Патент на изобретение №2347993

(54) СУШИЛКА ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ С ИНЕРТНОЙ НАСАДКОЙ И6

(57) Реферат:

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов в кипящем слое и может быть применено в анилинокрасочной, пищевой, фармацевтической, микробиологической, химической и других отраслях промышленности. Сушилка псевдоожиженного слоя с инертной насадкой содержит сушильную камеру с форсункой, газораспределительной решеткой в виде пакета сеток, собранных из пружин, расположенных в одной плоскости и соединенных с вибрирующими пластинами вибрационного механизма, установленных в сушильной камере с возможностью поворота относительно осей. На вибрирующих пластинах в шахматном порядке жестко закреплены дополнительные пластины разной длины под углом к вибрирующим пластинам, лежащим в диапазоне, например, 80…40°, причем свободные вершины дополнительных пластин у правой вибрирующей пластины обращены вверх, а у левой – вниз, в верхней части камеры расположена система улавливания, включающая в себя акустическую установку, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, циклон и рукавный фильтр с бункером, а форсунка выполнена акустической и содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и жидкости, причем корпус выполнен в виде стакана с днищем, в котором выполнена цилиндрическая полость для подвода жидкости через трубку, расположенную в крышке, в верхней части которой расположен крепежный элемент, фиксирующий верхнюю часть стержня стрежневого газоструйного излучателя в сопле, выполненном в крышке, а верхняя часть стержня шарнирно соединена с нижней частью излучателя в крышке, по крайней мере, посредством одного фиксирующего диска, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки, а между отверстием в днище корпуса и внешней поверхностью сопла крышки выполнен щелевой канал, по которому поступает жидкость, между внутренней поверхностью конического отверстия и внешней поверхностью нижней части стержня выполнен кольцевой канал, по которому поступает распыливающий агент. Технический результат – повышение производительности сушки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов в кипящем слое и может быть применено в анилинокрасочной, пищевой, фармацевтической, микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка для сушки растворов, суспензий и паст в псевдоожиженном слое по а.с. СССР №370423, F26B 17/10, 1975 г., содержащая корпус с перфорированной неподвижно защемленной газораспределительной решеткой с инертной насадкой, распылитель, вибрационный механизм, выполненный в виде пластин, установленных в корпусе сушилки с возможностью поворота относительно осей, кинематически связанных с кулачком и управляемых им по заданному закону (прототип).

Недостаток прототипа – сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта, так как в известной установке ожижение слоя инертных тел достигается за счет ударных действий вибрирующих пластин. Однако вибрация пластин передается только прилегающему к ним слою инертных тел, поэтому остальная масса слоя сжижается менее интенсивно, что особенно проявляется при работе на установках с большими габаритами.

Технический результат – повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в сушилке псевдоожиженного слоя с инертной насадкой, содержащей сушильную камеру с форсункой, газораспределительной решеткой в виде пакета сеток, собранных из пружин, расположенных в одной плоскости и соединенных с вибрирующими пластинами вибрационного механизма, установленных в сушильной камере с возможностью поворота относительно осей, согласно изобретению на вибрирующих пластинах в шахматном порядке жестко закреплены дополнительные пластины разной длины под углом к вибрирующим пластинам, лежащим в диапазоне, например, 80…40°, причем свободные вершины дополнительных пластин у правой вибрирующей пластины обращены вверх, а у левой – вниз, в верхней части камеры расположена система улавливания, включающая в себя акустическую установку, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, циклон и рукавный фильтр с бункером, а форсунка выполнена акустической и содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и жидкости, причем корпус выполнен в виде стакана с днищем, в котором выполнена цилиндрическая полость для подвода жидкости через трубку, расположенную в крышке, в верхней части которой расположен крепежный элемент, фиксирующий верхнюю часть стержня стрежневого газоструйного излучателя в сопле, выполненном в крышке, а верхняя часть стержня шарнирно соединена с нижней частью излучателя в крышке, по крайней мере, посредством одного фиксирующего диска, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки, а между отверстием в днище корпуса и внешней поверхностью сопла крышки выполнен щелевой канал, по которому поступает жидкость, между внутренней поверхностью конического отверстия и внешней поверхностью нижней части стержня выполнен кольцевой канал, по которому поступает распыливающий агент.

