Результат интеллектуальной деятельности: АППАРАТ ДЛЯ БЕЗУНОСНОЙ СУШКИ

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 аппарат для безуносной сушки во взвешенном состоянии по патенту РФ № 2328677, содержащий загрузочный устройство влажного материала, сушильную камеру, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта за счет сравнительно невысокой степени его распыла.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в аппарате для безуносной сушки, содержащим загрузочный устройство материала в виде распылителя, сушильную камеру, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха, причем сушильная камера содержит цилиндрический корпус, коаксиально расположенную в нем пористую обечайку, образующую свободное пространство для равномерного прохождения сушильного агента внутрь обечайки, причем материал обечайки выполнен на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5...0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5... 10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10...20 МПа, а удаление сухого продукта производится из бункера через шлюзовой затвор, причем для удаления сушильного агента из обечайки предусмотрен вращающийся полый пористый цилиндр, соединенный посредством вала с приводом, расположенным на крышке, распылитель исходного продукта содержит полый цилиндрический корпус, в верхней части которого выполнена внешняя резьба для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, а в нижней части корпуса выполнена внешняя резьба для соединения с рассекателем вихревого потока, при этом в корпусе имеется внутренняя цилиндрическая камера, которая служит для подвода жидкости, а в цилиндрической камере, соосно ей, установлен с зазором относительно внутренней боковой поверхности камеры завихритель, а рассекатель вихревого потока крепится к корпусу посредством обоймы, имеющей внутреннюю резьбу и выполненную в форме кольца, к которому прикреплены две диаметрально расположенные вертикальные пластины, соединенные в нижней части горизонтально расположенным стержнем, посередине которого расположен второй завихритель, выполненный в виде диска с винтовыми лопастями, охватывающего с зазором стержень в его средней части и имеющего по краям упоры в виде дисков, расположенных перпендикулярно стержню, а в цилиндрической камере, соосно ей, установлен с зазором относительно внутренней боковой поверхности камеры полый конический завихритель, выполненный в виде конической поверхности с винтовой сквозной нарезкой, при этом вершина конической поверхности полого конического завихрителя закреплена на торцевой поверхности штока.

На фиг. 1 приведена схема аппарата, на фиг.2 - схема распылителя.

Аппарат для безуносной сушки во взвешенном состоянии содержит цилиндрический корпус 1, коаксиально расположенную в нем пористую обечайку 2, образующую свободное пространство для равномерного прохождения сушильного агента внутрь обечайки. Материал обечайки 2 выполнен на основе алюминесодержащих сплавов с последующим наполнением их гидридом титана или воздухом с плотностью в пределах 0,5...0,9 кг/м³ со следующими прочностными свойствами: прочность на сжатие в пределах 5... 10 МПа, прочность на изгиб в пределах 10...20 МПа. Исходный продукт подается через патрубок 10 в распылитель 6.

Размеры кольцевого пространства определяются производительностью сушильной установки и количественными характеристиками исходного дисперсного материала, например размерами и формой частиц, гранулометрическим составом, плотностью, структурными свойствами и т. п. Удаление сухого продукта производится из бункера 7 через шлюзовой затвор 8. Для

удаления сушильного агента из обечайки 2 предусмотрен вращающийся в кольцевом зазоре 9 полый пористый цилиндр 3, соединенный посредством вала 4 с приводом (на чертеже не показано), расположенным на крышке 5. Полый пористый цилиндр 3 выполнен из жесткого пористого материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин 30...45 %.

В зависимости от производительности камеры в промышленных условиях подача влажного материала или раствора может осуществляться несколькими распылителями 6, равномерно расположенными по всему сечению обечайки 2.

Теплоноситель через пространство под верхней крышкой 5 покидает аппарат, на выходе которого установлена акустическая установка (на чертеже не показано) для улавливания сред-недисперсных частиц, соединенная с циклоном, связанным с устройством для выгрузки (на чертеже не показано). Оптимальными параметрами для звуковой обработки в акустической установке с концентрацией частиц в воздушном потоке не менее 2 г/м³ являются: уровень звукового давления в диапазоне 145... 150 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 900... 1100 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,0...2 с.

Загрузочное устройство влажного материала в виде распылителя 6 исходного продукта (фиг.2) содержит полый цилиндрической корпус 11, в верхней части которого выполнена внешняя резьба для подсоединения к штуцеру (на чертеже не показано) распределительного трубопровода для подвода жидкости, а в нижней части корпуса выполнена внешняя резьба для соединения с рассекателем 18 вихревого потока.

В корпусе 11 имеется внутренняя цилиндрическая камера 14, которая служит для подвода жидкости. Для создания наибольшего эффекта образования мелкодисперсной сплошной фазы распыливаемой жидкости в цилиндрической камере 14, соосно ей, установлен с зазором 17 относительно внутренней боковой поверхности камеры 14 полый конический завихритель 13, выполненный в виде конической поверхности с винтовой сквозной нарезкой 6. Вершина конической поверхности полого конического завихрителя 13 закреплена на торцевой поверхности штока 12. Шток 12 закреплен в своей верхней части посредством сетчатого фильтра 15 к корпусу 11. Рассекатель 18 вихревого потока крепится к корпусу посредством обоймы 19, имеющей внутреннюю резьбу и выполненную в форме кольца, к которому прикреплены две диаметрально расположенные вертикальные пластины 20 и 21, соединенные в нижней части горизонтально расположенным стержнем 22, посередине которого расположен второй завихритель 23, выполненный в виде диска с винтовыми лопастями 24, охватывающего с зазором 25 стержень 22 в его средней части и имеющего по краям упоры 26 и 27 в виде дисков, расположенных перпендикулярно стержню 22.

Работа распылителя осуществляется следующим образом.

При подаче жидкости в корпус 11 под действием перепада давления 0,4...0,8 МПа в камере 14 благодаря завихрителю 13 создаются вихревые потоки жидкости, которые устремляются в рассекатель 18 вихревого потока, а при последовательном прохождении расширяющихся потоков жидкости, истекающих через зазор 17, происходит образование веерообразного газожидкостного потока в виде пелены, реализуемое вторым завихрителем 23, выполненным в виде диска с винтовыми лопастями 24.

Аппарат для безуносной сушки во взвешенном состоянии работает следующим образом.

Сушильный агент с заданной температурой и влажностью поступает в свободное пространство между стенками корпуса 1 и обечайки 2. Под действием давления, создаваемого, например, вентилятором, сушильный агент проникает через поры стенок обечайки внутрь ее, здесь происходит тепломассообмен между газом и каплями или частицами, непрерывно подаваемыми через распылитель 6. Оседание капель или частиц на стенки обечайки предотвращается путем организованного отдува их от стенок сушильным агентом, поступающим через поры. Отработанный теплоноситель проходит через поры вращающегося полого пористого цилиндра 3, а частицы, приблизившиеся к поверхности цилиндра, попадают во вращающийся пограничный слой, формирующийся у его поверхности, и под действием центробежных сил отбрасываются снова в объем обечайки и выводятся из аппарата. Отделившийся от частиц теплоноситель через пространство под верхней крышкой 5 покидает аппарат.