СУШИЛКА С АКТИВНОЙ ГИДРОДИНАМИКОЙ И ПОФРАКЦИОННОЙ ОБРАБОТКОЙ МАТЕРИАЛА Российский патент 2006 года по МПК F26B17/10 

Изобретение относится к технике сушки, в частности к устройствам для проведения тепло- и массообменных процессов, а именно к сушке дисперсных материалов, и может быть использовано в пищевой, химической и смежных с ними отраслях промышленности.

В промышленности широко используется техника взвешенного (кипящего, псевдоожиженного, фонтанирующего) слоя в качестве одного из наиболее эффективных средств интенсификации процесса сушки материалов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является сушилка с активной гидродинамикой и пофракционной обработкой материала, содержащая сушильную камеру с патрубком для ввода исходного материала, разделенную на цилиндрические секции, в верхней части которых установлены цилиндроконические вставки, расположенные по оси камеры и разделяющие ее на зоны, с тангенциально установленными патрубками для подвода дополнительного потока сушильного агента и патрубком для подачи основного потока сушильного агента, выполненным по оси камеры в ее нижней части Решетка предназначена для предотвращения попадания частиц материала в воздуховод. В крышке предусмотрены патрубки для вывода отработанного сушильного агента. Сушильная камера состоит из цилиндрических секций, в верхней части которых выполнены окна для вывода материала и отработанного сушильного агента, представляющие собой кольцевые щели, геометрия и количество которых зависят от гидродинамических свойств и размеров частиц обрабатываемого материала [Патент № 2182297, Бюл. № 13, опубл. 10.05.2002, F 26 В 17/10].

Известная конструкция имеет ряд существенных недостатков:

- неравномерность закручивания тангенциально подводимого дополнительного потока сушильного агента;

- возникновение застойных зон вследствие налипания влажного материала на стенки цилиндроконических вставок;

- получение высушиваемого материала недостаточно высокого качества, так как не учитывает угол естественного откоса дисперсного материала.

Технической задачей изобретения является интенсификация процесса тепло- и массообмена, исключение застойных зон материала, обеспечение равномерности закручивания, повышение качества высушиваемого продукта.

Поставленная задача достигается тем, что в сушилке с активной гидродинамикой и пофракционной обработкой материала, содержащей сушильную камеру с патрубком для ввода исходного материала, разделенную на цилиндрические секции, в верхней части которых установлены цилиндроконические вставки, расположенные по оси камеры и разделяющие ее на зоны, с тангенциально установленными патрубками для подвода дополнительного потока сушильного агента и патрубком для подачи основного потока сушильного агента, выполненным по оси камеры в ее нижней части, с окнами для вывода теплоносителя и высушенного материала, выполненные в виде кольцевых щелей в верхней части цилиндрических секций каждой зоны, камеру для выгрузки сухого продукта, новым является то, что цилиндроконические вставки выполнены с различным углом раскрытия конуса, причем угол раскрытия конуса увеличивается по зонам сушилки сверху вниз с учетом угла естественного откоса высушиваемого материала, а патрубки для подвода дополнительного потока сушильного агента тангенциально установлены в цилиндрической части цилиндроконических вставок.

Технический результат заключается в интенсификации процесса тепло- и массообмена, исключении застойных зон материала, обеспечении равномерности закручивания, повышении качества высушиваемого продукта.

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

Сушилка (фиг.1, 2) состоит из сушильной камеры 1, разделенной на секции 14, патрубка 2 для ввода исходного материала, камеры 3 для выгрузки сухого продукта. По оси сушилки в верхней части цилиндрических секций 14 установлены цилиндроконические вставки 4, выполненные с различным углом раскрытия конуса, разделяющие сушильную камеру на зоны, причем угол раскрытия конуса увеличивается по зонам сушилки сверху вниз с учетом угла естественного откоса высушиваемого материала. В цилиндрической части каждой цилиндроконической вставки тангенциально установлен патрубок 5 для подвода дополнительного потока сушильного агента. Подача основного потока теплоносителя осуществляется через патрубок 6. Решетка 7 предназначена для предотвращения попадания частиц материала в воздуховод. В крышке 8 предусмотрены патрубки 9 для вывода отработанного сушильного агента. В верхней части цилиндрических секций 14 выполнены окна 10 для вывода материала и отработанного сушильного агента, представляющие собой кольцевые щели, геометрия и количество которых зависит от гидродинамических свойств и размеров частиц обрабатываемого материала. Такая конструкция сушильной камеры является универсальной, т.к. при необходимости она позволяет увеличивать (уменьшать) количество рабочих зон сушилки и их рабочий объем, устанавливать заранее изготовленные цилиндроконические вставки с различным углом раскрытия конуса в зависимости от свойств обрабатываемого дисперсного 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 зонам сушилки (высоте камеры), 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 подачи дополнительного потока сушильного агента, подаваемого через патрубки 5.

