Потрібна кількість форсунок

МАШИНИ І УСТАТКУВАННЯ ДЛЯ ЗНЕВОДНЕННЯ ТА СУШІННЯ МАТЕРІАЛІВ

ФІЛЬТРИ

Зневоднення і сушіння призначені для часткового видалення з мате­ріалів рідких мас або механічно зв'язаної води і створення сприятливих умов використання цих матеріалів чи наступного їх оброблення. Зневоднюють і сушать розріджені керамічні маси, гли­ну, пісок, вугілля та інші матеріали.

Для зневоднення застосовують пере­важно фільтри, а для сушіння — бара­банні й розпилювальні сушарки, установ­ки для одночасного сушіння і помелу ма­теріалів тощо.

Фільтрами для зневоднення розрідже­них мас є фільтрувальні апарати періо­дичної чи безперервної дії, що працюють під тиском або розрідженням. Фільтри, що працюють під тиском, називають фільтрпресами, а під розрідженням — ва­куум-фільтрами.

Камерний фільтрпрес (рис. 5.1, а) складається зі станини, що має вигляд двох П-подібмих стояків 5, штанг 7, що з'єднують стояки і на які навішені ручка­ми 6 плити 4 і гідравлічний затвор 1, що затискує плиту 4 через упор 2 і притискну плиту 3.

Плита 4 (рис. 5.1, б) — це чавунний виливок круглої чи квадратної форми, на поверхні якої є концентричні Б і радіаль­ні В капали, а також отвори Гу бортах для зливання фільтрату. Кожна плита перекрита полотном 8, що прикріплене до неї порожнистим гвинтом 9 і гайкою 10, вставленими в центральний отвір А

Перед подачею маси у фільтрпрес пли­ти з полотнами зближують і герметично закривають гідравлічним затвором. Зав­дяки стовщеним бортам між рамами утво­рюються камери, в які крізь центральний отвір нагнітають насосом суспензію. При заповненні камер суспензією тверді частин­ки осідають на полотнах, фільтрат прохо­дить крізь пори твердого осаду і полотно через концентричні, а потім радіальні ка­нали і бортові отвори виходить із фільтр­преса.

Гідравлічний затвор (рис. 5.1, в) складається з циліндра 21, розміщеного в поперечці 11, поршня 20 і ущільнення 19. На поршні закріплена шпонка 15, що за­побігає його прокручуванню. На прямо­кутну різьбу поршня нагвинчений штур­вал 18, а всередину поршня вкручений гвинт 16, на кінці якого прикріплений штур­вал 17. Коли плити фільтрпреса зміщені штурвалом 17, викручують гвинт 16, тим самим через упор 2 і притискну плиту З стискують рами. Остаточно їх затискують гідрозатвором, у циліндр якого насосом на­гнітають воду по трубопроводу 22. Ступінь затиснення рам визначають за маномет­ром 14. У разі перевищення встановлено­го тиску вода виходить із циліндра через клапан 13 по трубопроводу 12 (так само випускають воду при розбиранні преса). Після того як рами затиснеш, положення поршня фіксують штурвалом 18. Рами пресів затискують гвинтовими, ручними електромеханічними затискачами.

Рис. 5.1. Камерний фільтрпрес: а — загальний вигляд; б — плита; в — схема гідравлічного затвора

Для фільтрування мас у фільтрпресах застосовують спеціальні фільтрувальні тканини — фільтродіагональні і фільтро­бельтинг. Швидко поширюються полі­амідні фільтротканини, зокрема капрон. Від якості фільтротканини значною мірою залежить швидкість фільтрації. Для збіль­шення терміну використання полотна його просочують спеціальними розчинами, пе­ріодично промиваючи.

На тривалість фільтрації дуже впливає пластичність мас. Чим пластичніша маса, тим більша тривалість наповнення преса. Звичайне наповнення преса фаянсовою масою триває 4...5 год. Щоб скоротити тривалість цього процесу, рідку масу піді­грівають у мішалках до 50. ..60 °С; це ско­рочує час наповнення преса до 2,0.. .2,5 год. Наповнення фарфоровою масою продовжується до 1,5 год. Фільтрпрес наповню­ють, поступово збільшуючи тиск до 1,0 МПа. Вологість відфільтрованої маси становить 20...24 %, товщина коржа — 20...30 мм.

Продуктивність фільтрпреса визначаєть­ся його конструкцією, кількістю і розмірами плит, а також тривалістю його наповнення. Розвантажують фільтрпреси і збирають плити вручну. Коржі укладають на ваго­нетки чи скидають на стрічковий конвеєр.

Автоматичний камерний фільтрпрес з механічним затиском (ФПАКМ) призна­чений для фільтрації суспензій із вмістом твердої фази 10...500 т/л з частинками розміром не більше ніж 3 мм за температу­ри, що не перевищує 80 °С. цього фільтрпреса з 1 м² поверхні в 4— 10 разів вища, ніж продук­тивність рамних фільтрпресів.

Усі операції — зближення і затискан­ня плит, заповнення камер суспензією, фільтрація (віджимання) і просушуван­ня осаду, роз'єднання плит і вивантажен­ня осаду — здійснюються автоматично в заданому режимі.

Автоматичний камерний фільтр­прес типу ФПАКМ(рис. 5.2) скла­дається із рами 22, вертикальних стояків 26 і 9, прикріплених до неї, і верхньої упорної плити 5. Усе це становить кар­кас преса. До верхньої плити 5 на бол­тах 4 підвішена верхня фільтрувальна плита б, а до неї на таких самих болтах наступна і т. д. Нижня фільтрувальна пли­та спирається па опорну плиту 25, яка з'єднана з піднімальним важільно-гвинтовим механізмом, що складається з елек­тродвигуна 2 1, черв'ячного редуктора 20, гвинта 19 з лівою і правою різьбою, га­йок 17 і 24 та серг 18 і 23.

При обертанні гвинта 19, коли він збли­жує гайки 24 і 17, серги 18 і23піднімають фільтрувальні плити і затискують їх. Опус­каються, роз'єднуючись, фільтрувальні пли­ти під дією сили тяжіння, коли гвинт відда­ляє гайки 17і24, і серги 18 і 23 опускають­ся. Фільтрувальні плити піднімаються й опускаються разом із прикріпленими до них кронштейнами 12 і змонтованими на них напрямними барабанами 11, перекочу­ючись роликами 7 і 27 по стояках 9 і 26. Барабани охоплені фільтрувальним полот­ном ю — безперервною конвеєрною стріч­кою, що проходить між кожною плитою і має натяжний пристрій 3, привідний при­стрій 13, камеру регенерації 15 і ножі 8 для знімання осаду. Натяжний пристрій вико­наний таким чином, що він автоматично ре­гулює натяг полотна при опусканні (роз'єд­нанні) і зближенні плит.

Прес обладнаний системою автоматич­ного керування, що складається зі станції керування, пульта керування, запірних клапанів, маслонасосної і водонасосної станцій. Маслонасосна станція забезпе­чує тиск у системі гідрокерування, а водонасосна — подає воду в діафрагмові камери для віджимання осаду.

Кожна фільтрувальна плита складаєть­ся зі скріплених болтами двох рам 31 і 29 та гумової мембрани 32. Рама 31 має вни­зу суцільну металеву перегородку 33, а вгорі — дірчасту перегородку 34. Між перегородками 33 і 34 змонтована сітка 35 із пружинного дроту. У цій самій рамі є отвір 36для підведення і відведення води, а також отвір ЗО для відведення фільт­рату.

