Сушилка Советский патент 1982 года по МПК F26B17/10 

I

Изобретение относится к технике сушки влажных материалов и может быть применено в пищевой, химической, медицинской и, в особенности, в микробиологической промышленности для сушки ферментных препаратов и аминокислот.

Известны распылительные сушилки для термолабильных растворов и суспензий, содержащие цилиндрическую камеру с установленными по ее оси навстречу один другому распылителями и газораспредёлителями, патрубки подачи и отвода теплоносителя и воздухоочистительное оборудование .

Однако тепломассообмен в данных сушилках недостаточно эффективен.

Известна также акустическая распылительная сушилка, в которой для улучшения смешивания компонентов в зоне распыла установлены трехканальные акустические форсунки, обеспечивающие в. . сочетании с дозирующими устройствами заданное соотношение компонентов и однородный распыл жидкостиС2.

(54) СУШИЛКА

Недостатками этой сушилки являются 1щзкая влагонапряженность сушиль.ного объема, которая приводит к увеличению габаритов сушилки, особенно при сушке термочувствительных материалов, когда поступаюши теплоноситель имеет низкую температуру, сложность и высокая стоимость диспергирующих устройств, необходимость применения дополнительных средств для предотвра10щения налипания материала на стенки сушилки.

Известна также сушилка, содержащая вертикальный газовый тракт для создания разрежения, связанный с выходным

15 отверстием в корпусе питателя 3L

Однако и эта сушилка обладает рядом существенных недостатков. Так, время пребывания частиц влажного материала в газовом тракте, являющемся

20 сушильной камерой, невелико из-за небольших линейных размеров трубки Вейтури. Кроме того, в нем происходит налипание материала на стенки из-за от36 сутствия градиента аавления в поперечном сечении камеры. Этими факторами в объясняется низкая интенсивность про цесса сушки в приведенной сушилке. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сушилка, содержащая самовакуумирующую вихревую трубу с сопловым вводом сжатого газа, диа4 рагмой, имеюшей центральное отверстие к которому подключена воронка для всасывания высушиваемого материала, и шелевым диффузором. Вихревая труба также им.еет патрубок для вывода холоц ного потока 4 . Однако данная сушилка имеет ограни ченный расход теплоносителя и не обеспечивает устойчивого взвешивания слоя материала. Цель изобретения - интенсификация тепломассообмена. Поставленная цель достигается тем, что воронка установлена в диафрагме с зазором для подсоса воздуха, а по оси воронки выполнен воздушный канал, причем диффузор расположен со стороны, противоположной сопловому вводу, а , диафрагма служит наружной стенкой диффузора. 0 Кроме того, центральное отверстие диафрагмы может быть расположено эксцентрично относительно продольной оси вихревой трубы. Такое выполнение сушилки позволяет создавать вакуум в ее центральной части, что интенсифицирует процесс сушки при более низких температурах сушильного агента. Последнее обстоятельство особенно существенно при сушке термо- лабильных веществ. Выполнение централь ного отверстия диафрагмы эксцентричным относительно продольной оси вихревой самовакуумируюшейся трубы создает прециссионное движение материала, что также интенсифицирует теплообмен межд влажным материалом и сушильным агентом. Наличие радиального перепада давления в такой сушилке препятствует попаданию материала на ее стенки. Температурное разделение сушильного агента препяствует перегреву материала, что позволяет высушивать в такой сушилке термолабипьные вешества. . На фиг. 1 изображена предлагаемая сушилка, продольный разрез, на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1. 94 Сушилка для влажного материала содержит расположенную вертикально самовакуумирующуюся вихревую, трубу 1. Она имеет сопловой-ввод-2 для тангенциальной подачи горячего газа, газовый тракт 3 и щелевой диффузор 4, с регулируемым, зазором, причем наружная стенк 1 диффузора служит диафрагмой 6, имеющей центральное отверстие,к которому подключена воронка 7 для ввода влажного материала с осевым воздушным каналом 8. Воронка 7 установлена в центральном отверстии диафрагмы 6 с зазором 9 для подсоса воздуха. Канал 8 служит для подвода подогретого газа, обеспечивающего закрутку штepиaлa. С этой целью центральное отверстие дшфрагмы 6 и ка. нал 8 расположены эксцентр ино относи™ тельно продольной оси вихревой грубы 1. Направление движения газа показано стрелками, а направление, движения мате риала - точками. Сушка влажного гс атершла в сушилке осуществляется апедующим образом. Сушильный агент, :например горячий всодух, под давлением выше атмосферного подают тангенциально через сопповой ввод 2 вихревой сам.овакуум.ирую7дейся трубы 1. Здесь происходит формирование вихревого потока, который распространяется внутри газового тракта 3 по спирали и выходит через регулируем,ый зазор диффузора 4. При этом, вследствие возникновения вихревого эффекта вдоль оси вихревой трубы 1 образуются зона разрежения, а вблизи стенок газового тракта 3 зона повышенного давления. -Влажный материал из воронки 7 поступает в зону разрежения вихревой тру бы 1. Одновременно с ЭТШУ происходит поступление атмосферного воздуха в эту же зону через кольцевой зазор 9 и подогретого газа через осевой канал 8. Вихревой поток, образованный горячим газом, поступающим, через сопловой ввод 2, закручивает влажный материал вместе с атмосферным воздухом и подогретым газом по мере движения его в зону Максимального разрежения. При этом происходит интенсивное взаимодействие встречных вихревых потоков газа, и влаж ного. материала. Это взаимодействие носит нестационарный характер и оказывает положительное влияние на процесс тепло- и массо- обмена между газом и частицами влажного материала. Амплитуду колебаний частип влажного материала можно изменять

