Результат интеллектуальной деятельности: Вихревая сушилка

Изобретение относится к технике сушки с одновременным улавливанием во встречных взаимодействующих закрученных потоках и может быть использована в пищевой, химической, фармацевтической, микробиологической и других отраслях промышленности для сушки дисперсных материалов, например, молочного сахара, лимонной кислоты, крахмала, гидрата окиси алюминия и других материалов.

Известен аппарат для тепловой обработки дисперсных материалов во встречных закрученных потоках, содержащий цилиндрическую камеру с патрубком ввода периферийного потока, завихритель центрального потока с трубопроводом и отбойной шайбой, выхлопную трубу (SU №1054646, кл. F26B 17/10, 1983).

Недостатком данного аппарата является малое время пребывания материала в аппарате и невысокая эффективность улавливания. Это объясняется тем, что частицы материала после ввода в аппарат сепарируются на стенке цилиндрической камеры и двигаются с достаточно большой скоростью в режиме одного прохода в виде жгута, делающего 1…3 оборота по высоте камеры, до вывода их из аппарата. При этом среднее время их движения, т.е. пребывания в аппарате, очень мало и, как показывают исследования, составляет доли секунды. Кроме того, зоны движения материала и радиального стока газа расположены на достаточно близком расстоянии, что приводит к попаданию частиц материала в выхлопную трубу, и как следствие, к низкой степени улавливания аппарата.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вихревая сушилка, содержащая сферический корпус с верхним тангенциальным вводом периферийного потока с влажным материалом, причем корпус сообщен в нижней части посредством окна с бункером обработанного материала, нижний тангенциальный ввод центрального потока, спутного периферийному, сообщенный с вертикальной аксиальной цилиндроторообразной расширяющейся кверху камерой, верхний край которой расположен выше плоскости окна, причем камера снабжена аксиальным вытеснителем, и размещенную в верхней части корпуса выхлопную трубу (SU №1576816, кл. F26B 17/06, 1990).

Недостатком данной сушилки является сравнительно малое время пребывания материала в аппарате и невысокая эффективность улавливания. Это обусловлено тем, что процесс сушки материала происходит в режиме движения и взаимодействия периферийного и центрального спутно закрученных потоков в периферийной области сферического корпуса, где постоянно вращается небольшое количество материала без его накопления, что не позволяет увеличить среднее время пребывания материала. При этом под действием разности давлений, возникающей между периферийной и центральной зонами (вдоль вертикальной оси зона пониженного давления) частицы материала попадают в область обратных вихрей и выносятся через выхлопную трубу из сушилки. При этом с увеличением удерживающей способности сушилки снижается эффективность ее улавливания.

Задачей предложенного изобретения является повышение времени пребывания материала в аппарате и эффективности улавливания сушилки за счет улучшения аэродинамики движения и взаимодействия закрученных потоков газовзвеси.

Технический результат изобретения заключается в улучшении аэродинамики движения взаимодействующих закрученных потоков газовзвеси.

Технический результат достигается в вихревой сушилке, содержащей сферический корпус с верхним тангенциальным вводом периферийного потока газа с влажным материалом, причем корпус сообщен в нижней части посредством окна с бункером обработанного материала, нижний тангенциальный ввод центрального потока, спутного периферийному, сообщенный с вертикальной аксиальной цилиндроторообразной расширяющейся кверху камерой, верхний край которой расположен выше плоскости окна, причем камера снабжена аксиальным вытеснителем, и размещенную в верхней части корпуса выхлопную трубу, тем, что в средней части сферического корпуса симметрично горизонтальной оси по всей поверхности выполнено кольцевое окно, к кромкам которого снаружи корпуса подключена дополнительная торообразная камера, при этом по ее высоте внутри и соосно корпусу установлена сферическая обечайка.

