УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ РАСТВОРОВ И СУСПЕНЗИЙ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ ИНЕРТНЫХ ТЕЛ 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 № 534624, F26B 3/12, 1964 г., содержащая сушильную камеру с подвижной газораспределительной решеткой в нижней ее части, выполненной в виде вращающегося полого перфорированного цилиндра, находящегося в зацеплении с зубчатым барабаном, профиль зубьев которого соответствует форме перфорации цилиндра, а в полости последнего размещены мелющие тела (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в установке для сушки растворов и суспензий в кипящем слое инертных тел, содержащей сушильную камеру с форсункой, подвижной газораспределительной решеткой в нижней ее части, выполненной в виде вращающегося полого перфорированного цилиндра, находящегося в зацеплении с зубчатым барабаном, профиль зубьев которого соответствует форме перфорации цилиндра, а в полости последнего размещены мелющие тела, согласно изобретению в ней дополнительно предусмотрен отбойник, выполненный в виде системы струн, расположенных в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части сушильной камеры и укрепленных на ее внутренних стенках с помощью ободьев, причем струны закреплены между штырями лучеобразно, с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободьев в центре закреплен диск, к которому присоединяются струны, а форсунка выполнена акустической, содержащей 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 установки; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 - схема акустической пневматической форсунки.

Установка содержит сушильную камеру 1, форсунку 2 (питатель), патрубки 3 и 4 ввода теплоносителя и вывода газовзвеси, полый перфорированный цилиндр 5, размещенный в цилиндрической части 10 сушильной камеры 1, зубчатый барабан 6 с приводом 7, инертные тела 8 и мелющие тела 9.

Для интенсификации процесса очистки инертных тел 8 от высушиваемого материала предусмотрен отбойник, выполненный в виде системы струн, расположенных в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части сушильной камеры 1 и укрепленных на ее внутренних стенках с помощью ободьев 11 и 12. Струны 15 могут быть закреплены между штырями 13 так, как показано на фиг.2, то есть лучеобразно, с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободьев 11 и 12 в центре закреплен диск 14, к которому присоединяются струны 15.

Отработавшие запыленные газы подвергаются предварительной акустической обработке в акустической установке 17, оптимальными параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в потоке (воздушном) не менее 2 г/м³, время озвучивания 1,5...2 с, после чего поток направляется в циклон 18 с бункером, где выделяется основная часть унесенного газами сухого материала, а окончательная очистка газов происходит в рукавном фильтре 19 с бункером 20.

Акустическая форсунка (фиг.3) содержит полый корпус 21 с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла 23 и кольцевого объемного резонатора 25. Корпус 21 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 27 для подвода воздуха, перпендикулярно ее оси расположена трубка 28 для подвода раствора или суспензии. Внутри корпуса 21, соосно ему, жестко закреплена втулка 34 с фланцами 22 и 26 верхним и нижним, причем нижний фланец 26 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 21. Соосно втулке 34 расположен кольцевой объемный резонатор 25, выполненный в виде чашки 29 с конической поверхностью 31.

Чашка 29 запрессована на стержне диаметром d резонатора 25, а в его хвостовой части 24 расположены фиксирующие диски 32 и 33, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 34. В нижнем фланце 26 расположено, по крайней мере, одно сопло 30 под углом 20÷40° к оси резонатора 25, причем продолжение оси сопла 23 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности 31. На внутренней поверхности втулки 34 выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия 35 и 36.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора 25 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 31 и нижней торцевой поверхностью корпуса 21 лежит в оптимальном интервале величин h₁/h=1÷3;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 29 резонатора 25 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 29 резонатора 25 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 29 резонатора 25 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.

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

В установке достигается высокая интенсивность испарения влаги за счет тонкого распыления растворов и суспензий в сушильной камере 1, через которую движется сушильный агент (нагретый воздух или топочные газы). При сушке в распыленном состоянии удельная поверхность испарения становится столь большой, что процесс высушивания завершается чрезвычайно быстро (примерно за 15...30 с).

