Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ РАСТВОРОВ, СУСПЕНЗИЙ И ПАСТООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ

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 патенту РФ №2335715, F26B 3/12, 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 установке для сушки растворов, суспензий и пастообразных материалов, содержащей корпус с размещенной в его верхней части распылительной камерой, снабженной форсункой и коллектором для подачи теплоносителя, сушильную камеру с расположенным в центральной части вибрационным гранулятором и систему газораспределения сушильного агента, систему подачи раствора и систему очистки отработанного воздуха, система газораспределения оборудована двумя газораспределителями: верхним и нижним, при этом верхний газораспределитель подводит сушильный агент к корню факела распыла и предназначен для равномерного распределения теплоносителя по факелу распыленного материала, а нижний газораспределитель позволяет вводить теплоноситель в нижнюю часть корпуса, где установлена газораспределительная решетка с патрубками для подачи вторичного теплоносителя и течка для выхода гранул, причем в центральной части корпуса расположен вибрационный гранулятор в виде вибрирующего лотка с сетчатым днищем с коэффициентом перфорации, равным 0,3…0,5, и упруго закрепленной на днище посредством пружин перфорированной плиты с коэффициентом перфорации, равным 0,5…0,7, а вибропривод имеет блок управления, с помощью которого изменяют направление, амплитуду и частоту вибрации в требуемом оптимальном диапазоне параметров работы гранулятора: уровень вибрации в диапазоне - 100…120 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне - 50…100 Гц, а форсунка содержит полый цилиндрический корпус с дроссельной шайбой, соединенный с накидной гайкой, к которой крепится рассекатель потока жидкости, причем рассекатель потока жидкости состоит из коаксиально расположенных перфорированных конических обечаек, пространство между которыми заполнено мелкоячеистой сеткой, причем вершины конических поверхностей обечаек направлены в сторону от дроссельной шайбы, а в нижней части рассекателя закреплен цилиндрический перфорированный сегмент, закрепленный на перфорированных конических обечайках, при этом в цилиндрическом перфорированном сегменте, закрепленном в нижней части рассекателя на перфорированных конических обечайках, размещен завихритель потока, выполненный в виде пружины.

На фиг. 1 показана схема установки для сушки растворов, суспензий и пастообразных материалов, на фиг. 2 - вариант вибрационного гранулятора, на фиг. 3 - форсунка для распыливания жидкостей, на фиг. 4-7 - варианты выполнения инертной насадкой 7.

Установка для сушки растворов, суспензий и пастообразных материалов (фиг. 1) содержит корпус 1 с размещенной в верхней его части распылительной камерой 2, форсункой 3 и коллектором 4 для подачи теплоносителя 16 сверху. Подсушенный материал поступает на вибрационный гранулятор, выполненный в виде подпружиненного сверху и снизу пружинами 13 вибрирующего лотка 5 с сетчатым днищем 6 и инертной насадкой 7, приводимого в колебания виброприводом 11. Корпус 1 в месте расположения вибропривода выполнен разъемным с подпружиненными пружинами 12 частями. Под тяжестью шаровой насадки материал продавливается сквозь сетчатое днище, а под действием вибрации лотка и силы тяжести самих частиц происходит отрыв последних, одинаковых по величине. Затем частицы попадают в нижнюю часть корпуса, где установлена газораспределительная решетка 8 с патрубком 9 для подачи вторичного теплоносителя. Здесь материал досушивается в режиме кипящего слоя и в виде гранул одинакового размера выпускается через течку 10.

На фиг. 2 представлен вариант выполнения вибрационного гранулятора в виде вибрирующего лотка 5 с сетчатым днищем 6 с коэффициентом перфорации, равным 0,3…0,5, и упруго закрепленной на днище 6 посредством пружин 14 перфорированной плиты 17 с коэффициентом перфорации, равным 0,5…0,7. Вибропривод 11 имеет блок управления (на чертеже не показано), с помощью которого изменяют направление, амплитуду и частоту вибрации в требуемом оптимальном диапазоне параметров работы гранулятора: уровень вибрации в диапазоне - 100…120 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне - 50…100 Гц, а перфорированная плита 17 выполняет функции инерционной массы динамического гасителя колебаний, настроенного на требуемый диапазон частот. Подпружиненная перфорированная плита 17 совершает колебательное движение в вертикальной плоскости и передает энергию колебаний для перемешивая и продавливания сквозь сетчатое днище 6. Отработавшие запыленные газы подвергаются предварительной акустической обработке в акустической установке 18, оптимальными параметрами которой для звуковой обработки среднедисперсной пыли являются: уровень звукового давления 140 дБ и более, частота колебательного движения 900 Гц, концентрация пыли в воздушном потоке не менее 2 г/м³, время озвучивания 1,5…2 с, после чего газовый поток направляется в циклон 19 с бункером, где выделяется основная часть унесенного газами сухого материала, а окончательная очистка газов происходит в рукавном фильтре 20.

Форсунка (фиг. 3) содержит корпус 21, состоящий из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру (на чертеже не показано), распределительного трубопровода для подвода жидкости, и закрепленную в нижней части корпуса накидную гайку 26 с рассекателем 27 потока жидкости.

