Патент на изобретение №2342613

(54) СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА С ИНЕРТНОЙ НАСАДКОЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. В сушильной установке с инертной насадкой, содержащей корпус с газораспределительной решеткой и форсункой для распыления раствора, а внутри корпуса, соосно с ним, размещена обогреваемая камера, к нижней части которой подключена труба с радиальными отверстиями и расширяющимся соплом с газораспределительной решеткой для подачи дополнительного теплоносителя, обогреваемая камера выполнена конической, при этом теплоноситель удаляется через отверстия газораспределительной решетки в систему улавливания, состоящую из акустической установки, циклона и рукавного фильтра, а форсунка выполнена акустической и состоит из корпуса с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода раствора, при этом внутри корпуса, соосно с ним, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно с ней, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, причем в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом 20÷40° к оси резонатора, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности, а на внутренней поверхности втулки выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия. Технический результат – повышение производительности сушки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

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 № 251462, F26B 17/10, 1968 г., содержащая корпус с газораспределительной решеткой и форсункой для ввода материала, причем внутри корпуса, соосно с ним,размещена обогреваемая камера, к нижней части которой подключена труба с радиальными отверстиями и расширяющимся соплом с газораспределительной решеткой для подачи дополнительного теплоносителя (прототип).

Недостаток прототипа – сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат – повышение производительности сушки.

Результат достигается тем, что в сушильной установке с инертной насадкой, содержащей корпус с газораспределительной решеткой и форсункой для распыления раствора, внутри которого соосно с ним размещена обогреваемая камера, к нижней части которой подключена труба с радиальными отверстиями и расширяющимся соплом с газораспределительной решеткой для подачи дополнительного теплоносителя, согласно изобретению обогреваемая камера выполнена конической, при этом теплоноситель удаляется через отверстия газораспределительной решетки в систему улавливания, состоящую из акустической установки, циклона и рукавного фильтра, а форсунка выполнена акустической и состоит из корпуса с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода раствора, при этом внутри корпуса, соосно с ним, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно с ней, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, причем в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом 20+40° к оси резонатора, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности, а на внутренней поверхности втулки выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия.

На фиг.1 изображена сушильная установка с инертной насадкой, на фиг.2 – схема акустической пневматической форсунки.

Сушильная установка с инертной насадкой имеет корпус 1 с газораспределительной решеткой 2, выполненную конической внутреннюю обогреваемую камеру 3 с поверхностями нагрева (не показано), соосно с которой установлена акустическая пневматическая форсунка 5.

К нижней части внутренней камеры подведена труба 6, имеющая на выходе расширяющееся сопло 7 с газораспределительной решеткой 8 и снабженная радиальными отверстиями 9, под которыми расположен отражатель 10. Установка работает под разрежением, создаваемым вентилятором 16. Нагрев основного воздуха производится калорифером 12, а дополнительного калорифером 11. На наружной поверхности корпуса размещен подогреватель 4. Подвод дополнительного теплоносителя к трубе 6 производится автономно при помощи вентилятора через калорифер 11. Отработанный теплоноситель отводится через коллектор в верхней части корпуса 1 через акустическую установку 13, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, которые затем поступают в циклон 14 и в рукавный фильтр 15, а затем в общий бункер (не показан).

Акустическая форсунка (фиг.2) содержит полый корпус 21 с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла 23 и кольцевого объемного резонатора 25. Корпус 21 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 27 для подвода воздуха, перпендикулярно ее оси расположена трубка 28 для подвода раствора. Внутри корпуса 21, соосно с ним, жестко закреплена втулка 34 с фланцами 22 и 26, верхним и нижним, причем нижний фланец 26 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 21. Внутри втулки 34, соосно с ней, расположен кольцевой объемный резонатор 25, выполненный в виде чашки 29 с конической поверхностью 31.

Чашка 29 запрессована на стержне диаметром d резонатора 25, а в его хвостовой части 24 расположены фиксирующие диски 32 и 33, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 34. В нижнем фланце 26 расположено, по крайней мере, одно сопло 30 под углом 20÷40° к оси резонатора 25, причем продолжение оси сопла 23 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности 31. На внутренней поверхности втулки 34 выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия 35 и 36.

Для оптимальной работы форсунки должные соблюдаться следующие соотношения ее параметров.

Отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора 25 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 31 и нижней торцевой поверхностью корпуса 21 лежит в оптимальном интервале величин h₁/h=1÷3.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 29 резонатора 25 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин d₁/d₂=0,7÷0,9.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 29 резонатора 25 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин d₁/d=1÷3.

Отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 29 резонатора 25 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин d₁/h₁=1÷2.

Сушильная установка с инертной насадкой работает следующим образом.

Раствор или суспензия подается форсункой 5 во внутреннюю камеру на поверхность псевдоожиженного (фонтанирующего) слоя промежуточной дисперсной инертной насадки. Инертная насадка обволакивается пленкой раствора, подсушивается и попадает в нижнюю часть камеры 3. Под действием воздуха – теплоносителя, выходящего через отверстия 9, выполняющие роль аэродинамического побудителя, и перепада давления по обе стороны стенок камеры происходит непрерывная циркуляция насадки по замкнутому контуру вокруг стенок камеры и одновременная досушка, а также отделение готового продукта от инертной насадки. Высушенный материал в виде пыли выносится отработанным теплоносителем и осаждается в пылеулавливающих устройствах. Промежуточная насадка вновь совершает регенеративный цикл, попадая во внутреннюю камеру.

Если в качестве инертной насадки используют ферромагнитный материал, то применяется индукционный подогреватель, работающий на токе промышленной частоты, а при использовании диэлектрической насадки подогреватель выполняется в виде высокочастотной установки.

Акустическая форсунка для распыливания раствора работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 27, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 25. В результате прохождения резонатора 25 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию жидкости, подаваемой через трубку 28 в сопло 30, откуда она попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхности резонатора 25, затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 31 резонатора 25. В результате сушки получают тонкие порошки продуктов с влажностью до 0,8%. В случае повышения уровня материала во внутренней камере 3 выше заданной величины возрастает сопротивление слоя, что ведет к повышению давления воздуха перед отверстиями газораспределительной решетки 8, а следовательно, и к увеличению расхода воздуха через отверстия 9. В результате возрастает количество материала, вытекающего из внутренней камеры, что в конечном счете приводит к выравниванию уровня слоя. Таким образом во внутренней камере будет поддерживаться средний заданный уровень инертного дисперсного материала.

Формула изобретения

1. Сушильная установка с инертной насадкой, содержащая корпус с газораспределительной решеткой и форсункой для распыления раствора, а внутри корпуса, соосно ему, размещена обогреваемая камера, к нижней части которой подключена труба с радиальными отверстиями и расширяющимся соплом с газораспределительной решеткой для подачи дополнительного теплоносителя, отличающаяся тем, что обогреваемая камера выполнена конической, при этом теплоноситель удаляется через отверстия газораспределительной решетки в систему улавливания, состоящую из акустической установки, циклона и рукавного фильтра, а форсунка выполнена акустической и состоит из корпуса с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода раствора, при этом внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, причем в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом 20÷40° к оси резонатора, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности, а на внутренней поверхности втулки выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия.

2. Сушильная установка по п.1, отличающаяся тем, что отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью корпуса лежит в оптимальном интервале величин h₁/h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин d₁/d₂=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин d₁/d=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин d₁/h₁=1÷2.

РИСУНКИ