначно, поверхность стенки сделана ребристой с углублениями 3-5 мм, это задерживает частицы, и когда накапливается слой, достигающий острия ножа, то режется ножом и попадает снова в воздушный поток.Drying material can be supplied from below, between the fan blades and above the fan blades. The particle striking the plane of the blade is dumped onto the cylinder wall and cut with a knife there, so that this happens unambiguously, the surface of the wall is made ribbed with 3-5 mm indentations, this delays the particles, and when a layer accumulates reaching the knife’s edge, it is cut with a knife and falls back into the air stream.

Наличие магнитов 9, расположенных на лопастях-измельчителях 8 или на корпусе сушилки, обеспечивает повышение КПД. Когда влажная частица попадает во вращающееся магнитное поле, созданное вращающимися магнитами 9, или в поле закрепленных магнитов на стенках нижней секции корпуса, в каждой частице воды сушимого материала начинают выделяться газы, вследствие того, что диполи молекулы воды постоянно меняют свою ориентацию в пространстве и не могут больше удерживать растворенные в воде газы (водород, кислород, углекислый газ, азот, воздух). Газовые пузырьки, которые соединяются и постепенно увеличиваются в размерах, резко снижают прочность материала при ударе лопастью вентилятора или ножа, пузырек лопается и выделяется энергия, которая способствует измельчению и нагреву сушимого материала. Кроме этого, сушимый материал воздушным потоком выносится вверх, в зону секции 3 корпуса 1, которая выполнена более широкой по сравнению с секцией 2 корпуса 1. Благодаря этому теряется скорость воздуха и частиц сушимого материала. В этом месте начинается сепарация материала по влажности. Наиболее сухие частицы поднимаются вверх, средние по влажности частицы начинают витать, влажные частицы снова спускаются вниз. Частицы сушимого материала с начала попадания в сушилку многократно меняют зоны высокого и низкого давления. При попадании из зоны слабого давления в зону высокого давления пузырьки газов, которые выделились в воде внутри материала, начинают взрываться и тем самым измельчать и поднимать температуру сушимого материала. В сушилке, как минимум, одна лопасть вентилятора может быть выполнена в виде пропеллера с изгибом плоскостей до 30 градусов.The presence of magnets 9 located on the shredding blades 8 or on the dryer body, provides increased efficiency. When a wet particle enters a rotating magnetic field created by rotating magnets 9, or in a field of fixed magnets on the walls of the lower section of the housing, gases begin to be released in each water particle of the dried material, due to the fact that the dipoles of the water molecule constantly change their orientation in space and do not can more retain gases dissolved in water (hydrogen, oxygen, carbon dioxide, nitrogen, air). Gas bubbles, which combine and gradually increase in size, sharply reduce the strength of the material when struck by a fan or knife blade, the bubble bursts and energy is released, which contributes to the grinding and heating of the dried material. In addition, the dried material is carried upward by air flow into the zone of the section 3 of the housing 1, which is made wider than the section 2 of the housing 1. Due to this, the speed of air and particles of the dried material is lost. At this point, the separation of material by moisture begins. The driest particles rise up, the average moisture particles start to float, the wet particles go down again. Particles of the dried material from the beginning of getting into the dryer repeatedly change the zone of high and low pressure. When the gas bubbles that have been released in the water inside the material get from the low pressure zone to the high pressure zone, they begin to explode and thereby grind and raise the temperature of the dried material. In the dryer, at least one fan blade can be made in the form of a propeller with a bend of planes up to 30 degrees.

Работа сушилки осуществляется следующим образом.The operation of the dryer is as follows.

