Газораспределительное устройство Советский патент 1981 года по МПК B01J8/44 

(54) ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к технике обработки сыпучих материалов в псевдоожиженном и фонтанирующем слое, а более конкретно к аппаратам для сушки, гранулирования, нанесения покрытий и проведения других технологических ПЕюцессрв, может найти применение при обработке сыпучих материалов в медицинской,химическойJ пищевой и других отраслях промышленности При обработке в аппаратах псевдоожиженного слоя мелкодисперсных мате риалов существует проблема провальности мелких фракций обрабатываемого продукта через газораспределительное устройство, являющееся обычно опорным. Особенно остро эта проблема стоит в химико-Фармацевтической про млшленности при производстве таблетированных лекарственных средств. Эт .обусловливается с одной стороны ма- лыми размерами частиц обрабатываемого материала, а с другой - большой его стоимостью. Просыпание через газораспределительную решетку даже небольшого количества материала привоЙйт к его потере и удорожанию готово го продукта. В аппаратах кипящего и фонтанирующего слоя известны решетки беспровального типа для обработки сыпучих материалов: сушки, гранулирования, нанесения покрытий и проведения других операций, выполненные в виде перфорированных пластин, расположенных параллельно одна над другой, перекрытых сверху тонкой металлической сеткой. Пластины имеют одинаковую перфорацию и могут скользить одна относительно другой в горизонтальной плоскости 1. Однако решётки такого типа являют ся относительно беспровальными, так как через них не проваливйются только фракции, имеющие размеры больше, :чем отверстия сетки и решетки. При обработке тонкодисперсных материалов., потери продуктов через такие решетки, например в медицинской промышленности сравнительно велики. В результате того, что равномерность живого сечения по всей площади решетки одинакова и не зависит от перемещения одного перфорированного листа по другому, коэффициент гидравлического сопротивления так же равномерен по,всему сечению и изменяется только по величине. Известные решетки не позволяют увеличивать или уменьшать на различных участках ее площади интенсивность кипения при обработке комплектующихся материалов.

Известна также газораспределительная решетка для сушилки кипящего слоя в которой за счет введения между пеофорированными листами прокладки из ткани на некоторых участках умёг ьшается или увеличивается гидравлическое сопротивление на решетке 2 ,

Конструкция такой решетки также не может обеспечить беспровальность обрабатываемого в аппарате продукта, ввиду наличия в ней открытых прямых каналов,а гидродинамическое сопротивление системы по всей площади воздухораспределительной решетки не может изменяться гибко, с помощью регулировки, в зависимости от поведения слоя обрабатываемого продукта так, кач оно диктуется гидродинамическим сопротивлением ткани.

Некоторые из указанных недостатков частично устраняются в известной газораспределительной решетке для аппаратов кипящего слоя, состоящей из подины с концентричными наклонными пазами и кольцевыми канавками в нижней части, в которых посредством пружинных колец закреплены эластичные кольцевые диски, перекрывающи О;;верстия 3 .

Такая система является также относительно беспровальной, так как при контакте с мелкодисперными слипающимися продуктами эластичные пластины в местах контакта с подиной забиваются материалом, теряя эластичность, а в образовавшиеся таким образом щели между подиной и дисками просыпается обрабатываемый в аппарате продукт.

Кроме того, недостатком решетки является сбивание обрабатываемого в аппарате продукта в одну сторону в результате направленного движения теплоносителя, которое происходит за счет наклона эластичных дисков и опорной поверхности подины относительно горизонтальной поверхности решетки. Организованное таким образом смещение сжижаемого материала приводит к неравномерному его распределению по площади решетки и к неравномерному кипению. К недостаткам этой решетки можно также отнести то, что дутьевые отверстия с дисками имеют большие межцентровые расстояния ввиду сложности конструктивного исполнения, что приводит к залеживанию и порче обрабатываемого материала в зонах, не имеющих дутье.

Известна газораспределительная решеткабеспровального типа ввиде перфорированного сташьного листа, расположенного внизу и поперек аппарата кипящего слоя. Она разделена на зоны, имеющие различный коэффициент живого сечения, что дает возможность организации зон различных

скоростей псевдоожижения йносить в слой корректирующие действия 4, К основным недостаткам решетки относятся относительная беспровальность и невозможность регулировки в ходе эксплуатации. При загрузке аппарата подлежащими покрытию таблетками или другими телами, возникающие при этом пыль и мелкие частицы проваливаются вниз, утрачиваются, загрязняют аппарат.

