СУШИЛКА С АКТИВНОЙ ГИДРОДИНАМИКОЙ И ПОФРАКЦИОННОЙ ОБРАБОТКОЙ МАТЕРИАЛА Российский патент 2002 года по МПК F26B17/10 

Изобретение относится к технике сушки, термообработки дисперсных материалов и может быть использовано в химической, пищевой и смежных с ними отраслях промышленности.

Известно устройство для сушки тонкодисперсных материалов, содержащее сушильную камеру с приемной воронкой, встроенную в сепаратор переменного сечения с окнами для выхода теплоносителя и высушенного материала, и загрузочный патрубок в виде усеченного конуса, обращенного вниз большим основанием и расположенного над камерой соосно с ней [А. С. 576503, F 26 В 17/10].

Недостатком известного устройства является недостаточно высокая интенсивность тепло-массообмена.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для сушки тонкодисперсных материалов, содержащее сушильную камеру с приемной воронкой, встроенной в сепаратор переменного сечения с окнами для выхода теплоносителя и высушенного материала, загрузочный патрубок, обращенный вниз большим основанием и расположенный над камерой соосно с ней, загрузочный патрубок и сушильная камера выполнены прямоугольными, две противолежащие стенки воронки примыкают к стенкам сепаратора, а две другие выполнены поворотными и установлены на шарнирах [А. С. 1078221, F 26 В 17/10].

Известная конструкция имеет ряд существенных недостатков:
- не позволяет осуществлять пофракционную обработку материала;
- не обеспечивается возможность получения различных гидродинамических режимов по разным сечениям камеры в процессе непрерывной сушки материала.

Технической задачей изобретения является интенсификация процесса сушки, а также повышение качества высушиваемого продукта.

Поставленная задача достигается тем, что в сушилке с активной гидродинамикой и пофракционной обработкой материала, содержащей сушильную камеру с приемной воронкой, окна для вывода теплоносителя и высушенного материала и загрузочный патрубок, расположенный над камерой соосно с ней, патрубок для подачи сушильного агента (подводящий газоход), новым является то, что приемная воронка выполнена в виде цилиндроконических вставок с тангенциально установленными у меньшего основания усеченного конуса патрубками для подвода дополнительного сушильного агента, при этом вставки расположены по оси камеры и разделяют ее на зоны, патрубок для подачи сушильного агента выполнен по оси камеры в ее нижней части, а окна для вывода теплоносителя и высушенного материала выполнены в виде кольцевых щелей в цилиндрической части камеры в верхней области каждой зоны.

На фиг. 1 изображена предлагаемая сушилка, на фиг.2 - поперечный разрез сушилки А-А.

Сушилка состоит из цилиндроконической камеры 1, патрубка 2 для ввода исходного материала, камеры 3 выгрузки сухого продукта. По оси сушилки в цилиндрической части размещены цилиндроконические вставки 4. В каждой вставке установлен тангенциальный патрубок 5 для подвода дополнительного потока сушильного агента. Патрубок 6 для подачи основного потока теплоносителя. Решетка 7 предназначена для предотвращения попадания частиц материала в воздуховод. В крышке 8 предусмотрены патрубки 9 для вывода отработанного сушильного агента. Сушильная камера 1 состоит из цилиндрических секций, в верхней части которых выполнены окна 10 для вывода материала и отработанного сушильного агента, представляющие собой кольцевые щели, геометрия и количество которых зависят от гидродинамических свойств и размеров частиц обрабатываемого материала. Такая конструкция сушильной камеры позволяет увеличивать (уменьшать) количество рабочих зон сушилки, а также их рабочий объем за счет установки дополнительных цилиндрических секций в зависимости от вида обрабатываемого материала и режимов его обработки.

Траектории закрученных потоков, образованные тангенциальным вводом дополнительного потока сушильного агента, показаны линиями 11, направление перемещения материала в зонах I, II, III сушилки - линиями 12, а в камере выгрузки - линиями 13.

Сушилка работает следующим образом.