По мере распределения материала по высоте камеры в зоне I сушилки удаляются частицы материала с небольшой массой и размерами, в зоне II - частицы материала со средней массой и размерами частиц, а в зоне III - частицы материала с максимальной массой и сравнительно большими размерами. Угол естественного откоса материала изменяется по зонам сушилки I-III соответственно от минимального до максимального значения. Поэтому для интенсификации процесса сушки и ликвидации возникновения налипания влажного материала на стенки вставок (появление застойных зон) цилиндроконические вставки 4 выполнены с различным углом раскрытия конуса.

В зоне III сушилки частицы материала подхватываются основным и дополнительным потоками сушильного агента, подаваемыми через патрубки 6 и 5 соответственно. Для зоны II поток теплоносителя складывается из отработанного сушильного агента зоны III и дополнительного потока через патрубок 5, а для зоны I - сушильный агент из зоны II и дополнительный поток через патрубок 5. Процесс сушки продолжается в активном гидродинамическом режиме.

В ядре потока зон I, II, III осуществляется фонтанирование слоя материала, при этом за счет установки патрубков 5 в цилиндрической части цилиндроконических вставок ядро фонтана вращается вокруг вертикальной оси сушилки, совпадая с направлением движения дополнительного тангенциального потока, и этим самым достигается равномерное тангенциальное закручивание. По мере высыхания частицы высушенного продукта захватываются тангенциальным потоком и уносятся через разгрузочные окна 10 в камеру выгрузки 3, 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 с активной гидродинамикой и пофракционной обработкой материала имеет следующие преимущества:

- выполнение цилиндроконических вставок с различным углом раскрытия конуса по зонам сушилки позволяет учитывать угол естественного откоса высушиваемого материала в каждой зоне и, следовательно, исключить возникновение налипания влажного материала на стенки вставок (появление застойных зон);

- установка тангенциальных патрубков в цилиндрической части цилиндроконических вставок позволяет получить равномерность тангенциального закручивания дополнительным потоком теплоносителя, а это, в свою очередь, позволит значительно повысить качество высушиваемого материала путем регулирования времени пребывания продукта в сушильной камере, варьируя расходом дополнительного потока теплоносителя;

- предлагаемая сушилка является универсальной, то есть она может использоваться во всех отраслях промышленности, где необходима сушка материалов по фракциям.

Изобретение относится к технике сушки, к устройствам для проведения тепло- и массообменных процессов, а именно к сушке дисперсных материалов, и может быть использовано в пищевой, химической и смежных отраслях промышленности. В сушилке с активной гидродинамикой и пофракционной обработкой материала, содержащей сушильную камеру с патрубком для ввода исходного материала, разделенную на цилиндрические секции, в верхней части которых установлены цилиндроконические вставки, расположенные по оси камеры и разделяющие ее на зоны, с тангенциально установленными патрубками для подвода дополнительного потока сушильного агента, камеру для выгрузки сухого продукта, новым является то, что цилиндроконические вставки выполнены с различным углом раскрытия конуса, причем угол раскрытия конуса увеличивается по зонам сушилки сверху вниз, а патрубки для подвода дополнительного потока сушильного агента тангенциально установлены в цилиндрической части вставок. Технический результат заключается в интенсификации процесса тепло- и массообмена. 2 ил.

Сушилка с активной гидродинамикой и пофракционной обработкой материала, содержащая сушильную камеру с патрубком для ввода исходного материала, разделенную на цилиндрические секции, в верхней части которых установлены цилиндроконические вставки, расположенные по оси камеры и разделяющие ее на зоны, с тангенциально установленными патрубками для подвода дополнительного потока сушильного агента и патрубком для подачи основного потока сушильного агента, выполненным по оси камеры в ее нижней части, с окнами для вывода теплоносителя и высушенного материала, выполненными в виде кольцевых щелей в верхней части цилиндрических секций каждой зоны, камеру для выгрузки сухого продукта, отличающаяся тем, что цилиндроконические вставки выполнены с различным углом раскрытия конуса, причем угол раскрытия конуса увеличивается по зонам сушилки сверху вниз с учетом угла естественного откоса высушиваемого материала, а патрубки для подвода дополнительного потока сушильного агента тангенциально установлены в цилиндрической части цилиндроконических вставок.