Отвори 38 у рамах 29 призначені для подачі крізь них керамічної суспензії з колектора 39. У рамах 29 формується і просушується осад.

Під час роботи преса послідовно здійс­нюються такі операції: фільтрація, віджи­мання, просушування і вивантаження.

При фільтрації вмикається електро­двигун 21 механізму затиснення, що під­німає плити. Зусилля затиску плит контро­люється реле. При збільшенні сили стру­му вище від установленої електродвигун 21 механізму затиснення вимикається, автоматично відкривається клапан 1 і вми­кається насос подачі суспензії. Суспензія через колектор 39 під тиском 0,5 МПа надходить всередину рами 29 усіх фільтрувальних плит. Після закінчення певного часу фільтрації електродвигун насоса вимикається, клапан 1 закриває отвір, і починається наступна операція — віджимання.

При віджиманні автоматично відкри­вається клапан 41 і вмикається водона-сосна станція, що під тиском 1,2 МПа подає воду через колектор 37 і отвори 36 у порожнину під мембраною. Під тиском води мембрана 32 прогинається і давить па суспензію, що міститься в рамах 29. При цьому через фільтрувальну тканину, отвір 30 і колектор 28, що має блок кла­панів 40, видаляється фільтрат. Після закінчення певного часу спрацьовує реле часу; припиняється операція віджимання і починається операція просушування.

При просушуванні вимикається насос­на станція, клапан 41 перекриває подачу води, клапан 2 відкриває отвір для по­дачі повітря, клапан 42 відкриває отвір для скидання суспензії. Повітря, що по­дається під тиском 0,4...0,6 МПа крізь отвір, який відкривається клапаном 2, про­дуває колектор 39. У цей період додат-

Рис. 5.2. Автоматичний камерний фільтрпрес типу ФПАКМ.

а- загальний вигляд; б - фільтрувальні плити; в — схема фільтрації суспензії; г — схема роботи фільтрпреса

ково підсушується осад і видавлюється вода з діафрагмових порожнин. Після продування осаду повітрям відкриваєть­ся клапан 42, у рамному просторі тиск знижується до атмосферного, і здійснюєть­ся операція вивантаження.

При вивантаженні вмикається важільно-гвинтовий механізм і механізм натя­гування фільтрувальної тканини. При цьому опускаються фільтрувальні плити, натягується стрічка і вмикається при­відний пристрій 13 стрічки. Стрічка пе­реміщується і виносить осад, що зрізуєть­ся з тканини на барабанах 11 ножами 8, і надходить у бункери 14 чи стрічкові кон­веєри. При вмиканні приводу стрічки відкривається клапан 16 і в камеру 15 через трубки 43 подається вода під тис­ком до 0,3 МПа. У цій камері стрічка очищується ножами і промивається. Кла­пан 16 закривається одночасно з відклю­ченням приводу стрічки.

При фільтруванні фарфорових сус­пензій тривалість одного циклу, тобто чо­тирьох операцій, становить 31 хв. За один цикл фільтрпрес видає 450 кг маси воло­гістю 19...22%.

Технічну характеристику фільтрпресів ФПАКМ наведено в табл. 5.1.

Перевага фільтрпресів порівняно з ва­куум-фільтрами — чистіший фільтрат, менша вологість осаду. Проте ці апарати мають складну конструкцію, великі екс­плуатаційні витрати і меншу продуктив­ність.

Вакуум-фільтри безперервної дії за конструкцією поділяють на дискові (^з бічною фільтрувальною поверхнею), ба­рабанні (із зовнішньою фільтрувальною поверхнею) і стрічкові.

У дисковому вакуум-фільтрі (рис. 5.3, а) суспензія надходить по тру­бі 1 через патрубки 2 у робочу вапну 10 і заповнює її до рівня переливного вік­на 9. Суспензія у ванні постійно перемі­шується мішалкою. В центрі ванни по­вільно (0,1... 1,2 об/хв) обертається по­рожній вал 7 з укріпленими на ньому дисками 8. Диски складаються з окре­мих порожнистих плоских секторів, обтяг­нутих фільтрувальною тканиною. Внут­рішня поверхня секторів укомплектова­на патрубками 4 з поздовжніми канала­ми порожнистого вала.

До поздовжніх каналів, що мають вихід на торцях вала, тісно примикають через змінні шайби дві нерухомі розподільні головки (рис. 5.3, б), кожна з яких має

Таблиця 5.1.Технічна характеристика фільтрпресів ФПАКМ у двох виконаннях — із діафраг­мами (для віджимання осаду) і без них (із просушуванням осаду повітрям)

Примітка. Робочий тиск у всіх фільтрах 1,17 МПа.

Рис. 5.3. Схема роботи дискового вакуум-фільтра:

а - схема роботи; б - схема розміщення отворів у розподільній головці

отвір Б для вакууму і два отвори А для підведення стисненого повітря. Патру­бок 3 трубопроводом з'єднує розподільну головку з вакуум-насосом. Патрубки 6 при­значені для подачі в розподільну головку стисненого повітря від повітродувки.

Розподільна головка (рис. 5.4) забезпечує чергування зон фільтрації у певній послідовності. Для дискових і ба­рабанних вакуум-фільтрів усіх типів го­ловка однакова і складається із порож­нистого литого корпусу 5, що притискуєть­ся до вала 1 за допомогою пружинного пристрою, який складається з пружини 4, кулькового підшипника 6, шпильки 7, напрямної втулки 9 і кришки 8. Торцева поверхня вала захищена від спрацюван­ня ущільнювальною шайбою 2 з кількістю отворів, що дорівнює кількості чарунок вала. Отвори шайби збігаються з чарун­ками головного вала чи цапфи. Ущіль­нювальна шайба 3, що захищає торцеву поверхню корпусу головки від спрацю­вання, під тиском пружини 4 перебуває у постійному контакті із шайбою 2.

Цикл зневоднювання складається з та­ких послідовних операцій (див. рис. 5.3). Коли нижні сектори занурені в суспен­зію, їхні поздовжні канали з'єднані через розподільну головку з лінією вакууму.

Вода просочується крізь фільтрувальну тканину, проходить через порожнисті сек­тори, що відповідають поздовжнім ка­налам порожнистого вала, і через патруб­ки 3 розподільної головки спрямовується в приймач фільтрату.

Рис. 5.4. Розподільна головка вакуум-фільтра

Рис. 5.5. Дисковий вакуум-фільтр ДУ32-2.5;

1- люк для випускання суспензії; 2 - мішалка; 3 - порожнистий вал: 4 - диск; 5 - ніж дія знімання осаду; 6- розподільна головка; 7- патрубки для подачі стисненого повітря; 8- патрубок для видалення фільтрату; 9 - привід; 10 - вікно для переливання суспензії; 11 - сектори диска; 12- ванна

На фільтрувальній поверхні утворюєть­ся осад, що наростає у міру просування сек­торів у суспензії. Зона І (див. рис. 5.3, а) фільтрації продовжується до виходу сек­торів із суспензії. Потім настає період про­сушування (зона ІІ), сектор залишається сполученим із вакуумом і повітря, що про­ходить крізь пори осаду, ущільнює його і додатково зневоднює. Зона ІІІ є пере­хідною. При проходженні секторів через зону IV поздовжні канали вала, що відпо­відають їм, сполучаються з отворами а роз­подільною головкою, в які стиснене повітря надходить через патрубки 6. При цьому шар осаду відокремлюється від фільтру­вальної тканини. В зоні V осад, що зали­шився, знімається двобічними нерухоми­ми ножами 5. У зоні VI продовжується продування і очищення тканини. Після пе­рехідної зони VII цикл повторюється.

