Принцип ковшово-роторной сушилки такой же, как и в обычной барабанной. В довольно большой бочкообразной емкости происходит активное перемешивание сырья с продуваемым тепловым агентом, передавая тепло как через насадки, так и напрямую от газов в сырье. Именно из-за длинного цилиндрического корпуса ее также называют роторно-барабанной или ковшово-барабанной. Большой объем, склонный к мощному взрыву в случае накопления пиролизных газов, и форма – это все, что роднит с обычными барабанными сушилками. В остальном агрегат оставляет плюсы барабанной сушилки и исключает большинство минусов.
Ротор несет на себе ковши, которые вычерпывают опилку снизу из полого корпуса и осыпают сырьем соседние насадки, выполняя роль загнутых лопаток барабанной сушилки. Ковши также, как и лопатки барабана, равномерно распределяются в объеме, а на роторе установлены круги, создающие потоки и завихрения в радиальном направлении. Вся конструкция ротора представляет собой пространственную жесткую конструкцию в виде многомерной фермы, поэтому при относительно небольшой массе ротора и малом диаметре центрально расположенного вала прогиб ротора составляет всего 2-3мм при расстоянии между опорными подшипниками 6-7 метров. Зазор между краями ковшей и цилиндрическим корпусом обычно оставляют 15-20мм, что с одной стороны исключает соприкасание под нагрузкой или при попадении крупных частиц, а с другой стороны исключает «мертвые» зоны залегания сырья. В результате объем сушилки используется более эффективно, а пожароопасность снижается в отсутствие мест скопления перегревающегося сырья.
Неподвижный корпус дает следующие преимущества:
- Раздельная подача сырья и теплового агента исключает накопление частиц во входном патрубке и их возгорание. Воздуховод с тепловым агентом обычно подходит вертикально вниз и обратный заброс даже мелких фракций исключен. Сырье же подается с торца, и такое компактное расположение позволяет размещать сушилку в очень стесненных условиях без ущерба в функциональности или сложностей обслуживания.
- Неподвижное соединение на фланцах с воздуховодами исключает всякого рода сложности с обслуживанием уплотнений. Исключаются вибрации от работы и смещения, способные повредить патрубки.
- Ротор с ковшами, то есть вся подвижная часть сушилки, опирается всего на два подшипника, установленных снаружи корпуса. Так как подшипники подбираются с большим запасом по несущей способности, работают в условиях низких температур, с хорошей смазкой и при крайне низких оборотах, их может хватать на весь срок службы агрегата. В сравнении с заморочками по бандажам и опорным станциям барабана стоимость эксплуатации близка к нулевой.
- Привод сушилки либо одевается прямо на ось ротора через шпонку, либо организуется цепная передача с относительно небольшими диаметрами звездочек и большим ресурсом. Если преобразователь частоты настроить на ограничение максимального крутящего момента, то поломки и ремонты, связанные с приводом, полностью исключаются. Настроенная на несколько ступеней защита может сначала предупредить о приближении к предельной нагрузке, а по достижению ее будет четкий сигнал на аварийную остановку с автоматической остановкой всех агрегатов без возгорания.
- Отсутствие большого подвижного барабана кардинально повышает безопасность эксплуатации
Что примечательно, мощность привода роторно-ковшовой сушилки обычно не отличается от установленной в классическом барабане для сушки при аналогичных размерах агрегатов. Достаточный зазор между ковшом и корпусом обеспечивает легкое скольжение сырья по отшлифованным стенкам, а переваливание с ковша на другие насадки не отличается от механики перемещения сырья внутри обычного однопроходного сушильного барабана.
Повышает технологичность применения сушилки то, что сырье может загружаться сверху через отдельные люки, расположенные вдоль сушилки. Такое решение применяется для совместной сушки сырья с различной исходной влажностью либо для бережного обращения с добавками, неустойчивыми к высоким температурам. При сушке древесных отходов в середину сушилки подают стружку, полученную с четырехсторонников, влажность которой обычно составляет 14-16%. Добавление ее в исходном состоянии в сухую опилку приводит к снижению качества пеллет, так как стружка разбивается на волокна, создающие трещины избытком влаги. Добавление стружки в сырье на входе в сушилку резко повышает вероятность возгорания, так как довольно мелкое и сухое сырье оказывается в потоке газов с температурой, превышающей порог возгорания древесины. При производстве комплексных органических удобрений в начало сушки подается сапропель в смеси с торфом, а через 2-3 метра от начала – помет. Такая последовательность резко снижает потери азота от разложения аминов и возгонки углекислого аммония из влажной массы. Свободные от подачи сырья верхние фланцы сушилки закрывают взрывными клапанами, закрепленными якорной цепью к корпусу.
При заказе ковшово-роторной сушилки следует обратить внимание на конструкцию корпуса: он должен быть разъемным. Это в разы упрощает проверку и замену ковшей в стесненных условиях производства. Также крайне желательна установка помоста над утеплительной обшивкой для исключения проминания профильного листа, так как разрушение обшивки приводит к накоплению пыли в утеплителе и её возгоранию. Неподвижный корпус естественным образом провоцирует использование его как части пути при передвижении персонала во время обслуживания агрегатов.
Так как выходит сырье с отработавшими газами и паром вертикально вверх, то установка обычного камнеуловителя как на классических барабанах либо невозможна, либо повлечет лишние изгибы воздуховодов. Гораздо проще предусмотреть выдвижной лоток, встроенный в нижнюю часть корпуса в самом конце цилиндра навстречу движения ковшей. В нем будут скапливаться камни и прочие тяжелые примеси, которые не подхватываются потоками газов.
Такой тип сушилки позволяет устанавливать выгрузной шнек по нижней части корпуса параллельно оси ротора для разгрузки материала высокой насыпной плотности или для работы на высоких температурах в условиях малых потоков теплового агента, например, при использовании для термической обработки вроде обжарки зерна, предварительного пиролиза шелухи риса или сушки минерального сырья.
