гранулятор кипящего слоя

Формула изобретения

1. Гранулятор кипящего слоя, состоящий из сушильной камеры, включающей в себя конический корпус, нижняя часть которого соединена с цилиндрической частью, в которой закреплены решетки и патрубок для подачи псевдоожижающего сушильного агента из теплогенератора, отличающийся тем, что верхняя часть корпуса соединена с цилиндрической частью и конической частью сушильной камеры, в которой расположен патрубок для размещения контрольно-измерительной аппаратуры, причем коническая часть сушильной камеры соединена с вертикальным патрубком и с выходным патрубком отработанного сушильного агента, соединенного с батарейным циклонным фильтром, причем в грануляторе предусмотрено два питателя: один в верхней части, другой - в нижней, а в вертикальном патрубке расположены патрубок подачи исходного материала, например раствора солей, и оппозитно расположенные патрубки для подачи распыливающего агента, например газа или воздуха, а в горизонтальном вводе расположены патрубок подачи исходного материала и оппозитно расположенные патрубки для подачи распыливающего агента, например газа или воздуха, а гранулированный продукт выводится через шнек с затвором, при этом питатели выполнены в виде акустических форсунок, состоящих из 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. Гранулятор по п.1, отличающийся тем, что отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности и нижней торцевой поверхностью корпуса лежит в оптимальном интервале величин: h₁/h=1÷3; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d ₁/d₂=0,7÷0,9; отношение внутреннего диаметра d₁ чашки резонатора к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d ₁/d=1÷3; отношение внутреннего диаметра d ₁ чашки резонатора к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d ₁/h₁=1÷2.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике сушки растворов, плавов, суспензий и получения гранул различных веществ 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, F26B 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 из-за недостаточно высокой степени распыла растворов.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в грануляторе кипящего слоя, состоящем из сушильной камеры, включающей в себя конический корпус, нижняя часть которого соединена с цилиндрической частью, в которой закреплены решетки и патрубок для подачи псевдоожижающего сушильного агента из теплогенератора, верхняя часть корпуса соединена с цилиндрической частью и конической частью сушильной камеры, в которой расположен патрубок для размещения контрольно-измерительной аппаратуры, причем коническая часть сушильной камеры соединена с вертикальным патрубком и с выходным патрубком отработанного сушильного агента, соединенного с батарейным циклонным фильтром, причем в грануляторе предусмотрено два питателя: один в верхней части, другой в нижней, а в вертикальном патрубке расположены патрубок подачи исходного материала, например раствора солей, и оппозитно расположенные патрубки для подачи распыливающего агента, например газа или воздуха, а в горизонтальном вводе расположены патрубок подачи исходного материала, например раствора солей, и оппозитно расположенные патрубки для подачи распыливающего агента, например газа или воздуха, а гранулированный продукт выводится через шнек с затвором, при этом питатели выполнены в виде акустических форсунок, состоящих из 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 схема гранулятора кипящего слоя, на фиг.2 - общий вид пневматической акустической форсунки.

Гранулятор кипящего слоя состоит из сушильной камеры, включающей в себя конический корпус 1 (фиг.1), нижняя часть которого соединена с цилиндрической частью 2, в которой закреплены решетки 3 и патрубок 4 для подачи псевдоожижающего сушильного агента из теплогенератора (на чертеже не показано). Верхняя часть корпуса 1 соединена с цилиндрической частью 9 и конической частью 10 сушильной камеры, в которой расположен патрубок для размещения контрольно-измерительной аппаратуры. Коническая часть 10 сушильной камеры соединена с вертикальным патрубком 12 и с выходным патрубком 11 отработанного сушильного агента, соединенного с батарейным циклонным фильтром (на чертеже не показано). В грануляторе предусмотрено два питателя: один - в верхней части, другой - в нижней.

В вертикальном патрубке 12 расположены патрубок 16 подачи исходного материала, например раствора солей, оканчивающийся распылительной акустической форсункой 13 (фиг.2), и оппозитно расположенные патрубки 14 и 15 для подачи распыливающего агента, например газа или воздуха.

В горизонтальном вводе расположены патрубок 7 подачи исходного материала, например раствора солей, и оппозитно расположенные патрубки 6 и 8 для подачи распыливающего агента, например газа или воздуха, а гранулированный продукт выводится через шнек 5 с затвором (на чертеже не показано).

Каждый из питателей может быть выполнен в виде акустической форсунки (фиг.2), которая содержит полый корпус 17 с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла 19 и кольцевого объемного резонатора 21. Корпус 17 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 23 для подвода воздуха, перпендикулярно ее оси расположена трубка 24 для подвода исходного материала. Внутри корпуса 17, соосно ему, жестко закреплена втулка 30 с фланцами 18 и 22 с верхнем и нижним, причем нижний фланец 22 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 17. Внутри втулки 30, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор 21, выполненной в виде чашки 25 с конической поверхностью 27.

Чашка 25 запрессована на стержне диаметром d резонатора 21, а в его хвостовой части 20 расположены фиксирующие диски 28 и 29, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 30. В нижнем фланце 22 расположено, по крайней мере, одно сопло 26 под углом 20÷40° к оси резонатора 21, причем продолжение оси сопла 19 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности 27. На внутренней поверхности втулки 30 выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия 31 и 32.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:

отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора 21 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 27 и нижней торцевой поверхностью корпуса 17 лежит в оптимальном интервале величин h₁/h=1÷3;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 25 резонатора 21 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 25 резонатора 21 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 25 резонатора 21 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d ₁/h₁=1÷2.

Гранулятор кипящего слоя работает следующим образом.

В нижней части корпуса 1 закреплены решетки 3 и патрубок 4 для подачи псевдоожижающего сушильного агента из теплогенератора (на чертеже не показано). В грануляторе предусмотрено два питателя: один - в верхней части, другой - в нижней.

В вертикальном патрубке 12 расположены патрубок 16 подачи исходного материала, например раствора солей, и оппозитно расположенные патрубки 14 и 15 для подачи распыливающего агента, а в горизонтальном вводе расположены патрубок 7 подачи исходного материала, например раствора солей, и оппозитно расположенные патрубки 6 и 8 для подачи распиливающего агента, при этом гранулированный продукт выводится через шнек 5 с затвором (на чертеже не показано). Каждый из питателей может быть выполнен в виде акустической форсунки (фиг.2).

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.

Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 23, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 21. В результате прохождения резонатора 21 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 24 в сопло 26, а откуда она попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхности резонатора 21, 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 27 резонатора 21.

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