На фиг.1 изображена сушилка взвешенного слоя с инертной насадкой, общий вид; на фиг.2 и фиг.3 показаны варианты выполнения решетки, на фиг.4 – схема акустической пневматической форсунки.

Сушилка взвешенного слоя с инертной насадкой состоит из сушильной камеры 1 конусообразного прямоугольного сечения, в верхней части которой размещен питатель для паст или акустическая пневматическая форсунка 2 для распыления растворов.

Сушильная камера 1 снабжена патрубками ввода 11 и вывода 3 теплоносителя. Внутри камер имеются две (левая и правая) вибрирующие пластины 4, установленные под определенным углом к слою инертного материала, например 30…40°. Вибрирующие пластины 4 на расстоянии примерно 2/3 от верхнего конца, шарнирно закреплены на оси вала 5 в корпусе сушильной камеры, что позволяет им колебаться относительно осей вала 5. На вибрирующих пластинах 4 в шахматном порядке жестко закреплены дополнительные пластины 9 и 10 разной длины под углом к вибрирующим пластинам 4, лежащим в диапазоне, например, 80…40°, причем свободные вершины дополнительных пластин 9 и 10 у правой вибрирующей пластины 4 обращены вверх, а у левой (на чертеже не показано) – вниз. Дополнительные пластины 9 и 10 служат для более интенсивного перемешивания инертной насадки.

Нижние концы вибрирующих пластин 4 соединены с газораспределительной решеткой 6, выполненной в виде сетки из металлических пружин, связанных или соприкасающихся между собой. Вибрирующие пластины 4 вместе с пружинной газораспределительной решеткой 6 передают динамические и статические воздействия слою инертного материала и задают ему определенный закон движения, что достигается углом наклона вибрирующих пластин 4, профилем кулачка 7 и числом его оборотов. Кулачок 7 насажен на вал привода (не показан). Кулачок служит для задания определенного, например синусоидального, закона движения вибрирующим пластинам 4 и пружинной газораспределительной решетке 6. Штанги 8, жестко насаженные на оси вибрирующих пластин 4, прижимаются к кулачку 7 пружинами газораспределительной решетки 6.

В качестве питателя влажного исходного продукта в данной сушилке используется акустическая форсунка (фиг.4), которая содержит выполненный в виде стакана с днищем корпус 20, в котором выполнена цилиндрическая полость 16 для подвода жидкости через трубку 31, расположенную в крышке 21. В корпусе 20 форсунки выполнена цилиндрическая проточка 23, в которой расположен упругий уплотняющий элемент 24, причем крышка 21 и корпус 20 соединены винтами 22. В верхней части крышки расположен крепежный элемент 25, фиксирующий верхнюю часть стержня 27 стрежневого газоструйного излучателя 19 Гартмана в сопле 33. По щелевому каналу 26 поступает в сопло 33 распыливающий агент. Между отверстием в днище корпуса 20 и внешней поверхностью сопла 33 крышки 21 выполнен щелевой канал 17, по которому поступает жидкость. Между внутренней поверхностью конического отверстия 32 и внешней поверхностью нижней части стержня 28 выполнен кольцевой канал 18, по которому поступает распыливающий агент, например воздух.

Верхняя часть стержня 27 шарнирно соединена с нижней частью стрежня 28, которая фиксируется относительно конического отверстия 32, выполненного в крышке 21, посредством, по крайней мере, одного фиксирующего диска 29, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков 30, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки 21.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

– отношение высоты h₁ излучателя 19 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 34 и нижней торцевой поверхностью сопла 33 лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3;

– отношение внутреннего диаметра d₁ полости 35 излучателя d₂ к диаметру h его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7-0,9;

– отношение внутреннего диаметра d₁ полости 35 излучателя 19 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3;

– отношение внутреннего диаметра d₁ полости 35 излучателя 19 к высоте h₁ полости 20 лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷1,5.

Сушилка псевдоожиженного слоя с инертной насадкой работает следующим образом.