На рис. 5.5 показано загальний вигляд дискового вакуум-фільтра ДУ32-2.5 з фільтрувальною поверхнею 34 м² з дисками діаметром 2,5, з однобічним розмі­щенням розподільної головки.

Технічну характеристику дискових ва­куум-фільтрів наведено в табл. 5.2.

Барабанний вакуум-фільтр (рис. 5.6) із зовнішньою фільтрувальною по­верхнею складається з обертового барабана 3, частина якого занурена у ванну 7 із суспензією. До поверхні барабана при­кріплена гвинтами перфорована решіт­ка 4, що складається з окремих листів. Зверху на решітку натягнута фільтру­вальна тканина. Внутрішня поверхня ба­рабана поділена на 24 секції, з'єднані відвідними патрубками із секціями по­рожнистих цапф 5. До торцевих повер­хонь цапф пружинами притиснуті розпо­дільні головки 1.

При обертанні барабана окремі його секції поперемінно з'єднуються з певни­ми камерами розподільних головок (ство­рюється вакуум-тиск). Принцип роботи барабанного і дискового вакуум-фільтрів однаковий. Проте барабанні вакуум-фільтри менш компактні порівняно з дис­ковими й мають меншу робочу поверхню на одиницю займаної площі.

Стрічковий вакуум-фільтр (рис. 5.7) складається із нескінченної гумової стрічки 4 з рифленою зовнішньою поверх­нею і наскрізними отворами, привідно­го 5 і натяжного 1 барабанів, вакуум-камери 3 і промивного пристрою 8 для реге­нерації тканини.

Стрічка покрита фільтрувальною тка­ниною 10. Борти стрічки ковзають по напрямних планках 9, а середня її части-

Таблиця 5.2. Технічна характеристика дискових вакуум-фільтрів

Продовження табл. 5.2

Продовження табл. 5.2

Примітка. ДУ — диск і деталі вакуум-фільтрів, що стикаються з оброблюваним середовищем виготовляють із чавуну, вуглецевої сталі та неметалевих матеріалів; ДК — диск і деталі _вакуу_м фільтрів, що стикаються з оброблюваним середовищем, виготовляють із корозійностійкої сталі, мінієвого сплаву і неметалевих матеріалів.

Рис. 5.6. Барабанний вакуум-фільтр:

1 - розподільна головка; 2 - канали відведення фільтрату; 3 - барабан; 4 - перфорована решітка; 5 - порожниста цапфа; 6 - патрубки подачі стисненого повітря; 7 - ванна; 8 - переливне вікно; 9 - па­трубки видалення фільтрату

Рис. 5.7. Стрічковий вакуум-фільтр

на прилягає до решітки вакуум-камери, яка патрубками з'єднана з колектором фільтрату вакуумної установки. Суспен­зія надходить па стрічку із живильного лотока 2, осад знімається ножем 6 на при­відному барабані й надходить на стрічко­вий конвеєр 7.

Технічну характеристику стрічкових вакуум-фільтрів наведено в табл. 5.3.

Вакуумна фільтрувальна установка складається з вакуум-фільтра, пастки, по-

Рис. 5.8. Схема компонування вакуумної фільтрувальної установки

вітродувки і відцентрових насосів. Най­більше застосовується схема компонуван­ня апаратури, наведена па рис. 5.8.

Вихідна суспензія надходить у мішал­ку 4, аз неї — по трубопроводу до вакуум-фільтра 3. Фільтрат відсмоктують у ре­сивер 1 вакуум-насосом 7, звідки його

Таблиця 5.3. Технічна характеристика стрічкових вакуум-фільтрів

Примітки: 1. Повна ширина стрічки для вакуум-фільтрів усіх типів становить 700 мм, робо­ча — 500 мм. 2. Тиск у вакуум-фільтрах 0,05...0,07 МПа.

викачують відцентровим насосом 9. Щоб уникнути потрапляння фільтрату у ва­куум-насос, на висоті 10 м над збірни­ком 8 фільтрату встановлена пастка 5, при­значена для остаточного очищення повіт­ря від фільтрату, що затримується в пастці й самопливом зливається у збірник 8 по трубі 6. Для відокремлення осаду стиснене повітря надходить від повітродув­ки 2. При розміщенні вакуум-фільтра і ресивера вище від збірника води більше ніж на " м фільтрат з ресивера зливаєть­ся у збірник самопливом. За такого роз­міщення устаткування немає потреби у відцентровому насосі та пастці.

СУШАРКИ

Сушіння — процес видалення вологи з матеріалів випаровуванням. При су­шінні керамічних виробів зменшується їхній об'єм (повітряна усадка) за раху­нок зменшення товщини гідратних обо­лонок глинистих частинок, підвищується міцність сирцю. Найчастіше застосовують конвективний і радіаційний способи су­шіння. При конвективному сушінні тепло­носій (димові гази, гаряче повітря) оми­ває виріб і передає йому теплоту, при ра­діаційному — виріб сприймає теплоту від нагрітих поверхонь. Швидкість сушіння визначають кількістю вологи, що виді­ляється із одиниці поверхні виробу за одиницю часу. Швидкість сушіння регу­люють температурою, відносною вологіс­тю і швидкістю руху теплоносія.

Схематично процес сушіння можна по­дати у такий спосіб. Теплоносій (повітря, газ), омиваючи виріб, поглинає із його поверхні вологу (зовнішня дифузія). Швидкість зовнішньої дифузії залежить від температури, швидкості переміщення і вологості теплоносія: чим вищі темпе­ратура та швидкість і менша вологість теплоносія, тим більша зовнішня дифузія. У міру видалення вологи з поверхні й прогрівання виробу з глибини його до по­верхні по капілярах надходять нові порції вологи {внутрішня дифузія). Швидкість її залежить від вологопровідності матеріа­лу, температури вологи в ньому і перепа­дів вологості між поверхнею і внутрішні­ми шарами виробу.

У початковий період сушіння поверх­неві шари виробу віддають більше воло­ги, ніж внутрішні, і дають велику усадку.

Проте усадці поверхневих шарів пере­шкоджає опір більш вологих внутрішніх шарів, що дають меншу усадку. Внаслі­док цього поверхневі шари починають випробовувати розтяжні зусилля, а вну­трішні — стискальні, що іноді за недо­статньої міцності матеріалу і значної різ­ниці в усадках шарів призводить до по­верхневих тріщин на виробі. Після закін­чення усадки поверхневих шарів і при усадці внутрішніх шарів, що триває, мо­жуть утворюватися внутрішні структурні тріщини у виробі. Щоб знизити утворен­ня тріщин, потрібно зменшити різницю між швидкістю зовнішньої і внутрішньої дифузій.

При сушінні виробів пластичного фор­мування легше зменшити зовнішню ди­фузію, підвищуючи вологість чи знижу­ючи швидкість і температуру теплоносія. У кожному окремому випадку швидкість дифузії регулюють, виходячи з властивос­тей маси і форми виробу. При сушінні керамічних плиток незначної товщини, відпресованих методом напівсухого пре­сування, процес сушіння скорочують при­скоренням внутрішньої дифузії за раху­нок підвищення температури сушіння, оскільки при цьому в'язкість води у ви­робі зменшується, вологопровідність пли­ток підвищується, а критична вологість знижується. Швидкість руху повітря та­кож підвищує інтенсивність сушіння, але не виливає на вологопровідність матеріа­лу і призводить до пересихання поверхні плиток. Вибираючи оптимальну швид­кість сушіння виробів напівсухого пресу­вання, враховують, що за низької вологості матеріалу волога від внутрішніх ша­рів переміщується до поверхні переваж­но у вигляді пари. Тиск пари при інтен­сифікації сушіння не повинен перевищу­вати меж, припустимих міцністю виробів.

