Результат интеллектуальной деятельности: РАСПЫЛИТЕЛЬНАЯ СУШИЛКА КИПЯЩЕГО СЛОЯ С ИНЕРТНОЙ НАСАДКОЙ

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

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка для сушки растворов, суспензий и паст в псевдоожиженном слое по патенту РФ №2328665, F26B 17/10, содержащая корпус с перфорированной неподвижно защемленной газораспределительной решеткой с инертной насадкой, распылитель, вибрационный механизм, выполненный в виде пластин, установленных в корпусе сушилки с возможностью поворота относительно осей, кинематически связанных с кулачком и управляемых им по заданному закону (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта, так как в известной установке ожижение слоя инертных тел достигается за счет ударных действий вибрирующих пластин. Однако вибрация пластин передается только прилегающему к ним слою инертных тел, поэтому остальная масса слоя ожижается менее интенсивно, что особенно проявляется при работе на установках с большими габаритами.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в распылительной сушилке кипящего слоя с инертной насадкой, содержащей корпус с газораспределительной решеткой, вибрирующие пластины, инертную насадку, форсунку, вибрационный механизм, выполненный в виде пластин, установленных в корпусе сушилки с возможностью поворота относительно осей, на вибрирующих пластинах в шахматном порядке жестко закреплены дополнительные пластины разной длины под углом к вибрирующим пластинам, лежащим в диапазоне, например, 80…40°, причем свободные вершины дополнительных пластин у правой вибрирующей пластины обращены вверх, а у левой - вниз, причем в нижней части корпуса расположена система улавливания, включающая в себя акустическую установку, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, циклон и рукавный фильтр с бункером, а форсунка выполнена акустической и содержит резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в торцевой стенки корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенки корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере тремя, равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.

На фиг. 1 изображена распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой, общий вид; на фиг. 2 - схема распылителя раствора.

Распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой состоит из сушильной камеры 1 конусообразного прямоугольного сечения, в верхней части которой размещен питатель для паст или распылитель 3 растворов.

Сушильная камера 1 с газораспределительной решеткой 2 снабжена патрубками ввода 4 и вывода 12 теплоносителя. Внутри камер имеются две (левая и правая) вибрирующие пластины 6, установленные под определенным углом к слою инертного материала, например 30…40°. Вибрирующие пластины 6 на расстоянии примерно ²/₃ от верхнего конца шарнирно закреплены на оси вала 7 в корпусе сушильной камеры с инертной насадкой 5, что позволяет им колебаться относительно осей вала 7. На вибрирующих пластинах 6 в шахматном порядке жестко закреплены дополнительные пластины 11 разной длины под углом к вибрирующим пластинам 6, лежащим в диапазоне, например, 80…40°, причем свободные вершины дополнительных пластин 11 у правой вибрирующей пластины 6 обращены вверх, а у левой (на чертеже не показано) - вниз. Дополнительные пластины 11 служат для более интенсивного перемешивания инертной насадки.

Пластины 6 штангами 8 связаны с кулачком 9, а штанги прижимаются к кулачку пружиной 10. Вибрирующие пластины 6 передают динамические и статические воздействия слою инертного материала 5 и задают ему определенный закон движения, что достигается углом наклона вибрирующих пластин 6, профилем кулачка 9 и числом его оборотов. Кулачок 9 насажен на вал привода (не показан). Кулачок служит для задания определенного, например синусоидального, закона движения вибрирующим пластинам 6.

В качестве питателя влажного исходного продукта в данном аппарате используется распылитель раствора (фиг. 2), который содержит полый корпус, состоящий из цилиндрической части 16 с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода раствора, и двух, последовательно соединенных и соосных с ним, полых цилиндроконических поясов 17 и 18.

Соосно корпусу в его нижней части закреплено сопло 19, образованное наружной конической поверхностью и торцевой, перпендикулярной оси сопла, глухой перегородкой 20, в которой выполнены центральное дроссельное отверстием 21 и, по крайней мере три, наклонных отверстия 22 под углом 45° к оси сопла. На конической поверхности сопла 19 выполнен цилиндрический буртик с наружной резьбой для соединения сопла с нижним цилиндроконическим поясом 18 корпуса.

Корпус и сопло 19 образуют между собой несколько соосных внутренних цилиндрических камер 23, 25, 26, 27 и коническую камеру 24.

Камера 23 служит для подвода раствора, камеры 24, 25 и 27 являются расширительными камерами, а камера 26 выполняет функции нагнетательной камеры повышенного давления.

