УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ РАСТВОРОВ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ ИНЕРТНЫХ ТЕЛ Российский патент 2008 года по МПК F26B3/12 

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов в кипящем слое может быть применено в анилино-красочной, пищевой, фармацевтической, микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка для сушки растворов, суспензий и паст в псевдоожиженном слое по а.с. СССР №844995, F26B 17/10, 1975 г., содержащая сушильную камеру с форсунками, газораспределительную решетку с конусообразным распределителем и приводным вертикальным штоком, установленным с возможностью вертикального и вращательного движения с помощью червячной передачи (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки за счет интенсификации тепло- и массообмена.

Это достигается тем, что в установке для сушки растворов в кипящем слое инертных тел, содержащей сушильную камеру с форсунками, две газораспределительные решетки, одна из которых содержит центральный конусообразный распределитель, а между газораспределительными решетками расположена насадка из инертных тел, согласно изобретению другая газораспределительная решетка содержит также конусообразный распределитель и приводной вертикальный шток, установленный с возможностью вертикального и вращательного движения с помощью червячной передачи, центральные конусообразные распределители решеток обращены вершиной навстречу друг другу, каждая из форсунок выполнена акустической и содержит резонатор, выполненный в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой установки для сушки растворов в кипящем слое инертных тел; на фиг.2 - конусообразный распределитель; на фиг.3 - схема акустической пневматической форсунки.

Установка для сушки растворов и суспензий в кипящем слое инертных тел содержит сушильную камеру 1, в которой расположены две горизонтальные газораспределительные решетки 2 и 11 с центральными конусообразными распределителями 3 и 12, обращенными вершинами навстречу друг к другу. Между газораспределительными решетками 2 и 11 расположена насадка 7 из инертных тел.

Каждый из конусообразных распределителей 3 и 12 выполнен в виде свернутой в спираль упругой ленты, которая имеет переменную жесткость по всей высоте, причем со стороны витков большего диаметра жесткость больше. Это предусматривается для того, чтобы зазор в конусообразных распределителях 3 и 12 в процессе работы изменялся равномерно по всей высоте. Нижний виток каждого распределителя жестко скреплен с соответствующей газораспределительной решеткой 2 или 11, причем верхние витки выполнены подвижными и связаны через шток 4, на конце которого расположена червячная передача 5, соединенная с реверсивным электроприводом 6. Это дает возможность регулировать зазоры между витками при вертикальном перемещении штока 4, вызывающего скручивание или раскручивание ленты.

В объеме сушильной камеры 1 между газораспределительными решетками 2 и 11 расположены, по крайней мере, две акустические пневматические форсунки 8 для распыления высушиваемых растворов или суспензий по объему сушильной камеры 1. Установка снабжена также калорифером 9 для нагрева воздуха и через патрубок 14, расширительную часть 13 камеры 1 соединена с циклоном 10 с бункером 15 для отделения высушенного продукта от воздуха.

Акустическая форсунка (фиг.3) содержит полый корпус 16 со стенками, образованными конической и торцевыми поверхностями с размещенным в нем резонатором 24 и полостью 20 для распыливающего агента, поступающего через штуцер 18 в коллектор 17, связанный через отверстия 19 с полостью 20, которая выполнена в виде усеченного конуса с большим и меньшим основанием.

На полом цилиндрическом стержне 22, жестко связанном с корпусом 16, установлена распределительная головка 32 для подачи исходного раствора через штуцер 21, при этом между стержнем 22 и корпусом 16 со стороны меньшего основания усеченного конуса, образующего полость 20, имеется кольцевой зазор 23. Резонатор 24 выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса 16, обращенной к распределительной головке 32, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 25 с зазором 23 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 16 и стержнем 22 распределительной головки 32. В сечении, перпендикулярном оси стержня 22, зазор 23 имеет кольцевое сечение, а распределительная головка 32 выполнена в виде корпуса 29 с крышкой 28 в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе распределительной головки 32 расположен коллектор 30 в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом 33, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня 22 и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке 28 и корпусе 29 распределительной головки 32, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня 22 каналами 27 для выхода раствора. Срез отверстий каналов 27 расположен на конической поверхности крышки 28 распределительной головки 32, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.

Канал для выхода раствора может быть выполнен в виде радиального кольцевого зазора (на чертеже не показано), лежащего в плоскости, перпендикулярной оси стержня 22 распределительной головки 32, и образованного в ее крышке 28 посредством пластины 26, жестко прикрепленной к стержню 22, перпендикулярно его оси, и связанной с крышкой 28, по крайней мере, тремя крепежными элементами 34 с образованием радиального кольцевого зазора.

