сушилка для растворов и суспензий

Классы МПК:F26B17/10 с перемещением высушиваемого материала, осуществляемым потоком газообразной среды, например истекающей из сопел
F26B3/12 в распыленной форме 
Автор(ы):, , , , , ,
Патентообладатель(и):Кочетов Олег Савельевич (RU),
Голубева Мария Владимировна (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2007-07-26
публикация патента:

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Изобретение заключается в том, что в сушилке для растворов и суспензий, содержащей корпус, в котором расположена акустическая пневматическая форсунка для подачи высушиваемого материала, который распыляется под действием распыливающего агента с температурой до 900°С, образующиеся в процессе подсушки гранулы материала, падают на газораспределительную решетку и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем, поступающим в нижнюю часть корпуса под решетку с температурой до 200°С, который поступает через нижнюю часть корпуса, отделенную от конической части корпуса газораспределительной решеткой посредством стакана с перфорированным дном, через которое поступает теплоноситель с температурой до 200°С, а теплоноситель удаляется через отверстия газораспределительной решетки в систему улавливания, состоящую из акустической установки, циклона и рукавного фильтра. Техническим результатом изобретения является повышение производительности сушки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. сушилка для растворов и суспензий, патент № 2343383

сушилка для растворов и суспензий, патент № 2343383 сушилка для растворов и суспензий, патент № 2343383

Формула изобретения

1. Сушилка для растворов и суспензий, содержащая корпус, в котором расположена пневматическая форсунка для подачи высушиваемого материала, который распыляется под действием распыливающего агента с температурой до 900°С, образующиеся в процессе подсушки гранулы материала падают на газораспределительную решетку, отделяющую нижнюю часть корпуса от его конической части и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем с температурой до 200°С, поступающим под решетку в нижнюю часть корпуса посредством стакана с перфорированным дном, отличающаяся тем, что теплоноситель удаляется через отверстия газораспределительной решетки в систему улавливания, состоящую из акустической установки, циклона и рукавного фильтра, а форсунка выполнена акустической для распыливания высушиваемого материала, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, и трубки для подвода распыливающего агента и высушиваемого материала, причем корпус выполнен в виде стакана с днищем, а резонатор - в виде полого стержня с клиновой щелью.

2. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что высушиваемый материал поступает к кольцевому зазору, выполненному между внешней поверхностью резонатора и внутренней поверхностью сопла, причем канал для подвода высушиваемого материала расположен тангенциально к внутренней поверхности стакана, установленного соосно корпусу, и выполнен в форме прямоугольной щели, при этом воздух подается через штуцер в корпусе и отверстие резонатора, а затем поступает, по крайней мере, в одну клиновую щель, расположенную под углом по отношению к оси резонатора, причем величина угла находится в оптимальном интервале величин: 30°÷60°, а в кольцевом зазоре между внутренней поверхностью стакана, установленного соосно корпусу, и внешней поверхностью резонатора размещено винтовое направляющее устройство, способствующее созданию вихревого потока жидкости, поступающей по каналу.

3. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что отношение расстояния h2 от внешней поверхности днища корпуса до нижнего торца клапана к расстоянию h от внешней поверхности днища корпуса до точки пересечения осей внутреннего отверстия резонатора с клиновой щелью лежит в оптимальном интервале величин: h2/h=6÷10; отношение расстояния h2 от внешней поверхности днища корпуса до нижнего торца клапана к расстоянию h 1 от внешней поверхности днища корпуса до оси канала подвода жидкости лежит в оптимальном интервале величин: h 2/h1=1,5÷3; отношение диаметра d внутреннего отверстия резонатора к диаметру d 4 внутренней поверхности корпуса лежит в оптимальном интервале величин: d/d4=0,1÷0,3; отношение диаметра d внутреннего отверстия резонатора к диаметру d 1 внешней поверхности резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d/d1=0,3÷0,7; отношение диаметра d2 сопла к диаметру d1 внешней поверхности резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d2/d1=1,3÷1,7; отношение диаметра d2 сопла к расстоянию h1 от внешней поверхности днища корпуса до оси канала подвода жидкости лежит в оптимальном интервале величин: d2/h1=3,5÷4,5; отношение диаметра d внутреннего отверстия резонатора к расстоянию h от внешней поверхности днища корпуса до точки пересечения осей внутреннего отверстия резонатора с клиновой щелью лежит в оптимальном интервале величин: d/h=0,3÷0,7.

