ما هي المكونات الرئيسية للمجفف الدوار؟

2023-04-17 17:48:48

يعتمد المجفف الدوار، وهو جهاز أساسي لتجفيف المواد السائبة، على التشغيل المنسق لمكونات رئيسية متعددة لتحقيق إزالة الرطوبة بكفاءة. تم تصميم هذه المكونات لدعم نقل المواد، ونقل الحرارة، واستقرار النظام، حيث يلعب كل جزء دورًا مميزًا ولا غنى عنه في عملية التجفيف.

1. الأسطوانة الدوارة (الصدفة)

الأسطوانة الدوارة هي العنصر المركزي والأكثر أهمية في المجفف الدوار، حيث تعمل كغرفة رئيسية حيث يحدث تجفيف المواد. عادة ما تكون مصنوعة من معادن تتحمل درجات الحرارة العالية والمقاومة للتآكل (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ الكربوني مع طلاءات مقاومة للحرارة)، ولها هيكل أسطواني ويتم تثبيتها عند منحدر طفيف (عادةً من 1 درجة إلى 5 درجات) إلى الأفقي. 

أثناء التشغيل، تدور الأسطوانة ببطء (بسرعة 1-10 دورة في الدقيقة). يضمن هذا الدوران، جنبًا إلى جنب مع ميل الأسطوانة، أن المواد السائبة (مثل المعادن والمنتجات الثانوية الزراعية) تتحرك بشكل مستمر من طرف التغذية إلى طرف التفريغ. قد يكون السطح الداخلي للأسطوانة أيضًا مزودًا برحلات رفع (انظر المكون 2) لتعزيز دوران المواد والاتصال الحراري، مما يحدد بشكل مباشر قدرة المجفف وانتظام التجفيف.

2. رحلات الرفع (الرافعات)

رحلات الرفع عبارة عن ملحقات داخلية ملحومة أو مثبتة بمسامير على الجدار الداخلي للأسطوانة الدوارة. وهي مصممة بأشكال مختلفة (على سبيل المثال، مستطيلة أو مثلثة أو حلزونية) بناءً على نوع المادة (على سبيل المثال، حبيبية أو مسحوقية أو لزجة) ومتطلبات التجفيف.

وتتمثل وظيفتها الأساسية في "رفع" المواد أثناء دوران الأسطوانة ثم رشها بطريقة متناثرة أثناء دوران الأسطوانة بشكل أكبر. يؤدي هذا الإجراء إلى زيادة مساحة الاتصال بين المادة الرطبة ووسط التجفيف الساخن (على سبيل المثال، الهواء الساخن وغاز المداخن)، وتسريع نقل الحرارة وتبخر الرطوبة. بالنسبة للمواد اللزجة، تمنع الرحلات الخاصة المضادة للالتصاق تراكم المواد على جدار الأسطوانة، مما يضمن التدفق السلس للمواد.

3. نظام التجفيف المتوسط

يوفر نظام وسط التجفيف الحرارة اللازمة لتبخر الرطوبة ويتكون من ثلاثة أجزاء فرعية: مصدر الحرارة، والمروحة، وهيكل التوزيع. 

- مصدر الحرارة: تشمل الخيارات الشائعة الغلايات التي تعمل بالفحم، أو مواقد الغاز الطبيعي، أو السخانات الكهربائية، أو أجهزة استعادة الحرارة المهدرة. يقوم بتسخين الهواء (أو الوسائط الأخرى) إلى درجة الحرارة المطلوبة (عادةً 100-800 درجة مئوية، اعتمادًا على مقاومة المادة للحرارة).

- المروحة: مسؤولة عن دفع وسط التجفيف الساخن إلى داخل الأسطوانة (بالتوازي أو التدفق المعاكس للمادة) واستخلاص الهواء الرطب من النظام، والحفاظ على تدفق هواء مستقر داخل الأسطوانة.

- هيكل التوزيع: يقع عند نهاية تغذية الأسطوانة، وهو يضمن توزيع الوسط الساخن بالتساوي عبر المقطع العرضي للأسطوانة، مما يتجنب ارتفاع درجة الحرارة المحلية أو التسخين غير الكافي للمواد.

4. أنظمة التغذية والتفريغ

يقوم هذان النظامان بإدارة مدخلات ومخرجات المواد، مما يضمن عملية تجفيف مستمرة ومستقرة.

- نظام التغذية: يتضمن عادةً قادوسًا وناقلًا (على سبيل المثال، ناقل لولبي وناقل حزامي) ومزلق تغذية. فهو يتحكم في معدل التغذية ليتناسب مع قدرة المعالجة للأسطوانة، مما يمنع التحميل الزائد (الذي يسبب سوء التجفيف) أو التحميل الزائد (الذي يهدر الطاقة). تم تصميم مجرى التغذية لتوجيه المواد بسلاسة إلى الأسطوانة دون تناثرها أو انسدادها.

- نظام التفريغ: يتم وضعه في الطرف السفلي من الأسطوانة المائلة، ويقوم بجمع المواد المجففة ونقلها إلى المعدات اللاحقة (مثل صناديق التخزين والناقلات). بالنسبة للمواد الناعمة أو المسحوقة، قد يتم دمج فاصل إعصاري لمنع فقدان المواد مع هواء العادم.

5. أنظمة الدعم والقيادة

تضمن هذه الأنظمة تشغيل الأسطوانة الدوارة بثبات وموثوقية.

- نظام الدعم: يشتمل على دعامات أسطوانية وأسطوانة دفع. تحمل دعامات الأسطوانة (عادةً 2-4 مجموعات) وزن الأسطوانة وتسمح لها بالدوران بسلاسة؛ تحد أسطوانة الدفع من الحركة المحورية للأسطوانة، مما يمنعها من الانزلاق عن الدعامات أثناء التشغيل.

- نظام القيادة: يتكون من محرك، ومخفض، وترس صغير، وترس محيطي (مثبت حول منتصف الأسطوانة أو نهايتها). يتم نقل قوة المحرك إلى تروس محيط الجسم عبر المخفض والترس، مما يدفع الأسطوانة إلى الدوران بسرعة منخفضة يمكن التحكم فيها. يمكن أيضًا تضمين محرك متغير السرعة لضبط سرعة الدوران بناءً على محتوى رطوبة المادة وكفاءة التجفيف.

6. نظام معالجة غاز العادم

بعد المرور عبر الأسطوانة، يصبح وسط التجفيف هواء رطب يحتوي على الغبار والمواد المتطايرة. يقوم نظام معالجة غاز العادم بتنقية هذا الهواء قبل تفريغه، مع الالتزام باللوائح البيئية وحماية المعدات. 

تشمل المكونات الرئيسية هنا فواصل الأعاصير (لإزالة جزيئات الغبار الكبيرة)، ومرشحات الأكياس (للغبار الناعم)، وأحيانًا أجهزة غسل الغاز (لامتصاص الغازات الضارة، إذا كانت المادة تحتوي على ملوثات متطايرة). لا يقلل هذا النظام من تلوث الهواء فحسب، بل يستعيد أيضًا المواد الدقيقة القيمة، مما يحسن استخدام الموارد.

باختصار، تعمل هذه المكونات الرئيسية الستة معًا لتمكين المجفف الدوار من تجفيف المواد السائبة بكفاءة وثبات وبيئيًا. يؤثر تصميم وأداء كل مكون بشكل مباشر على الكفاءة الإجمالية للمجفف، وجودة التجفيف، وعمر التشغيل.