Барабанная вакуумная сушилка состоит из цилиндрического вакуумного корпуса с нагревательной рубашкой, вращающегося вокруг горизонтальной оси, и штуцера с крышкой и люком, служащего при малых размерах барабана для загрузки и выгрузки материала. Через несущую цапфу лобовой стенки корпуса выходит паровоздушная смесь, через другую цапфу циркулирует теплоноситель для нагрева рубашки корпуса. Кроме того, на внутренней стенке барабана иногда укрепляют подъемные лопатки, которые при одном направлении вращения загружают материал, а при обратном — перемещают материал по направлению к разгрузочному отверстию.

Барабан вращается от электродвигателя через клиноременную передачу, червячный редуктор и цилиндрическую пару. Частота вращения барабана регулируется сменой шкивов клиноременной передачи. Мокрый пылеуловитель (вертикальный цилиндрический сосуд с приваренными днищами) предназначен для очистки паровоздушной смеси от пыли полиамидной смолы.

Рис. 79. Барабанная вакуумная сушилка типа BCA  с трубчатыми нагревателями: 1 — люк для загрузки и выгрузки Ду-400; 2 — приспособление для отбора проб; 3 — трубки к мановакуумметрам; 4 — вход пара; 5 — выход конденсата; 6 — воздушник; 7 — сборник капроновой пыли; 8 — впуск воздуха; 9— к поршневому вакуумному насосу;10 — отсос водяных паров; 11 — к термометру 1

Конденсаторы служат для конденсации воды и паров лактама. Раствор лактама регенерируется.

Вакуум-барабанные сушилки Иркутского филиала НИИХИММАШа имеют единовременную загрузку барабана от 0,015 до 0,045 м³. Барабаны обогреваются водяным паром или жидким динилом. Кроме того, выпускается сушилка с единовременной загрузкой 0,32 м3 с обогревом водяным паром. Вакуум в сушилке создается либо пароэжекторным насосом, либо вращательным масляным насосом ВН-4Г. При работе насоса ВН-4Г в схему включают пылеотделитель, поверхностный конденсатор, конденсатор-вымораживатель для улавливания остаточной влаги.

Наиболее рационально работать с пароэжекторным насосом, если имеется производственный пар давлением 0,6 Мн/мг и высота здания достаточна для установки барометрических труб. Материал при сушке непрерывно перемещается по периферии наружного и внутреннего сушильных барабанов. Загрузка и выгрузка продукта производятся шнеком, расположенным в загрузочной цапфе, и улиткой на торцовой стенке со стороны загрузки и выгрузки.

Сушимый материал подают в загрузочный бункер через специальный люк, после чего люк закрывают и в системе создают вакуум. После выравнивания давлений в загрузочном бункере и корпусе сушилки открывается клапан бункера, включается привод барабана и в рубашки барабанов подается теплоноситель. Для создания мягкого температурного режима в период загрузки продукта в сушилку при обогреве водяным паром включают вихревой насос для создания разрежения в рубашках барабанов. Скорость подачи продукта в сушилку регулируется величиной открытия клапана загрузочного бункера. Возможны два варианта присоединения барабанной сушилки; с пароэжекторным насосом и с механическим (рис. 80 и 81). Технические характеристики сушилок приведены в табл. 27.

Примечание. Максимальная начальная влажность 15%; минимальная конечная влажность 0,01 — 0,02%; напряжение поверхности по влаге в 1-й период сушки 1,25 кг/(м2*ч), во 2-й —, 0,28 кг/(м'- ч); остаточное давление в барабане 6,6- 10* МН/м2; давление пара в рубашке до 0,2 МН/м²; температура греющей поверхности при обогреве днннлом до 533° K и паром до 388° K

Рис. 80. Принципиальная схема вакуумной барабанной сушильной установки с пароэжекторным насосом: 1 — вакуумная барабанная сушилка; 2 — загрузочный бункер; 3 — пароэжекторный вакуумный насос; 4 — барометрический ящик; 5 — холодильник; 6 — насос; 7 — спуск в канализацию; 8 — выгрузка крошки; 9 — спуск конденсата; 10 — вход пара; 11 — V — ступени эжектора

