Патент на изобретение №2169325

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к сушилкам и может быть применено для сушки полидисперсных материалов и склонных к агломерации продуктов пищевой, фармацевтической, химической и других отраслей промышленности. Установка для сушки дисперсных материалов включает корпус с загрузочным и разгрузочным бункерами, газораспределительное устройство, разделенное перегородками на наклонные секции, каждая из которых выполнена в поперечном сечении в виде воронки, одной стороной которой является обращенный в направлении разгрузки газораспределительный перфорированный криволинейный элемент, а другой стороной – составной элемент из верхней и нижней пластин, между которыми расположено сопло, при этом верхняя пластина снабжена элементом сопряжения с перегородкой, а между нижней пластиной отражательного составного элемента и распределительным перфорированным криволинейным элементом предусмотрена газонаправляющая трубка, установленная с возможностью изменения живого сечения и потока теплоносителя, перегородки выполнены с возможностью создания переменной высоты в зависимости от вида продукта, возрастающей в направлении от бункера загрузки с учетом снижения влажности, оси отверстий газораспределительного перфорированного криволинейного элемента наклонены друг к другу в сторону перегородки и диаметр отверстий повышается в направлении перегородки. Изобретение направлено на снижение энергозатрат для сушилки, сокращение продолжительности сушки продукта, снижение местных гидродинамических сопротивлений сушилки. 3 ил.

Изобретение относится к сушилкам и может быть применено для сушки полидисперсных материалов и склонных к агломерации продуктов пищевой, фармацевтической, химической и других отраслей промышленности.

Известна установка для сушки сыпучих, комкующихся и пастообразных материалов (А. С. N 578537, F 26 B 17/10, Б.И. N 40, 1977 г.), включающая камеру кипящего слоя с газораспределительной решеткой и с тангенциальным вводом вторичного теплоносителя и подсоединенный к камере при помощи трубопровода циклон, разгрузочный патрубок которого подключен к тангенциальному вводу, при этом соединительный трубопровод на участке между камерой и циклоном снабжен байпасной линией, в верхней части камеры установлен с возможностью вертикального перемещения конус с перфорированным днищем, а в нижней части расположен осевой заглушенный сверху патрубок, подключенный к источнику горячего воздуха и имеющий радиальные газонаправляющие трубки, расположенные в кипящем слое, газораспределительная решетка выполнена ступенчатой с вертикальными перфорированными элементами, и на участках изгиба каждая ступень соединена с газонаправляющей трубкой.

Данная установка для сушки сыпучих, комкующихся и пастообразных материалов имеет недостатки:
– возможность налипания материала и сложность его перемещения по наклонной поверхности газораспределительной решетки;
– наличие нерабочих зон газораспределительной решетки на участках соединения вертикальных перфорированных элементов и наклонной поверхности газораспределительной решетки, что не обеспечивает перемещения продукта и нарушает гидродинамические условия сушки продукта;
– отверстия газонаправляющих трубок не способствуют обеспечению направленного перемещения продукта по решетке;
– наличие местных гидравлических сопротивлений потока теплоносителя при перемещении через отверстия вертикальных перфорированных элементов, что способствует повышенному энергорасходу теплоносителя.

Наиболее близким техническим решением по решаемой задаче и достигаемому эффекту является газораспределительное устройство с регулируемым живым сечением для аппарата кипящего слоя (А.С. N 1231353, F 26 B 17/10, Б.И. N 18, 1986 г. ), содержащее над каждой призмой дополнительно установленный угольник, образующий с ней щель, причем угол раскрытия угольника меньше или равен углу раскрытия боковых граней призмы, а ее грань, параллельная основаниям насадочных элементов, и участки ее боковых граней, перекрытые угольником, выполнены перфорированными.

Данное устройство имеет недостатки:
– повышенные местные гидродинамические потери теплоносителя на призмах устройства;
– сложность перенастройки при изменении продукта вследствие регулирования лишь живого сечения, что способствует при его увеличении дополнительному расходу потока теплоносителя, повышающему энергозатраты и нарушающему гидродинамический режим сушки;
– сложность перемещения продукта к бункеру вывода готового продукта, обусловленная применением вертикальных отражательных пластин, от которых теплоносителем продукт отбрасывается назад к призмам, что способствует дополнительным энергозатратам для перемещения продукта и повышенной продолжительности сушки.

