ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СУШИЛКА Российский патент 1994 года по МПК F26B17/10 

Изобретение относится к аппаратам с перемещением высушиваемого материала потоком газообразной среды и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности, в частности для проведения процесса сушки комкующихся материалов типа уреидокапроновой кислоты.

Известна пневматическая сушилка [1] , содержащая восходящую и нисходящую ветви, соединенные посредством вертикального цилиндрического сборника-амортизатора. Сушилка содержит также калорифер, циклон и питатель. Устройство предназначено для сушки во взвешенном состоянии зернистых (некомкующихся) и кристаллических материалов.

Недостатком данной конструкции является невозможность использования для сушки комкующихся материалов ввиду того, что достаточно большие комки будут скапливаться в нижней части восходящей ветви и перекрывать ее сечение, нарушая работу сушилки, а мелкие комки, уносимые с потоком воздуха и уловленные в циклоне, высушиваются только с поверхности.

Невозможна также глубокая сушка материала ввиду малого времени пребывания материала в сушке.

Известна пневмосушилка [2] c восходящей и нисходящей ветвями и размещенную между ними вихревую камеру и сепаратор. Вихревая камера расположена вертикально и выполнена в виде двух цилиндров, последовательно соединенных коническим переходом.

Устройство имеет недостатком вертикальное расположение вихревой камеры, что приводит к необходимости выполнения поворотного участка на восходящей линии. При работе возможно залипание комкующихся материалов на поворотном участке, что приводит к росту гидравлического сопротивления аппарата, кроме того, большие комки высушиваемого материала, скапливаясь в нижней части восходящей ветви, будут перекрывать ее сечение, нарушая работу устройства.

В устройстве невозможна глубокая сушка материала ввиду малого времени пребывания материала в сушилке.

В качестве прототипа может быть взята известная пневматическая сушилка [3] , содержащая восходящую и нисходящую ветви с размещенной между ними вихревой камерой, а также калорифер, питатель, подключенный к питающему патрубку восходящей ветви, и устройство выделения высушенного материала из потока газа циклонного типа. Для упрощения конструкции вихревая камера выполнена в виде горизонтального цилиндра, а ветви имеют одинаковый диаметр и присоединены к цилиндру тангенциально с разных сторон от горизонтальной оси.

Известное устройство работает следующим образом. Поток газа, нагреваясь в калорифере, поступает в восходящую ветвь устройства, куда из питающего патрубка, посредством питателя, поступает исходный сыпучий материал. Материал подхватывается потоком газа, поступает в вихревую камеру и далее в нисходящую ветвь. На всем пути движения материал высушивается. Отделение высушенного материала происходит в устройстве выделения материала из газа циклонного типа. Высушивать в устройстве можно только сыпучие материалы. При сушке комкующихся материалов крупные комки будут скапливаться в нижней части восходящей ветви, нарушая работу установки. Комки, уносимые потоком газа в вихревую камеру и нисходящую ветвь, будут высыхать только с поверхности, так как при перемещении по цилиндрической поверхности вихревой камеры их истирание незначительно. Кроме того, малое время пребывания материала делает невозможной глубокую сушку материала.

Целью изобретения является интенсификация сушки комкующихся материалов за счет их истирания и увеличения времени пребывания.

Цель достигается тем, что пневматическая сушилка, содержащая восходящую и нисходящую ветви одинакового диаметра, горизонтальную вихревую камеру, размещенную между ветвями, причем ветви присоединены к вихревой камере тангенциально с разных сторон от горизонтальной оси, калорифер, установленный на восходящей ветви, и циклонное устройство выделения материала из потока, газа, установленное на нисходящей ветви, питатель, подключенный к питающему патрубку восходящей ветви, выполнена с горизонтальной вихревой камерой из двух конусов, состыкованных меньшими основаниями посредством цилиндрической катушки, а выходящая и нисходящая ветви присоединены к большим основаниям конусов, кроме того, восходящая ветвь выполнена с патрубком вывода комков, внутри катушки установлена цилиндрическая вставка, образующая с катушкой кольцевое пространство, открытое по ходу движения потока газовзвеси, а катушка выполнена с тангенциальным патрубком, расположенным по другую сторону от горизонтальной оси относительно восходящей ветви и подключенным к восходящей ветви выше питающего патрубка ветвью рецикла с газопроводящим патрубком.

Сопоставимый анализ заявляемого решения с прототипом показывает на новизну и существенные отличия, что соответствует критерию "Новизна" и "Существенные отличия".

Известно устройство для измерения расходов жидкости [1] , состоящее из двух конусов, состыкованных меньшими основаниями. Подвод и отвод жидкости осуществляются по трубопроводам по оси устройства.

