УДК.677.021.125

Совершенствование конструкции внутренних устройств

барабанной сушилки для волокнистых материалов

*

В статье приведены результаты теоретических исследований нахождения взаимосвязи времени цикла движения хлопка внутри сушилки с кинематическими и технологическими параметрами сушильной машины. Показано, что технологический объем в существующих сушилках используется неэффективно. С целью повышения эффективности сушилки разработано новое устройство с дополнительным сетчатым лопастным барабаном.

Хлопок-сырец, барабанная сушилка, теплоноситель, технологический объем.

[1]В настоящее время для сушки волокнистых материалов, например хлопка-сырца, на хлопкозаводах применяются барабанные сушилки типа 2СБ-10, СБО, СБТ, МС. Сушилки различаются внутренним конструктивным оформлением. Например, в сушилках 2СБ-10 и СБО есть тормозящее устройство и продольные решетки, а в СБО и СБТ имеется очистительная секция и др.

Данные сушилки имеют высокие показатели производительности по влажному хлопку-сырцу, но влагоотбор у них низкий. Совершенствование конструкции внутренних устройств барабанных сушилок для максимального использования технологического объема и теплоносителя в камере сушилки, нахождения взаимосвязи кинематических параметров и времени цикла движения хлопка-сырца внутри сушильного барабана являются актуальной задачей.

Для того чтобы подчеркнуть главный недостаток барабанных сушилок, рассмотрим поперечный и продольный разрез сушилки (рис. 1а и б). Здесь показано: 1 – корпус сушилки, 2 – обечайка барабана, 3 – лопасти, 4 – слой хлопка-сырца на обечайке и на лопастях, 5 – траектории падения комков хлопка-сырца с лопастей, 6 – траектория движения хлопка-сырца вдоль оси барабана, 7 – устройство для подачи влажного хлопка-сырца вовнутрь камеры сушилки, 8 – выводное устройство.

Рассмотрим наиболее характерные участки траектории движения хлопка-сырца в камере барабана. На рис. 1а показан примерный веер траекторий падения комков хлопка с лопастей. Хлопок начинает падать, когда угол наклона лопастей достигнет своего критического значения – угла трения. При вращении барабана, когда лопасть окажется в вертикальном положении, уже весь сырец будет сброшен вниз, т. е. подъем хлопка с лопастями длится не более половины оборота барабана. На рис. 1б показана траектория движения хлопка вдоль оси барабана: АВ – участок траектории при загрузке хлопка-сырца, ВС – подъем хлопка-сырца на лопастях и обечайке барабана, СД – участок траектории при падении комков хлопка-сырца, и далее происходит повторение цикла.

При падении хлопка-сырца из верхней части барабана на него дополнительно действует поток горячего воздуха, поступающего по прямотоку и движущегося со скоростью Vв. Под действием воздуха частицы хлопка смещаются в осевом направлении на величину h за один цикл. Величина h зависит от скорости воздуха Vв и может быть величиной управляемой. Благодаря изменению величины h регулируется продолжительность нахождения хлопка-сырца внутри барабана. Это одни из важнейших параметров, характеризующих эффективность работы барабанных сушилок.

Найдем взаимосвязь кинематических параметров вращения барабана и времени цикла движения хлопка-сырца внутри сушилки.

Будем считать, что время цикла

, (1)

где t1 – время половины оборота сушильного барабана (время от падения хлопка на нижнюю часть барабана до подъема в точку сбрасывания);

t2 – время свободного падения хлопка-сырца из верхнего положения лопасти.

Если считать, что

, (2)

, (3)

где n – число оборотов сушильного барабана, мин-1;

h – высота падения хлопка-сырца с лопастей, м;

g – ускорение силы тяжести,
то

. (4)

Если известно время пребывания хлопка-сырца внутри сушилки T0, то количество циклов определится по формуле

. (5)

Величина перемещения хлопка-сырца за один цикл определится, если известна технологическая длина сушилки L0,

. (6)

Например, если n = 10 мин-1, h = 1,5 м, T0 = 5 мин, L0 = 5 м, то

а б

Рис. 1. Схема поперечного (а) и продольного (б) разреза сушилки

Если посмотреть внимательно на поперечный разрез сушилки и проанализировать возможные траектории падения комков хлопка, то видно, что хлопок-сырец взаимодействует с элементами барабана лишь на половине сечения барабана (левая часть сечения), правая часть сечения барабана работает вхолостую. Значительная часть горячего воздуха, подаваемого в сушилку, проходит мимо хлопковой массы. Это снижает как кпд сушилки, так и технический и технологический эффект использования ее по назначению.

Таким образом, в существующих барабанных сушилках неэффективно используется как технологический объем (около 50%), так и теплоноситель (около половины горячего теплоносителя проходит, минуя поток хлопка-сырца). Это относится к главным недостаткам существующих барабанных сушилок для хлопка-сырца.

Поэтому одним из важнейших направлений совершенствования барабанных сушилок является повышение эффективности использования технологического объема и теплоносителя.

С целью эффективного использования технологического объема камеры сушилки и максимального использования теплоносителя нами разработана сушилка для хлопка-сырца с сетчатым разделительным барабаном (рис. 2).

Разработанное устройство состоит из корпуса 1, цилиндрического барабана 2, лопастей 3. Внутри основного сушильного барабана установлен малый сетчатый барабан 4, с прикрепленными в наружной части лопастями 5. Остальные узлы и механизмы предлагаемого устройства аналогичны другим сушильным агрегатам для хлопка-сырца. Основная часть горячего воздуха (теплоноситель) проходит в кольцевом зазоре между барабанами, а часть его (примерно 30–40%) подается через малый сетчатый барабан.

Хлопок-сырец с лопастей основного барабана ссыпается на поверхность малого сетчатого барабана. Малый сетчатый барабан
с наружно установленными лопастями дополнительно транспортирует падающие комки хлопка-сырца в правую часть камеры основного барабана. При дополнительном транспортировании уменьшается объем комка хлопка-сырца, материал лучше продувается горячим воздухом, выходящим через отверстия сетчатого барабана, и хорошо просушивается.

Рис. 2. Сушилка для хлопка-сырца

с сетчатым разделительным барабаном

Таким образом, найдена взаимосвязь времени цикла движения хлопка внутри сушилки с кинематическими и технологическими параметрами сушилки. Показано, что технологический объем в существующих сушилках используется неэффективно. С целью повышения эффективности сушилки разработано новое устройство с дополнительным сетчатым лопастным барабаном.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мирошниченко проектирования машин первичной обработки хлопка / . – М. : Машиностроение, 1972. – 490 с.

2. Кадыров и практика сушки хлопка-сырца / , , . – Ташкент : Укитувчи, 1982. – 224 с.

3. Справочник по первичной обработке хлопка. – Ташкент : Мехнат, 1994. – Кн. I. – С.157–158.

The article is devoted to theoretical research results of finding of cotton movement cycle time in dryer with kinematics and technological parameters of drying machine. It’s shown that technological volume in existing dryers is uneffectively used. In order to increase the dryer efficiency new unit with additional net blade drum has been developed.

Words: raw-cotton, drum dryer, heat transfer agent, technological volume.

H. I. Ibrogimov

IMPROVEMENT OF CONSTRUCTION OF FIBROUS MATERIAL TUMBLER DRYER

INSIDE EQUIPMENT

* Работа выполнена при научном консультировании д. т.н., профессора .