На сопле 19 со стороны, противоположной подводу раствора, выполнен дополнительный ряд жиклеров, которые образованы, по крайней мере, тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных каналов 31 для прохода раствора и горизонтальных каналов 30, которые пересекаются на конической боковой поверхности сопла 19 и образуют выходные отверстия каждого из жиклера. Парные каналы 30 и 31 расположены под прямым углом друг к другу в продольных плоскостях корпуса. Коническая боковая поверхность 19 сопла выполнена с углом при вершине, равным 90°.

На цилиндроконическом поясе 17, жестко соединенном с цилиндрической частью 16 корпуса с внешней резьбой, выполнены два ряда дроссельных отверстий: один ряд представляет собой, по крайней мере, три горизонтальных отверстия 28, выполненных на цилиндрической поверхности, другой ряд представляет собой, по крайней мере, три наклонных отверстия 32 под углом 45°, выполненных на конической поверхности. При этом в горизонтальной плоскости проекции осей отверстий 28 и 32 в этих рядах отстоят друг от друга на угол 7,5…60°.

На цилиндроконическом поясе 18, соединенном с соплом 19 посредством внутренней резьбы, выполнен ряд, состоящий, по крайней мере, из трех горизонтальных дроссельных отверстий 29. При этом в горизонтальной плоскости проекции осей отверстий 29 и жиклеров, которые образованы, по крайней мере, тремя парами взаимно перпендикулярных вертикальных 31 и горизонтальных 30 каналов на конической боковой поверхности сопла 19, отстоят друг от друга на угол, лежащий в оптимальном диапазоне величин: 7,5…60°.

На внутренних поверхностях дроссельных отверстий 28,29 и 32, расположенных на цилиндроконических поясах 17 и 18, выполнены винтовые поверхности. Это позволяет повысить мелкодисперность распыляемого раствора за счет образования вихревого потока в этих отверстиях.

Распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой работает следующим образом.

В сушильную камеру 1 загружают необходимое количество инертного материала, затем включают привод, от которого вращается кулачок 7. Последний через штанги, насаженные на оси вала 5 вибрирующих пластин 4, передает движение вибрирующим пластинам и газораспределительной решетке 6. Ударно-вибрационные воздействия вибрирующих пластин 4 с дополнительными пластинами 9 и 10 и пружин газораспределительной решетки 6 передаются слою частиц инертного материала, которые, соударяясь, совершают сложные циркуляционные движения в сушильной камере 1. По патрубку 3 подают теплоноситель, который нагревает сушильную камеру 1 и слой инертного материала. После равномерного нагрева сушильной камеры 1 через питатель для паст или пневматическую форсунку 2 в сушильную камеру 1 подают высушиваемый материал, который напыляется или намазывается на верхний слой инертного материала, затем высушивается, скалывается и уходит через газораспределительную решетку 6 и патрубок 11 в систему улавливания: сначала в акустическую установку 12, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, а затем в циклон 13 и рукавный фильтр 14 с бункером 15.

Работа мелкодисперсного распылителя раствора осуществляется следующим образом.

Распылитель устанавливается в рабочее состояние в вертикальном положении. При подаче раствора в корпус 16 под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа в каналах и дроссельных отверстиях образуются капиллярные турбулентные потоки раствора, устремляющиеся к выходным сечениям этих отверстий.

После столкновения потоков раствора в каналах 30 и 31 и истечения через выходные отверстия жиклеров происходит образование веерообразного газорастворного потока в виде пелены, т.е. реализуется механизм дробления капель раствори, но генерируемый пеленообразный поток отклоняется от горизонтальной плоскости на больший угол, в диапазоне от 45 до 60°, в направлении к центральной области орошаемой поверхности, расположенной непосредственно под центральным дроссельным отверстием 21 в глухой перегородке 20 распылителя. Такое распределение распыляемого раствора позволяет повысить равномерность распыления раствора над центральной частью орошаемой поверхности.

В предложенной установке газораспределительная решетка 6 выполнена в виде пакета сеток, собранных из металлических пружин (на чертеже не показано), связанных или соприкасающихся одна с другой, которые соединены с вибрирующими пластинами.

Такая газораспределительная решетка позволяет более равномерно ожижать слой инертных тел за счет колебательного движения вибрирующих пластин и воздействия на них сил инерции, возникающих вследствие пульсирующих сжимающе-растягивающих движений газораспределительной решетки. Такая конструкция газораспределительной решетки решает проблему ее очистки при сушке липких материалов. Постоянная регенерация сетчатой решетки происходит в результате постоянного смещения отдельных элементов решетки относительно друг друга в процессе вибрации.

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