Деформація виробів при сушінні вини­кає внаслідок нерівномірної напруженості двох протилежних поверхонь виробу за ра­хунок різної вологості їх. При цьому по­верхня, що має більшу вологість і темпера­туру, дає велику усадку. Для усунення деформації керамічних виробів потрібно, щоб інтенсивність сушіння була однаковою з верхньої і нижньої поверхонь плитки.

Процес сушіння поділяється на три пе­ріоди: нагрівання виробів, постійної швид­кості сушіння й уповільненої швидкості сушіння.

У період нагрівання теплота, що підво­диться до матеріалу, витрачається на піді­грівання виробу від початкової темпера­тури до температури теплоносія. Во­логість виробів у цей період зменшується незначно.

У період постійної швидкості сушін­ня волога, що надходить із внутрішніх шарів виробу, випаровується з поверхні виробу. Швидкість сушіння в цей період залишається постійною доти, доки воло­гість на поверхні виробів не почне змен­шуватися. Цей період сушіння характе­ризується постійним зменшенням маси виробу за одиницю часу, тобто кількістю вологи, що випаровується з одиниці по­верхні виробу.

У період уповільненої швидкості су­шіння поступово зменшується вологість виробу до мінімальної залишкової кіль­кості. Цей період характеризується без­перервним зниженням швидкості сушін­ня і супроводжується зниженням усадки виробів, яка зазвичай припиняється до закінчення цього періоду. Вологість, яку має виріб у момент припинення усадки, називається критичною. Кінець третьо­го періоду характеризується рівноважною вологістю, тобто вологістю, за якої при­пиняє зменшуватися маса виробу і швид­кість сушіння дорівнює нулю.

Під час сушіння виробів намагаються створити оптимальний режим, тобто режим, при якому дістають якісні вироби без тріщин у мінімальний термін і за яко­мога меншої витрати теплоти й електро­енергії.

Для сушіння виробів будівельної кера­міки застосовують переважно безперерв­но діючі конвеєрні та тунельні сушарки.

Конвеєрні сушарки. Конвеєрна щі­линна сушарка (рис. 5.9) має корпус 2, що складається з каркаса, обшитого із зовнішнього і внутрішнього боків стале­вими листами. Простір між обшивками за­повнений утеплювачем 3. У стінах сушар­ки влаштовані люки 5, що відкриваються на шарнірах для спостереження за робо­тою пальників і очищення внутрішньої по­верхні сушарки. Сушарки опалюються природним газом, що спалюється в мікросмолоскіпових інжекційних пальниках 4, розміщених під несівною стрічкою кон­веєра 1, чи гарячими газами, що надхо­дять від печей. На конвеєрі керамічні вироби, призначені для сушіння, транспор­туються через сушарку. Потоки продуктів горіння нагрівають виріб знизу, верти­кальні потоки проникають у верхню час­тину сушарки і нагрівають стелю, що піді­гріває виріб зверху випромінюванням. У такий спосіб виріб підігрівається одно­часно знизу і зверху, що забезпечує рівно­мірне сушіння.

Витрата теплоти в конвеєрних сушар­ках становить 10,5... 11,7 МДж/кг воло­ги. На випарювання вологи витрачається 23...27 % теплоти від спалювання газу. Іс­тотною перевагою конвеєрних сушарок є потоковість процесів сушіння і безперерв­ність у роботі, що дало змогу широко вико­ристовувати їх у потоково-конвеєрних лі­ніях для виробництва керамічних плиток.

Сушарка обладнана приладами для автоматичного контролю температурного і гідравлічного режимів. Продуктивність сушарки 56 — 86 виробів за годину; час сушіння виробів — 6,6...9,8 год; установ­лена потужність двигунів — 14 кВт. Су­шарка проста в експлуатації, сприяє вису­шуванню виробу різного асортименту прак­тично без бою і браку.

Конвеєрна кареткова сушарка СМК-219 (рис. 5.10) складається із су-

Рис. 5.9. Конвеєрна щілинна сушарка (поздовжній розріз):

1 — конвеєр; 2 - корпус; 3 — утеплювач; 4 — газові пальники; 5 - люк

Рис. 5.10. Конвеєрна кареткова сушарка:

1 - сушильна камера; 2 — підіймач кареток; 3 — гідравлічний штовхач: 4 — знижувач кареток; 5 - ка­ретки

шильної камери 1 завдовжки 30 м, зав­вишки 4,8 м і завширшки 4,3 м. По висоті камера поділена на шість ярусів, п'ять із яких (верхні) робочі, а нижній призначе­ний для повернення порожніх вагонеток. Підіймачем вироби завантажуються у певний ярус. Вивантажуються висушені вироби знижувачем 4. Гідравлічний штовхач З призначений для проштовхування кареток 5 по ярусах. Яруси поділені аз­бестоцементними плитами. Каретки з ви­робами в кожному ярусі переміщуються по рейках. Гаряче повітря подається че­рез вікна. Кількість повітря, що подаєть­ся, регулюється бічною системою подачі і добору відпрацьованого повітря.

Сушарка працює у такий спосіб. Виріб установлюють на каретку, що розміщуєть­ся па піднімальному столі. Підіймач під­німає їх і встановлює каретку навпроти відповідного ярусу. Гідроштовхач про­штовхує каретку з виробом по рейках у сушильну камеру, а водночас крайня ка­ретка з висушеним виробом автоматично виштовхується з протилежного кінця су­шильної камери і механізмом розванта­ження опускається до столу розвантажен­ня. Тут виріб знімається, а каретка по­вертається першим ярусом до столу за­вантаження. Цикл повторюється.

Кожен ярус за тепловим режимом по­ділений на дві зони. Кожна зона облад­нана вентиляційною установкою і витяж­ною системою повітропроводів. Режим су­шіння протипотоковий, тобто вироби і теплоносій рухаються назустріч один одно­му. У першій зоні забезпечується м'який режим сушіння: температура теплоносія на вході становить 75. ..70 °С, на виході — 45 °С; відносна вологість теплоносія па вході — 80... 85 %. На вході в другу зону температура теплоносія 100... ПО °С, на виході 75...80 °С; вологість теплоносія па вході 40...45 %. Задані параметри сушін­ня підтримуються в сушарці автоматич­но. Початкова вологість виробів до сушін­ня 16... 18 %, кінцева — 1 %. Витрата пари в калориферах 250...370 кг/год, повітря — 4000 м³/год Загальна встановлена потужність 25 кВт. Маса сушарки 57 т.

Тунельні сушарки. Тунельні сушар­ки — це агрегати безперервної дії. Застосовують їх для сушіння виробів пластич­ного формування (кислототривких цегл і плиток, каналізаційних труб).

Тунельна сушарка (рис. 5.11) має довжину 24...36 м. У кожному тунелі 5 розміщені вузькоколійні рейкові шляхи для пересування вагонеток 4 з виробами. Торці тунелів закриваються одно- чи дво­стулковими дверима 3. Ширина однокол­ійних тунелів становить 1,0... 1,2 м, двоко­лійних 2,0...2,4 м, триколійних — 3,0...3,6 м, висота їх 1,4...1,8 м.