Pис. 81. Принципиальная схема вакуумной барабанной сушильной установки с механическим насосом:I - вакуумная барабанная сушилка; 2 — загрузочный бункер; 3 — конденсатор от сушильной установки; 4 — вакуум-насос ВН-4Г; 5 — пылеуловитель; 6 — конденсатор—вымораживатель; 7 — холодильник; 8 — спуск в канализацию; 9 — вход; 10 — спуск конденсата; 11 — вход пара;

Фирма Дейтше вакуум аппарате (ГДР) выпускает вакуумные барабанные сушилки различных типоразмеров. На рис. 82 показана сушилка, в которой процесс происходит при давлении —0,5 мм рт. ст. Хотя давление внутри аппарата ниже давления в тройной точке для воды, подводимое количество тепла достаточно велико, чтобы обеспечить тепловую сушку без замораживания материала. Пар и неконденсирующиеся газы отсасываются из сушилки пароэжекторными многоступенчатыми насосами. Сушильная установка периодического действия суточной производительностью 3,7 т готового продукта (за одну загрузку) для сушки полиамидной крошки от начальной влажности 12% до влажности 0,05% состоит из бункера сырого материала емкостью 6 м3, вращающегося барабана диаметром 2000 мм и длиной 4000 мм и выгрузного охлаждающего устройства.

Барабан представляет собой горизонтальный цилиндр с рубашкой, внутри которого концентрично встроены еще три двухстенных обогреваемых цилиндра. Крепление производят специальными распорками. Транспортерные шнеки, вваренные между цилиндрами, создают в аппарате циркуляцию материала как вдоль оси, так и в радиальном направлении. Влажный материал загружают через патрубок 13 и по спирали—транспортерному шнеку 11— он входит внутрь барабана.

По внутреннему цилиндру вещество передвигается слева направо, после чего попадает в следующее кольцевое пространство, по нему проходит справа налево и т. д. Наконец, пройдя по наружному кольцевому пространству, оно с помощью специального устройства попадает во внутренний цилиндр и повторяет тот же циркуляционный контур. После окончания сушки направление вращения барабана меняется на противоположное, и вещество шнеком 11 выносится из сушилки. С двух сторон барабана расположены обогреваемые крышки с полыми цапфами. Таким образом, загрузку и выгрузку производят с одной стороны сушилки с помощью шнекового устройства, расположенного с внутренней стороны крышки. Шнек вращается вместе с барабаном.

Сушка производится следующим образом. В барабане создают вакуум и одновременно барабан обогревают, пропуская в паровые рубашки так называемый вакуумный пар, т. е. пар с давлением ниже атмосферного. Сырой продукт загружают в бункер, и в нем мокровоздушным насосом создается вакуум. Когда давление в бункере сравняется с давлением внутри барабана, материал пересыпается через спускную трубу и попадает в загрузочный шнек барабана. После окончания загрузки переключают сушилку на полный обогрев, т. е. в паровой системе создают избыточное давление максимум 1 атм. Из рубашки конденсат отсасывается отдельным мокровоздушным насосом. Для улавливания пыли установлен циклон.

Предварительная откачка воздуха из барабана производится мокровоздушным вакуумным насосом. Когда давление в сушилке после загрузки достигнет 20 мм рт. ст. (предельное давление, создаваемое мокровоздушным насосом), включаются поочередно три ступени пароэжекторного насоса. Температура сушки 90° С, остаточное давление в сушилке 0,5 мм рт. ст.

После окончания сушки, о чем свидетельствует увеличение температуры материала, создают вакуум в выгрузном бункере-холодильнике. Выгрузной бункер состоит из цилиндра и конического днища с охлаждающей рубашкой— охлаждение водой 15° С. Внутри находится другой цилиндр с рубашкой небольшого диаметра, внутри которого вращается шнек со скоростью 60 об/мин. В кольцевом пространстве между наружным и внутренним цилиндрами к обеим стенкам приварены лопасти для транспортировки материала.

