сушилка распылительная

Формула изобретения

1. Сушилка распылительная, содержащая загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру с акустическими форсунками, систему очистки отработанного воздуха, содержащую систему подачи высушиваемого раствора и систему рециркуляции газа-теплоносителя (азота), включающую акустическую установку, сухой циклон для выделения из газового потока и сбора тонких частиц высушенного продукта, всасывающий вентилятор для подачи газа-теплоносителя из циклона в мокрый скруббер-конденсатор, служащий для конденсации паров растворителя исходного продукта 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 состоит из вентилятора высокого давления для подачи теплоносителя в сушильную камеру, калорифера для нагрева газа, обогреваемого горячим маслом, которое подогревается до требуемой температуры в электроподогревателе и циркуляционным масляным насосом подается в калорифер для нагрева газа, причем в систему рециркуляции горячего масла входят сборник и бак-расширитель для масла, а оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке среднедисперсной пыли с концентрацией ее в воздушном потоке 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, причем каждая из акустических форсунок состоит из корпуса с размещенным внутри стаканом и центральным стержнем с коническим буртиком, образующим генератор акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, кольца с конической поверхностью, связанного с корпусом, и распылителя, закрепленного в корпусе посредством кольца и выполненного в виде кольцевой полости, ограниченной цилиндрической гильзой, в которой равномерно расположены отверстия для подачи жидкости, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, соосно расположенного в стакане, соосном корпусу, при этом сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, а центральный стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками.

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 стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, посредством установки между днищем стакана и торцем центрального стержня со стороны, противоположной конической поверхности буртика, 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 №251462, 1970 г., содержащая загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру с акустическими форсунками, систему очистки отработанного воздуха, содержащую систему подачи высушиваемого раствора и систему рециркуляции газа-теплоносителя (азота), включающую акустическую установку, сухой циклон для выделения из газового потока и сбора тонких частиц высушенного продукта, всасывающий вентилятора для подачи газа-теплоносителя из циклона в мокрый скруббер-конденсатор, служащий для конденсации паров растворителя исходного продукта 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 состоит из вентилятора высокого давления для подачи теплоносителя в сушильную камеру, калорифера для нагрева газа, обогреваемого горячим маслом, которое подогревается до требуемой температуры в электроподогревателе и циркуляционным масляным насосом подается в калорифер для нагрева газа (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в сушилке распылительной, содержащей загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру с акустическими форсунками, систему очистки отработанного воздуха, содержащую систему подачи высушиваемого раствора и систему рециркуляции газа-теплоносителя (азота), включающую акустическую установку, сухой циклон для выделения из газового потока и сбора тонких частиц высушенного продукта, всасывающий вентилятора для подачи газа-теплоносителя из циклона в мокрый скруббер-конденсатор, служащий для конденсации паров растворителя исходного продукта 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 состоит из вентилятора высокого давления для подачи теплоносителя в сушильную камеру, калорифера для нагрева газа, обогреваемого горячим маслом, которое подогревается до требуемой температуры в электроподогревателе и циркуляционным масляным насосом подается в калорифер для нагрева газа, причем в систему рециркуляции горячего масла входят сборник и бак-расширитель для масла, а оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке среднедисперсной пыли с концентрацией ее в воздушном потоке 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, причем каждая из акустических форсунок состоит из корпуса с размещенным внутри стаканом и стержнем с коническим буртиком, образующим генератор акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель, закрепленный в корпусе посредством кольца и выполненный в виде кольцевой полости, ограниченной цилиндрической гильзой, в которой равномерно расположены отверстия для подачи жидкости, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, соосно расположенного в стакане, соосном корпусу, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика, а стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками.

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), которая содержит корпус 16 с размещенным внутри стаканом 27 и стержнем 25 с коническим буртиком 26, образующим генератор акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей 19 и 20. Кольцо 21 выполнено с конической поверхностью 22, связанное с корпусом 16, а распылитель 3 закреплен в корпусе 16 посредством кольца и выполнен в виде кольцевой полости 18, ограниченной цилиндрической гильзой с площадкой 24, в которой равномерно расположены отверстия 23 для подачи жидкости. Резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости 31, расположенной в теле центрального стержня 25, соосно расположенного в стакане 27, соосном корпусу 16, причем сферическая полость 31 соединена калиброванным отверстием 32 с кольцевой щелью 20, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика 26, а стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 16 посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками 30. Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 20, образованной торцевыми плоскостями 28 стакана 27 и стержня 25 со стороны конической поверхности буртика 26, посредством установки между днищем стакана 27 и торцом стержня 25 со стороны, противоположной конической поверхности буртика 26, калиброванных прокладок 29, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.

Резонатор форсунки может быть выполнен в виде тороидальной полости (на чертеже не показано), ось которой расположена соосно корпусу, а полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика.

Скруббер-конденсатор 6 служит для конденсации паров растворителя исходного продукта 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 (на чертеже не показано). Для рециркуляции сконденсированного растворителя служит насос 7.

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 теплоносителя в сушильную камеру, калорифера 10 для нагрева газа, обогреваемого горячим маслом. Масло подогревается до требуемой температуры в электроподогревателе 11 и циркуляционным масляным насосом 12 подается в масляный калорифер для нагрева газа. 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 воздушном потоке 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 газового потока и сбора тонких частиц высушенного продукта в мокрый скруббер-конденсатор 6, который служит для конденсации паров растворителя исходного продукта 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 (на чертеже не показано). Для рециркуляции сконденсированного растворителя служит насос 7.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 17, где встречает на своем пути резонатор 31, выполненный в виде сферической полости, соединенной с соплом 19 посредством калиброванного отверстия 32. В результате прохождения резонатора 31 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 раствора, подаваемого в канал 18, из которого жидкость вытекает в виде пленки на площадку 24, а 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 22 кольца 21. 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 теплоносителя в сушильную камеру, калорифера 10 для нагрева газа, обогреваемого горячим маслом. Масло подогревается до требуемой температуры в электроподогревателе 11 и циркуляционным масляным насосом 12 подается в масляный калорифер для нагрева газа. В систему рециркуляции горячего масла входят сборник 13 и бак-расширитель для масла 14.

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 на входе в сушильную камеру около 170°С, на выходе - около 110°С.

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