Предлагаемая пневматическая сушилка будет отличаться от известного устройства для измерения расхода жидкости тем, что к вихревой камере, выполненной из двух конусов, состыкованных меньшими основаниями, посредством цилиндрической катушки, к большим основаниям конусов присоединены восходящая и нисходящая ветви, причем присоединены тангенциально с разных сторон от горизонтальной оси. На восходящей ветви установлен калорифер, к питающему патрубку восходящей ветви подключен питатель, а восходящая ветвь выполнена с патрубком вывода комков. Кроме того, на нисходящей ветви установлено цикловое устройство выделения материала из потока газа.

Внутри катушки установлена цилиндрическая вставка, образующая с катушкой кольцевое пространство, открытое по ходу движения потока газовзвеси, а катушка выполнена с тангенциальным патрубком, расположенным по другую сторону от горизонтальной оси относительно восходящей ветви и подключенным к восходящей ветви выше питающего патрубка.

Выполнение вихревой камеры с присоединением к большим основаниям конусов восходящей и нисходящей ветвей тангенциально с разных сторон от горизонтальной оси позволяет увеличить относительную скорость движения газа и твердого материала, а также за счет трения материала о стенку камеры истереть комкующийся материал, что способствует повышению интенсивности сушки комкующихся материалов. Наличие на восходящей ветви калорифера позволяет регулировать температуру газового потока, а наличие питателя и циклонного устройства позволяет получать и разделять газовзвеси. Подключение катушки к восходящей ветви выше питающего патрубка способствует образованию рецикла по твердому веществу, увеличению времени пребывания материала в зоне сушки и, следовательно, материал можно высушить до более низкого содержания влаги.

Следует отметить также отличие и в работе известного устройства и предлагаемого. В известном устройстве может двигаться только однофазный поток (газ или жидкость), а в предлагаемом устройстве осуществляется движение двухфазного потока газа и твердого материала.

Таким образом, считаем, что новая совокупность признаков, содержащаяся в предложенном решении, позволяет достичь положительного эффекта, поставленного в цели изобретения. Следовательно, предложенное решение обладает "Существенными отличиями" и "Новизной".

На фиг. 1 представлен общий вид сушилки; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез цилиндрической катушки; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Пневматическая сушилка содержит восходящую 1 и нисходящую 2 ветви одинакового диаметра, горизонтальную вихревую камеру 3, выполненную из конусов, состыкованных меньшими основаниями посредством цилиндрической катушки 4, причем ветви 1 и 2 присоединены к вихревой камере 3 со стороны больших оснований конусов тангенциально с разных сторон от горизонтальной оси. На восходящей ветви 1 установлен калорифер 5 и к питающему патрубку 6 восходящей ветви 1 подключен питатель 7. Кроме того, восходящая ветвь 1 выполнена с патрубком вывода комков 8. Внутри катушки 4 установлена цилиндрическая вставка 9, образующая с катушкой 4 кольцевое пространство, открытое по ходу движения потока газовзвеси. Катушка 4 выполнена с тангенциальным патрубком 10, расположенным по другую сторону от горизонтальной оси относительно восходящей ветви 1 и подключенным к восходящей ветви 1 выше питающего патрубка 6 ветвью рецикла 11 с газоподводящим патрубком 12. На нисходящей ветви 2 установлено циклонное устройство 13 выделения материала из потока газа.

Устройство работает следующим образом.

