Помимо теплотехнических соображений, на конструк­цию сушила оказывает влияние вид высушиваемых изде­лий, главным образом их масса и габариты. Так, для суш­ки сравнительно мелких изделий (стержней), которые могут быть легко перемещены через рабочую камеру су­шильной установки при помощи разного рода вертикаль­ных, наклонных и горизонтальных конвейеров, применя­ются сушила непрерывного действия. Эти установки хоро­шо вписываются в поточные линии современных литейных цехов и хорошо удовлетворяют требованиям массового производства с установившейся программой и сортамен­том изделий.

Крупные стержни и формы, которые не представляет­ся возможным непрерывно транспортировать через рабо­чие камеры, сушат в установках периодического действия с выкатными этажерками и тележками. Загрузка изделий при этом облегчается благодаря кран-балкам и мостовым кранам. Особо крупные и громоздкие формы, для кото­рых потребовался бы очень мощный механизм выдвиже­ния тележки, сушат в ямных сушилах со съемным сводом, через который и ведется загрузка изделий в рабочую камеру мостовым краном.

2.2 Сушила с конвективным режимом работы

 Тепловой и температурный режим. Сушила с конвек­тивным режимом работы делятся на установки периоди­ческого действия (камерные) и непрерывного действия. Однако в обоих случаях на их конструкцию и работу вли­яет режим тепловой работы, определяющий преобладание конвективного теплообмена в рабочих камерах при низ­ком уровне температур (300—450°С). Как отмечалось в гл. III этого тома, интенсификация конвективного тепло­обмена и улучшение использования топлива достигается применением циркуляционного характера движения су­шильного агента с частичным удалением отработанных газов. В старых конструкциях сушил для этой цели ис­пользовалась естественная циркуляция, а в современных установках широко применяются инжекторы, вентилято­ры и дымососы. Кроме этого, рециркуляция сушильного агента способствует повышению его влагосодержания замедлению процесса сушки, в особенности на его ран­ней стадии, что весьма важно при сушке массивных форм и стержней, в которых могут возникнуть трещины при быстром неравномерном удалении влаги с поверхности.

Естественно, что независимо от высказанных сообра­жений тепловой и температурный режимы работы сушил периодического действия характеризуются изменением поля температур в рабочей камере во времени, тогда как поле температур внутри рабочих камер сушил непрерыв­ного действия во времени не изменяется.

1 – дымовой канал; 2 – дымовой боров; 3 – короб для подачи и распределении поворота в рабочую камеру; 4 – выкатная платформа;  5 – дверь; 6 – рабочая камера ушила; 7 – механизм подъема двери;  8 – рециркуляционный вентилятор; 9 – шибер; 10 – трубопровод для отвода отработанного газа

Рисунок 4 – Камерное сушило с выкатной  тележкой и с искусственной циркуляцией

Конструкции сушил периодического действия. К та­ким сушилам относится камерное сушило с выкатной те­лежкой (платформой), предназначенное для сушки форм и стержней. Сушило состоит из рабочей камеры и двух тонок, расположенных ниже пода камеры и соединенных с ней дымовыми каналами, играющими одновременно и роль смесительных камер (рис. 90). Стены и свод рабо­чей камеры сушила выполняют обычно из красного кир­пича толщиной 0,23—0,35 м. Свод камерного сушила име­ет толщину 0,115 м и сооружается в виде отдельных сво­дов, опирающихся на двутавровые балки. В качестве теплоизоляции используют, шлаковую вату, трепельный порошок или диатомитовый кирпич. Двери камерных су­шил представляют собой каркас, с двух сторон обшитый листовым железом; пространство между листами запол­нено легковесным кирпичом или шлаковой ватой. Двери, как правило, открываются вручную, а большие сушила оборудуются для этой цели подъемными механизмами с электроприводом или пневмоцилиндром. Тележка с уста­новленными на ней формами или крупными стержнями перемещается по уложенным на поду сушила рельсам ручной или электрической лебедкой. Сушило оборудовано двумя топками, расположенными ниже уровня пода цеха. В топках сжигают любое имеющееся в распоряжении топ­ливо; твердое, жидкое или газообразное. Стены топоч­ных камер футеруют шамотом. Продукты горения на­правляются из топок в дымовые каналы, расположенные под подом сушильной камеры вдоль продольных стен. В этих каналах для снижения температуры дыма его сме­шивают с воздухом или с уходящими газами (возвратом), имеющими значительно меньшую температуру. Получен­ная смесь (сушильный агент) поступает в камеру через отверстия в сводах дымовых каналов. Поднимающиеся вверх потоки горячих газов увлекают за собой более холодные газы, находящиеся в камере, и вызывают в ней естественную циркуляцию, способствующую выравнива­нию температуры по всему объему камеры и ускорению процесса сушки. Дымовые газы удаляются из камеры че­рез боров, расположенный вдоль продольной оси камеры.

Для повышения интенсивности процессов сушки в ка­мерных сушилах широко применяется принудительная рециркуляция продуктов горения. В этом случае часть отработанных продуктов отбирается на борова при помо­щи дымососа, находящегося вне сушила, и подается в коробы, расположенные по всей длине рабочей камеры су­шила (внутри ее с обеих сторон, над сводами дымовых каналов). Выходящие с большой скоростью (15—20 м/с) из сопел коробов отработанные газы усиливают рецирку­ляцию в камере сушила, интенсивно подсасывая свежие дымовые газы из отверстий в сводах дымовых каналов. Введение принудительной рециркуляции сокращает про­должительность сушки в 1,3—1,5 раза.

