Jaké faktory je třeba vzít v úvahu při návrhu sušičky se svazky trubek?

1. Vlastnosti materiálu
Materiálová forma:
Pokud je materiál zrnitý, jako jsou zrna, sůl atd., měla by se při návrhu zvážit velikost, tvar a hustota částic. Větší částice mohou vyžadovat větší prostor válce a silnější otáčecí zařízení, aby se zajistilo, že částice mohou plně kontaktovat svazek trubek za účelem sušení. U práškových materiálů, jako je mouka, sušené mléko atd., aby se zabránilo poletování prachu, měla by mít sušička lepší těsnění a vnitřní organizace proudění vzduchu by měla být přiměřená, aby se zabránilo vynášení materiálu proudem vzduchu.
U blokových materiálů, jako jsou řezané bramborové lupínky, dřevěné bloky atd., je třeba vzít v úvahu velikost a tvrdost materiálu. Větší bloky mohou vyžadovat speciální podávací zařízení a vnitřní struktury, aby se zabránilo zablokování a aby se zajistilo, že se svazek trubek během procesu soustružení nepoškodí.
Tepelná citlivost materiálů:
U materiálů citlivých na teplo, jako jsou některé léky, potravinářské přísady atd., by měla být teplota sušení během návrhu přesně kontrolována. To může vyžadovat výběr vhodného tepelného média (jako je model s nižší teplotou tepelného oleje) a optimalizaci struktury svazku trubek, aby se teplo rovnoměrně rozložilo a zabránilo se místnímu přehřátí a znehodnocení materiálu. Teplotu lze řídit zónovým ohřevem nebo snížením průtoku topného média.
Požadavky na obsah vlhkosti a sušení materiálů:
Počáteční obsah vlhkosti materiálu určuje zatížení při sušení. Materiály s vysokým obsahem vlhkosti, jako je mokrý kal, vyžadují větší plochu pro přenos tepla a delší dobu sušení, takže může být nutné zvýšit počet a délku svazku trubek nebo může být vhodně snížena rychlost posuvu. Současně by měl být proces sušení a parametry navrženy podle požadavků na vlhkost konečného produktu. Například chemické suroviny, které vyžadují extrémně nízký obsah vlhkosti produktu, mohou vyžadovat vícestupňové sušení nebo účinnější systém odvlhčování.
2. Účinnost sušení
Optimalizace výkonu přenosu tepla:
Rozhodující je výběr materiálu svazku trubek. Materiály jako nerezová ocel mají dobrou tepelnou vodivost a odolnost proti korozi a mohou účinně přenášet teplo. Současně průměr, tloušťka stěny a délka svazku trubek také ovlivní účinnost přenosu tepla. Menší průměr může zvýšit plochu přenosu tepla na jednotku objemu, ale může zvýšit odpor; vhodná tloušťka stěny může zajistit dobrou tepelnou vodivost a mechanickou pevnost; delší svazek trubek může prodloužit dobu kontaktu mezi materiálem a horkým povrchem, ale zvýší náklady na zařízení a spotřebu energie.
Uspořádání svazku trubek také ovlivní přenos tepla. Mezi běžné patří uspořádání pravidelného trojúhelníku a čtverce. Pravidelné trojúhelníkové uspořádání může uspořádat více svazků trubek ve stejném prostoru, zvětšit plochu přenosu tepla, ale tok materiálu může podléhat určitým omezením; čtvercové uspořádání je příznivé pro tok materiálů, ale plocha přenosu tepla je relativně malá.
Efekt otáčení a míchání materiálu:
Konstrukce zvedací desky uvnitř sušičky přímo ovlivňuje otáčení a míchání materiálů. Tvar (jako je rovná deska, spirálová deska atd.), úhel a číslo zvedací desky by měly být navrženy podle vlastností materiálu. Například spirálová zvedací deska může způsobit, že materiál vytvoří spirálovou dráhu pohybu uvnitř válce, prodlouží dobu zdržení materiálu v sušičce a zlepší účinnost sušení. Výška a rozteč zvedací desky by měly být také vhodné, aby se zajistilo, že materiál lze zcela převrátit a plně se dotýkat svazku trubek.
Konstrukce odvlhčovacího systému:
Vodní pára vznikající během procesu sušení musí být včas vypuštěna, jinak to ovlivní účinnost sušení. Systém odvlhčování zahrnuje umístění, velikost a číslo výfukového otvoru, stejně jako výběr ventilátoru s indukovaným tahem. Výfukový otvor by měl být umístěn v horní části válce a rozdělení by mělo být přiměřené, aby bylo zajištěno, že vodní pára může být vypouštěna hladce. Objem vzduchu a tlak vzduchu sacího ventilátoru by měly být zvoleny podle velikosti sušárny, rychlosti odpařování materiálu a požadavků na tlak uvnitř tlakové láhve, aby se v sušičce udrželo vhodné podtlakové prostředí.