Найпоширеніші одноколійні тунелі. Ту­нелі поєднуються в блоки по 4 — 20, що мають загальні канали для подачі чи до­бору теплоносія. Підведення і відведен­ня теплоносія в кінцях тунелю бувають нижнім чи верхнім, зосередженим (один отвір) чи розподіленим (кілька отворів).

Тунельні сушарки працюють за прин­ципом протитечії. У тунель надходить га­рячий і сухий теплоносій температурою 90... 120 °С, який зустрічає на своєму шля­ху майже цілком висушені вироби, що унеможливлює утворення на виробах тріщин і деформацій. Просуваючись ту­нелем, теплоносій поступово охолоджуєть­ся, віддаючи теплоту виробам і нагріва­ючи їх, водночас підвищується відносна вологість теплоносія за рахунок висушу­вання виробів. При цьому здатність тепло­носія поглинати вологу зменшується з від­даленням від місця введення в тунель. Так само збільшується вологість виробів.

Отже, на вологі вироби, тільки-но вве­дені в тунель, впливає охолоджений

температури ЗО...40 °С вологий (віднос­на вологість 85...90 %) теплоносій. Ви­роби при цьому прогріваються (що збільшує внутрішню дифузію вологи у виробі), а видалення вологи з поверхні виробу (зовнішня дифузія) зменшується за рахунок високої відносної вологості теплоносія. Це оберігає від висихання поверхневі шари виробу, запобігає утво­ренню на виробах тріщин і їх деформації.

У міру просування виробів тунелем і їх прогрівання зовнішня дифузія збіль­шується і виріб поступово висихає, тобто процес сушіння саморегулюється. Для створення м'яких умов сушіння в тих зо­нах, у яких відбувається інтенсивна усад­ка виробів, додатково (до 25...30 %) уво­дять відпрацьований вологий теплоносій (відбувається рециркуляція теплоносія), що призводить до підвищення відносної вологості основного теплоносія, зниження його температури і, отже, уповільнення швидкості сушіння в небезпечних зонах.

У тунельних монорельсових сушарках для сушіння каналізаційних труб тепло­носій рухається у вертикально-зиґзаґоподібному напрямі, завдяки чому він краще омиває внутрішні та зовнішні поверхні труб.

Тривалість процесу сушіння та якість висушених виробів значною мірою зале­жать від щільності й системи укладання виробів на вагонетки. Слід забезпечити рівномірність омивання теплоносієм ви­робів і отримання потрібної температури і відносної вологості теплоносія в різних частинах. Регулювати режимом можна, змінюючи кількість теплоносія, що по­дається, і його температуру. Швидкість сушіння збільшується при подачі великої кількості теплоносія, що має високу темпе­ратуру. Це дає змогу збільшити швидкість просування виробів у тунелі. При збіль­шенні об'єму теплоносія, поданого за оди­ницю часу, усувається розшарування теп­лоносія при його проходженні в тунелі.

Перед завантаженням тунельної сушар­ки з тунелю викочують вагонетку з вису­шеними виробами, повністю відкривають двері й закріплюють їх; оглядають пере­давальні візки, вагонетки, штовхачі. Під час роботи сушильник має спостерігати, щоб газ і повітря не просочувались із тунелів крізь щілини у закритих дверях та інші отвори. При сушінні виробів у тунельних сушарках контролюють темпе­ратуру і відносну вологість теплоносія вході у сушарку і виході з неї, розріджен­ня на виході теплоносія із сушарки, у ви­тяжних каналах і перед відсмоктувальним вентилятором, тиск на вході теплоносія в сушарку і у припливних каналах.

При сушінні виробів пластичного фор­мування можуть виникати різні дефекти. Рамкові тріщини, скривлення і зми­нання утворюються через високу вологість сирцю, недбале укладання сфор­мованих виробів, струшування їх під час транспортування несправним шляхом, зачіплювання виробів за стінки сушарки при перекосі шляхів у тунелі. Струк­турні тріщини (зокрема, S-подібні) ви­никають при формуванні виробів через несправності преса. Дрібні тріщини (тріщини від запарення) утворюються під дією вологи, що конденсується на виробі в перший період сушіння внаслідок низь­кої температури виробу чи високої воло­гості теплоносія. Тріщини на виробах у верхніх і бічних рядах можуть з'являти­ся при підвищеній швидкості сушіння в період усадки через розшарування пото­ку теплоносія, коли гарячий теплоносій проходить тільки над виробами чи між виробами і стінками тунелю. Відривання від зовнішньої поверхні виробів части­ни маси у вигляді шарів у кінцевий період сушіння чи в початковий період випалю­вання виробів за високої температури те­плоносія здійснюється внаслідок утворен­ня у виробі пари води.

При сушінні виробів, сформованих ме­тодом лиття, па їхній поверхні можуть утворюватися дрібні ненаскрізні тріщи­ни (насічки) через використання свіжо-приготовленого (невитриманого) шлікера, надлишок електроліту в шлікері або порушення послідовності введення елек­тролітів у шлікер і правильної підготов­ки їх, різну вологість основної маси і де­талі, що приставляється, використання деталей гіпсових форм, що мають різну вологість і пористість, порушення режи­му підв'ялення і сушіння.

Плитки, пресовані із порошкових мас, під час сушіння можуть деформуватися, на них можуть утворюватися тріщини, якщо підвищується вологість прес-порош­ку, порушується температурний режим сушіння чи живлення плитками сушиль­ного конвеєра. Плитки «вибухають» че­рез підвищену температуру в перший пе­ріод сушіння, підвищений тиск при пре­суванні й надто дрібний прес-порошок.

Барабанні сушарки застосовують для сушіння глини, піску, вапняку, а також для випалювання гіпсу.

Барабанна сушарка (рис. 5.12) складається із сушильного барабана, до торців якого примикають з одного боку топка зі змішувальною камерою і заван­тажувальною лійкою, а з другого — роз­вантажувальна камера для висушеного

матеріалу. Барабан установлюють з уклоном 1...5° у бік розвантаження вису- шеного матеріалу. Матеріал подають із бун­кера 3 живильником 2 у барабан 8.

Пройшовши через барабан, висушений матеріал надходить у розвантажувальну камеру 7 і, далі, на конвеєри. Газоповітряна суміш, яка потрібна для сушіння, утво­рюється в топці 1. Для отримання потріб­ної температури суміші, що входить у ба­рабан, до змішувальної камери подають холодне повітря. Відпрацьовані гази очи­щуються від пилу в циклоні 6 і мокрому пиловловлювачі й викидаються вентиля­тором 4 через трубу 5 в атмосферу.

Залежно від напряму руху потоку га­рячих газів і матеріалу, що висушується, барабанні сушарки поділяють на два ти­пи: прямопотокові, коли напрями руху га­зового потоку і матеріалу, що висушуєть­ся, збігаються, і протииотокові, коли на­прями руху газового потоку і матеріалу протилежні.

Паливом для барабанної сушарки може бути кам'яне вугілля, мазут чи топковий газ.

Залежно від властивостей оброблюва­ного матеріалу і заданих технологічних параметрів температура на початку бара­бана становить 500...900 °С.