Камерные сушила часто работают в режиме как есте­ственной, так и вынужденной циркуляции. В начале суш­ки газообразные продукты, поступающие в камеру, быст­ро остывают и поэтому в первый период, длительность которого составляет 15—20% от всего времени сушки, установка работает обычно с естественной циркуляцией газов. После разогрева камеры включают дымосос и до­водят температуру до требуемой, поддерживая ее в те­чение последующего периода, длительность которого со­ставляет 40—50% от полного времени сушки. После этого выключают подачу топлива, и происходит, медленное ох­лаждение материала вместе с камерой до температуры 150—200° С. Тележку выкатывают из сушила, а на ее место помещают новую садку.

Камерные сушила, используемые для сушки мелких и средних стержней, отличаются от описанного только несколько меньшими размерами камеры, наличием толь­ко одной топки и соответственно одного дымового капа­ла, а также способом загрузки высушиваемого матери­ла. Стержни обычно размещают на металлических эта­жерках, вдвигаемых в рабочую камеру. Для облегчения перемещения этажерки делают сравнительно небольши­ми: в сушилке, как правило, помещают 2—4 этажерки од­новременно.

Внутренние размеры камерных сушил меняются в ши­роких пределах и зависят от их назначения и условий размещения в цехе. При конструировании сушил рекомендуется не превышать следующие максимальные размеры (внутренние): длина 10 м; ширина 5,5—6 м; высота 4,0— 4,5 м. Чтобы обеспечить циркуляцию газов в сушиле, дол­жны бить выдержаны минимально допустимые расстоя­ния между загружаемым материалом и подом 0,5—0,7 м; между материалом и сводом 0,4—0,5 м; между материа­лом и боковыми стенами над дымовыми каналами 0,4— 0,5м.

Ямное сушило (рис.91) применяется для сушки круп­ных форм. Рабочая камера ямного сушила располагает­ся ниже уровня пола цеха, и загрузка форм в нее осуще­ствляется через съемный свод с мостовым краном. Суши­ло занимает в цехе меньшую площадь, так как здесь отпадает необходимость в рельсовых путях и механиз­мах для перемещения тележки. При загрузке нижний ряд опок устанавливают на стеллажи, а последующие — од­ну на другую с металлическими прокладками между ними.

Так как топка в ямном сушиле расположена рядом с рабочей камерой, то величина геометрического напора, создаваемая разностью плотностей столбов дымовых га­зов в сушиле и воздуха вне его, невелика. Поэтому для повышения скорости движения газов в ямных сушилах всегда применяют принудительную рецир­куляцию. Продукты горения поступают из топки в вертикальный канал, в который снизу подсасывается возврат за счет инжектирующего действия струи отрабо­танных дымовых газов, подаваемых дымососной уста­новкой. Дымовые газы поступают в сушильную камеру из вертикальных каналов через отверстия. Поки­дающие камеру газы отводятся в борова, перекрытые чу­гунными плитами с отверстиями. Наибольшее распро­странение получили ямные сушила с размерами рабочих камер 9,0X5,0X3,5; 11,0X5,0X3,5; 13,0X3,5 м.

В камерных и ямных сушилах расход топлива на уда­ление 1 кг влаги из высушиваемого материала составля­ет 13500—20000 кДж/кг, причем большие значения соот­ветствуют сушке форм стального литья, а меньшие — сушке мелких стержней.

Разработка новых методов покрытия внутренних по­верхностей литейных форм быстротвердеющими смесями позволяет более широко заменять сквозную сушку форм более быстрой и производительной поверхностной под­сушкой.

В качестве примера установки, используемой для этой цели, может служить сушило с сушкой горячим воз­духом (рис. 6). Сушило представляет собой переносную рамную конструкцию, устанавливаемую над предназна­ченной для подсушки полуформой. Воздух, забираемый вентилятором из окружающего пространства, направля­ется в так называемый калорифер, представляющий со­бой теплоизолированную камеру с установленными в ней электрическими нагревателями сопротивления в виде спи­ралей.

1 – рабочее пространство сушила; 2 – съемный свод; 3 – вертикальный канал;  4 – из дымососной установки; 5 – топка; 6 – в дымососную установку;                 7 – дымовые борова

Рисунок 5 – Ямное сушило

 1 – сборный воздухопровод; 2 – вентилятор; 3 – электрокалорифер; 4 –  распределительные воздухопроводы

Рисунок 6 – Переносное сушило для поверхностной подсушки форм горячим воздухом

Вентилятор и калорифер установлены наверху ра­мы сушила. Нагреватели, обдуваемые потоком воздуха с высокой скоростью, быстро нагревают его до темпера­туры 300—350°С, после чего горячий воздух поступает в пять распределительных воздухопроводов, расположен­ных внизу рамы. Каждый воздухопровод имеет сопла, через которые горячий воздух с большой скоростью нап­равляется на поверхность литейной формы. Часть отра­ботанного воздуха через сборный воздухопровод засасы­вается вентилятором и вновь попадает в калорифер для обеспечения рециркуляции, которая протекает здесь по незамкнутому циклу.

Конструкции сушил непрерывного действия. Сушиль­ные установки непрерывного действия представляют со­бой вытянутые (в высоту или в длину в зависимости от удобства размещения в цехе) камеры, внутри которых с помощью конвейеров различных конструкций высуши­ваемый материал перемещается от загрузочного к раз­грузочному концу. Из-за трудности создания надежных конвейерных устройств для транспортировки тяжелых форм и крупных стержней эти сушила применяются толь­ко для сушки мелких и средних стержней. Сушила не­прерывного действия работают с постоянным во времени тепловым режимом.

Страницы: 1, 2, 3, 4