Сырье (сушильный агент) через системы (каналы) 4 загружается в зону, где его всасывает на лопасти-измельчители 7 с помощью вентилятора 7. Максимальный диаметр сушильного агента определяется размерами сушилки. Горячий воздух через систему (канал) 4 вводится в сушилку по касательной. Лопасти-измельчители 9 представляют собой металлические полосы, на концах которых закреплены ножи, установленные с возможностью резания загружаемого сырья (сушильного агента). Сами лопасти-измельчители жестко закреплены на валу электродвигателя 7. Благодаря углублениям на внутренней стенке секции 2 корпуса 1 сырье (сушильный агент) задерживается и обеспечивается его лучшее измельчение. Частица материала, которая попадает внутрь секции 2, ударяется о металлическую полосу и скользит по полосе в зону резания. Так идет увеличение площади испарения влаги из сырья (сушильного агента). Благодаря магнитам 9 в жидкости, находящейся в сырье (сушильного агента), создается предкавитационное состояние и обеспечивается выделение пузырьков газа. Проходя тысячи раз в минуту круговой путь в сложном магнитном поле пузырьки воздуха в жидкости, находящейся в сырье (сушильного агента), начинают соединяться и укрепляться, а при попадании в зону высокого давления взрываться. При взрыве пузырьков в сырье (сушильном агенте) последний нагревается и измельчается, рвутся стенки клеток растительного сырья, увеличивается площадь испарения влаги, что ускоряет сушку материала. Сырье (сушильный агент) по внутренней поверхности секции 2 скользит вниз и измельчается. В это же время снизу лопастями-измельчителями 9 подается горячий воздух, который подхватывает частицы сырья (сушильного агента) и по внутреннему пространству секций 2 и 3 выносится вверх. При выходе из этого пространства частицы сырья (сушильного агента) попадают в зону низкого давления, снижается скорость движения воздуха, начинается сепарация сушильного агента. Тяжелые частицы всасываются в секцию 2, частицы среднего размера витают и создают псевдокипящий слой 10, легкие частицы вместе с отработанным воздухом выбрасываются в циклон (на чертежах не показан) для разделения высушенного продукта от воздуха. Выход может осуществляться как через канал, который выведен из сушилки по касательной, так и через канал, установленный вертикально выше псевдокипящего слоя.Raw materials (drying agent) through systems (channels) 4 are loaded into the zone where it is sucked onto the shredding blades 7 using a fan 7. The maximum diameter of the drying agent is determined by the size of the dryer. Hot air through the system (channel) 4 is introduced tangentially into the dryer. Chopper blades 9 are metal strips, at the ends of which knives are fixed, installed with the possibility of cutting the feed material (drying agent). The shredder blades themselves are rigidly fixed to the shaft of the electric motor 7. Due to the recesses on the inner wall of the section 2 of the housing 1, the raw material (drying agent) is delayed and its best grinding is ensured. A particle of material that enters into section 2 hits a metal strip and slides along the strip into the cutting zone. So there is an increase in the area of evaporation of moisture from raw materials (drying agent). Thanks to the magnets 9, a precavitation state is created in the liquid in the feed (drying agent) and gas bubbles are released. Passing a circular path thousands of times per minute in a complex magnetic field, air bubbles in the liquid in the feed (drying agent) begin to connect and strengthen, and when they enter the high-pressure zone, they explode. When the bubbles explode in the raw material (drying agent), the latter is heated and crushed, the cell walls of plant materials are torn, the area of moisture evaporation increases, which accelerates the drying of the material. Raw materials (drying agent) on the inner surface of section 2 slides down and is crushed. At the same time, hot air is supplied from below by the shredding blades 9, which picks up particles of raw materials (drying agent) and is carried upward through the internal space of sections 2 and 3. When leaving this space, the particles of raw materials (drying agent) fall into the low pressure zone, the air velocity decreases, and the separation of the drying agent begins. Heavy particles are sucked into section 2, medium-sized particles soar and create a pseudo-boiling layer 10, light particles with exhaust air are thrown into a cyclone (not shown in the drawings) to separate the dried product from the air. The exit can be carried out both through a channel that is tangentially removed from the dryer, and through a channel installed vertically above the pseudo-boiling layer.

Высокая производительность является достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом.High performance is the advantage and advantage of the proposed technical solution compared to the prototype.

Claims

1. Сушилка, содержащая систему подачи воздушного потока, систему подачи сушильного сырья и корпус, отличающаяся тем, что корпус выполнен двухсекционным, нижняя секция которого выполнена цилиндрической, верхняя секция выполнена расширенной по сравнению с нижней секцией, дополнительно содержит вентилятор с лопастями-измельчителями, размещенными в нижней секции корпуса, на лопастях-измельчителях установлены магниты.1. A dryer containing an air flow supply system, a supply system of drying raw materials and a housing, characterized in that the housing is made of two sections, the lower section of which is cylindrical, the upper section is expanded compared to the lower section, further comprises a fan with chopper blades placed in the lower section of the body, magnets are mounted on the chopper blades.

2. Сушилка по п. 1, отличающаяся тем, что магниты на лопастях-измельчителях размещены по разные стороны лопастей-измельчителей симметрично друг другу.2. The dryer according to claim 1, characterized in that the magnets on the chopper blades are placed on opposite sides of the chopper blades symmetrically to each other.

3. Сушилка по п. 1, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности нижней секции корпуса выполнены углубления.3. The dryer according to claim 1, characterized in that the recesses are made on the inner surface of the lower section of the housing.

4. Сушилка по п. 1 отличается тем, что магниты установлены на внутренней поверхности нижней секции корпуса сушилки.4. The dryer according to claim 1 is characterized in that the magnets are mounted on the inner surface of the lower section of the dryer body.

5. Сушилка по п. 1, отличающаяся тем, что как минимум одна лопасть вентилятора выполнена в виде пропеллера с изгибом плоскостей до 30 градусов.5. The dryer according to claim 1, characterized in that at least one fan blade is made in the form of a propeller with a plane bend of up to 30 degrees.