ПНЕВМОСУШИЛКА КОМБИНИРОВАННАЯ СПИРАЛЬНО-ВИХРЕВАЯ Российский патент 2007 года по МПК F26B17/10 

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является пневмосушилка комбинированная спирально-вихревая по а.с. СССР №553424, F26В 17/10, 1975 г., содержащая спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, входной и выходной патрубки (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в пневмосушилке комбинированной спирально-вихревой, содержащей спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, жестко связанной с соосно расположенной сепарационной камерой и с размещенным между ними переливным порожком, а выхлопной патрубок расположен соосно сепарационной камере и проходит через вихревую камеру герметично, т.е. не соединяясь с ней аэродинамическими потоками, входной патрубок расположен тангенциально к виткам спирального канала, число витков которого лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6, а на днище вихревой камеры закреплен вибратор, оптимальными параметрами работы которого являются уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 сек с интервалом 30 сек, причем упомянутый переливной порожек выполнен регулируемым по высоте и образован регулировочными заслонками, выполненными по форме спиральными и закрепленными перпендикулярно днищу вихревой камеры.

Заявляемые аппараты наиболее эффективны для сушки дисперсных материалов 3-4 группы по классификации Сажина Б.С. Оптимальный диапазон спирального канала в 4-6 витков определяется физическими свойствами этих материалов.

На днище корпуса пневмосушилки закреплен вибратор (на чертежах не показан) для улучшения гидродинамики процесса, удаления налипшего на стенках спирального канала влажного или неготового продукта. Оптимальными параметрами для вибрационной обработки являются уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 сек с интервалом 30 сек.

Гидродинамика процесса сушки в предложенных аппаратах определяется в основном параметрами процесса пневмотранспорта влажного и высушиваемого материала, одним из основных параметров которого является гидравлическое сопротивление движущемуся двухфазному потоку частиц дисперсного материала и теплоносителя.

Для минимизации гидравлического сопротивления движущемуся двухфазному потоку необходимо периодическое удаление налипшего на стенках спирального канала влажного или неготового продукта.

Для этого на днище корпуса пневмосушилки закреплен вибратор. В качестве вибратора при частотах 31,5...125 Гц следует использовать электромагнитные вибраторы. Частота колебаний днища корпуса пневмосушилки в зависимости от технологического процесса, свойств материала и скорости его перемещения изменяется от 31,5 до 125 Гц. Соответственно амплитуда колебаний днища корпуса составляет 10...0,7 мм, а уровень вибрации лежит в диапазоне 70...85 дБ. Собственную частоту колебаний днища аппарата выбирают близкой к резонансу системы. В последнем случае осуществляется постоянный обмен кинетической и потенциальной энергий между колеблющейся массой двухфазного потока частиц дисперсного материала аппарата и системой «днище корпуса - вибратор». Качество этой системы определяет коэффициент передачи, который определяет отношение амплитуды силы, воспринимаемой днищем корпуса пневмосушилки, к амплитуде возмущающего воздействия, исходящего от вибратора.

На фиг.1 представлен общий вид пневмосушилки комбинированной спирально-вихревой, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.

Пневмосушилка комбинированная спирально-вихревая для термолабильных материалов содержит спиральный канал 1, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой 2 и днищем 5 с образованием вихревой камеры 3, имеющей тангенциально расположенный к виткам спирального канала 1 входной патрубок 8 для подачи через него влажного продукта в смеси с воздухом. Число витков n спирального канала лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6. С вихревой камерой 3 жестко связана и соосно с ней расположена циклонная (сепарационная) камера 6 с переливным порожком 7, жестко закрепленным в днище 5 вихревой камеры 3. Выхлопной патрубок 4 расположен соосно циклонной камере 6 и проходит через вихревую камеру 3 герметично, т.е. не соединяясь с ней аэродинамическими потоками. На днище 5 вихревой камеры 3 закреплен вибратор (на чертежах не показан) для улучшения гидродинамики процесса, удаления налипшего на стенках спирального канала 1 влажного или неготового продукта. Вибратор может быть закреплен также на крышке 2 вихревой камеры 3 или непосредственно на стенке спирального канала 1 (на чертежах не показано). Оптимальными параметрами для вибрационной обработки являются уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 сек с интервалом 30 сек.