Рис. 82. Барабанная вакуум-сушилка с концентрическими паровыми рубашками (фирма Дейтше вакуум-аппарате, ГДР): 1 — вход пара; 2 — привод; 3 — подшипник; 4 — цапфа; 5 — нагреваемая лобовая крышка; 6 — концентрические нагреваемые барабаны; 7 — нагреваемый наружный корпус; 8 — люк; 9 — полая цапфа; 10 — корпус шнека; 11 — транспортерный шнек; 12 — отвод паровоздушной смеси; 13 — патрубок для загрузки влажного материала; 14 — электродвигатель; 15 — вакуумный затвор; 16 — выгрузка сухого материала

Перед началом разгрузки направление вращения барабана изменяю на противоположное и увеличивают скорость его вращения. Поступающий из сушилки материал заполняет коническое днище выгрузного бункера, за тем подхватывается вертикальным шнеком, проходит вверх и пересыпается в наружную кольцевую камеру. Таким образом происходит постоянная циркуляция и охлаждение высушенного материала.

На рис. 83 дана схема установки с барабанной сушилкой большой производительности фирмы Дейтше вакуум аппарате (ГДР). Основные характеристики барабанных сушильных установок этой фирмы приведена в табл. 28.

Подобные установки для сушки пластмасс изготовляются фирмой Лешбольд (ФРГ). Отличительной особенностью установки является наличие охлаждаемого конденсатора, который конденсирует выделяющиеся из продукта пары в твердое состояние (рис. 84).

Рис. 83. Схема барабанной сушилки ГДР:

1 — сушилка с вращающимся барабаном; 2 — привод; 3 — мокрый пылеуловитель; 4 — конденсатор; 5 — вакуум -насосный агрегат; 6 — пульт управления; с, d — патрубки для загрузки и выгрузки в установках № 1 — № 3; е, f — патрубки для загрузки и выгрузки в установках № 4— № 8

Рис. 84. Схема барабанной вакуумной сушильной установки фирмы Лейбольд (ФРГ) с десублимационным конденсатором. а — сушильный барабан; б — присоединение насосов н конденсатора; 1 — барабан; 2 — десублимационный конденсатор; 3 — пылеуловитель; 4 — прессостат; 5 — подвод пара для оттаивания льда; 6 — отстойник; 7 — место отбора проб; 8 — подвод охлаждающей воды

Таблица 28

 Емкость конденсатора около 500 кг . Для охлаждения конденсатора применяют холодильную установку производительностью примерно 80 000 ккал/ч при tисп = —10° С и t_K = = 30° С и —3000 ккал/ч при tисп = —45° С и tK = 35° С. Загрузочный шнек может перемещаться в горизонтальном направлении и вращаться независимо от барабана. Рубашки барабана обогреваются насыщенным паром под вакуумом.

Общая обогреваемая поверхность составляет 60 м². Откачка производится последовательно соединенными насосами: паромасляным газобалластным насосом 12 производительностью 180 м3/ч (при атмосферном давлении) и предельным давлением 1 мм рт. ст. и двухроторным насосом) 13 производительностью 1500 м³/ч и предельным давлением 5•1O^-2 мм рт. ст. Управление установкой полностью автоматизировано.

В пар подается в рубашку сушилки семью ступенями, которые переключаются автоматически в зависимости от величины вакуума. В первой ступени температура рубашки 76° С, затем 80° С и т. д. Острый пар проходит по змеевику, расположенному в нижней части нагревательного бака 11, наполненного водой. Бак герметичный, и образующийся в нем вторичный пар поступает по трубопроводу в рубашку сушилки. Образующийся в рубашке конденсат возвращается обратно в нагревательный бак.

Эта циркуляционная схема соединена трубопроводом малого проходного сечения с водокольцевым вакуумным насосом 16, благодаря чему в нагревательном баке поддерживается определенное разрежение. Если нужно повысить температуру в рубашке, то достаточно при прочих равных условиях увеличить количество острого пара, поступающего в змеевик нагревательного бака. Регулирование количества поступающего пара производится пружинным пневматическим вентилем. В свою очередь, пневматической системой управляет прибор, фиксирующий степень вакуума в барабане.

При автоматическом управлении процессом непрерывно производится регистрация режима сушки. Для этого предусмотрена дроссельная заслонка между сушилкой и конденсатором, которая один раз в каждые три минуты перекрывает проход пару, и в этот момент производится запись повышения давления в сушилке. Чем меньше влаги остается в материале, тем меньше это кратковременное повышение явления. Сушилка фирмы Лейбольд (ФРГ) показана на рис. 85.

Рис. 85. Барабанная сушилка фирмы Лейбольд (ФРГ)