В сушильную камеру 1 загружают необходимое количество инертных тел 8 и через патрубок 3 подают теплоноситель. После разогрева установки через форсунку 2 подают раствор или суспензию, которые наносятся на инертные тела 8, высушиваются на их поверхности, скалываются и в виде газовзвеси отводятся через патрубок 4. В процессе сушки полый перфорированный цилиндр 5 вращается вокруг горизонтальной оси от привода 7. При помощи зубьев находящегося в зацеплении с цилиндром 5 зубчатого барабана 6 осуществляется прокалывание и очистка перфорации цилиндра 5 от налипшего материала. Попавший внутрь цилиндра 5 материал подсушивается и размалывается мелющими телами 9. Измельченный материал выносится теплоносителем через перфорацию цилиндра 5 в верхнюю часть 16 камеры 1.

Предлагаемая сушилка позволяет повысить надежность работы газораспределительной решетки, выполненной в виде вращающегося перфорированного цилиндра 5, благодаря непрерывной очистке ее перфорации. Равномерное распределение теплоносителя по сечению камеры 1 способствует интенсификации процессов сушки и измельчению. Выполнение мелющих тел 9 из несмачивающегося материала, например фторопласта, уменьшает налипание на них высушиваемого материала.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 27, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 25. В результате прохождения резонатора 25 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 через трубку 28 в сопло 30, откуда он попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхности резонатора 25, 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 31 резонатора 25. В результате сушки получают тонкие порошки продуктов с влажностью до 0,8%. Пневматические акустические форсунки работают по принципу распыления жидкости высокоскоростной струей газа или пара, подаваемого под давлением 0,1...1,0 МПа. Производительность пневмофорсунок достигает 12 т/ч; они отличаются высокой универсальностью в отношении регулирования формы факела, производительности, дисперсности распыла и возможностей распыления высоковязких паст и суспензий.

Распылительные сушилки такого типа применяются для сушки растворов, суспензий и пастообразных материалов.

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Это достигается тем, что в установке для сушки растворов и суспензий в кипящем слое инертных тел, содержащей сушильную камеру с форсункой, подвижной газораспределительной решеткой в нижней ее части, выполненной в виде вращающегося полого перфорированного цилиндра, находящегося в зацеплении с зубчатым барабаном, профиль зубьев которого соответствует форме перфорации цилиндра, а в полости последнего размещены мелющие тела, в ней дополнительно предусмотрен отбойник, выполненный в виде системы струн, расположенных в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части сушильной камеры и укрепленных на ее внутренних стенках с помощью ободьев, причем струны закреплены между штырями лучеобразно, с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободьев в центре закреплен диск, к которому присоединяются струны, а форсунка выполнена акустической, содержащей 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. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Установка для сушки растворов и суспензий в кипящем слое инертных тел, содержащая сушильную камеру с форсункой, с подвижной газораспределительной решеткой в нижней ее части, выполненной в виде вращающегося полого перфорированного цилиндра, находящегося в зацеплении с зубчатым барабаном, профиль зубьев которого соответствует форме перфорации цилиндра, в полости последнего размещены мелющие тела, отличающаяся тем, что в ней дополнительно предусмотрен отбойник, выполненный в виде системы струн, расположенных в горизонтальных плоскостях по всему сечению конической расширяющейся части сушильной камеры и укрепленных на ее внутренних стенках с помощью ободьев, причем струны закреплены между штырями лучеобразно с образованием конических поверхностей, направленных вершинами друг к другу, причем на каждом из ободьев в центре закреплен диск, к которому присоединяются струны, а форсунка выполнена акустической, содержащей 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. Установка по п.1, отличающаяся тем, что отработавшие запыленные газы подвергаются предварительной акустической обработке в акустической установке, оптимальными параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в потоке не менее 2 г/м³, время озвучивания 1,5...2 с, после чего газовый поток направляется в циклон с бункером, где выделяется основная часть унесенного газами сухого материала, а окончательная очистка газов происходит в рукавном фильтре с бункером.3. Установка 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.