Исходный продукт подается через патрубок 2 в сушильную камеру, где происходит пофракционное распределение продукта по высоте камеры (зонам сушилки), которое обусловлено различной скоростью витания частиц материала в зависимости от их размера, плотности, влажности и других менее значительных факторов, а также за счет различной гидродинамической обстановки в зонах I, II и III сушилки, достигаемой в результате изменения скорости основного потока сушильного агента, подаваемого через патрубок 5.

По мере распределения материала по высоте камеры в зоне I сушилки, имеющей минимальную скорость сушильного агента, преобладают частицы материала с небольшой массой и размерами, имеющие наименьшую скорость витания. В зоне II - материал со средней массой и размерами частиц, а в зоне III - частицы материала с максимальной массой и сравнительно большими размерами.

В зоне III сушилки частицы материала подхватываются основным потоком сушильного агента, подаваемого через патрубок 5. Для зоны II основным потоком является отработанный сушильный агент зоны III, а для зоны I - сушильный агент из зоны II. Процесс сушки продолжается в активном гидродинамическом режиме.

В ядре потока зон I, II, III осуществляется фонтанирование слоя материала, а по периферии происходит тангенциальное закручивание дополнительным потоком сушильного агента, подаваемого через патрубок 8, при этом ядро фонтана вращается вокруг вертикальной оси. Направление оси вращения ядра фонтана совпадает с направлением движения тангенциального потока. По мере высыхания частицы высушенного продукта захватываются тангенциальным потоком и уносятся через разгрузочные окна 10 в камеру выгрузки 2, где происходит разделение высушенного материала и отработанного сушильного агента. Сушильный агент отводится через патрубки 9, расположенные на крышке 8 сушильной камеры.

Таким образом, предлагаемая сушилка взвешенного слоя с активной гидродинамикой и пофракционной обработкой материала имеет следующие преимущества:
- выполнение приемной воронки в виде цилиндроконических вставок, расположенных по оси камеры, позволяет ее разделить на различные зоны, что обеспечивает фракционное разделение материала при сушке и ведет к его равномерному высушиванию, сокращая цикл сушки;
- установка тангенциальных у меньшего основания усеченного конуса патрубков позволяет улучшить гидродинамический режим сушки и увеличить время пребывания материала в зонах сушилки.

Изобретение относится к технике сушки, термообработке дисперсных материалов и может быть использовано в химической, пищевой и смежных с ними отраслях промышленности. В сушилке с активной гидродинамикой и пофракционной обработкой материала, содержащей сушильную камеру 1 с приемной воронкой, окна 10 для вывода теплоносителя и высушенного материала и загрузочный патрубок 2, расположенный над камерой 1 соосно с ней, патрубок 6 для подачи сушильного агента (подводящий газоход), приемная воронка выполнена в виде цилиндрических вставок 4 с тангенциально установленными у меньшего основания усеченного конуса патрубками 5 для подвода дополнительного сушильного агента, при этом вставки 4 расположены по оси камеры 1 и разделяют ее на зоны, патрубок 6 для подачи сушильного агента выполнен по оси камеры 1 в ее нижней части, а окна для вывода теплоносителя и высушенного материала выполнены в виде кольцевых щелей в цилиндрической части камеры 1 в верхней области каждой зоны. Изобретение позволит интенсифицировать процесс сушки, повысить качество высушиваемого продукта. 2 ил.

Сушилка с активной гидродинамикой и пофракционной обработкой материала, содержащая сушильную камеру с приемной воронкой, окна для вывода теплоносителя и высушенного материала и загрузочный патрубок, расположенный над камерой соосно с ней, патрубок для подачи сушильного агента (подводящий газоход), отличающаяся тем, что приемная воронка выполнена в виде цилиндроконических вставок с тангенциально установленными у меньшего основания усеченного конуса патрубками для подвода дополнительного сушильного агента, при этом вставки расположены по оси камеры и разделяют ее на зоны, патрубок для подачи сушильного агента выполнен по оси камеры в ее нижней части, а окна для вывода теплоносителя и высушенного материала выполнены в виде кольцевых щелей в цилиндрической части камеры в верхней области каждой зоны.