Техническая задача заключается в снижении энергозатрат для сушилки, сокращении продолжительности сушки продукта, снижении местных гидродинамических сопротивлений сушилки.

Техническая задача достигается тем, что в предлагаемой установке для сушки дисперсных материалов, включающей корпус с загрузочным и разгрузочным бункерами, газораспределительное устройство, новым является то, что газораспределительное устройство разделено перегородками на наклонные секции, каждая из которых выполнена в поперечном сечении в виде воронки, одной стороной которой является обращенный в направлении разгрузки газораспределительный перфорированный криволинейный элемент, скругленный по радиусу, а другой стороной – отражательный составной элемент из верхней и нижней пластин, между которыми расположено сопло, при этом верхняя пластина снабжена элементом сопряжения с перегородкой, а между нижней пластиной отражательного составного элемента и распределительным перфорированным криволинейным элементом предусмотрена газонаправляющая трубка, установленная с возможностью изменения живого сечения и потока теплоносителя, перегородки выполнены с возможностью создания переменной высоты в зависимости от вида продукта, возрастающей в направлении от бункера загрузки с учетом снижения влажности, оси отверстий газораспределительного перфорированного криволинейного элемента выполнены с переменным углом наклона в сторону перегородки, и диаметр отверстий повышается в направлении перегородки.

Установка для сушки дисперсных материалов представлена на схеме общего вида (фиг. 1) и чертежах элементов конструкции (фиг. 2, фиг. 3 – поперечное сечение секции фиг. 2, А – выносной элемент).

Установка для сушки дисперсных материалов состоит из корпуса 1, патрубков 2 и 3 соответственно для подачи и отвода теплоносителя, загрузочного 4 и разгрузочного 5 бункеров, ступенчатого газораспределительного устройства 6, разделенного на наклонные секции 7 перегородками 8, установленными с возможностью перемещения в направляющих 9 и создания переменной высоты. Каждая из секций выполнена в поперечном сечении в виде воронки, одной стороной которой является обращенный в направлении разгрузки газораспределительный перфорированный криволинейный элемент 10, а другой стороной – отражательный составной элемент, содержащий верхнюю 11 и нижнюю 12 пластины, между которыми расположено сопло 13. При этом между нижней пластиной 12 отражательного составного элемента и распределительным перфорированным криволинейным элементом 10 предусмотрена газонаправляющая трубка 14, установленная с возможностью изменения живого сечения и потока теплоносителя. Верхняя пластина 11 снабжена элементом сопряжения 15 с перегородкой 8 секции. Снаружи корпуса размещены устройства 16, например червячная передача, для регулирования движения перегородки 8 и устройство 17 перемещения газонаправляющих трубок 14 в плоскости, параллельной плоскости наклона секций 7, для изменения живого сечения и напора теплоносителя. Секции 7 имеют парораспределительный каркас 18, закрепленный в корпусе 1.

Газораспределительный перфорированный криволинейный элемент 10 перфорирован отверстиями, оси которых выполнены с переменным углом наклона и диаметр отверстий повышается в направлении перегородки, что способствует перемещению потока теплоносителя через зазоры от газонаправляющей трубки 14 в сторону перегородки 8. Начальная высота перегородки 8 зависит от вида продукта. Высота перегородки возрастает в направлении от бункера загрузки с учетом снижения влажности продукта. Газораспределительный перфорированный элемент 10 в секции скруглен по радиусу и представляет собой участок внутренней цилиндрической поверхности.

Установка для сушки дисперсных материалов работает следующим образом.