3. Mechanická struktura
Konstrukce válce:
Materiál válce by měl být zvolen podle korozivnosti materiálu a pracovního prostředí. Pro korozivní materiály by měly být použity materiály odolné proti korozi, jako je nerezová ocel nebo uhlíková ocel s antikorozním povlakem. Průměr a délka válce by měly zohledňovat objem zpracování a prostor na místě. Větší průměr může zvýšit kapacitu materiálu, ale zvýší spotřebu energie pro otáčení svazku trubek; delší válec může prodloužit dráhu sušení materiálu, ale může vyžadovat vyšší nosnou konstrukci.
Velmi důležitý je také způsob podepření válce. Mezi běžné metody patří dvoukoncová podpora a střední podpora. Dvoustranná nosná konstrukce je jednoduchá, ale u delšího válce může způsobit velké vychýlení; střední podpora může snížit deformaci válce, ale zvýší složitost zařízení.
Konstrukce převodového systému:
Převodový systém zahrnuje komponenty, jako jsou motory, redukce, spojky a ložiska. Výkon motoru je třeba volit podle celkové hmotnosti svazku trubek a materiálu, rychlosti otáčení a požadovaného krouticího momentu. Reduktor by měl být schopen zajistit vhodný redukční poměr, aby se svazek trubek otáčel vhodnou rychlostí. Spojka by měla být schopna účinně přenášet výkon a její elasticita a schopnost kompenzovat axiální a radiální posun by měly být brány v úvahu, aby se přizpůsobila deformaci zařízení během provozu. Při výběru ložisek je třeba vzít v úvahu jejich nosnost, rychlostní limit a životnost, aby bylo zajištěno hladké otáčení svazku trubek.
Konstrukce vstupu a výstupu:
Umístění a velikost vstupního otvoru by měla být navržena podle způsobu podávání a průtoku materiálu. Obecně platí, že přívodní otvor je umístěn v horní části válce a měl by být navržen tak, aby umožňoval rovnoměrný vstup materiálu do válce. Lze použít zařízení, jako jsou násypky a šnekové podavače. Vypouštěcí otvor je umístěn ve spodní části válce a je třeba zvážit plynulost vypouštění materiálu, aby se zabránilo hromadění materiálu nebo zablokování vypouštěcího otvoru. Může být navržen jako šikmý vypouštěcí kanál nebo vybaven vynášecím zařízením, jako je vypouštěcí šnek.
4. Bezpečnost a ochrana životního prostředí
Bezpečnostní ochrana:
U vysokoteplotních tepelných médií (jako je pára nebo teplonosný olej) by měla být navržena účinná izolační opatření, která zabrání opaření obsluhy. Izolační materiály mohou být obaleny kolem krytu a potrubí zařízení. Současně by měly být rotační části zařízení (jako jsou svazky trubek a přenosové části) vybaveny ochrannými zábradlími a bezpečnostními kryty, aby se zabránilo kontaktu a zranění personálu.
U tlakových systémů (jako jsou parní systémy) by měla být instalována bezpečnostní zařízení, jako jsou pojistné ventily a tlakoměry, aby bylo zajištěno, že tlak v systému je v bezpečném rozsahu. Když tlak překročí nastavenou hodnotu, pojistný ventil se může automaticky otevřít, aby uvolnil tlak, aby se zabránilo výbuchům a dalším nebezpečím.
Požadavky na ochranu životního prostředí:
Pro prach a odpadní plyn vznikající během procesu sušení by měla být navržena odpovídající opatření pro úpravu. Ke sběru prachu a snížení emisí prachu lze použít pytlové sběrače prachu, mokré sběrače prachu a další zařízení. U odpadních plynů obsahujících škodlivé látky by se mělo provádět čištění, jako je adsorpce aktivního uhlí, chemická absorpce a další metody, aby byly splněny environmentální emisní normy.
S ohledem na možný únik tepelného média by měla být navržena opatření k zamezení úniku a plány úpravy po úniku. Například v případě úniku termálního oleje by měl být zřízen sběrný bazén a zařízení pro signalizaci úniku, aby bylo možné únik včas detekovat a zvládnout, aby se zabránilo znečištění životního prostředí.