посредством регулируемого зазора 5 диффузора 4. В нем происходит, преобразование кинетической энергии вытекающего из него вихря в энергию давления, нто обеспечивает резкое снижение давления и охлаждение приосевых слоев газа. Эксцентрично расположение центрального отверстия 6 относительно продольной оси вихревой самовакуумирующейся трубы 1 с аксиальным .размете нием выходного отверстия воронки .70 канала 8 относительно оси отверстия диафрагмы 6 создает радиальную нестационарную неравномерность приосевого потока газа и влажного материала, что инициирует развитие автоколебательного процесса. При этом увеличивается амплитуда прецессии приосевого закрученного потока, повышается уровень пульсаций давления и скорости в периферийном вихре, что способствует возникновению и генерации звуковых колебаний. Это также позволрт значительно интенсифицировать процесс тепло-и массопереноса внутри вихревой самовакуумирующейся трубы 1, являющейся, сушильной камерой.

Кроме того, вблизи стенок тракта 3 им.еется кольцевая зона повышенного давления, препятствующая налипанию материала на стенки газового тракта.. Более легкий сухой материал захватывается периферийными слоями газа и уносится регулируемый зазор 5, а тяжелый (более влажный) материал продолжает оставаться в сушильном объеме.

Предлагаемая сушилка позволяет значительно интенсифицировать процесс сушки термолабильных материалов, полностью устранить налипание их на стенки газового тракта. Вследствие эксцентрисктета центрального отверстия диафрагмы можно интенсифицировать процесс сушки на 10-15%. Учитывая же увеличение времени пребывания частиц влажного материала в сушильном объеме можно дополнительно повысить экономичность предл1агаемой сушилки. Особенно экономична и целесообразна эта сушилка при обработке небольших количеств термолабильных дорогостоящих материалов.

Формула изобретения

1.Сушилка, содержащая самовакуум руюшуюся вихревую трубу с сопловым вводом сжатого газа, диафрагмой, центральное отверстие, к KOTopoiviy подключена воронка для всасывания высушиваемого материала, и щелевым диффузором, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена, воронка установлена в диафрагме с зазором для подсоса воздуха, а по оси воронки выполнен воздушный канал, причем диффузор расположен со стороны, прот1 оположной сопловому вводу, а диафрагма служит наружной стенкой диффузора.

2.Сушилка по п. 1, отличающая с я тем, что центральное отверстие диафрагмы расположено эксцентрично относительно продольной оси трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 469867, кл. F 26 В 3/12, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № 573685, кл. F 26 В 3/12, 1975.

3.Акцептованная заявка Японии № 42-7ОО26, кл. 69 С 3, опублик. 1972. ,

4.Авторское свидетельство СССР № 211398, кл. F 26 Б 3/10, 1966.