Распылительная сушилка Советский патент 1985 года по МПК F26B3/12 F26B17/10 

Изобретениеотносится к технике распылительной сушки, может быть использовано для обезвоживания растворов, суспензий и паст в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1041836 в части выполнения диффузорных вставок.

Цель изобретения - интенсификация процесса сушки.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая сушилка; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - диффузорная вставка с лепестками, выполненными за одно целое из материала вставки.

Сушилка содержит коллектор 1, из которого материал подается к механическим форсункам 2, расположенным в эжекционнь1х камерах 3 горения. Соосно механическим форсункам 2 внутри эжекционных камер 3 горения установлены горелки 4 для подачи газообразного топлива, подключенные к топливному коллектору 5. Каждая эжекционная камера 3 горения содержит корпус 6, аэродинамические клапаны 7, образованные крышкой 8, установленной с возможностью осевого перемещения на ребрах 9, приваренных к корпусу 6, и резонансную трубу 10. В потолочном перекрытии сушилки выполнены отверстия 11 по числу камер 3 горения с закрепленными в них диффузорными вставками 12. Полость смесителя 13 сообщена вертикальной пневмотранспортной трубой 14, установленной с возможностью осевого перемещения, с устьем конического днища 15, где размещено устройство 16 кипящего слоя для термообработки и удаления готового продукта. Воздух к камерам 3 горения поступает по воздуховоду 17. Полость горелочного отсека покрыта звукоизоляционным покрытием 18. Стенка 19 ограничивает полость смесителя 13 по периметру расположения резонансных труб 10. По центру смесителя 13. установлено вращающееся обдувочное устройство 20.

Диффузорные вставки 12 и резонансные трубы 10 эжекционных камер 3 горения прикреплены соответственно к днищу 21 и к крыщке 22 смесителя 13 посредством конических переходников 23 круглого сечения. Для центровки резонансных труб 10 в отверстиях 11 в потолочном перекрытии сушилки, которое служит днищем 21 смесителя 13, и герметизации полости последнего использованы втулки 24, прикрепленные к- фланцам конических переходников 23. Использование конических переходников 23 позволяет поворачивать эжекционные камеры 3 горения и соответствующие им диффузорные вставки 12 наклонно под углом от 90 до 45° к крышке 22 и днищу 21 смесителя 13.

К фланцам конических переходников 23, прикрепленных к днищу 21 смесителя 13, привинчены диффузорные вставки 12, на боковых поверхностях которых выполнены трапециевидные отверстия 25. К меньшим основаниям этих отверстий консольно прикреплены лепестки 26 из упругого материала, вибрирующие под действием потока теплоносителя., На каждой диффузорной вставке 12 посредством фланцев концентрично закреплена коническая оболочка 27, образующая со вставкой зазор 28, частично перекрывающая лепестки 26 и снабженная упругими элементами 29, контактирующими с лепестками. В качестве упругих элементов 29 могут быть использованы пружины, эластичные полые тороидальные камеры, заполненные сжатым воздухом или жидкостью, или подпружиненные элементы, позволяющие менять длину, колеблющейся части лепестков 26 и параметры их колебаний. В определенных условиях малогабаритные диффузорные вставки 12 целесообразно изготавливать целиком из тонкостенного упругого материала, выполнять на их боковых поверхностях просечные отверстия 25, образующие вибрирующие под действием потока теплоносителя лепестки 26 из тела самой вставки.

Каждая диффузорная вставка 12 одновременно совмещает функции эжектора и вибратора. Поэтому разгонная часть диффузорной вставки 12 выполняется гладкой, а трапециевидные отверстия 25 равномерно распределяются на ее боковой поверхности со смещением к большему основанию, причем высота каждого отверстия составляет 1/2-1/3 длины диффузорной вставки 12. При этом соотношении лепестки 26, вибрирующие под действием потока теплоносителя, не будут ослаблять эжекционный эффект диффузорной вставки 12, так как поток теплоносителя успевает расшириться в ее разгонной части, а аэродинамическое сопротивление набегающему потоку теплоносителя вибрирующих лепестков 26 будет незначительным, потому что они по габаритам вписаны в габариты отверстий 25 диффузорных вставок 12.