Известно также газораспределительное устройство, содержащее плиту с ПРОДОЛЬНЫМИ щелями, над которыми закреплены вытеснители, исключающие просыпание материала а в щелях для подачи теплоносителя установлены воздухопроводы с отверстиями в верхней части 5,

В этом устройстве ввиду того, что полости между направляющими и вытеснителями полностью забиваются обрабатываемым материалом, возникает возможность его просыпания через отверс тия и забивание отверстий материгшом чистка которых затруднительна. Устройство является беспровальным и удобным в эксплуатации только для материалов, размеры частиц которых больше размеров между краями наклонных поверхностей вытеснителей. Кроме того, острые ребра вытеснителей, непосредственно контактирующие с кипящим материсшом, истирают и разрушают его, а воздухораздающие отверстия не имеют регулировки проходного 5 ечения, что приводит к исключению 1 естной регулировки скорости сжижающего воздуха по площади решетг и. При этом в аппарате кипящего слоя происходит неравномерное кипение, особенно трудноожижающихся и комкующихся материалов.

Цель изобретения - экономия обрабатываемого материала, интенсификация процесса, качественное регулирование степени ожижения обрабатываемого материала в ходе производственного цикла.

Указанная цель достигается тем, что газораспределительное устройство (аппарата кипящего слоя включает решетку с отверстиями, выполненую в виде перфорированной пластины с расположенной над ней металлической сеткой, которые опираются на парал-лельно им .расположенное улавливающее средство. В зависимости от физических характеристик обрабатываемого в аппарате материала вместо перфорированной пластины и сетки над улавливающим средством может находиться только перфорированная пластина или только металлическая сетка. При возможности сетка может быть выполнена из любого другого материала. Количество сеток и перфорированных пластин может быть различным, различной может быть и их перфорация. Улавливающее средство выполнено в виде конструкции, состоящей из стаканов кольцевой, цилиндрической или любой другой формы. В нижней части стаканов образуются застойные зоны, в которых отсутствуют потоки ожижающего газа. Стаканы расположен i между воздухопроводами, по которым подается воздух или любой другой га на псевдоожижение. Для прохода ожижающего воздуха в верхней части сте нок подающих воздухопроводов сущест вуют специальные отверстия, располо женные по всему периметру стенок. На боковых поверхностях подающий во духопроводов со стороны продуктовых емкостей закреплены перемещающиеся в вертикальной плоскости жалюзи, по торяющие форму воздухопроводов. Жалюзи имеют пазы и закреплены на сте ках воздухопроводов с помощью винто При вертикальном перемещении жалюзи . могут полностью или частично пере крывать воздухоподающие окна, регулируя таким образом количество воздуха, поступающее на псевдоожижение в данную зону или емкость. Жалюзи выполнены составными. .Сое тавные части жалюзи могут перемещаться в вертикальной плоскости с помощью пазов и винтов на различную высоту одна относительно другой, со давая таким образом качественное ре гулирование ожижающего воздуха в зо не или емкости. С помощью системы стенок воздухопроводов и жалюзи, им ющих составные подвижные части, соз дается возможность регулирования степени ожижения по всей поверхности газораспределительного устройства как в зонах, так и между зонами, что дает возможность гибко в широких пределах регулировать активность кипения, а стало быть и массо-теп-л6обмен по всей площади аппарата кипящего слоя. , Это позволяет интенсифицировать процесс обработки продуктов, сокращая время процессов, устраняя возможность порчи продукта - агломерирование, слипание и т.д. На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный осевой разрез; на фиг.2 - воздухопровод с вытеснителем и решеткой, выполненной в виде перфорированной, пластины продольный разрез; на фиг.З -- вариант выполнения воздухопровода с вытеснителем и решеткой, выполненной в виде сетки. Газораспределительное устройство содержит подииу 1 с воздухоподводами 2, над которыми закреплены вытеснители 3. При необходимости беспровальная часть может быть выполнена только из перфорированной пластины или сетки. Количество перфорированных пластин и сеток может быть различным. Подина выполнена в виде стаканов 4, выполняющих роль улавливающих устройств, размещенных между воздухопроводами 5. Стаканы могут иметь цилиндрическую, кольцевую или любую другую форму. Вертикальные стенки стаканов 4 образуют воздухопроводы 2, которые во избежание попадания в них провалившегося мелкофракцчонного материала, в верхней части перекрыты вытеснителями 3, ферма которых может быть различной (фиг.2 и Э). В верхней части вертиКсшьных стенок стаканов имеются отверстия 6, через которые воздух проходит из воздухопроводов под беспровальную часть или дно аппарата кипящего слоя. Вытеснители 3 закреплены на оставшихся между вырезами стенках стаканов. Нижняя часть стаканов 4 выполнена герметичной и не допускает в них токов воздуха. В верхней, части стаканов выполнены отверстия 6, образующие воздухоподводящие зоны, с целью сохранения прочности конструкции нижние части стаканов связаны между собой перемычками 7. Проходное сечение отверстий 6 регулируется с помощью жалюзи 8, которые имеют вертикальные пазы и могут перемещаться в вертикальной плоскости с помощью винтов 9. Этими же винтами жалюзи фиксируются в необходимом положении. С помощью перемещения жалюзи в вертикальной плоскости можно обеспечивать различную степень дутья И таким образом регулировать степень псевдоожиж.ения в зонах, образуемых стенками стаканов 4. Для качественного регулирования в пределах одной зоны жалюзи выполнены из нескольких частей и каждая из этих частей может перемещаться в вертикальной плоскости частично или полностью, перекрывая отверстия б, создавая таким образом разные скорости ожижающего воздуха в пределах одной зоны. Над вытеснител:ями расположена перфорированная пластина 10 и сетка 11, на: котррыхразмещен материал. Вытеснители могут иметь различную форму (фиг.2 и 3). Газораспределительное устройство установлено в. аппарате 12 кипящего слоя. Устройство работает следующим образом. В аппарат кипящего слоя загружается любой мелкодисперный продукт, подежащий обработке. Воздух или другой ожижающий газ под давлением поступает под подину 1. По кольцевым направяющим воздухопроводам, образованным стенкой корпуса и стенками стаканов 4, ерез отверстия 6 и отверстия перфоированной пластины 10, сетку 11 возух поступает в продукт, ожижая его., Мельчайшие частицы продукта во ремя его загрузки, обработки и выгузки проваливаются через отверстие