Через патрубок 2 и парораспределительный каркас 18 в корпус 1 подается поток теплоносителя. Данный поток теплоносителя проходит через сопло 13, зазоры между нижней пластиной 12 отражательного составного элемента, газораспределительным перфорированным элементом 10, газонаправляющей трубкой 14 и отверстия элемента 10 в секцию. Начальный влажный продукт из загрузочного бункера 4 направляется на газораспределительное устройство 6. Под действием потока теплоносителя частицы продукта, попадающие на наклонную пластину 11 с углом наклона, превышающим угол естественного откоса, подхватываются струями теплоносителя с расходом G₁, создаваемыми соплами 13, и, проходя пластину 12, псевдоожижаются, закручиваясь под действием основного потока теплоносителя с расходом G₂, направляемого из зазора между нижней пластиной 12 отражательного составного элемента, газораспределительным перфорированным элементом 10 и трубкой 14, а затем дополнительно псевдоожижаются потоком теплоносителя с расходом G₃ на газораспределительном перфорированном криволинейном элементе 10 и направляются к перегородке 8. При этом оси отверстий элемента 10 наклонны друг другу с возможностью подачи теплоносителя в направлении основного потока теплоносителя и ось отверстия, наиболее близко расположенного к перегородке 8, параллельна данной перегородке, что способствует перемещению частиц высушенного продукта в последующую секцию. Диаметр отверстий элемента 10 повышается в направлении перегородки 8 с расходом теплоносителя G₃. При этом расход теплоносителя в секции G₂>G₃>G₁. Далее высушенные частицы вследствие более низкой влажности перетекают за счет потока теплоносителя в последующие секции. Недостаточно высушенные частицы, а также агломераты комкующихся частиц отбрасываются восходящим потоком теплоносителя на пластины 11 и 12, способствуя дроблению агломератов, и процесс повторяется. Частицы продукта с более высокой массой, псевдоожижаясь, постепенно скапливаются у боковых сторон секций по ширине установки за счет более меньшего напора потока теплоносителя по бокам в секции вследствие квадратичной зависимости распределения скорости потока теплоносителя в секции. Это позволяет осуществлять деление дисперсного продукта по отдельным фракциям. При отсутствии сортировки частиц по составу продукт направляют в следующие секции за счет обеспечения критической скорости псевдоожижения в секции.

Частицы продукта совершают колебательное вихревое движение в секциях или по синусоиде между секциями, что обеспечивает переменную относительную скорость движения твердой и газообразной фаз, способствуя повышению тепло- и массообмена и снижению продолжительности сушки дисперсного продукта. Отработанный теплоноситель отводится через патрубок отвода теплоносителя, пронизывая начальный, поступающий из бункера загрузки, продукт, а высушенный продукт отбирается через загрузочный бункер и направляется на дальнейшую технологическую стадию.

Предлагаемая установка для сушки дисперсных материалов дает возможность:
– снижения местных гидродинамических сопротивлений вследствие использования газораспределительных перфорированных криволинейных элементов и элементов сопряжения;
– сокращения продолжительности сушки продукта, обусловленного повышением тепло- и массообмена;
– снижения энергозатрат для установки вследствие применения ступенчатого наклонного газораспределительного устройства, способствующего перемещению частиц продукта меньшим напором теплоносителя с переменным расходом теплоносителя в секции, и регулирования перемещения продукта по секциям и продолжительности сушки, в основном, изменением высоты наклонных перегородок.

Формула изобретения

Установка для сушки дисперсных материалов, содержащая корпус с загрузочным и разгрузочным бункерами, газораспределительное устройство, отличающаяся тем, что газораспределительное устройство разделено перегородками на наклонные секции, каждая из которых выполнена в поперечном сечении в виде воронки, одной стороной которой является обращенный в направлении разгрузки газораспределительный перфорированный криволинейный элемент, а другой стороной – составной элемент из верхней и нижней пластин, между которыми расположено сопло, при этом верхняя пластина снабжена элементом сопряжения с перегородкой, а между нижней пластиной отражательного составного элемента и газораспределительным перфорированным криволинейным элементом предусмотрена газонаправляющая трубка, установленная с возможностью изменения живого сечения и потока теплоносителя, перегородки выполнены с возможностью создания переменной высоты в зависимости от вида продукта, возрастающей в направлении от бункера загрузки с учетом снижения влажности, оси отверстий газораспределительного перфорированного элемента наклонены друг к другу в сторону перегородки и диаметр отверстий повышается в направлении перегородки.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 27.10.2001

Номер и год публикации бюллетеня: 12-2003

Извещение опубликовано: 27.04.2003