Исходный комкующийся материал посредством питателя 7 подается в питающий патрубок 6 восходящей ветви 1. Далее материал поступает в восходящую ветвь 1, где при взаимодействии с восходящим потоком газообразного сушильного агента происходит унос частиц и комков материала, для которых скорость витания меньше, чем скорость движения сушильного агента. Частицы и комки материала крупных размеров (не уносимые потоком сушильного агента) опускаются в нижнюю часть восходящей ветви 1, скапливаются в патрубке вывода комков 8, из которого в процессе работы периодически удаляются, что способствует повышению надежности работы установки. Нагрев сушильного агента осуществляется в калорифере 5, установленном на восходящей ветви 1. Сушка материала происходит при движении потока горячего сушильного агента и материала по восходящей ветви 1, в вихревой камере 3 и нисходящей ветви 2. Наиболее интенсивно процесс сушки осуществляется в вихревой камере 3, выполненной из двух конусов, состыкованных меньшими основаниями посредством цилиндрической катушки 4. Восходящая ветвь 1 присоединена к вихревой камере 3 тангенциально со стороны большего основания конуса, что приводит к отделению материала от потока сушильного агента под действием центробежных сил с увеличением относительной скорости движения газа и материала. Увеличение относительной скорости движения газа и материала способствует интенсификации процесса сушки, причем относительная скорость движения растет при переходе от большего основания конуса к меньшему. При переходе от большего основания к меньшему увеличивается центробежная сила, действующая на частицы и комки материала, а значит, увеличивается и сила трения между частицами и стенкой вихревой камеры 3, что приводит к истиранию частиц и комков материала с непрерывным обновлением их поверхности. Этим достигается высокая интенсивность сушки комкующихся материалов с получением тонкодисперсного сухого материала. Центробежные силы оказывают также классифицирующее влияние на вращающийся поток газовзвеси в вихревой камере 3. Крупные частицы двигаются в основном у стенки вихревой камеры, а мелкие - ближе к центру. Таким образом, крупные частицы по стенке конуса вихревой камеры попадают в кольцевое пространство, образованное цилиндрической вставкой 9 и катушкой 4 и открытое по ходу движения потока газовзвеси. Мелкие же частицы, двигаясь с потоком газа внутри вставки 9, попадают в расширяющийся конус вихревой камеры. Соотношение потоков твердых частиц в кольцевое пространство между 9 и 4 и внутри вставки 9 легко регулируется изменением диаметра цилиндрической вставки 9, тем самым регулируется количество рецикла по твердому материалу, его время пребывания в вихревой камере, его дисперсный состав. Крупные твердые частицы из кольцевого зазора между 9 и 4 по тангенциальному патрубку 10 и ветви рецикла 11 поступают в восходящую ветвь 1 выше питающего патрубка 6. Патрубок 10 выполнен тангенциально к катушке 4 по другую сторону от горизонтальной оси относительно восходящей ветви 1 для снижения гидравлического сопротивления потоку в кольцевом пространстве между 9 и 4. Ввод рецикла твердых частиц выше питающего патрубка 6 предотвращает возможные потери уже подсушенного материала с комками влажного материала крупных размеров, опускающихся из питающего патрубка 6 в патрубок вывода комков 8. Наличие газоподводящего патрубка 12 к ветви рецикла 11 необходимо для предотвращения забивания частицами нижней части ветви рецикла 11.

Переход по ходу движения газового потока от меньшего к большему основанию конуса в вихревой камере 3 и нисходящей ветви 2, присоединенной тангенциально к большему основанию, сопровождается истиранием материала, кроме того, это способствует снижению гидравлического сопротивления при переходе от меньшего диаметра для прохода газа к большему. Выполнение нисходящей ветви 2 тангенциально к вихревой камере 3 и с другой стороны от горизонтальной оси относительно восходящей ветви 1 необходимо для обеспечения раскрутки спирального движения газа в камере 3 без увеличения гидравлического сопротивления. Досушка размельченного материала после камеры 3 осуществляется в нисходящей ветви 2, а отделение материала от потока сушильного агента - в циклонном устройстве 13, установленном на ветви 2.

Таким образом, данное выполнение сушилки позволяет повысить интенсивность сушки комкующихся материалов.

Использование: сушка материалов потоком газообразной среды в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Сущность изобретения: сушилка содержит восходящую и нисходящую ветви одинакового диаметра, горизонтальную вихревую камеру, калорифер, установленный на восходящей ветви, и циклонное устройство выделения материала из потока газа, установленное на нисходящей ветви питатель, подключенный к питающему патрубку восходящей ветви. Горизонтальная вихревая камера выполнена из двух конусов, состыкованных меньшими основаниями посредством цилиндрической катушки. 4 ил.

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СУШИЛКА, содержащая восходящую и нисходящую ветви одинакового диаметра, горизонтальную вихревую камеру, размещенную между ветвемя, подключенными к вихревой камере тангенциально с разных сторон от горизонтальной оси, калорифер, установленный на восходящей ветви, и циклонное устройство для выделения материала из потока газа, установленное на нисходящей ветви, питатель, подключенный к питающему патрубку восходящей ветви, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации сушки комкующихся материалов за счет их истирания и увеличения времени пребывания, горизонтальная вихревая камера выполнена в виде двух конусов, состыкованных меньшими основаниями посредством цилиндрической катушки, а восходящая и нисходящая ветви подключены соответственно со стороны больших оснований конусов, причем восходящая ветвь снабжена патрубком вывода комков, а внутри цилиндрической катушки установлена цилиндрическая вставка, образующая с катушкой кольцевое пространство для перемещения потока газовзвеси, при этом катушка снабжена тангенциальным патрубком, размещенным относительно горизонтальной оси по другую сторону от восходящей ветви и подключенным к последней выше питающего патрубка посредством ветви рецикла, снабженной газоподводящим патрубком.