В сушильную камеру 1 загружают необходимое количество инертного материала, затем включают привод, от которого вращается кулачок 7. Последний через штанги, насаженные на оси вала 5 вибрирующих пластин 4, передает движение вибрирующим пластинам и газораспределительной решетке 6. Ударно-вибрационные воздействия вибрирующих пластин 4 с дополнительными пластинами 9 и 10 и пружин газораспределительной решетки 6 передаются слою частиц инертного материала, которые, соударяясь, совершают сложные циркуляционные движения в сушильной камере 1. По патрубку 11 подают теплоноситель, который нагревает сушильную камеру 1 и слой инертного материала, при этом сушилка работает по принципу «кипящего слоя» инертного материала. Через акустическую пневматическую форсунку 2 в сушильную камеру 1 подают высушиваемый материал, который напыляется или намазывается на верхний слой инертного материала, затем высушивается, скалывается и уходит в систему улавливания: сначала в акустическую установку 12, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, а затем в циклон 13 и рукавный фильтр 14 с бункером 15.

В предложенной сушилке газораспределительная решетка 6 выполнена в виде пакета сеток, собранных из металлических пружин (фиг.2, 3), связанных или соприкасающихся одна с другой, которые соединены с вибрирующими пластинами.

Такая газораспределительная решетка позволяет более равномерно ожижать слой инертных тел за счет колебательного движения вибрирующих пластин и воздействия на них сил инерции, возникающих вследствие пульсирующих сжимающе-растягивающих движений газораспределительной решетки. Такая конструкция газораспределительной решетки решает проблему ее очистки при сушке липких материалов. Постоянная регенерация сетчатой решетки происходит в результате постоянного смещения отдельных элементов решетки относительно друг друга в процессе вибрации.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Жидкость под давлением подается в цилиндрическую полость 16, расположенную снаружи излучателя 19, откуда вытекает через щелевой канал 17 в виде пленки, которая подвергается воздействию колебаний скорости и давления, генерируемых пульсирующими скачками уплотнения, возникающими вблизи кольцевого канала 18 вследствие натекания сверхзвуковой струи на резонатор 19. В результате пленка дробится на мелкие капли, которые вместе с воздушной струей образуют факел распыленной жидкости.

В результате сушки получают тонкие порошки продуктов с влажностью до 0,8%.

Формула изобретения

1. Сушилка псевдоожиженного слоя с инертной насадкой, содержащая сушильную камеру с форсункой, газораспределительной решеткой в виде пакета сеток, собранных из пружин, расположенных в одной плоскости и соединенных с вибрирующими пластинами вибрационного механизма, установленных в сушильной камере с возможностью поворота относительно осей, отличающаяся тем, что на вибрирующих пластинах в шахматном порядке жестко закреплены дополнительные пластины разной длины под углом к вибрирующим пластинам, лежащим в диапазоне, например 80 – 40°, причем свободные вершины дополнительных пластин у правой вибрирующей пластины обращены вверх, а у левой – вниз, в верхней части камеры расположена система улавливания, включающая в себя акустическую установку, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, циклон и рукавный фильтр с бункером, а форсунка выполнена акустической и содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, трубок для подвода воздуха и жидкости, причем корпус выполнен в виде стакана с днищем, в котором выполнена цилиндрическая полость для подвода жидкости через трубку, расположенную в крышке, в верхней части которой расположен крепежный элемент, фиксирующий верхнюю часть стержня стрежневого газоструйного излучателя в сопле, выполненном в крышке, а верхняя часть стержня шарнирно соединена с нижней частью излучателя в крышке, по крайней мере, посредством одного фиксирующего диска, выполненного в виде, по крайней мере, трех упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью конического отверстия крышки, а между отверстием в днище корпуса и внешней поверхностью сопла крышки выполнен щелевой канал, по которому поступает жидкость, между внутренней поверхностью конического отверстия и внешней поверхностью нижней части стержня выполнен кольцевой канал, по которому поступает распыливающий агент.

2. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что отношение высоты h₁ излучателя к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью сопла лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ полости излучателя к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d₁ полости излучателя к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ полости излучателя к высоте h₁ полости лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷1,5.

РИСУНКИ