Сушильний барабан (рис. 5.13) має вигляд зварного сталевого циліндра 4, на якому закріплено два бандажі 2, що перекочуються на опорних роликах 6, і вінцеву шестірню 3. Барабан отримує

Рис. 5.12. Барабанна сушарка

Рис. 5.13. Сушильний барабан; а — загальний вигляд; 6 — барабан; в — роликова опора

обертання від електродвигуна 11 через редуктор 9, зубчасту пару 8 і підвінцеву шестірню 7, що зачіплюється з вінцевим зубчастим колесом 3. Для контролю за зсувом барабана в осьовому напрямі вста­новлені контрольні опорні ролики 13.

Опорні та контрольні ролики змонто­вані на загальній зварній плиті 10, закріп­леній на фундаменті. Для захоплення матеріалу, що подається в завантажуваль­ну лійку 5, і спрямування його до вну­трішньої поверхні барабана з боку над­ходження матеріалу приварені спіральні лопаті 14, а далі по всій довжині — шве­лери 17, які утворюють пересипні лопаті. Крім швелерів, приварених до барабана, такі самі швелери приварені до двох хрес­товин 15. До швелерів приварені сталеві смуги 16. Усе це ігри пересипанні мате­ріалу забезпечує краще сушіння його.

Для запобігання підсмоктуванню по­вітря в місцях з'єднання барабана з топ­кою і розвантажувальною камерою вста­новлені лабіринтові ущільнення. Сиро­вина, що завантажується, при обертанні барабана піднімається лопатями вгору, пересипається і падає вниз, при цьому просушується гарячими газами, що вида­ляються через патрубок 1. Оскільки вісь барабана розміщена з уклоном у бік роз­вантажувальної камери, сировина, переси­паючись, поступово переміщується вздовж барабана і потрапляє в розвантажуваль­ну камеру 12.

При сушінні глини до поздовжніх шве­лерів приварюють куски якірних ланцю­гів, що розбивають грудки глини на дрібні куски і таким чином значно прискорю­ють процес сушіння. Барабанні сушарки мають високі продуктивність і тепловий ККД, надійні в роботі й споживають мало енергії. Недолік сушарок — велике відне­сення пилу з газами.

Технічну характеристику сушильних барабанів наведено в табл. 5.4.

Вибір параметрів сушильних барабанів і режимів їхньої роботи залежить від фізичних властивостей породи, насампе­ред від її початкової вологості та розмірів кусків. Чим вища початкова вологість і дрібніші куски, тим інтенсивніше випа­рюється волога.

Частоту обертання барабана п, об/хв, час проходження через нього породи т, хв, потужність приводу Р, кВт, для обер­тання барабана визначають за такими формулами:

Таблиця 5.4. Технічна характеристика прямопотокових сушильних барабанів

Таблиця 5.5. Значення коефіцієнтів т, К і 5

Таблиця 5.6. Типорозміри і частота обертання сушильних барабанів

P=0.0013D³Lpnd

де m, K i d — коефіцієнти, що враховують умови теплообміну в барабані (табл. 5.5);D, L — діаметр і довжина барабана, м; a — кут нахилу барабана, град; (b = 0,10...0,25 — коефіцієнт заповнення барабана;р —середня насипна щільність матеріалу,кг/м³; A - парознімання, кг/(м³ год); w_с і w_м — вологість сировини і висушено­го матеріалу, %.

Продуктивність сушильного барабана визначають за виходом вологи П_w і ви­сушеного матеріалу П:

На практиці показником, що нормує ро­боту сушильних барабанів, є парознімання А: для глини — А = 50...60 кг/(м³ год), для вапняку — А = 45...65 кг/(м³ год).

За певного значення парознімання можна визначити робочий об'єм сушиль­ного барабана, м³

V = 3600П_w/А.

Нормовані розміри і параметри для су­шильних барабанів наведено у табл. 5.6.

Приклад. Визначити потрібні розміри су­шильного барабана для сушіння вапняку в об­сязі Q = 240 т/год за висушеною масою. По­чаткова вологість вапняку 15 %, кінцева 5 %. Теплообмінники прямопотокового барабана ло­патеві. Середня насипна щільність вапняку р= 1400 кг/м³.

Розв'язок. Продуктивність барабана за ви­ходом вапняку вологістю 5 % становитиме

кг/с

Продуктивність за виходом вологи визначає­мо за формулою (5.4)

кг/с

Беремо попереднє знімання пари сушильно­го барабана А = 50 кг/(м³ год). Тоді об'єм сушильного барабана за формулою (5.5) має бути

V= м³

За даними табл. 5.6 вибираємо барабан із робочим об'ємом 686 м³ із такими параметрами: D = 5 м, L = 35 м. Беремо коефіцієнт запов­нення барабана р = 0,2. Тоді за формулою (5.2) час проходження вапняку через сушильний ба­рабан

хв

За даними табл. 5.5 беремо значення коефі­цієнтів: m = 0,5; К = 0,7; d = 0,04, а за даними табл. 5.6 — n = 2 об/хв. Тоді кут нахилу бара­бана за формулою (5.1)

звідки a = 2°.

Потрібну потужність приводу сушильного ба­рабана визначають за формулою (5.3)

Р = 0,0013*5³-35*1400*2*0.04 =637 кВт.

Вихрові сушарки. На відміну від су­шильних барабанів вихрова сушарка (рис. 5.14) є нерухомим повітронепро­никним циліндром із круговим чи еліп­тичним перерізом. У нижній частині кор­пусу сушарки встановлені два обертових вали з лопатями, що розкидають матеріал, який просушується у потоці гарячого газу. Крім цього, лопаті транспортують груд­ковий матеріал у бік розвантаження. Для підвищення тривалості перебування дріб­них частинок у сушарці її камера за до­помогою перегородок поділена на кілька секцій. Вихрова сушарка працює за пря

мопотоковою схемою. Попередньо дроб­лений сировинний матеріал 1 подають у робочу камеру сушарки через герметич­ний завантажувальний пристрій.

З цього самого боку камери підводять гарячий газ 2 від спеціальної установки чи топки від обертової печі або від холо­дильника. Крупні частинки 4, що не про­йшли процесу сушіння, вивантажуються через герметичний розвантажувальний пристрій і транспортуються до млинів для остаточного подрібнювання. Висушені дрібні частинки сировини потоком газів З виносяться із сушарки, уловлюються в циклонах і фільтрах і транспортуються для збереження в цех помелу сировини. У вихрових сушарках можна висушу­вати тільки сипкі матеріали, що не нали­пають па лопаті вала і її футерівку. Про­дуктивність вихрових сушарок висока; вона в 2 — 3 рази перевищує продуктив­ність сушильних барабанів. Так, у ї м³ сушильного простору вихрової сушарки може випаровуватися води 125...150 кг/год, а в сушильних барабанах — 50...60 кг/год.

Вихрові сушарки економічніші й компактніші порівняно із сушильними бараба­нами. Недоліками сушарок є мала потуж­ність, велике винесення пилу і швидке спра­цювання металевих вузлів, що стираються абразивними матеріалами. Через це вихрові сушарки широко не застосовуються.

Рис. 5.14. Схема вихрової сушарки

У виробництві прес-порошків для ке­рамічних плиток використовують пере­важно розпилювальні сушарки. Це дає змогу вилучити із технологічного проце­су операції помелу та грануляції маси і, крім того, скоротити втрати маси і домог­тися отримання прес-порошку стабільного зернового складу і постійної вологості. Ку­ляста форма зерен і незначна кількість пи­лу (частинок розміром менше ніж 0,06 мм) сприяє рівномірному заповненню прес-форми, унеможливлює пиління під час пре­сування й транспортування, а також за­висання порошку в бункерах. Спостері­гається збільшення міцності спресованих і висушених плиток, поліпшується фак­тура виробів.