Между вихревой 3 и циклонной 6 камерами имеется регулируемый по высоте переливной порожек 7, который образован регулировочными заслонками 9, выполненными по форме спиральными и закрепленными перпендикулярно днищу 5 вихревой камеры 3.

При сушке дисперсных материалов с длительным вторым периодом целесообразно после удаления свободной влаги проводить сушку в более «мягких» режимах. Для обеспечения таких режимов необходимо соблюдение оптимальных соотношений конструктивных параметров сушилки, а именно: отношение диаметра D₁ сепарационной камеры к диаметру D₂ вихревой камеры лежит в оптимальном интервале величин D₁/D₂=0,57...0,84; отношение диаметра D₁ сепарационной камеры к диаметру D₃ выхлопного патрубка лежит в оптимальном интервале величин. D₁/D₃=1,6...1,8; отношение высоты Н спирального канала к его ширине В лежит в оптимальном интервале величин Н/В=1,5...4,0; отношение ширины В спирального канала к его длине L лежит в оптимальном интервале величин. B/L=3,3×10^-3...7,2×10^-3; отношение диаметра D_H аппарата к его высоте Нн лежит в оптимальном интервале величин, D_H/Нн=0,58...0,82.

Пневмосушилка комбинированная спирально-вихревая работает следующим образом.

Влажный материал поступает вместе с теплоносителем через входной патрубок 8, проходит спиральный канал 1 и поступает в вихревую камеру 3, а затем в циклонную камеру 6 через переливной порожек 7.

Изменяя высоту порожка, можно регулировать общее время пребывания материала в вихревой камере. Время пребывания отдельных фракций материала регулируется положением заслонок 9, что способствует повышению равномерности сушки.

Предлагаемый аппарат обеспечивает следующие технические и геометрические характеристики:

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Технический результат - повышение производительности сушки. Это достигается тем, что в пневмосушилке комбинированной спирально-вихревой, содержащей спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, жестко связанной с соосно расположенной сепарационной камерой и с размещенным между ними переливным порожком, а выхлопной патрубок расположен соосно сепарационной камере и проходит через вихревую камеру герметично, входной патрубок расположен тангенциально к виткам спирального канала, число витков которого лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6, а на днище вихревой камеры закреплен вибратор, параметрами работы которого являются уровень вибрации 70...85 дБ, частота колебаний 31,5...125 Гц, время воздействия 5 сек с интервалом 30 сек, причем упомянутый переливной порожек выполнен регулируемым по высоте и образован регулировочными заслонками, выполненными по форме спиральными и закрепленными перпендикулярно днищу вихревой камеры. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пневмосушилка комбинированная спирально-вихревая, содержащая спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, жестко связанной с соосно расположенной сепарационной камерой и с размещенным между ними переливным порожком, а выхлопной патрубок расположен соосно сепарационной камере и проходит через вихревую камеру герметично, т.е. не соединяясь с ней аэродинамическими потоками, отличающаяся тем, что входной патрубок тангенциально расположен к виткам спирального канала, число витков которого лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6, а на днище вихревой камеры закреплен вибратор, оптимальными параметрами работы которого являются: уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 с с интервалом 30 с, причем упомянутый переливной порожек выполнен регулируемым по высоте и образован регулировочными заслонками, выполненными по форме спиральными и закрепленными перпендикулярно днищу вихревой камеры.2. Пневмосушилка комбинированная спирально-вихревая по п.1, отличающаяся тем, что оптимальные режимы сушки осуществляются при следующих параметрах:

отношение диаметра D₁ сепарационной камеры к диаметру D₂ вихревой камеры лежит в оптимальном интервале величин D₁/D₂=0,57...0,84;

отношение диаметра D₁ сепарационной камеры к диаметру D₃ выхлопного патрубка лежит в оптимальном интервале величин D₁/D₃=1,6...1,8;

отношение высоты Н спирального канала к его ширине В лежит в оптимальном интервале величин Н/В=1,5...4,0;

отношение ширины В спирального канала к его длине L лежит в оптимальном интервале величин B/L=3,3·10^-3...7,2·10^-3;

отношение диаметра D_H аппарата к его высоте Нн лежит в оптимальном интервале величин D_H/Нн=0,58...0,82.