Распылительная сушилка Советский патент 1982 года по МПК F26B3/12 

Изобретение относится к технике сушки распылением растворов и суспензий и может быть использовано в пищевой, химической, медицинской и других отраслях промышленности, в особенности в микробиологической промышленности, для сушки бактериальных препаратов, например энтобактерина.

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

Недостатками таких сушилок являются низкая влагонапряженность объема сушильной камеры, сложность и .высокая стоимость диспергирующих устройств.

Известны также сушилки, содержащие сушильную камеру с газораспределителем в виде кольцевого коллектора с радиальными патрубками 2.

Недостатком этих сушилок является низкая интенсивность процесса сушки из-за того, что газораспределитель

размещен отдельно от рйспыливающего устройства.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является распылительная сушилка, содержащая корпус с патрубками подвода и отвода теплоносителя и размещенное в корпусе распыливающее устройство с расположенным вокруг него газораспределителем регулируемой геометрии, выполненным в виде системы поворотных лопаток З.

Однако эта сушилка характеризуется конструктивной сложностью и не обеспечивает в достаточной степени требуемой равномерности распределения газового потока.

Цель изoбpeтeн я - интенсифика20ция процесса сушки.

Цель достигается тем, что газораспределитель выполнен в виде ргщиальных пружин, укрепленных в концентрически расположенных опорных ко.льцах, причем внутреннее кольцо закреплено на распиливающем устройстве, а наружное - на корпусе.

Наружное опорное кольцо может быть снабжено механизмом регулировки натя:жения пружин. Газораспределитель может быть вы полйен ступенчатым с аксиальным сме щением ступеней в направлении возра тания их диаметра по мере удаления распыливающего устройства. На фкг. 1 схематически изображен предлагаемая распылительная сушилка на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, на фиг. 3 - ступенчатый газораспределитель для сушилок большого диаkieTpa, продольное сечение. Распылительная сушилка содержит корпус 1, распыливающее устройство 2, например пневматическую форсунку, патрубок 3 подвода теплоносителя, газораспредёлитель 4, выполненный в виде упругих радиальных спиральных пружин 5, укрепленных в опорных концентрично расположенных кольцах б и 7. Пружины 5 на внутреннем кольце б ук реплены посредством штифтов 8 .с от верстиями , в которые вставлены отогнутые концы пружин 5. Штифты 8 закреплены на зтом же внутреннем кольце 6. Противоположные отогнутые концы пружин 5 укреплены в наружном кольце 7 посредством механизма регулировки натяжения пружин 5, выпол ненного, например в виде винтовых пар, состоящих из шпилек 9, гаек 10 и шайб 11,причем в наружном кольце 7 выполнены отверстия под шпильки 9. Наружное кольцо 7 прикреплено к фланцам 12 корпуса, а внутреннее укреплено на распыливающем устройстве 2. Отработанный теплоноситель и готовый продукт отводят через пат бок 13. Газораспределитель 4 для сушилок большого диаметра выполнен ступенчатым с аксиальным смещением ступ€;ней в направлении возрастания их диаметра по мере удаления от рас пыливающего устройства 2 (фиг.З;. Очертания такого газораспределителя имеют форму, соответствующую форме факела распыла, вследствие чего предотвращается налипание частиц высушиваемого материала на сменки сушилки. Кроме того, при акой компоновке газораспредели:геля 4 облегчен доступ к механизму регулировки натяжения пружин каждой ступейи. Распылительная сушилка работает следующим образом. Распыливаемую жидкость под избы .точшлм давлением 150-250 кПа и сжа тый воздух под давлением 250-40U кП подают к распыливающему устройству которое производит распыление жидкости и образует факел. Одновре менно через патрубок 3 и газораспре делитель 4 подают теплоноситель с 160-180с. При прохождении теплоно сителя через упругие спиральные пр жины 5, каждая из которых укреплена радиально между опорными кольцами 6 и 7, пружины 5. совершают колебательные движения, и их колебания передаются теплоносителю. Регулировку параметров колебаний пружин 5 осуществляют посредством механизма регулировки их натяжения путем ослабления или поджатия гаек 10. При этом шпильки 9 перемещаются в отверстиях наружного кольца 7 и тем самым ослабляют или усиливают натяжение пружин 5. Частота V колебаний пружины прямо пропорциональна корню квадратному ее натяжения F и обратно пропорциональна длине 6 пружины т . е . Л)-. где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от плотности d того материала, из которого сделана пружина и от ее толщины- и , и равен l/dV. Если, пренебречь шагом спирали и диаметром проволоки, из которой сделана пружина 5, то собственная частота колебаний пружины 5 равна в действительности у колеблющейся пружины масса рассредоточена равномерно по всей ее длине, поэтому кроме основной частоты у колеблющейся пружины имеется набор более высоких частот, кратных основной частоте. В результате наложения вынужденных колебаний теплоносителя и упругих колебаний спиральных пружин 5 получается очень сложный спектр, состоящий из огромного количества колебаний с равными частотами. Натяжением пружины 5 изменяют частоту и амплитуду колебаний как самих пружин 5, так и колеблющегося потока теплоносителя и тем самым обеспечивают нестационарный режим работы распылительной сушилки. В результате генерации колебаний в теплоносителе происходит турбулизация и увеличение относительных скоростей Движущихся фаз, что значительно улучшает теплообмен между диспергированными каплями и теплоносителем. При увеличении частотрл колебаний начинается образование однородных по размеру капель. Минимальная частота, при которой наступает это явление, называется наименьшей резонансной частотой. На этой частоте наблюдается однородный распыл жидкости. С увеличением вязкости раствора резонансная частота уменьшается. Частицы распыленного материала высыхают- и по патрубку 13 транспортируются в воздухоочистительное обору-.