Розпилювальна сушарка (рис. 5.15) складається із сушильної камери, газооб­ладнання, вентиляційної системи, системи подачі суспензії, контрольно-вимірюваль­них приладів і автоматики.

Сушильна камера 5 має вигляд звар­ної з чотири-п'яти міліметрового металевого листа башти, перекритої кришкою 6. Днище 14 камери виконане у вигляді ко­нусного бункера і приварене до корпусу. Корпус сушильної камери виготовляють із нержавіючої сталі.

Зовні бічна і верхня поверхні корпусу ізольовані спеціальною цеглою або мінераловатними плитами завтовшки 200 мм, а днище — мінераловатними плитами зав­товшки 60...100 мм. Покривним шаром теплоізоляції є тонколистовий метал — алюміній чи оцинкована сталь. Днище ка­мери закінчується центральним отвором для випускання порошку. До отвору при­кріплений лотік з пелюстковим затво­ром, що зменшує підсмоктування повітря. У кришці сушильної камери в трубах 7 улаштовані вибухові клапани 8 у вигляді мембрани з азбестового картону завтовш­ки 10 мм. Для спостереження за роботою пальників і форсунок у стінах сушиль­ної камери є люки з оглядовими вікнами і пристрої для освітлення робочого прос­тору. Зовні на конусному днищі укріп-

Рис. 5.15. Розпилювальна сушарка

Рис. 5.16. Форсунка

лені три вібратори із силою 1000 Н, які призначені для короткочасного вмикан­ня у разі зависання порошку на днищі.

Для спалювання газу в стінах сушиль­ної камери рівномірно по колу встанов­лені інжекційні газові пальники 9 серед­нього тиску повного попереднього змішу­вання газу з повітрям. Пальники вихо­дять у короткий металевий тунель, розмі­щений усередині робочого простору.

У конусному днищі встановлений ви­тяжний зонт 12 для видалення відпрацьо­ваних газів. Витяжний патрубок 15 зон­та під'єднаний до пиловловлювального циклона 16, що з'єднаний із відсмокту­вальним вентилятором 1. Переріз зонта вибирають, враховуючи швидкість газів на вході (1,0...2,5 м/с), що забезпечує невелике (не більш як 2..4 %) віднесен­ня матеріалу з відхідними газами, які ви­кидаються через трубу 2 в атмосферу, попередньо очистившись у циклоні.

Як пиловловлювачі застосовують сухі та мокрі циклони. За правильного вибо­ру циклони обох типів забезпечують по­трібне знепилювання відхідних газів. Пе­ревагою сухого циклона є можливість ви­користання вловленого порошку для пре­сування плиток, додаючи його в основний порошок. Проте сухий циклон має вста­новлюватися в опалювальному приміщен­ні, щоб уникнути конденсації вологи з відхідних газів. Перевагами мокрого цик­лона є високий ступінь очищення і малі розміри. До недоліків належать потреба У водопроводі й каналізації з відстійни­ками, менша надійність у роботі.

Суспензія подається в робочий простір по трубах (штангах) 13 з нагвинченими на них форсунками 10, які вводять через днище по напрямних на рівень, трохи ниж­чий від початку циліндричної частини ка­мери. Штанги з'єднані накидними гайка­ми з колектором 11, у який суспензія по­дається мембранним насосом. На трубо­проводі 3 перед колектором установлений сітчастий фільтр 4, що унеможливлює за­смічення форсунок крупними частинками.

Система контрольно-вимірювального пристрою контролює температуру під кришкою, всередині сушильної камери й у витяжному патрубку перед циклоном, а також розрідження під кришкою чи в середній частині камери, перед циклоном і вентилятором. Крім того, контролює тиск і витрату суспензії та природного газу. Система автоматично регулює подачу па­лива залежно від температури відхідних газів і витрати суспензії, що визначає ста­більну вологість готового порошку.

Для розпилення суспензії застосовують механічні форсунки.

Форсунка (рис. 5.16) складається з корпусу 4 і головки 3. Для запобігання швидкому спрацюванню форсунки в кор­пус запресований диск 1, а в головку со­пло 2 із твердого сплаву ВК-8. Корпус і головка з'єднані між собою за допомо­гою різьби. В зібраному вигляді внутріш­ня поверхня головки притиснута до торця корпусу й утворює герметичну вихрову камеру.

Суспензія від насоса по трубопроводу надходить у центральний канал а, проходить крізь отвори f у порожнину е між корпусом і головкою через тангенціаль­но розміщені канали b у вихрову камеру d, закручується і вилітає крізь сопло у вигляді конусного факела.

Однією з головних умов нормальної роботи сушарки є вертикальне положен­ня форсунок.

Розпилювальні сушарки СМК-148 (рис. 5.17) з нижньою подачею суспензії однією форсункою дуже поширені в ке­рамічній промисловості. Завдяки великим розмірам сушильної камери практично унеможливлюється налипання порошку па стінки корпусу 7. Використання форсун­ки із соплом великого діаметра (6...8 мм) забезпечує надійність роботи сушарки, оскільки сопло не засмічується. Проте, щоб отримати потрібний зерновий склад порошку з таким діаметром сопла, тиск розпилення має бути 2,5...3,0 МПа.

Сушильна камера зібрана з металевих зварних панелей, утеплених мінеральною ватою, завтовшки 200 мм. Усередині ка­мера облицьована листами з нержаві­ючої сталі. В кришці 8 змонтовано вибу­хові клапани 9. До сушильної камери при­микає конусне днище з кутом при верши­ні 50°.

Особливістю конструкції сушарок СМК-148, що працюють на газоподібно­му паливі, є подача теплоносія на рівні з'єднання камери і днища газоходами із

Рис. 5.17. Розпилювальна сушарка СМК-М8,

що опалюється газоподібним паливом

шести топок 3, розміщених вертикально і рівномірно по колу камери. Топки мета­леві, мають циліндричну форму, зсередини футеровані вогнетривкою цеглою і облад­нані змішувальними пальниками. Повітря на горіння подає вентилятор ЦП-7-40 № 5 у кільцевий трубопровід 4, що оперізує конусне днище. Відпрацьований тепло­носій відбирають вентилятором Ц9-55 10 через патрубок діаметром 800 мм, розміщений по осі камери. Отвір патруб­ка спрямований униз, що не потребує за­хисного зонта. Відпрацьований теплоно­сій очищається від винесень (пилу) в гру­повому сухому циклоні 2, що складаєть­ся з чотирьох циклонів ЦН-15, і викида­ється в атмосферу. Пил системою пневмо-транспорту повертається в сушарку по трубі 1.

Суспензія по трубопроводу 5 подаєть­ся від нагнітальних насосів через реси­вер, призначений для зм'якшення пуль­сацій, і штангу 6 до форсунки. Для зруч­ності введення в камеру штанга складаєть­ся із трьох частин, що з'єднуються різь­бою. Окремими частинами штангу вво­дять знизу в камеру і фіксують затискним пристроєм.

На відміну від сушарки, що працює на газовому паливі, розпилювальна су­шарка, яка опалюється рідким па­ливом (рис. 5.18), має виносну тонку 2 та іншу схему подачі теплоносія, який від топки по трубопроводу З надходить зосе­реджено у верхню частину сушильної камери.