в сетке и перфорированной пластине и собираются в нижних частях стакаканов 4,

Ввиду того, что в нижних частях стаканов отсутствуют потоки воздуха и скоростной .напор, а создающийся статический напор не способствуе уносу материала, последний остается неподвижным. По окончании одного или нескольких циклов работы аппарата .уловленный продукт высьшается из. улавливающего средства.

Застойные зоны улавливающего средства желательно иметь наиболее глубокими.. При малой глубине застойных зон, ввиду возникновения турбулентных токов и завихрений, уловленный материал может подхватитваться и Еновь выноситься в продуктовый резервуар чьрез перфорированную пластину 10 и сетку-11 или сетку и пластину в зависимости от того в какой композиции установлено беспровальное устройство. По той же причине продукт из улавливающего средства желательно высыпать регулярно, исключая переполнение,емкостей, и тем самым избегатьвыноса материала на беспровальную часть.

В ходе работы аппарата кипящего слоя часто бывает необходимо, с целью выравнивания степени ожижения компенсациипристенных дополнительных сопротивлений, упорядочения и создания направленного движения материала при кипении, регулировать поток сжижающего газа по площади аппарата кипящего слоя, создавая зо ны повышенных или пониженных скоростей. Такой регулировкой часто приходится заниматься не только между зонами, но и в пределах одной зоны.

. Регулировк а скорости и количеств воздуха,, поступающего на ожижение продукта, как между зонами так и ъ зонах, производится с помощью перемещения в вертикальной плоскости жалюзи 8 по всему периметру боковой стенки- или в местах, требующих регулировки. Для подъема или опускания жалюзи необходимо отвернуть устанавливающие винты 9. После подъема или опускания жалюзи закручиваются устанавливающиеся винты.

Регулирование скорости ожижающег воздуха между зонами дает возможнос

управлять движением слоя, упорядочивая его, и тем самым, интенсифицируя процесс массо-теплообмена, что в свою очередь сокращает время, необходимое для ведения того или иного процесса.

Наличие улавливающего средства позволяет устранить потери тонкодисперсного материала, обрабатываемого в аппаратах кипящего слоя. Кроме экономии материала, достигается улучшение условий труда на аппарате и .в помещении цеха в целом, так как провалившийся ранее через опорную решетку материал загрязняет сам аппарат и пол иеха.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

.i