В корпусе 21, соосно ему, выполнено цилиндрическое отверстие 22, в верхней части которого установлен сетчатый фильтр 24, а в нижней части - дроссельная шайба 23 с жиклером 25. К торцевой поверхности накидной гайки 26, осесимметрично корпусу 21, крепится рассекатель 27 потока жидкости, состоящий из коаксиально расположенных перфорированных конических обечаек 28 и 29, пространство между которыми заполнено мелкоячеистой сеткой, причем вершины конических поверхностей обечаек 28 и 29 направлены в сторону от дроссельной шайбы 23, а в нижней части рассекателя 27 закреплен сферический (на чертеже не показан) или цилиндрический перфорированный сегмент 30 таким образом, что вершина внешней конической обечайки 29 совпадает с центром цилиндрической поверхности перфорированного сегмента 30. В цилиндрическом перфорированном сегменте 30, закрепленном в нижней части рассекателя 27 на перфорированных конических обечайках 28 и 29, размещен завихритель потока, выполненный в виде пружины 31.

Форсунка работает следующим образом.

При подаче жидкости в корпус форсунки 21 под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа, она устремляется в цилиндрическое отверстие 22 через сетчатый фильтр 24, а затем в дроссельную шайбу 23 с жиклером 25. Из жиклера 25 поток жидкости попадает в рассекатель 27, состоящий из коаксиально расположенных перфорированных конических обечаек 28 и 29, в котором поток жидкости дробится до мелкодисперсной фазы, а цилиндрический перфорированный сегмент 30, закрепленный на перфорированных конических обечайках 28 и 29, позволяет увеличить мелкодисперсность фазы распыла жидкости.

Использование форсунки как мелкодисперсного распылителя описанной конструкции позволяет получить равномерный по объему поток капель мелкодисперсного распыла поверхностно-активного вещества в диапазоне диаметров капель от 30 до 150 мкм при давлении его подачи не более 1 МПа.

Система газораспределения оборудована двумя газораспределителями: верхним и нижним, при этом верхний газораспределитель подводит сушильный агент к корню факела распыла и предназначен для равномерного распределения теплоносителя по факелу распыленного материала, а нижний газораспределитель позволяет вводить теплоноситель в нижнюю часть корпуса, где установлена газораспределительная решетка с патрубками для подачи вторичного теплоносителя и течка для выхода гранул.

Установка для сушки растворов, суспензий и пастообразных материалов работает следующим образом.

В сушилке достигается высокая интенсивность испарения влаги за счет тонкого распыления высушиваемого материала в сушильной камере, через которую движется сушильный агент (нагретый воздух или топочные газы). При сушке в распыленном состоянии удельная поверхность испарения становится столь большой, что процесс высушивания завершается чрезвычайно быстро (примерно за 15…30 сек).

В распылительной сушилке материал подается в камеру 2 через форсунку 3. Сушильный агент движется параллельным током с материалом по коллектору 4. Подсушенный материал поступает на вибрационный гранулятор, выполненный в виде подпружиненного сверху и снизу пружинами 13 вибрирующего лотка 5 с сетчатым днищем 6 и инертной насадкой 7, приводимого в колебания виброприводом 11. Корпус 1 в месте расположения вибропривода выполнен разъемным с подпружиненными пружинами 12 частями. Под тяжестью шаровой насадки материал продавливается сквозь сетчатое днище, а под действием вибрации лотка и силы тяжести самих частиц происходит отрыв последних, одинаковых по величине. Затем частицы попадают в нижнюю часть корпуса, где установлена газораспределительная решетка 8 с патрубком 9 для подачи вторичного теплоносителя. Здесь материал досушивается в режиме кипящего слоя и в виде гранул одинакового размера выпускается через течку 10.

Мелкие твердые частицы высушенного материала (размером до нескольких микрон) отводятся через коллектор, расположенный между распылительной камерой 2 и корпусом 1, и поступают в выходной коллектор, а оттуда - сначала в акустическую установку, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, а затем в циклон и в рукавный фильтр (на чертеже не показано). Отработанный сушильный агент после очистки от пыли в циклоне и рукавном фильтре выбрасывается в атмосферу.

Распылительные сушилки работают также по принципам противотока и смешанного тока. Однако прямоток особенно распространен, так как позволяет производить сушку при высоких температурах без перегрева материала, причем скорость осаждения частиц складывается в этом случае из скорости их витания и скорости сушильного агента. Распылительные сушилки такого типа применяются для сушки растворов, суспензий и пастообразных материалов.

Возможно выполнение инертной насадки 7 (фиг. 4) в виде цилиндрического кольца, на боковой внутренней поверхности которого закреплены перегородки в виде перпендикулярных оси кольца шайб с отверстиями, оси которых асимметричны оси кольца.

Возможно выполнение инертной насадки 7 (фиг. 5) в виде вписываемого в окружность блока, состоящего из семи связанных между собой боковыми гранями шестигранных параллелепипедов без верхнего и нижнего оснований.

Возможно выполнение инертной насадки 7 (фиг. 6) в виде связанных между собой винтовых спиралей, вписываемых в сферическую поверхность с центром, лежащим на оси соединения спиралей.

Возможно выполнение инертной насадки 7 (фиг. 7) в виде по крайне мере двенадцати соединенных в блок трехлопастных пропеллеров, проекция которых на плоскость чертежа вписывается в окружность с центром, совпадающим с центром одного из них.