распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой
Классы МПК: | F26B3/12 в распыленной форме |
Автор(ы): | Кочетов Олег Савельевич (RU), Кочетова Мария Олеговна (RU), Кочетов Сергей Савельевич (RU), Кочетов Сергей Сергеевич (RU), Костылева Анастасия Витальевна (RU), Боброва Екатерина Олеговна (RU), Соколова Татьяна Владимировна (RU), Шевченко Наталья Валентиновна (RU) |
Патентообладатель(и): | Кочетов Олег Савельевич (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2007-03-13 публикация патента:
10.10.2008 |
Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов в кипящем слое и может быть применено в анилино-красочной, пищевой, фармацевтической, микробиологической, химической и других отраслях промышленности. Распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой содержит корпус с газораспределительной решеткой, вибрирующие пластины, форсунку, вибрационный механизм, выполненный в виде пластин, установленных в корпусе сушилки с возможностью поворота относительно осей, при этом на вибрирующих пластинах в шахматном порядке жестко закреплены дополнительные пластины разной длины под углом к вибрирующим пластинам, лежащем 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 центробежной, содержащей корпус с камерой, в которую запрессован шнек, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, диффузором и прокладкой, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, над дроссельным отверстием расположена коническая камера смешения для формирования суммарного мелкодисперсного вращающегося потока, причем шнек форсунки выполнен из твердых материалов: карбида, вольфрама, рубина, сапфира. Технический результат - повышение производительности сушки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Формула изобретения
1. Распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой, содержащая корпус с газораспределительной решеткой, вибрирующие пластины, форсунку, вибрационный механизм, выполненный в виде пластин, установленных в корпусе сушилки с возможностью поворота относительно осей, отличающаяся тем, что на вибрирующих пластинах в шахматном порядке жестко закреплены дополнительные пластины разной длины под углом к вибрирующим пластинам, лежащем 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 центробежной, содержащей корпус с камерой, в которую запрессован шнек, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, диффузором и прокладкой, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, над дроссельным отверстием расположена коническая камера смешения для формирования суммарного мелкодисперсного вращающегося потока, причем шнек форсунки выполнен из твердых материалов: карбида, вольфрама, рубина, сапфира.
2. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что в центробежной форсунке направление винтовой нарезки отверстия, выполненного внутри шнека, совпадает или противоположно направлению внешней винтовой канавки шнека.
Описание изобретения к патенту
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 а.с. СССР №370423, F26B 17/10, 1975 г., 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 сжижение 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 сжижается 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, форсунку, вибрационный механизм, выполненный в виде пластин, установленных в корпусе сушилки с возможностью поворота относительно осей, согласно изобретению, 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 центробежной, содержащей корпус с камерой, в которую запрессован шнек, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, диффузором и прокладкой, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, над дроссельным отверстием расположена коническая камера смешения для формирования суммарного мелкодисперсного вращающегося потока, причем шнек форсунки выполнен из твердых материалов: карбида, вольфрама, рубина, сапфира.
На фиг.1 изображена распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой, общий вид; на фиг.2 - схема центробежной форсунки.
Распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой состоит из сушильной камеры 1 конусообразного прямоугольного сечения, в верхней части которой размещен питатель для паст или центробежная форсунка 3 для распыления 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 центробежная форсунка (фиг.2), которая состоит из корпуса 18, внутри которого расположен шнек 16, запрессованный в корпус 18. Внешняя поверхность шнека 16 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. Внутри шнека 16 выполнено отверстие 17 с левой (или правой) винтовой нарезкой. В днище корпуса 18 выполнено дроссельное отверстие 19, ось которого совпадает с осью отверстия 17 в шнеке 16. Между нижним торсом шнека 16 и срезом дроссельного отверстия 19 расположена коническая камера смешения 20. Подача раствора (жидкости) осуществляется через штуцер 22, закрепленный в верхней части корпуса 18, через герметизирующую прокладку 21. Внутри штуцера 22 выполнено цилиндрическое отверстие 23, переходящее в диффузор 24, который соединен с цилиндрической камерой 25, выполненной в корпусе 18, в которую запрессован шнек 16.
Распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой работает следующим образом.
В сушильную камеру 1 загружают необходимое количество инертного материала 5, затем включают привод (не показан), от которого вращается кулачок 9. Последний через штанги 8, насаженные на оси вала 7, передает движение вибрирующим пластинам 6 и газораспределительной решетке 2. Ударно-вибрационные воздействия вибрирующих пластин 6 с дополнительными пластинами 11 и пружин газораспределительной решетки 2 передаются слою частиц инертного материала 5, которые, соударяясь, совершают сложные циркуляционные движения в сушильной камере 1. По патрубку 4 подают теплоноситель, который нагревает сушильную камеру 1 и слой инертного материала 5. После равномерного нагрева сушильной камеры 1 через питатель для паст или центробежную форсунку 3 в сушильную камеру 1 подают высушиваемый материал, который напыляется или намазывается на верхний слой инертного материала 5, затем высушивается, скалывается и уходит через газораспределительную решетку 2 и патрубок 12 в систему улавливания: сначала в акустическую установку 13, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, а затем в циклон 14 и рукавный фильтр 15 с бункером.
В предложенной установке газораспределительная решетка 2 выполнена в виде пакета сеток, собранных из металлических пружин, 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.
Центробежная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.
Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 23 в диффузор 24, а из него в камеру 25, из которой под давлением поступает одновременно по двум направлениям: во-первых, в винтовую внешнюю полость шнека 16, и, во-вторых - в отверстие 17 с винтовой нарезкой. Вращающийся поток жидкости из винтовой внешней полости шнека 16 поступает в камеру смешения 20. С другой стороны, в камеру 20 поступает жидкость из отверстия 17 с винтовой нарезкой, совершая вращение в сторону, противоположную внешнему потоку, идущему по шнеку 16, либо совершая попутное (одинаковое) вращение. При взаимодействии вращающихся потоков в камере 20 происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения в попутных или противоположно вращающихся потоках жидкости (внешнего и внутреннего). Суммарный мелкодисперсный вращающийся поток выходит через дроссельное отверстие 19, причем направление его вращения определяется гидравлическим сопротивлением соответственно внешней или внутренней винтовых полостей и канавок шнека 16.
Шнек 16 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида, вольфрама, рубина, сапфира.
При среднем диаметре дроссельного отверстия 19, находящимся в диапазоне 2,5...3,5 мм и давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 23 жидкости под давлением 6...9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.
В результате сушки получают тонкие порошки продуктов с влажностью до 0,8%.
Класс F26B3/12 в распыленной форме