дование (не показано, где происходит отделение сухого порошка от отработанного теплоносителя.

Предлагаемый газораспределитель для сушилок большого диаметра позволяет в каждой ступени получать колебания пружин 5 с различными частотами и амплитудами, что обеспечивает однородный распыл жидкости по всему объему корпуса и способствует турбулизации и увеличению относительных скоростей движущихся фаз. Так как снизу газораспределитель 4 имеет форму, соответствующую форме факела распыленного материала, то предотвращается налипание частиц высушиваемого материала на стенки корпуса. Это позволяет уменьшить диаметр сушилки. При этом также обеспечивается лучший контакт теплоносителя с частицами материала, что дает возможность уменьшить высоту сушилки и повысить ее влагонапряженность.

Экономическая эффективность от применения предлагаемой распылительной сушилки в промышленности обуславливается интенсификацией процесса сушки, так как наложение .колебаний теплоносителя на факел распыливаемой жидкости позволяет интенсифицировать процесс сушки образуемых при этом однородных капель и устранить их налипание на стенки корпуса. Кроме того, -это позволяет увеличить влагонапряжен ность сушильного объема, особенно при сушке термолобильных материалов а также уменьшить ее металлоемкость Использование упругих спиральных пружин в качестве колебательных элементов газораспределитёля позволяет создать колебательный режим

истечения теплоносителя и упростить регулирование его параметров. Пружины являются недефицитным материалом, что позволяет создавать распылительные сушилки большого диаметра.

Формула изобретения

1.Распылительная сушилка, содержащая корпус с патрубками подвода и- теплоносителя и размещенное в корпусе распиливающее устройство с расположенным вокруг него газораспределителем регулируемой . геометрии,отличающаяся

тем, что, с целью интенсификации процесса сушки, газораспределитель выполнен в виде радиальных пружин, укрепленных в концентрично расположенных опорных кольцах, причем

внутреннее кольцо закреплено на распыливающем устройстве, а наружное на корпусе.

2.Сушилка ПОП.1, отличающаяся тем, что наружное опорное

кольцо снабжено механизмом регулировки натяжения пружин.

3. Сушилка ПОП.1, отличающаяся тем, что газораспределитель выполнен ступенчатым с аксиальным смещением ступеней в направлении возрастания их диаметра по мере удаления от распыливающего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 395679, кл. F 26 В 3/.12, 1971.

2.Патент США 3259998, кл. 34-57, опублик. 1966.

3.Авторское свидетельство СССР № 324908, кл. F 26 В 3/12, 1969.

W

/

/

13