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 и 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 №185272, 1966 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, а каждая из форсунок выполнена центробежной и содержит корпус с камерой, в которой расположен шнек с винтовой внешней канавкой, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, причем внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, направление которой противоположно или одинаково с направлением винтовой внешней канавки шнека, а под шнеком расположена камера смешения, состоящая из цилиндрической и конической частей, причем шнек жестко связан с Т-образной дроссельной шайбой, в торцевой цилиндрической части которой выполнены, по крайней мере, три дроссельных отверстия, а в жестко связанной с ней осевой цилиндрической части - осевое дроссельное отверстие, причем гидравлическое сопротивление дроссельных отверстий подбирается в зависимости от свойств распыливаемого раствора и требуемой степени его распыла.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой установка для сушки растворов в кипящем слое инертных тел; на фиг.2 - конусообразный распределитель; на фиг.3 - общий вид центробежной форсунки для распыливания растворов.

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, вызывающем скручивание или раскручивание ленты.

В объеме сушильной камеры 1 между газораспределительными решетками 2 и 11 расположены, по крайней мере, две центробежные 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 расширительная часть 13 камеры 1 соединена с циклоном 10 с бункером 15 для отделения высушенного продукта от воздуха.

Центробежная форсунка (фиг.3) состоит из корпуса 16, внутри которого расположен шнек 17. Внешняя поверхность шнека 17 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. Внутри шнека 17 выполнено отверстие 26 с левой (или правой) винтовой нарезкой. В днище корпуса 16 выполнено дроссельное отверстие 24, ось которого совпадает с осью отверстия 26 в шнеке 17. Между нижним торцом шнека 17 и срезом дроссельного отверстия 24 расположена камера смешения, состоящая из цилиндрической 23 и конической 25 частей.

Шнек 17 жестко связан с Т-образной дроссельной шайбой 20, в торцевой цилиндрической части 19 которой выполнены, по крайней мере, три дроссельных отверстия 21, а в жестко связанной с ней осевой цилиндрической части - осевое дроссельное отверстие 28. Гидравлическое сопротивление дроссельных отверстий 21 и 28 подбирается в зависимости от свойств распыливаемого раствора и требуемой степени его распыла.

Подача раствора (жидкости) осуществляется через отверстие в штуцере 22, закрепленное в верхней части корпуса 16, через торцевую цилиндрическую часть 19 Т-образной дроссельной шайбы 20.

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 решетки 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 решеток 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.

Центробежная форсунка для распыливания растворов работает следующим образом.

Раствор подается по отверстию в штуцере 22 и через Т-образную дроссельную шайбу 20 и поступает одновременно по двум направлениям: во-первых, в винтовую внешнюю полость 27 шнека 17 через дроссельные отверстия 21, и, во-вторых, - в отверстие 26 с винтовой нарезкой через дроссельное отверстие 28. Вращающийся поток раствора из винтовой внешней полости 27 шнека 17 поступает в камеру смешения, состоящую из цилиндрической 23 и конической 25 частей. С другой стороны, в камеру смешения поступает раствор из отверстия 26 с винтовой нарезкой, совершая вращение в сторону, противоположную внешнему потоку, идущему по шнеку 17, либо совершая попутное (одинаковое) вращение. При взаимодействии вращающихся потоков в камере смешения происходит дополнительное дробление капель раствора за счет их соударения в попутных или противоположно вращающихся потоках раствора (внешнего и внутреннего). Суммарный мелкодисперсный вращающийся поток выходит через дроссельное отверстие 24, причем направление его вращения определяется гидравлическим сопротивлением соответственно внешней или внутренней винтовых полостей 27 и 26 шнека 17.

Шнек 17 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира. При среднем диаметре дроссельного отверстия 24, находящемся в диапазоне 2,5...3,5 мм и давлении жидкости 6...9 МПа, обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.

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, 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, причем 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, а каждая из форсунок выполнена центробежной и содержит корпус с камерой, в которой расположен шнек с винтовой внешней канавкой, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, причем внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, направление которой противоположно или одинаково с направлением винтовой внешней канавки шнека, а под шнеком расположена камера смешения, состоящая из цилиндрической и конической частей, причем шнек жестко связан с Т-образной дроссельной шайбой, в торцевой цилиндрической части которой выполнены, по крайней мере, три дроссельных отверстия, а в жестко связанной с ней осевой цилиндрической части - осевое дроссельное отверстие, причем гидравлическое сопротивление дроссельных отверстий подбирается в зависимости от свойств распыливаемого раствора и требуемой степени его распыла. 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, а каждая из форсунок выполнена центробежной и содержит корпус с камерой, в которой расположен шнек с винтовой внешней канавкой, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, причем внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, направление которой противоположно или одинаково с направлением винтовой внешней канавки шнека, а под шнеком расположена камера смешения, состоящая из цилиндрической и конической частей, причем шнек жестко связан с Т-образной дроссельной шайбой, в торцевой цилиндрической части которой выполнены, по крайней мере, три дроссельных отверстия, а в жестко с ней связанной осевой цилиндрической части - осевое дроссельное отверстие, причем гидравлическое сопротивление дроссельных отверстий подбирается в зависимости от свойств распыливаемого раствора и требуемой степени его распыла.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что шнек форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.