Результат интеллектуальной деятельности: АППАРАТ ДЛЯ БЕЗУНОСНОЙ СУШКИ ОБЪЕКТОВ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

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, F26B 17/10, содержащий загрузочный устройство влажного материала, сушильную камеру, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха (прототип).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.

Технический результат - повышение производительности сушки.

Это достигается тем, что в аппарате для безуносной сушки, содержащем загрузочное устройство влажного материала, 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 4 с приводом, расположенным на крышке, причем пористый цилиндр выполнен из жесткого пористого материала, например пеноалюминия или металлокерамики, или металлопоролона со степенью пористости, находящейся в диапазоне оптимальных величин: 30…45%, при этом подача влажного материала или раствора может осуществляться несколькими распылителями, равномерно расположенными по всему сечению обечайки 2, а теплоноситель через пространство под верхней крышкой покидает аппарат, на выходе которого установлена акустическая установка для улавливания среднедисперсных частиц, соединенная с циклоном, связанным с устройством для выгрузки, при этом 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, форсунка содержит корпус с камерой завихрения и сопло, при этом корпус выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой с внешней резьбой, а соосно корпусу в его нижней части подсоединено посредством гильзы с внутренней резьбой сопло, выполненное в виде центробежного завихрителя потока жидкости в виде цилиндрической вставки с, по крайней мере тремя, тангенциальными вводами в виде цилиндрических отверстий, при этом гильза является частью сопла и установлена коаксиально и соосно по отношению к центробежному завихрителю, в торцевой поверхности которого выполнено цилиндрическое дроссельное отверстие, а центробежный завихритель установлен в цилиндрической камере корпуса с образованием кольцевой цилиндрической камеры для подвода жидкости к тангенциальным вводам центробежного завихрителя и соединен с диффузорной выходной камерой, а тангенциальные вводы выполнены в виде каналов, тангенциально расположенных к внутренней поверхности цилиндрической вставки, а в торцевой поверхности центробежного завихрителя выполнен конический обтекатель.

На фиг.1 приведена схема аппарата, на фиг.2 представлена схема центробежной форсунки, на фиг.3 - разрез А-А фиг.2.

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.

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 качестве распылителя 6 используется форсунка (фиг.2-3), включающая в свой состав корпус 9, который выполнен в виде подводящего жидкость штуцера с центральным отверстием 11 и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой 10 с внешней резьбой.

Соосно корпусу 9 в его нижней части подсоединено посредством гильзы 15 с внутренней резьбой сопло 13, выполненное в виде центробежного завихрителя 14 потока жидкости в виде цилиндрической вставки 19 с, по крайней мере тремя, тангенциальными вводами 18 в виде цилиндрических отверстий (фиг.2). Гильза 15 является частью сопла 13 и установлена коаксиально и соосно по отношению к центробежному завихрителю 14. В торцевой поверхности центробежного завихрителя 14 выполнен конический обтекатель 17.

Центробежный завихритель 14 установлен в цилиндрической камере 12 корпуса с образованием кольцевой цилиндрической камеры 16 для подвода жидкости к тангенциальным вводам 18 центробежного завихрителя 14 и соединен с диффузорной выходной камерой 20. Тангенциальные вводы 18 выполнены в виде каналов, тангенциально расположенных к внутренней поверхности вставки 19.

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 среднедисперсных 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.

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 части теплоноситель через пространство под верхней крышкой 5 покидает аппарат.

Центробежная вихревая форсунка работает следующим образом

В полости вставки 19, выполняющей функцию центробежного завихрителя 14 жидкости, происходит формирование вихря, который закручивает струю жидкости.

Закрученный поток жидкости в полости вставки 19 образуется за счет смешения струй, истекающих из тангенциально направленных каналов 18.

На выходе из полости вставки 19 формируется поток жидкости, характеризующийся постоянной тангенциальной скоростью. При этом угловая скорость закрученного потока жидкости в канале сопла 13 распылителя определяет величину угла распыла генерируемого газокапельного потока. Величина тангенциальной скорости в полости вставки 19 зависит от соотношения общей площади поперечного сечения тангенциальных каналов 18 и площади сечения камеры 16. Сформированный в центробежном завихрителе 14 закрученный поток жидкости поступает в диффузорную выходную камеру 20, где происходит дробление капель при их столкновении друг с другом за счет расширяющегося и крутящегося потока жидкости.

Предложенный аппарат обеспечивает существенное снижение выброса частиц.