Установка для сушки растворов в кипящем слое инертных тел работает следующим образом.

Раствор или суспензия подается в сушильную камеру 1 через форсунки 8, которые равномерно по всему объему сушильной камеры 1 напыляют его на поверхность инертных тел 7 тонким слоем. Инертные тела 7, покрытые тонким слоем жидкого продукта, омываются горячим воздухом, в результате чего происходит интенсивное испарение влаги.

Инертные тела 7 находятся в псевдоожиженном состоянии между горизонтальными газораспределительными решетками 2 и 11 в результате действия напора горячего воздуха, который вентилятором (не показан) нагнетается в сушильную камеру 1 через калорифер 9, где происходит его нагрев.

Часть воздуха проходит через распределители 3 и 12, которые в процессе работы периодически колеблются в вертикальном направлении за счет скручивания и раскручивания ленты при работе реверсивного электрического привода 6, в результате чего происходит изменение зазора между витками ленты и, как следствие, изменяется скорость газового потока, проходящего через распределитель.

В результате пульсирующего изменения скорости газового потока происходит пульсирующее движение инертных тел 7 по центральному объему сушильной камеры 1. Изменение скорости движения инертных тел 7 приводит к разрушению образующихся воздушных каналов, которые препятствуют их направленному движению, интенсивной турбулизации слоя инертных тел 7 и увеличению соударений их друг о друга, в результате чего происходит более полное разрушение и удаление слоя высушенного продукта и очистка поверхности инертных тел 7.

Высушенный продукт потоком воздуха уносится из сушильной камеры 1 в циклон 10, где происходит разделение высушенного продукта и воздуха.

Наличие колеблющихся распределителей 3 и 12, выполненных в виде свернутых в спираль упругих лент с коническими витками, имеющими переменную жесткость витков по высоте (длине ленты), позволяет интенсифицировать процесс сушки за счет увеличения числа соударений инертных тел 7, разрушения воздушных каналов и повышения надежности циркуляции инертных тел 7. Установка проста в управлении и может быть автоматизирована.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например воздух, подается по штуцеру 18 в коллектор 17, связанный через отверстия 19 с полостью 20, которая выполнена в виде усеченного конуса. Из полости 20 воздух направляется в кольцевой зазор 23 между стержнем 22 и корпусом 16, где встречает на своем пути резонатор 24, выполненный в виде сферической полости, соединенной с зазором 23 посредством калиброванного отверстия 25. В результате прохождении резонатора 24 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в распределительную головку 32 через полый стержень 22, из которой раствор подается в виде пленки жидкости, перекрывающей выход распыливающего агента из генератора звуковых колебаний, образованного резонатором 24. Эта пленка дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности крышки 28 распределительной головки 32.

В результате сушки получают тонкие порошки продуктов с влажностью до 0.8%.

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов в кипящем слое и может быть применено в анилино-красочной, пищевой, фармацевтической, микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Установка для сушки растворов в кипящем слое инертных тел содержит сушильную камеру с форсунками, две газораспределительные решетки, одна из которых содержит центральный конусообразный распределитель, а между газораспределительными решетками расположена насадка из инертных тел, при этом другая газораспределительная решетка содержит также конусообразный распределитель и приводной вертикальный шток, установленный с возможностью вертикального и вращательного движения с помощью червячной передачи, центральные конусообразные распределители решеток обращены вершиной навстречу друг другу, каждая из форсунок выполнена акустической и содержит резонатор, выполненный в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора. Технический результат - повышение производительности сушки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Установка для сушки растворов в кипящем слое инертных тел, содержащая сушильную камеру с форсунками, две газораспределительные решетки, одна из которых содержит центральный конусообразный распределитель, а между газораспределительными решетками расположена насадка из инертных тел, отличающаяся тем, что другая газораспределительная решетка содержит также конусообразный распределитель и приводной вертикальный шток, установленный с возможностью вертикального и вращательного движения с помощью червячной передачи, центральные конусообразные распределители решеток обращены вершиной навстречу друг другу, каждая из форсунок выполнена акустической и содержит резонатор, выполненный в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что канал для выхода раствора представляет собой радиальный кольцевой зазор, лежащий в плоскости, перпендикулярной оси стержня распределительной головки, и образованный в ее крышке посредством пластины, жестко прикрепленной к стержню, перпендикулярно его оси, и связанной с крышкой, по крайней мере, тремя крепежными элементами с образованием радиального кольцевого зазора.