Совокупность всех признаков изобретения, а именно выполнение в средней части сферического корпуса симметрично горизонтальной оси по всей поверхности кольцевого окна, к кромкам которого снаружи корпуса подключена дополнительная торообразная камера, при этом по ее высоте внутри и соосно корпусу установлена сферическая обечайка позволяет создать зону сушки (дополнительная торообразная камера), в которой накапливается и удерживается высушиваемый материал, что приводит к увеличению среднего времени пребывания материала в аппарате. Кроме того повышается эффективность улавливания сушилки за счет создания «подпора», стекающему в выхлопную трубу газовому потоку и «вымыванию» из него частиц материала, т.е. возвращению обратно в зону сушки за счет установки сферической обечайки и дополнительной торообразной камеры.

Таким образом, достигается технический результат изобретения, который выражается в улучшении аэродинамики движения взаимодействующих закрученных потоков газовзвеси, что и обеспечивает решение поставленной задачи - повышение среднего времени пребывания материала в аппарате и эффективности улавливания сушилки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 - изображена схема вихревой сушилки, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Вихревая сушилка содержит сферический корпус 1 с окном 2 в нижней части, тангенциальный ввод 3 периферийного потока газа с влажным материалом, нижний тангенциальный ввод 4 центрального потока, сообщенный с вертикальной аксиальной цилиндроторообразной расширяющейся кверху камерой 5, верхний край которой расположен выше плоскости окна 2, причем камера 5 снабжена аксиальным вытеснителем 6, размещенную в верхней части сферического корпуса 1 выхлопную трубу 7, а корпус 1 сообщен в нижней части посредством окна 2 с бункером 8 обработанного материала. В средней части сферического корпуса симметрично горизонтальной оси по всей поверхности выполнено кольцевое окно 9, к кромкам которого снаружи корпуса подключена дополнительная торообразная камера 10, при этом по ее высоте внутри и соосно корпусу 1 установлена сферическая обечайка 11, которая удерживается с помощью спиц 12 прикрепленных к вытеснителю 6.

Вихревая сушилка работает следующим образом.

Газовзвесь, влажный материал и нагретый теплоноситель, подается в сушилку по тангенциальному вводу 3 периферийного потока. Одновременно через нижний тангенциальный ввод 4 центрального потока в сушилку подается нагретый теплоноситель. Возможен вариант работы сушилки, когда через верхний и нижний вводы 3 и 4 подается в сушилку газовзвесь. Попав в верхней части сферического корпуса 1 в сушилку, частицы материала под действием центробежной силы отжимаются в его пристеночную область и движутся сверху вниз в режиме растягивающих- сжимающих деформаций (вследствие сферической формы корпуса 1). При этом периферийный поток газовзвеси взаимодействует с закрученным в туже сторону, но встречно направленным (т.е. снизу вверх) центральным потоком, формирующимся в цилиндроторообразной камере 5 ввода. Выполнение в средней части сферического корпуса 1 симметрично горизонтальной оси по всей поверхности кольцевого окна 9, к кромкам которого снаружи корпуса подключена дополнительная торообразная камера 10, при этом по ее высоте внутри и соосно корпусу установлена сферическая обечайка 11 позволяет создать зону сушки, в которой накапливается и удерживается высушиваемый материал и создать «подпор», стекающему в выхлопную трубу газовому потоку и «вымыванию» из него частиц материала, что приводит к увеличению среднего времени пребывания материала в аппарате и повышению и эффективности улавливания сушилки

После сушки в режиме встречно направленных спутно закрученных потоках частицы материала попадают в зазор между верхней кромкой цилиндроторообразной камеры 5 и плоскостью окна 2 и выводятся из зон сушки и улавливания в бункер 8 обработанного материала, а отработанный теплоноситель- в выхлопную трубу 7.

Таким образом, в предложенной вихревой сушилке достигается выполнение поставленной задачи - повышение среднего времени пребывания материала в аппарате и эффективности улавливания сушилки.