РАСПЫЛИТЕЛЬНАЯ СУШИЛКА С ИНЕРТНОЙ НАСАДКОЙ 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 №371401, F26B 17/10, 1975 г., содержащая камеру с газораспределительной решеткой для размещения инертных тел, приводимых в псевдоожиженное состояние, и отбойник многоступенчатой конструкции для очистки инертных тел от материала, выполненный в виде системы струн, расположенных по всему сечению камеры и укрепленных на ее внутренних стенках (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки за счет интенсификации тепло- и массообмена путем многоступенчатой конструкции отбойника для очистки инертных тел, который выполнен в виде системы струн, расположенных в горизонтальных плоскостях по всему сечению камеры.

Это достигается тем, что в распылительной сушилке с инертной насадкой, содержащей камеру с газораспределительной решеткой для размещения инертных тел, приводимых в псевдоожиженное состояние, и отбойник многоступенчатой конструкции для очистки инертных тел от материала, выполненный в виде системы струн, расположенных по всему сечению камеры и укрепленных на ее внутренних стенках, согласно изобретению струны отбойника расположены в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части корпуса и укреплены на ее внутренних стенках с помощью ободов, при этом струны могут быть закреплены между штырями с образованием геометрически правильных фигур, например треугольников и многоугольников, таким образом, чтобы обеспечивалась равномерная перфорация и линейность сопротивления отбойника, или лучеобразно, с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободов в их центре закреплен диск, к которому присоединяются струны, а форсунка выполнена акустической и содержит корпус с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, 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, при этом чашка запрессована 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.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой сушилки; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б фиг.1; на фиг.4 - схема акустической пневматической форсунки.

Распылительная сушилка с инертной насадкой содержит камеру, корпус которой состоит из цилиндрической части, в которой размещены газораспределительная решетка 3, инертная насадка в виде инертных тел 4, отбойник 7 многоступенчатой конструкции в виде штырей и струн 10 для очистки инертных тел, которые расположены в горизонтальных плоскостях. Штыри укреплены на внутренних стенках цилиндрической части корпуса сушилки, которая оборудована акустической пневматической форсункой 1 и газораспределительной решеткой 3 для размещения инертных тел 4, приводимых в псевдоожиженное состояние теплоносителем, подаваемым под газораспределительную решетку 3. Для интенсификации процесса очистки инертных тел 4 от высушиваемого материала предусмотрен отбойник, выполненный в виде системы струн, расположенных в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части 2 корпуса и укрепленных на ее внутренних стенках с помощью ободов 5 и 6. Струны 10 могут быть закреплены между штырями так, как показано на фиг.2, то есть с образованием геометрически правильных фигур, например треугольников и многоугольников, таким образом, чтобы обеспечивалась равномерная перфорация и линейность сопротивления отбойника. Струны 10 могут быть закреплены между штырями ободов 5 и 6 так, как показано на фиг.3, то есть лучеобразно, с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободов 5 и 6 в центре закреплен диск 11, к которому присоединяются струны 10. Замена инертных тел 4 производится через патрубки 8 и 9.

Акустическая форсунка (фиг.4) 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 фланцами 17 и 21 верхним и нижним, 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 его хвостовой части 19 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 25 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности 26. На внутренней поверхности втулки 29 выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия 30 и 31.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

отношение высоты hi кольцевого объемного резонатора 20 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 26 и нижней торцевой поверхностью корпуса 16 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 кипящего слоя с инертной насадкой работает следующим образом.

Жидкость в виде раствора (суспензии, пульпы) подают с помощью, по крайней мере, одной акустической пневматической форсунки 1 в направленные под углом к оси корпуса сушилки потоки высокотемпературного теплоносителя. Основное удаление влаги происходит над кипящим слоем, а досушку образующихся гранул осуществляют в кипящем слое, что позволяет интенсифицировать процессы тепло- и массообмена и грануляции. При этом патрубки 8 и 9, установленные в цилиндрической части корпуса камеры, могут служить для подачи влажного консистентного материала для его досушки, а также для выгрузки готового гранулированного продукта.

Исходный раствор распыляется, высушивается, скалывается и уходит через крышку сушилки в систему улавливания: сначала в акустическую установку 12, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, а затем в циклон 13 и рукавный фильтр 14 с бункером 15.

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 распиливающим агентом (например воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распиливающего 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 в кипящем слое и может быть применено в анилино-красочной, пищевой, фармацевтической, микробиологической, химической и других отраслях промышленности. В распылительной сушилке с инертной насадкой, содержащей камеру с газораспределительной решеткой для размещения инертных тел, приводимых в псевдоожиженное состояние, и отбойник многоступенчатой конструкции для очистки инертных тел от материала, выполненный в виде системы струн, расположенных по всему сечению камеры и укрепленных на ее внутренних стенках, струны отбойника расположены в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части корпуса и укреплены на ее внутренних стенках с помощью ободов, при этом струны могут быть закреплены между штырями с образованием геометрически правильных фигур, например треугольников и многоугольников, таким образом, чтобы обеспечивалась равномерная перфорация и линейность сопротивления отбойника, или лучеобразно, с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободов в их центре закреплен диск, к которому присоединяются струны, а форсунка выполнена акустической и содержит корпус с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, 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, при этом чашка запрессована 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. Технический результат - повышение производительности сушки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Распылительная сушилка с инертной насадкой, содержащая камеру с газораспределительной решеткой для размещения инертных тел, приводимых в псевдосжиженное состояние, и отбойник многоступенчатой конструкции для очистки инертных тел от материала, выполненный в виде системы струн, расположенных по всему сечению камеры и укрепленных на ее внутренних стенках, отличающаяся тем, что струны отбойника расположены в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части корпуса и укреплены на ее внутренних стенках с помощью ободов, при этом струны могут быть закреплены между штырями с образованием геометрически правильных фигур, например треугольников и многоугольников, таким образом, чтобы обеспечивалась равномерная перфорация и линейность сопротивления отбойника, или лучеобразно, с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободов в их центре закреплен диск, к которому присоединяются струны, а форсунка выполнена акустической и содержит корпус с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, 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, при этом чашка запрессована 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.2. Распылительная 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.