сушилка распылительная

Формула изобретения

1. Сушилка распылительная, содержащая сушильную камеру, калорифер, вентилятор и систему очистки отработанного газа-теплоносителя, при этом она содержит систему подачи высушиваемого раствора и систему рециркуляции газа-теплоносителя (азота), включающую акустическую установку, сухой циклон для выделения из потока газа-теплоносителя и сбора тонких частиц высушенного продукта, всасывающий вентилятор для подачи газа-теплоносителя из циклона в мокрый скруббер-конденсатор, служащий для конденсации паров растворителя высушиваемого раствора и содержащий распылительное сопло для промывной жидкости, отбойники и сборник конденсата, причем растворитель подвергается охлаждению холодной водой в пластинчатом теплообменнике, а система подачи горячего газа-теплоносителя состоит из вентилятора высокого давления для подачи газа-теплоносителя в сушильную камеру, калорифера для нагрева газа-теплоносителя, обогреваемого горячим маслом, которое подогревается до требуемой температуры в электроподогревателе и циркуляционным масляным насосом подается в масляный калорифер для нагрева газа-теплоносителя, причем в систему рециркуляции горячего масла входят сборник и бак-расширитель для масла, причем оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке среднедисперсной пыли с концентрацией ее в потоке газа-теплоносителя не менее 2 г/м являются: уровень звукового давления в диапазоне 140...150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 800...1000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5...2 с, отличающаяся тем, что распылитель выполнен в виде акустической форсунки для распиливания раствора, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний с резонатором, выполненным в виде тороидальной полости, расположенной в стенке кольца с конической поверхностью, связанного с корпусом и служащим для формирования образующегося факела распыливаемого раствора, ось тороидальной полости расположена соосно корпусу, а полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности.

2. Сушилка распылительная по п.1, отличающаяся тем, что резонатор форсунки выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, посредством установки между корпусом и кольцом калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.

Описание изобретения к патенту

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 №553424, F26В 17/10, 1975 г., содержащая загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, калорифер, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в распылительной сушилке, содержащей сушильную камеру, калорифер, вентилятор и систему очистки отработанного газа-теплоносителя, при этом она содержит систему подачи высушиваемого раствора и систему рециркуляции газа-теплоносителя (азота), включающую акустическую установку, сухой циклон для выделения из потока газа-теплоносителя и сбора тонких частиц высушенного продукта, всасывающий вентилятор для подачи газа-теплоносителя из циклона в мокрый скруббер-конденсатор, служащий для конденсации паров растворителя высушиваемого раствора и содержащий распылительное сопло для промывной жидкости, отбойники и сборник конденсата, причем растворитель подвергается охлаждению холодной водой в пластинчатом теплообменнике, а система подачи горячего газа-теплоносителя состоит из вентилятора высокого давления для подачи газа-теплоносителя в сушильную камеру, калорифера для нагрева газа-теплоносителя, обогреваемого горячим маслом, которое подогревается до требуемой температуры в электроподогревателе и циркуляционным масляным насосом подается в масляный калорифер для нагрева газа-теплоносителя, причем в систему рециркуляции горячего масла входят сборник и бак-расширитель для масла, причем оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке среднедисперсной пыли с концентрацией ее в потоке газа-теплоносителя не менее 2 г/м являются уровень звукового давления в диапазоне 140...150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 800...1000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5...2 с, согласно изобретению распылитель выполнен в виде акустической форсунки для распыливания раствора, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний с резонатором, выполненным в виде тороидальной полости, расположенной в стенке кольца с конической поверхностью, связанного с корпусом и служащего для формирования образующегося факела распыливаемого раствора, ось тороидальной полости расположена соосно корпусу, а полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности.

Резонатор форсунки может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, посредством установки между корпусом и кольцом калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.

На фиг.1 показана схема распылительной сушилки, на фиг.2 - общий вид пневматической акустической форсунки.

Сушилка распылительная состоит из системы подачи 1 высушиваемого раствора, сушильной камеры 2 с распылителем 3 в виде пневматической акустической форсунки и системы рециркуляции газа-теплоносителя (азота), которая включает акустическую установку 15, сухой циклон 4 для выделения из газового потока и сбора тонких частиц высушенного продукта, всасывающего вентилятора 5 для подачи газа-теплоносителя из циклона 4 в мокрый скруббер-конденсатор 6. В качестве распылителя 3 используется акустическая форсунка (фиг.2) для распыливания жидкостей, которая содержит корпус 16 с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла 23 и резонатора 18. На корпусе 16 расположено кольцо с конической поверхностью 26, связанное с корпусом и служащее для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, поступающей через канал полого стержня 21. Распыливающий агент, например воздух или любой другой газ, поступает в газовый канал, а из него через сопло 23, выполненное в виде кольцевой щели, концентрично расположенной кольцевому резонатору, в кольцо 25 навстречу другому распылителю 24, служащему для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из звукового генератора, образованного резонатором 18. Жидкость подается из полого стержня 21 со шнековым завихрителем на конце и буртиком для размещения на площадке кольца 25, на которую она и вытекает. Резонатор 18 выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в стенке кольца 19, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 26 с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса 16 и кольца 19 со стороны конической поверхности 20, а кольцо 19 расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 16 посредством его резьбового соединения 27.

Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины сопла 23, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, посредством установки между корпусом 16 и кольцом 19 калиброванных прокладок 28, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.

Резонатор может быть выполнен в виде тороидальной полости (не показано), ось которой расположена соосно корпусу 16, а полость соединена, по крайней мере, одной конической поверхностью 26 с соплом 23 (кольцевой щелью), образованным торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности.

Скруббер-конденсатор 6 служит для конденсации паров растворителя исходного раствора путем контакта газа с охлажденной этой же жидкостью и задержки при промывке газа наиболее тонких частичек продукта, которые могут быть вынесены потоком газа из циклона 4. Скруббер имеет распылительное сопло для промывной жидкости и снабжен отбойниками и сборником конденсата (не показано). Для рециркуляции сконденсированного растворителя служит насос 7.

Перед возвратом части растворителя в промывной скруббер-конденсатор растворитель подвергается охлаждению холодной водой в пластинчатом теплообменнике 8. Система горячего газа-теплоносителя состоит из вентилятора высокого давления 9 для подачи газа-теплоносителя в сушильную камеру, калорифера 10 для нагрева газа-теплоносителя, обогреваемого горячим маслом. Масло подогревается до требуемой температуры в электроподогревателе 11 и циркуляционным масляным насосом 12 подается в масляный калорифер для нагрева газа-теплоносителя. В систему рециркуляции горячего масла входят сборник 13 и бак-расширитель для масла 14.

Оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке 15 среднедисперсной пыли с концентрацией ее в потоке газа-теплоносителя не менее 2 г/м³ являются уровень звукового давления в диапазоне 140...150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 800...1000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5...2 с.

Сушилка распылительная работает следующим образом.

Высушиваемый раствор подается в сушильную камеру 2 распылителем 3. Газ-теплоноситель (азот) проходит через акустическую установку 15, сухой циклон 4 для выделения из потока газа-теплоносителя и сбора тонких частиц высушенного продукта в мокрый скруббер-конденсатор 6, который служит для конденсации паров растворителя исходного продукта путем контакта газа-теплоносителя с охлажденной этой же жидкостью и задержки при промывке газа-теплоносителя наиболее тонких частичек продукта, которые могут быть вынесены потоком газа-теплоносителя из циклона 4. Скруббер имеет распылительное сопло для промывной жидкости и снабжен отбойниками и сборником конденсата (не показано). Для рециркуляции сконденсированного растворителя служит насос 7. Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Распыливающий агент подается по газовому каналу 22, где встречает на своем пути резонатор 18, выполненный в виде сферической полости, соединенной с соплом 17 посредством калиброванного отверстия. В результате прохождения резонатора 18 распыливающим агентом в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в канал полого стержня 21. Из распылителя 24 (шнекового завихрителя) жидкость вытекает в виде пленки на площадку кольца 25, а затем дробится под воздействием акустических колебаний на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с распыливающим агентом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 20 кольца 19. Перед возвратом части растворителя в промывной скруббер растворитель подвергается охлаждению холодной водой в пластинчатом теплообменнике 8. Система горячего газа состоит из вентилятора высокого давления 9 для подачи газа-теплоносителя в сушильную камеру, калорифера 10 для нагрева газа-теплоносителя, обогреваемого горячим маслом. Масло подогревается до требуемой температуры в электроподогревателе 11 и циркуляционным масляным насосом 12 подается в масляный калорифер для нагрева газа-теплоносителя. В систему рециркуляции горячего масла входят сборник 13 и бак-расширитель 14 для масла.

Описанная сушильная установка имеет производительность по испаряемому ацетону приблизительно 100 кг/ч или по готовому продукту до 48 кг/ч при его остаточной влажности 0,1...1,0%.

Расход азота при нормальной работе составляет 3 м ³/ч, а на первоначальную продувку всей системы около 75 м³/ч. Расход тепла 75 кВт, потребление электроэнергии на двигатели 25 кВт. Температура газа-теплоносителя на входе в сушильную камеру около 170°, на выходе около 110°С.

Предложенная сушилка может быть использована для сушки антибиотиков от паров ацетона в среде азота.