Устройство для сушки сыпучих материалов

 

Использование: пищевая и другие отрасли промышленности, в частности сушка дисперсных материалов, преимущественно цветочной пыльцы, семян и т.п. Сущность изобретения: устройство содержит цилиндрическую сушильную камеру с патрубками загрузки и выгрузки материала, патрубок ввода сушильного агента, газораспределительную решетку, стакан, коаксиально установленный в камере с зазором относительно ее стенок, имеющий верхние загнутые внутрь кромки и днище, выполненное в виде газораспределительной решетки, патрубок загрузки материала сообщен с внутренней полостью стакана, патрубок ввода сушильного агента снабжен шнековым завихрителем, валом которого является патрубок выгрузки сушильного агента, а последний снабжен улавливающим зонтом, расположенным ниже уровня загнутых кромок стакана. 1 ил.

Изобретение относится к технике сушки мелкодисперсных материалов и может быть использовано в пищевой, медицинской промышленности и сельском хозяйстве, в частности, для сушки цветочной пыльцы и семян овощных и цветочных культур.

Известно устройство для сушки сыпучих материалов, содержащее загрузочный транспортер, накопительный бункер, камеру сушилки, устройство для подогрева воздуха и вентилятор [1] Недостатком данного устройства является невысокое качество сушки материалов, связанное с отсутствием в устройстве непрерывного контроля за влажностью материала. Кроме того, в устройстве не обеспечивается равномерное распределение теплоносителя по зоне сушки, что не позволяет получить однородный по влажности конечный продукт.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является установка для термообработки дисперсных материалов, содержащая цилиндрическую сушильную камеру с патрубками загрузки и выгрузки материала, патрубок ввода сушильного агента, расположенный в верхней части камеры, и газораспределительную решетку [2] Недостатком этой установки является невысокое качество сушки из-за возможной термической деструкции материала (белка семян или пыльцы) вследствие использования высокотемпературного дополнительного теплоносителя.

Целью изобретения является улучшение качества сушки материала.

Поставленная цель достигается за счет организации аэродинамических условий сушки, обеспечивающих наибольшую эффективность процессов теплопередачи.

Существенными отличиями предлагаемого устройства являются: выполнение стакана, коаксиально установленного в сушильной камере с зазором относительно ее стенок, имеющим верхние загнутые внутрь кромки и днище, выполненное в виде газораспределительной решетки, патрубок загрузки материала соединен с внутренней полостью стакана; патрубок ввода сушильного агента снабжен шнековым завихрителем, валом которого является патрубок выгрузки сушильного агента, снабженный улавливающим зонтом, расположенным ниже уровня загнутых кромок.

О соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия" свидетельствует то, что ни в прототипе, ни в аналогах не содержится шнекового завихрителя сушильного агента со встроенным внутри патрубком для выгрузки сухого материала.

Коаксиальное расположение внутри сушильной камеры стакана с газораспределительной решеткой в днище позволяет разделить поток теплоносителя на две части, что интенсифицирует процессы тепломассопереноса в слое материала и обеспечивает удаление высушенных частиц.

Шнековый завихритель создает разомкнутую струю сушильного агента в объеме сушильной камеры, в результате чего обеспечивается равномерное температурное поле. Организация движения потока разомкнутой струей в сушильной камере приводит к образованию в устье завихрителя зоны разрежения, в которую воздушным потоком увлекаются частицы материала, достигшие заданной влажности. Восходящим воздушным потоком увлекаются только те частицы, масса которых уменьшилась за счет испарения влаги. Таким образом, благодаря установке шнекового завихрителя в верхней части устройства для сушки обеспечивается получение равномерного температурного поля и удаление только высушенных до заданной влажности семян через патрубок, установленный внутри завихрителя.

На чертеже показана схема устройства для сушки сыпучих материалов.

Устройство содержит корпус 1, шнековый завихритель 2 с полым патрубком 3 с раструбом 4, патрубок загрузки материала 5, соединенный со стаканом 6, в днище которого находится газораспределительная решетка 7, транспортер 8, вентилятор 9 и калорифер 10.

Устройство работает следующим образом.

В корпус сушилки 1 вентилятором 9 через шнековый завихритель 2 подается воздух, нагретый в калорифере 10. Влажные частицы транспортером 8 подаются через патрубок загрузки материала 5 и цилиндрический стакан 6 на газораспределительную решетку 7. В устройстве организовывается следующая аэродинамика потока теплоносителя, поступающего через шнековый завихритель 3. Поток теплоносителя, образующего разомкнутый факел, после завихрителя опускается вниз вдоль стенок корпуса 1 сушилки. Стенки стакана 6 разделяют этот поток на две части. Первая часть огибает снаружи стенки стакана 6 и поступает через решетку 7 внутрь стакана 6 при этом организуется фонтанирующий слой в центре стакана. Вторая часть потока теплоносителя движется вниз по внутренним стенкам стакана разомкнутым факелом и при обратном движении соединяется с восходящим потоком, продвигая верхний слой материала в зону фонтанирования. Благодаря такой организации потока осуществляется непрерывное перемещение подсохших частиц в зону фонтанирования. Частицы, имеющие более высокую влажность, подвергаются более длительной тепловой обработке, поскольку они медленнее перемещаются этой частью потока вследствие их большей массы.

Соединение двух потоков увеличивает подъемную силу потока, что позволяет регулировать удаление материала с требуемой влажностью.

Высушенные до требуемой влажности частицы поднимаются восходящим потоком к раструбу 4 завихрителя 2, где образуется разрежение вследствие подачи воздуха стелющимся потоком (эффект Конда). Затем через полый патрубок 3 частицы транспортируются к месту выгрузки.

В качестве распределительной решетки используется капроновая ткань. Благодаря своей структуре эта ткань не позволяет проваливаться даже самым малым частицам (например, цветочной пыльцы) и не оказывает большого сопротивления движению теплоносителя.

Разделение семян в устройстве происходит под воздействием трех сил гравитационной, силы Архимеда и подъемной силы восходящего потока. Равнодействующая этих трех сил может регулироваться изменением подачи сушильного агента в завихритель 2, а следовательно, устройство позволяет обеспечить высокое качество сушки по показателю "однородность влажности готового продукта".

Устройство обладает следующими преимуществами перед прототипом.

В устройстве обеспечивается гидродинамика потока, позволяющая увеличить коэффициент теплоотдачи за счет двойного воздействия теплоносителя на материал.

Устройство обеспечивает саморегулирование нагрузки частиц с заданной влажностью, что наиболее актуально при сушке семян, для которых большие отклонения от равновесной влажности нежелательны.

Описанные технические преимущества позволяют улучшить качество сушки по показателю "однородность по влажности конечного продукта". Кроме того, устройство позволяет оптимизировать энергозатраты на процессе сушки, удешевить определение влажности конечного продукта.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее цилиндрическую сушильную камеру с патрубками загрузки и выгрузки материала, патрубок ввода сушильного агента, расположенный в верхней части камеры, газораспределительную решетку, отличающееся тем, что оно снабжено стаканом, коаксиально установленным в сушильной камере с зазором относительно ее стенок, имеющим загнутые в верхней части кромки, а днище в виде газораспределительной решетки, патрубок загрузки материала сообщается с внутренней полостью стакана, патрубок ввода сушильного агента снабжен шнековым завихрителем, валом которого является патрубок выгрузки сушильного агента, последний снабжен управляющим зонтом, расположенным ниже уровня загнутых кромок стакана.

РИСУНКИ

Рисунок 1