РАСПЫЛИТЕЛЬНАЯ СУШИЛКА СО ВСТРЕЧНЫМИ ЗАКРУЧЕННЫМИ ПОТОКАМИ ТИПА ВЗП Российский патент 2008 года по МПК F26B3/12 

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 сушилка по а.с. СССР №553424, F26B 17/10, 1975 г., содержащая загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру с опорной решеткой, топку со смесительной камерой, турбогазодувку и систему очистки отработанного воздуха (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в распылительной сушилке со встречными закрученными потоками, содержащей вертикальную камеру с системой подачи исходного материала с теплоносителем и с бункером для вывода высушенного дисперсного материала, согласно изобретению, система подачи исходного материала с теплоносителем выполнена в виде осевого ввода с завихрителем, обтекателем, отбойной шайбой и эжекционным насадком, по которому подводится первичный поток теплоносителя и исходного материала, поступающего через акустическую форсунку, а вторичный поток теплоносителя поступает через ввод с завихрителем, в который также подается исходный материал через акустическую форсунку, причем первичный и вторичный потоки теплоносителя предварительно подогреваются до необходимой температуры калориферами, установленными на линии магистрального трубопровода, осевой патрубок служит для вывода отработанного теплоносителя, причем исходный материал может подаваться с первичным, вторичным, а также с обоими потоками теплоносителя одновременно через акустические форсунки, внутри корпуса которых размещен генератор ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора.

На фиг.1 представлена распылительная сушилка со встречными закрученными потоками типа ВЗП, общий вид, на фиг.2 - акустическая форсунка.

Распылительная сушилка со встречными закрученными потоками (фиг.1) содержит систему подачи исходного материала с теплоносителем, вертикальную камеру 1 с бункером 2 для вывода высушенного дисперсного материала, например через концевой штуцер с затвором (не показано).

По осевому вводу 3 с завихрителем 4, обтекателем 5, отбойной шайбой 6 и эжекционным насадком 7 подводится первичный поток теплоносителя, который закручивается лопаточным завихрителем 4 с обтекателем 5, предотвращающим проскок исходного материала, например, поступающего через акустическую форсунку 12, по центральной части камеры 1. Сжатый газ подается по трубопроводу 14, а исходный материал (жидкость) - по трубопроводу 15. Вторичный поток теплоносителя поступает через ввод 8 с завихрителем 9, в который также подается исходный материал, например, поступающий через акустическую форсунку 11 в виде жидкости по каналу 13. Сжатый газ подается в полость форсунки по трубке 22. Первичный и вторичный потоки теплоносителя предварительно подогреваются до необходимой температуры калориферами, установленными на линии магистрального трубопровода (не показано). Осевой патрубок 10 служит для вывода отработанного теплоносителя. Исходный материал можно подавать в сушилку с первичным, вторичным, а также с обоими потоками теплоносителя одновременно через акустические форсунки 11 и 12.

Акустическая форсунка (фиг.2) содержит полый корпус 16 с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла 18 и кольцевого объемного резонатора 20. Корпус 16 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 22 для подвода воздуха, перпендикулярно ее оси расположена трубка 23 для подвода жидкости. Внутри корпуса 16, соосно ему, жестко закреплена втулка 29 с верхним 17 и нижним 21 фланцами, причем нижний фланец 21 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 16. Внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор 20, выполненный в виде чашки 24 с конической поверхностью 26.

Чашка 24 запрессована на стержне диаметром d резонатора 20, а в хвостовой части 19 стержня расположены фиксирующие диски 27 и 28, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 29. В нижнем фланце 21 расположено, по крайней мере, одно сопло 25 под углом 20°÷40° к оси резонатора 20, причем продолжение оси сопла 10 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности 26. На внутренней поверхности втулки 29 выполнены соосные коническое 30 и цилиндрическое 31 отверстия.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

Отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора 20 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью корпуса 1 лежит в оптимальном интервале величин h₁/h=1÷3.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 24 резонатора 20 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 24 резонатора 20 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 24 резонатора 20 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.

Распылительная сушилка со встречными закрученными потоками работает следующим образом.

По осевому вводу 3 подводится первичный поток теплоносителя, который закручивается лопаточным завихрителем 4 с обтекателем 5, предотвращающим проскок исходного материала, например, поступающего через акустическую форсунку 12, по центральной части камеры 1. Вторичный поток теплоносителя поступает через ввод 8 с завихрителем 9, в который также подается исходный материал, например, поступающий через акустическую форсунку 12 в виде жидкости. Первичный и вторичный потоки теплоносителя предварительно подогреваются до необходимой температуры калориферами, установленными на линии магистрального трубопровода (не показано). Высушиваемый материал можно подавать в сушилку с первичным, вторичным, а также с обоими потоками теплоносителя одновременно через акустические форсунки 12.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 22, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 20. В результате прохождения резонатора 20 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 жидкости, подаваемой через трубку 23 в сопло 25, откуда она попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхности резонатора 20, затем 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 26 резонатора 20. В результате сушки получают тонкие порошки продуктов с влажностью до 0,8%.

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. В распылительной сушилке со встречными закрученными потоками, содержащей вертикальную камеру с системой подачи исходного материала с теплоносителем и с бункером для вывода высушенного дисперсного материала, система подачи исходного материала с теплоносителем выполнена в виде осевого ввода с завихрителем, обтекателем, отбойной шайбой и эжекционным насадком, по которому подводится первичный поток теплоносителя и исходного материала, поступающего через акустическую форсунку, а вторичный поток теплоносителя поступает через ввод с завихрителем, в который также подается исходный материала через акустическую форсунку, причем первичный и вторичный потоки теплоносителя предварительно подогреваются до необходимой температуры калориферами, установленными на линии магистрального трубопровода, осевой патрубок служит для вывода отработанного теплоносителя, причем исходный материал может подаваться с первичным, вторичным, а также с обоими потоками теплоносителя одновременно через акустические форсунки, внутри корпуса которых размещен генератор ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора. Технический результат - повышение производительности сушки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Распылительная сушилка со встречными закрученными потоками, содержащая вертикальную камеру с системой подачи исходного материала с теплоносителем и с бункером для вывода высушенного дисперсного материала, отличающаяся тем, что система подачи исходного материала с теплоносителем выполнена в виде осевого ввода с завихрителем, обтекателем, отбойной шайбой и эжекционным насадком, по которому подводится первичный поток теплоносителя и исходного материала, поступающего через акустическую форсунку, а вторичный поток теплоносителя поступает через ввод с завихрителем, в который также подается исходный материала через акустическую форсунку, причем первичный и вторичный потоки теплоносителя предварительно подогреваются до необходимой температуры калориферами, установленными на линии магистрального трубопровода, осевой патрубок служит для вывода отработанного теплоносителя, причем исходный материал может подаваться с первичным, вторичным, а также с обоими потоками теплоносителя одновременно через акустические форсунки, внутри корпуса которых размещен генератор ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора.2. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что корпус форсунок выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода жидкости, при этом внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, запрессованной на стержне, диаметром d, резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, причем в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом 20÷40° к оси резонатора, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности, а на внутренней поверхности втулки выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия.3. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью корпуса лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d₂ - его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.