СУШИЛКА ДЛЯ РАСТВОРОВ И СУСПЕНЗИЙ ТИПА ИМПУЛЬС 6 Российский патент 2009 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 №232131, F26B 37/12, 1964 г., содержащая сушильную камеру, систему газораспределения сушильного агента, систему подачи раствора и систему очистки отработанного воздуха (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в сушилке для растворов и суспензий, содержащей корпус, в котором расположена пневматическая форсунка для подачи высушиваемого раствора или суспензии, который распыляется под действием топочных газов, а образующиеся в процессе подсушки гранулы материала падают на газораспределительную решетку и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем, поступающим в нижнюю часть корпуса под решетку, согласно изобретению теплоноситель с температурой до 200°С поступает в нижнюю часть корпуса под газораспределительную решетку, отделенную от конической части корпуса посредством стакана с перфорированным дном, а удаляется через отверстия перфорированной части цилиндрического стакана обечайки в систему улавливания, состоящую из акустической установки, циклона и рукавного фильтра, а форсунка выполнена акустической и содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и раствора, причем корпус выполнен в виде стакана с днищем, в котором выполнена цилиндрическая полость для подвода раствора через трубку, расположенную в крышке, в верхней части которой расположен крепежный элемент, фиксирующий верхнюю часть стержня резонатора в сопле, выполненном в крышке, верхняя часть стержня шарнирно соединена с нижней частью резонатора в крышке, по крайней мере, одного фиксирующего диска, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки, а между отверстием в днище корпуса и внешней поверхностью сопла крышки выполнен щелевой канал, по которому поступает раствор, а между внутренней поверхностью конического отверстия и внешней поверхностью нижней части стержня выполнен кольцевой канал, по которому поступает распыливающий топочный газ.

На фиг.1 показана схема сушилки для растворов и суспензий, на фиг.2 - схема акустической пневматической форсунки.

Сушилка для растворов и суспензий содержит корпус 1, в котором расположена акустическая пневматическая форсунка 2 для подачи высушиваемого раствора, который распыляется под действием топочных газов с температурой до 900°С. Основное количество влаги удаляется при постоянной скорости сушки, что предохраняет раствор от термического разложения. Образующиеся в процессе подсушки гранулы падают на газораспределительную решетку 3 и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем, поступающим в нижнюю часть корпуса под решетку 3 с температурой до 200°С. Этот поток теплоносителя поступает через нижнюю часть корпуса 11, отделенную от конической части 10 корпуса 1 газораспределительной решеткой 3 посредством стакана 13 с перфорированным дном 12, через которое поступает теплоноситель с температурой до 200°С. Для стабилизации процесса роста гранул форсунка 2 заключена в цилиндрический стакан 4, обеспечивающий направленное движение газов и высушиваемого материала во встречном потоке с теплоносителем, подаваемым под решетку. Отработанные газы отводятся через коллектор 5, выполненный в виде охватывающей перфорированную часть 7 цилиндрического стакана 4 обечайки 8. Коллектор 5 связывает верхнюю часть корпуса 1 через патрубок 9 с акустической установкой 14, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, которые затем поступают в циклон 15 и в рукавный фильтр 16, а затем в общий бункер (на чертеже не показан). За счет равномерного отсоса отработанных газов по всему периметру камеры уменьшается унос мелких частиц, образующих пылевую завесу на пути материала, падающего в кипящий слой. Высушенный материал отводится из центральной части корпуса 1 сушилки через течку 6, а отработанные газы удаляются через отверстия перфорированной части 7 цилиндрического стакана 4 обечайки 8 в систему улавливания, состоящую из акустической установки, циклона и рукавного фильтра.

Акустическая форсунка (фиг.2) содержит выполненный в виде стакана с днищем корпус 21, в котором выполнена цилиндрическая полость 17 для подвода раствора через трубку 32, расположенную в крышке 22. В корпусе 21 форсунки выполнена цилиндрическая проточка 24, в которой расположен упругий уплотняющий элемент 25, причем крышка 22 и корпус 21 соединены винтами 23. В верхней части крышки расположен крепежный элемент 26, фиксирующий верхнюю часть стержня 28 стержневого газоструйного резонатора 30 Гартмана в сопле 34. По щелевому каналу 27 поступает в сопло 34 распыливающий агент. Между отверстием в днище корпуса 21 и внешней поверхностью сопла 34 крышки 21 выполнен щелевой канал 18, по которому поступает раствор. Между внутренней поверхностью конического отверстия 33 и внешней поверхностью нижней части стержня 29 выполнен кольцевой канал 19, по которому поступает распыливающий агент, например топочные газы.