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 №232131, F26B 3/12, 1964 г., содержащая сушильную камеру, систему газораспределения сушильного агента, систему подачи раствора и систему очистки отработанного воздуха (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в сушилке для растворов и суспензий, содержащей корпус, в котором расположена акустическая пневматическая форсунка для подачи высушиваемого материала, который распыляется под действием распыливающего агента с температурой до 900°С, образующиеся в процессе подсушки гранулы материала падают на газораспределительную решетку, отделяющую нижнюю часть корпуса от его конической части и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем с температурой до 200°С, поступающим под решетку в нижнюю часть корпуса посредством стакана с перфорированным дном, а удаляется через отверстия газораспределительной решетки в систему улавливания, состоящую из акустической установки, циклона и рукавного фильтра.

На фиг.1 показана схема сушилки для растворов и суспензий, на фиг.2 - схема акустической пневматической форсунки.

Сушилка для растворов и суспензий содержит корпус 1, в котором расположена акустическая пневматическая форсунка 2 для подачи высушиваемого материала, который распыляется под действием распыливающего агента с температурой до 900°С. Основное количество влаги удаляется при постоянной скорости сушки, что предохраняет материал от термического разложения. Образующиеся в процессе подсушки гранулы материала падают на газораспределительную решетку 3 и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем, поступающим в нижнюю часть корпуса под решетку 3 с температурой до 200°С. Этот поток теплоносителя поступает через нижнюю часть корпуса 11, отделенную от конической части 10 корпуса 1 газораспределительной решеткой 3 посредством стакана 13 с перфорированным дном 12, через которое поступает теплоноситель с температурой до 200°С. Для стабилизации процесса роста гранул форсунка 2 заключена в цилиндрический стакан 4, обеспечивающий направленное движение распыливающего агента и высушиваемого материала во встречном потоке с теплоносителем, подаваемым под решетку. Отработанные газы отводятся через коллектор 5, выполненный в виде охватывающей перфорированную часть 7 цилиндрического стакана 4 обечайки 8. Коллектор 5 связывает верхнюю часть корпуса 1 через патрубок 9 с акустической установкой 14, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, которые затем поступают в циклон 15 и в рукавный фильтр 16, а затем в общий бункер (на чертеже не показан). За счет равномерного отсоса отработанного распыливающего агента по всему периметру камеры уменьшается унос мелких частиц, образующих пылевую завесу на пути материала, падающего в кипящий слой. Высушенный материал отводится из центральной части аппарата через течку 6, а теплоноситель удаляется через отверстия газораспределительной решетки в систему улавливания, состоящую из акустической установки, циклона и рукавного фильтра.

Акустическая форсунка (фиг.2) содержит корпус 28, выполненный в виде стакана с днищем 29, с размещенным внутри корпуса генератором акустических колебаний в виде полого стержня 21 с клиновой щелью 22 и соплом 17. Высушиваемый материал поступает к кольцевому зазору, выполненному между внешней поверхностью резонатора 21 и внутренней поверхностью сопла 17 из кольцевого зазора 18 между внутренней поверхностью корпуса 28 и внешней поверхностью стакана 31, установленного соосно корпусу 28 через канал 32, выполненный в боковой стенке стакана 31, и далее через кольцевой зазор между внутренней поверхностью стакана 31 и внешней поверхностью резонатора 21, причем канал 32 расположен тангенциально к внутренней поверхности стакана 31 и выполнен в форме прямоугольной щели.

Воздух подается через штуцер 23, расположенный соосно корпусу 28 форсунки по трубке 19 с отверстием 24, отверстию 26, выполненному в клапане 25 соосно штуцеру 23 и к отверстию 20 резонатора 21, а затем поступает, по крайней мере, в одну клиновую щель 22. Клиновая щель 22 расположена под углом по отношению к оси резонатора 21, причем величина угла находится в оптимальном интервале величин: 30°÷60°. Клапан 25 взаимодействует с седлом 27, выполненным за одно целое с резонатором 21 и опирающимся на упругую прокладку 30, расположенную между торцевыми поверхностями стакана 31 и седла 27. В кольцевом зазоре между внутренней поверхностью стакана 31 и внешней поверхностью резонатора 21 размещено винтовое направляющее устройство 33, способствующее созданию вихревого потока высушиваемого материала, поступающего по каналу 32.

Для работы форсунки в оптимальном режиме предусмотрены следующие соотношения ее параметров:

- отношение расстояния h2 от внешней поверхности днища 29 корпуса 28 до нижнего торца клапана 25 к расстоянию h от внешней поверхности днища 29 корпуса 28 до точки пересечения осей внутреннего отверстия 20 резонатора 21 с клиновой щелью 22 лежит в оптимальном интервале величин: h 2/h=6÷10;

- отношение расстояния h 2 от внешней поверхности днища 29 корпуса 28 до нижнего торца клапана 25 к расстоянию h1 от внешней поверхности днища 29 корпуса 28 до оси канала 32 подвода высушиваемого материала лежит в оптимальном интервале величин: h 2/h1=1,5÷3;

