установка для сушки растворов

Формула изобретения

1. Установка для сушки растворов, содержащая цилиндрический корпус с коническим днищем и размещенный в зоне днища колпачковый обтекатель с расположенным под ним патрубком отвода отработавшего теплоносителя, который снабжен генератором ударно-взрывных волн, выходное сопло которого направлено встречно потоку отработавшего теплоносителя, отличающаяся тем, что в верхней части корпуса патрубок ввода теплоносителя соединен с диффузором, в котором расположен завихритель потока теплоносителя для более равномерного распределения его между, по крайней мере, двумя форсунками, при этом каждая из форсунок выполнена акустической в виде 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. Установка по п.1, отличающаяся тем, что отношение высоты h ₁ кольцевого объемного резонатора к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью корпуса лежит в оптимальном интервале величин: h ₁/h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d ₁ чашки резонатора к его внешней цилиндрической поверхности диаметру d₂ 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 h ₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.

Описание изобретения к патенту

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

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для сушки растворов по а.с. СССР №951034, F26B 17/10, 1980 г., содержащая цилиндрический корпус с коническим днищем и размещенный в зоне днища колпачковый обтекатель с расположенным под ним патрубком отвода отработавшего теплоносителя, который снабжен генератором ударно-взрывных волн, выходное сопло которого направлено встречно потоку отработавшего теплоносителя (прототип).

Недостатком этой сушилки является возможность образования отложений материала на обтекателе и в патрубке, а также невысокая производительность сушки.

Технический результат - повышение эффективности процесса сушки и предотвращение образования отложений материала на обтекателе и в патрубке.

Это достигается тем, что в установке для сушки растворов, содержащей цилиндрический корпус с коническим днищем и размещенный в зоне днища колпачковый обтекатель с расположенным под ним патрубком отвода отработавшего теплоносителя, который снабжен генератором ударно-взрывных волн, выходное сопло которого направлено встречно потоку отработавшего теплоносителя, согласно изобретению в верхней части корпуса патрубок ввода теплоносителя соединен с диффузором, в котором расположен завихритель потока теплоносителя для более равномерного распределения его между, по крайней мере, двумя форсунками, при этом каждая из форсунок выполнена акустической в виде 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.

На фиг.1 показана установка для сушки растворов, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 - схема акустической пневматической форсунки.

Установка для сушки растворов содержит цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2, колпачковый обтекатель 3, патрубок ввода 4 и патрубок 5 отвода теплоносителя, патрубок 6 выгрузки сухого материала, акустических пневматических форсунок 7 и 8 для распыливания раствора, генератор 14 ударно-взрывных волн, включающий свечу 15, устройство для крепления колпачкового обтекателя 3, включающее уголки 9 с пазами 13, прикрепленные к коническому днищу 2, балку 12, укрепленную на уголках через штифты. В верхней части корпуса патрубок ввода 4 теплоносителя соединен с диффузором 10, в котором расположен завихритель 11 потока теплоносителя для более равномерного распределения его между, по крайней мере, двумя форсунками 7 и 8.

Акустическая форсунка (фиг.4) содержит корпус 16 с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла 18 и кольцевого объемного резонатора 20. Корпус 16 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 22 для подвода воздуха, а перпендикулярно ее оси расположена трубка 23 для подвода раствора. Внутри корпуса 16, соосно ему, жестко закреплена втулка 29 с фланцами 17 и 21 верхним и нижним, причем нижний фланец 21 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 16. Внутри втулки 17, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор 20, выполненный в виде чашки 24 с конической поверхностью 26.

Чашка 24 запрессована на стержне диаметром d резонатора 20, а в его хвостовой части 19 расположены фиксирующие диски 27 и 28, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 29. В нижнем фланце 21 расположено, по крайней мере, одно сопло 25 под углом 20°÷40° к оси резонатора 20, причем продолжение оси сопла 10 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности 26. На внутренней поверхности втулки 29 выполнены соосные коническое 30 и цилиндрическое 31 отверстия.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

отношение высоты h ₁ кольцевого объемного резонатора 20 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 26 и нижней торцевой поверхностью корпуса 1 лежит в оптимальном интервале величин h₁/h=1÷3;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 24 резонатора 20 к его внешней цилиндрической поверхности диаметру d ₂ лежит в оптимальном интервале величин: d ₁/d₂=0,7÷0,9;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 24 резонатора 20 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 24 резонатора 20 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h ₁=1÷2.

Установка для сушки растворов работает следующим образом.

Жидкий раствор подается в форсунки 7 и 8 и распыливается. Сушку материала производят продуктами сжигания газа, подаваемыми во внутренний объем корпуса 1 сушилки через патрубок 4 с диффузором 10, в котором расположен завихритель 11 потока теплоносителя. Высушенный продукт через кольцевую щель между коническим днищем 2 и колпачковым обтекателем 3 и затем через патрубок 6 выгружается из сушилки. Отработавший теплоноситель через патрубок 5 выводится из сушилки.

Генератор 14 включается в работу в режиме, выбор которого зависит от состава материала, поступающего на сушку. Генератор работает на стехиометрической смеси горючего и воздуха. Генерируемые при выхлопе генератора 8 продукты сгорания и взрывная волна очищают патрубок 5 отвода теплоносителя, колпачковый обтекатель 3, а также коническое днище 2 от образующихся отложений материала. Выходное сопло генератора 14 целесообразно устанавливать под углом 0...40°. Колпачковый обтекатель 3 имеет возможности вертикального перемещения на высоту 1...5 см. Перемещение более 5 см нерационально вследствие возможных перекосов и заклинивания.

Акустическая форсунка для распыливания растворов работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 22, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 20. В результате прохождения резонатора 20 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 23 в сопло 25, откуда она попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхности резонатора 20, 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 26 резонатора 20.

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