Верхняя часть стержня 28 шарнирно соединена с нижней частью стержня 29, которая фиксируется относительно конического отверстия 33, выполненного в крышке 22, посредством, по крайней мере, одного фиксирующего диска 30, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков 31, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки 22.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

- отношение высоты h₁ излучателя 20 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 35 и нижней торцевой поверхностью сопла 34 лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3;

- отношение внутреннего диаметра d₁ полости 36 излучателя 20 к диаметру d его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9;

- отношение внутреннего диаметра d₁ полости 36 излучателя 20 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3;

- отношение внутреннего диаметра d₁ полости 36 излучателя 20 к высоте h₁ полости 36 лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1-÷1,5.

Сушилка для растворов и суспензий работает следующим образом. Теплоноситель движется сверху вниз со скоростью в свободном сечении от 0,5 до 1,5 м/сек. При этом наиболее горячий теплоноситель взаимодействует с наиболее сырым продуктом, и температура теплоносителя может быть близка к температуре плавления (разложения) высушиваемого раствора. Через форсунку 2 подается высушиваемый раствор, который распыляется под действием топочных газов с температурой до 900°С. Основное количество влаги удаляется при постоянной скорости сушки, что предохраняет раствор от термического разложения. Образующиеся в процессе подсушки гранулы падают на газораспределительную решетку 3 и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем, поступающим в нижнюю часть корпуса под решетку 3 с температурой до 200°С. Этот поток теплоносителя поступает через нижнюю часть корпуса 11, отделенную от конической части 10 корпуса 1 газораспределительной решеткой 3 посредством стакана 13 с перфорированным дном 12, через которое поступает теплоноситель с температурой до 200°С.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Раствор под давлением подается в цилиндрическую полость 17, расположенную снаружи резонатора 20, откуда вытекает через щелевой канал 18 в виде пленки, которая подвергается воздействию колебаний скорости и давления, генерируемых пульсирующими скачками уплотнения, возникающими вблизи кольцевого канала 19 вследствие натекания сверхзвуковой струи на резонатор 20. В результате пленка дробится на мелкие капли, которые вместе со струей образуют факел распыленного раствора.

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. В сушилке для растворов и суспензий, содержащей корпус, в котором расположена пневматическая форсунка для подачи высушиваемого раствора или суспензии, который распыляется под действием топочных газов, а образующиеся в процессе подсушки гранулы материала падают на газораспределительную решетку и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем, поступающим в нижнюю часть корпуса под решетку. Теплоноситель с температурой до 200°С поступает в нижнюю часть корпуса под газораспределительную решетку, отделенную от конической части корпуса посредством стакана с перфорированным дном, а удаляется через отверстия перфорированной части цилиндрического стакана обечайки в систему улавливания, состоящую из акустической установки, циклона и рукавного фильтра, а форсунка выполнена акустической и содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и раствора, причем корпус выполнен в виде стакана с днищем, в котором выполнена цилиндрическая полость для подвода раствора через трубку, расположенную в крышке, в верхней части которой расположен крепежный элемент, фиксирующий верхнюю часть стержня резонатора в сопле, выполненном в крышке, верхняя часть стержня шарнирно соединена с нижней частью резонатора в крышке, по крайней мере, одного фиксирующего диска, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки, а между отверстием в днище корпуса и внешней поверхностью сопла крышки выполнен щелевой канал, по которому поступает раствор, а между внутренней поверхностью конического отверстия и внешней поверхностью нижней части стержня выполнен кольцевой канал, по которому поступает распыливающий топочный газ. Технический результат - повышение производительности сушки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Сушилка для растворов и суспензий, содержащая корпус, в котором расположена пневматическая форсунка для подачи высушиваемого раствора или суспензии, который распыляется под действием топочных газов, а образующиеся в процессе подсушки гранулы материала падают на газораспределительную решетку и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем, поступающим в нижнюю часть корпуса под решетку, отличающаяся тем, что теплоноситель с температурой до 200°С поступает в нижнюю часть корпуса под газораспределительную решетку, отделенную от конической части корпуса посредством стакана с перфорированным дном, а удаляется через отверстия перфорированной части цилиндрического стакана обечайки в систему улавливания, состоящую из акустической установки, циклона и рукавного фильтра, а форсунка выполнена акустической и содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и раствора, причем корпус выполнен в виде стакана с днищем, в котором выполнена цилиндрическая полость для подвода раствора через трубку, расположенную в крышке, в верхней части которой расположен крепежный элемент, фиксирующий верхнюю часть стержня резонатора в сопле, выполненном в крышке, верхняя часть стержня шарнирно соединена с нижней частью резонатора в крышке, по крайней мере, одного фиксирующего диска, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки, а между отверстием в днище корпуса и внешней поверхностью сопла крышки выполнен щелевой канал, по которому поступает раствор, а между внутренней поверхностью конического отверстия и внешней поверхностью нижней части стержня выполнен кольцевой канал, по которому поступает распыливающий топочный газ.2. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что отношение высоты h₁ резонатора к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью сопла лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3;

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

отношение внутреннего диаметра d₁ полости резонатора к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ полости резонатора к высоте h₁ полости лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷1,5.