- отношение диаметра d внутреннего отверстия 20 резонатора 21 к диаметру d4 внутренней поверхности корпуса 28 лежит в оптимальном интервале величин: d/d4=0,1÷0,3;

- отношение диаметра d внутреннего отверстия 20 резонатора 21 к диаметру d1 внешней поверхности резонатора 21 лежит в оптимальном интервале величин: d/d 1=0,3÷0,7;

- отношение диаметра d 2 сопла 17 к диаметру d1 внешней поверхности резонатора 21 лежит в оптимальном интервале величин: d2/d1=1,3÷1,7;

- отношение диаметра d2 сопла 17 к расстоянию h1 от внешней поверхности днища 29 корпуса 28 до оси канала 32 подвода высушиваемого материала лежит в оптимальном интервале величин: d2/h 1=3,5÷4,5;

- отношение диаметра d внутреннего отверстия 20 резонатора 21 к расстоянию h от внешней поверхности днища 29 корпуса 28 до точки пересечения осей внутреннего отверстия 20 резонатора 21 с клиновой щелью 6 лежит в оптимальном интервале величин: d/h=0,3÷0,7.

Сушилка для растворов и суспензий работает следующим образом.

Распиливающий агент движется сверху вниз со скоростью в свободном сечении от 0,5 до 1,5 м/с, при этом наиболее горячий взаимодействует с наиболее сырым материалом, и температура распыливающего агента может быть близка к температуре плавления (разложения) высушиваемого материала. Через форсунку 2 подается высушиваемый материал, который распыляется под действием распыливающего агента с температурой до 900°С. Основное количество влаги удаляется при постоянной скорости сушки, что предохраняет материал от термического разложения. Образующиеся в процессе подсушки гранулы материала падают на газораспределительную решетку 3 и досушиваются в кипящем слое, создаваемом теплоносителем, поступающим в нижнюю часть корпуса под решетку 3 с температурой до 200°С. Этот поток теплоносителя поступает через нижнюю часть корпуса 11, отделенную от конической части 10 корпуса 1 газораспределительной решеткой 3 посредством стакана 13 с перфорированным дном 12, через которое поступает теплоноситель с температурой до 200°С.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например воздух, подается по отверстию 24 трубки 19, затем к отверстию 26, выполненному в клапане 25 и к отверстию 20 резонатора 21, после чего поступает, по крайней, мере, в одну клиновую щель 22. Жидкость по каналу 32, выполненному в боковой стенке стакана 31, поступает в кольцевой зазор между внутренней поверхностью стакана 31 и внешней поверхностью резонатора 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 распиливающего агента способствуют более тонкому распиливанию высушиваемого материала, подаваемого в кольцевой зазор, при этом создаются звуковые колебания, воздействующие на струю высушиваемого материала. Указанная форсунка обеспечивает хорошее качество распыления при малых расходах распиливающего агента. Опыты показали, что при давлении распиливающего агента, в данном случае воздуха 100 кПа, средний диаметр капель составляет 90 мкм, при увеличении давления воздуха примерно в 4 раза (до 400 кПа) средний диаметр капель уменьшается незначительно и составляет 87 мкм.

Пневматические форсунки работают по принципу распыления жидкости высокоскоростной струей газа или пара, подаваемого под давлением 0,1...1,0 МПа. Производительность пневмофорсунок достигает 12 т/ч; они отличаются высокой универсальностью в отношении регулирования формы факела, производительности, дисперсности распыла и возможностей распыления высоковязких паст и суспензий. Пневматические форсунки так же, как и гидравлические, могут быть установлены по одной или объединены в блоки до 50 штук.

Класс F26B17/10 с перемещением высушиваемого материала, осуществляемым потоком газообразной среды, например истекающей из сопел

способ сушки дисперсного материала во взвешенно-транспортируемом слое и установка для его осуществления -  патент 2529763 (27.09.2014)
многоступенчатая система и способ предварительной сушки бурого угля с использованием перегретого пара -  патент 2527904 (10.09.2014)
струйный нагреватель -  патент 2525562 (20.08.2014)
сушилка виброкипящего слоя для дисперсных материалов -  патент 2525046 (10.08.2014)
камера для проведения тепломассообмена между диспергированными частицами и газообразной средой -  патент 2523486 (20.07.2014)
вихревая распылительная сушилка для дисперсных материалов -  патент 2513077 (20.04.2014)
сушилка для сыпучих материалов -  патент 2511807 (10.04.2014)
установка для сушки дисперсных материалов -  патент 2509273 (10.03.2014)
установка для сушки растворов, суспензий и пастообразных материалов -  патент 2490575 (20.08.2013)
аппарат для безуносной сушки -  патент 2490574 (20.08.2013)

Класс F26B3/12 в распыленной форме 

Наверх