Распылительная сушилка работает следующим образом.

Процесс сушки материала начинается в эжекционных камерах 3 горения, где суспензия распыляется в зоне сгорания топливовоздушной смеси. В моменты пульсаций давления в камерах 3 происходит резкое изменение состояния сушильного агента, приводящее к образованию ударной волны, фронт которой воздействует на высушиваемый материал, распыляя и высущивая его. Смесь, состоящая из продуктов сгорания топлива и капель высушиваемого материала, покидает камеру 3 через резонансную трубу 10. При запуске камеры 3 требуется принудительная подача воздуха. В установившемся режиме воздух в камеру поступает через аэродинамические клапаны 7 путем самовсасывания, при этом амплитуда пульсаций давления может достигать 1 - 1,5 кгс/см.

Каждая резонансная труба 10 с диффузорной вставкой 12 образует эжектор, создающий в полости смесителя 13 разрежение, передающееся по центральной трубе 14 в устье конического днища 15. Под действием перепада давления начинается пневмотранспортирование сухого материала из нижней части распылительной сушилки вверх. В диффузорных вставках 12 происходит смещение газовзвеси сухих частиц с высокотемпературньш потоком продуктов сгорания топлива, несущего подсушенные частицы (капли) высушиваемого материала. В результате смешения образуется трехкомпонентный поток газ - капли - твердые частицы с высокой концентрацией твердого компонента, в котором за счет значительной разности скоростей эжектирующего и эжектируемого потоков происходит эффективное . перемешивание твердых частиц и капель, приводящее к их столкновениям и смачиванию поверхности твердых частиц каплями. В результате процесс сушки интенсифицируется в 1,2-1,8 раза.

Одновременно в диффузорной встав-, ке 12 происходит взаимодействие расширяющегося теплоносителя с лепестками 26. При

10

этом возникает колебание лепестков 26, передающееся теплоносителю. Низкочастотные звуковые колебания различной амплитуды, модулированные высокими частотами, слабо затухают в объеме сушильной камеры и приводят к интенсификации процесса сущки, так как достигается увеличение относительных скоростей капель и теплоносителя, интенсифицирующее массообмен. Процесс сущки в результате инициирования в теплоносителе дополнительных звуковых колебаний интенсифицируется еще на 5-10%.

Закрутка трехкомпонентного потока внутри цилиндрической части распылительной сушилки обеспечивается использованием конических переходников 23, позволяющих поворачивать эжекционные камеры 3 горения и соответствующие им диффузорные вставки 12 от 90 до 45° к крышке 22 и днищу 21 смесителя 13, что позволяет организовать развитое турбулентное течение потока теплоносителя по всему объему сущильной камеры и интенсифицировать процесс сушки на 10-15/о, а также улучщить равномерность смещения компонентов и концентрировать энергию колебаний в необхо5 димых местах сушильного объема.

Оседание твердых частиц в полости смесителя 13 предотвращается обдувочным устройством 20, которое, вращаясь, сдувает крупные частицы к отверстиям 11 в днище 21.

А

Фиг.2

1. РАСПЫЛИТЕЛЬНАЯ СУШИЛКА по авт. св. № 1041836, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса сушки, на боковых поверхностях диффузорных вставок выполнены трапециевидные отверстия, перекрытые посредством упругих, вибрирующих лепестков, причем вокруг каждой диффузорной вставки концентрично ей и с зазором закреплена коническая оболочка, частично перекрывающая лепестки и снабженная упругими элементами, контактирующими с лепестками. 2.Сушилка по п. 1, отличающаяся тем, что трапециевидные отверстия равномерно распределены по боковой поверхности вставок, смещены к их большему основанию и имеют высоту, равную 1/2-1/3 высоты вставки. 3.Сущилка по п. 1, отличающаяся тем, что эжекционные камеры горения и соответствующие им диффузорные вставки установлены наклонно. ;о О) Од со Ю