Сушіння газами в киплячому шарі по­лягає у псевдозрідженні сипкого матері­алу гарячим потоком газу і сушінні його в киплячому шарі за невеликої швидкості сушильного агента, достатньої для пере­ведення матеріалу із нерухомого стану в стан кипіння. Цей процес сушіння мож­на застосовувати для дрібнозернистого матеріалу рівномірного за крупністю складу.

Сушарка з киплячим шаром є вер­тикальною циліндричною чи прямокут­ною шахтою (рис. 5.19), поділеною по висоті горизонтальною решіткою 8 па дві камери. У верхній камері відбувається процес сушіння, у нижній — розподіл га­рячих газів по перерізу сушильної каме­ри. Гарячі гази подаються в нижню ка­меру по вітроводу від топки 5, що пра­цює на рідкому чи газоподібному паливі. Вихідний матеріал подають у сушарку зверху живильником 11 і розвантажують через патрубок 9, розміщений над решіт­кою. Відпрацьовані гази з паром прохо­дять батарейний циклон 12 і видаляють­ся в атмосферу вентилятором 13.

Для нагнітання суспензії в розпилю­вальні сушарки і фільтрпреси, а також для перекачування її в процесі приготу­вання застосовують переважно двопоршневі мембранні насоси, головною перева­гою яких є те, що абразивне середовище не стикається з рухомими частинами на­соса.

Мембранний насос (рис. 5.20) скла­дається зі станини 1, двох циліндрів 2 і З, поршнів 11, з'єднаних із кривошипним валом 15 шатунами 12, черв'ячного редук­тора 14 і електродвигуна 21. Циліндр у нижній частині розширений, а у верхній — закритий сальниковою буксою 10 із саль­никовим набиванням 9, що запобігає про­сочуванню води із циліндра. До роз­ширеної частини циліндра приєднаний пружинний регулятор 1 8 тиску і камера 6 клапанів, що має всмоктувальний 5 і на­гнітальний 8 клапани. Між циліндром і камерою клапанів установлена гумова мембрана 7, а зверху прикріплений по­вітряний ковпак 16, що пом'якшує поштовхоподібний рух рідини, властивий порш­невим насосам.

Рис. 5.18. Розпилювальна сушарка, що опалюєть­ся рідким паливом:

1 - пальник; 2 - топка; 3 — газохід; 4 - форсун­ка;

5 — вибуховий клапан: 6 — циклон

Насос працює у такий спосіб. Обер­тання вала електродвигуна через муфту 20 (що одночасно є маховиком), черв'яч­ний редуктор, кривошипний вал і шатун перетворюється у зворотно-поступальний рух поршня. При підніманні поршня вго­ру в циліндрі, мембранній камері й кла­панній коробці створюється розрідження. Під дією атмосферного тиску мембрана

Рис. 5.19. Сушарка :і кип­лячим шаром:

1, 13 - вентилятори; 2,3 — трубопроводи подачі повіт­ря; 4 - пальник; 5 — топка; 6 — камера згоряння; 7 — камера змішування; 8 — роз­подільна решітка;

9 — розвантажувальний патрубок; 10 - лійка; 11 - живильник; 12 — батарейний циклон

Рис. 5.20. Мембранний двопоршневий насос:

а — загальний вигляд; 6 - регулятор тиску

згинається у бік циліндра; суспензія над­ходить по всмоктувальному патрубку 4, піднімає клапан 5 і заповнює коробку клапанів і мембранну камеру. Рухаючись униз, поршень давить на воду, що згинає мембрану в напрямі камери клапанів. Перфоровані решітки, встановлені в циліндрі й у камері клапанів, обмежують вигин мембрани і таким чином охороня­ють її від розриву.

У камері створюється тиск, під дією якого відкривається нагнітальний кла­пан 8, і суспензія через патрубок 17 вихо­дить у нагнітальний трубопровід. За ко­жен оберт кривошипного вала цикл по­вторюється в обох циліндрах.

Для створення заданого тиску призна­чений регулятор тиску (рис. 5.20, б). Він складається з двох клапанів: запобіжно­го 27 і регулювального 22 із пружинами 24 і 26. Силу притиснення клапанів до сідел регулюють гайками 23 і 25. Регуля­тор прикріплений до дна посудини 19, яка під час роботи насоса завжди заповнена водою. Правильно встановлений регулю­вальний клапан під час руху поршня вго­ру відкривається на 0,5... 1,0 мм. Регу­люють його гайкою 23, стискуючи чи по­слаблюючи пружину 24. Запобіжний кла­пан регулюють поступовим стисканням пружини 26 гайкою 25 доти, доки мано­метр 15 не показуватиме заданий тиск.

Технічну характеристику мембранних насосів наведено в табл. 5.7.

Розрахунок основних параметрів су­шарок. Продуктивність барабанних су­шарок (за масою твердої речовини)

П=Vw/(R₁-R₂)

де V — об'єм барабана, м³; w- напруженість сушарки за вологою, що випаровується, кг/(м³ год) (табл.5.8); R₁ i R₂ відношення рідкої речовини до твердої відповідно в матеріалі, що надхо­дить, і в готовому матеріалі.

Таблиця 5.7. Технічна характеристика мембранних насосів

Таблиця 5.8. Орієнтована напруженість барабанних сушарок за вологою, що випаровується

Рис. 5.21. Схема розпилювальної cушaрки

Розрахунок розпилювальних сушарок передбачає визначення оптимальних роз­мірів сушильної камери і режиму сушіння. Під оптимальними слід розуміти такі роз­міри камери, що забезпечують отримання порошку заданих зернового складу і во­логості за умови максимального питомого вологознімання і відсутності налипання матеріалу на стінки і кришку камери.

Загальна продуктивність сушарки за сухою речовиною, кг/год,

де П — потрібна продуктивність за при­датним порошком, кг/год; Q = 3,5...4,0 — втрати матеріалу при сушінні, %.

Кількість суспензії, що розпорошується:

• за масою, кг/год,

m₁=П_заг/

• за обсягом, л/год,

V₁=m₁/p_c

де w₀ — відносна вологість суспензії, %; р_с — густина суспензії, г/см^3:

p_с = 1,625/

Діаметр камери сушарки (рис. 5.21) беруть:

• при розпиленні однією форсункою

D_k=2R₉₉

• при розпиленні кількома форсунками

D_k=2R₉₉+DD

де R₉₉ — радіус факела однієї форсун­ки, в межах якого випадає 99 % усіх час­тинок, м; DD — відстань між найвіддаленішими форсунками (при розпиленні кількома форсунками):

DD=lz/П

де l = 200 мм — відстань між форсунками по дузі кола, м; z — кількість форсунок.

Відстань від форсунок до кришки камери

h =h₉₉, де h₉₉- висота вище якої піднімається 1 % частинок (крапель), м.

Радіус факела однієї форсунки

висота

де р — тиск розпилення, МПа; р_с - густина суспензії, г/см³ d — середній діаметр зерен, мм; m — коефіцієнт витрати форсунки, m = V_д/V_т=0,625 (V_д на пропускна здатність форсунки, м³/год, V_т — теоретична пропускна здатність фор­сунки, м³/год).

Дійсна пропускна здатність форсунки, м³/год,

V_д=

де р - тиск, МПа; d_c - діаметр сопла форсунки, мм.

Потрібна кількість форсунок

z=V/V_д

де V — задана продуктивність за суспен­зією, м³/год.

Тиск, за якого забезпечуватиметься за­даний розмір частинок, МПа,