Сушилка взвешенного слоя с активным гидродинамическим режимом

 

Изобретение относится к технике сушки, а именно к сушке термолабильных материалов, и может быть использовано в химической, медицинской, пищевой отраслях промышленности, например, для сушки пищевого волокна. Сущность изобретения: в сушилке взвешенного слоя с активным гидродинамическим режимом, содержащей цилиндроконическую камеру с тангенциально установленным патрубком ввода материала, отражатель, установленный с возможностью перемещения в осевом направлении, и конфузор для ввода основного потока сушильного агента, по оси камеры в ее цилиндрической части установлена полая вставка, выполненная в виде гиперболоида, верхний срез которой жестко закреплен на цилиндрической поверхности камеры над тангенциально установленным патрубком ввода материала, а между ее нижним срезом и боковой поверхностью камеры предусмотрен кольцевой зазор, причем на внешней поверхности полой вставки от середины до верхнего среза расположены каналы для вывода отработанного сушильного агента, выполненные с возможностью регулирования их проходного сечения. Технической задачей изобретения является интенсификация процесса сушки, предотвращение комкования материала, повышение качества высушиваемого продукта. 3 ил.

Изобретение относится к технике сушки, а именно к сушке термолабильных материалов, и может быть использовано в химической, медицинской, пищевой отраслях, например для сушки пищевого волокна.

В промышленности широко используется техника взвешенного (кипящего, псевдоожиженного, фонтанирующего) слоя в качестве одного из наиболее эффективных средств интенсификации процесса сушки материалов.

Известна сушилка для сыпучих и волокнистых материалов (А.С. N 1305513, F 26 В 17/10, БИ N 15, 1987 г.), содержащая корпус с загрузочным патрубком в нижней части, подключенным к газоподводящему коллектору, и патрубком вывода газовзвеси в верхней части корпуса, установленным с возможностью осевого перемещения, соосно размещенную внутри корпуса полую вставку, образующую с ним кольцевую полость, разделенную радиальными перегородками на секторные секции, при этом корпус и вставка выполнены в виде усеченных конусов с различной конусностью, обращенных большими основаниями вверх, а секторные секции подключены к загрузочному патрубку и патрубку вывода газовзвеси параллельно.

Однако в известной конструкции не предусматривается организованная траектория движения частиц материала, что приводит к их неравномерной сушке и увеличению длительности процесса.

Наиболее близким по технической сущности является сушилка взвешенного слоя (А.С. N 1372165, F 26 В 17/10, БИ N 5, 1988 г.), содержащая цилиндроконическую камеру с патрубком ввода материала, подключенным к ее цилиндрической стенке, размещенное по оси камеры рециркуляционное устройство эжекционного типа в виде соединенных посредством цилиндрического переходника двух конических участков, и расположенный над срезом верхнего конического участка подвижный в осевом направлении отражатель, при этом цилиндрический переходник расположен в нижней конической части камеры и выполнен со щелями регулируемого сечения, верхний конический участок расположен в цилиндрической части камеры и выполнен в виде раструба, жестко связанного с отражателем для их совместного перемещения, а патрубок вывода материала установлен тангенциально под срезом раструба.

Известная конструкция имеет ряд существенных недостатков: 1. Не позволяет обеспечить получение высушиваемого материала высокого качества из-за возврата его части закрученным потоком в рециркуляционное устройство, что приводит к перегреву крупных высушенных частиц, имеющих массу, равную массе мелких, но влажных частиц.

2. Удаление высушенного материала ведется после прекращения подачи сушильного агента, что в значительной мере усложняет процедуру обслуживания установки.

3. Возможно комкование высушиваемого материала из-за его рециркуляции и смешивания с влажным.

Технической задачей изобретения является интенсификация процесса сушки, предотвращение комкования материала, повышение качества высушиваемого продукта.

Сущность изобретения заключается в том, что сушилка взвешенного слоя с активным гидродинамическим режимом, содержащая цилиндроконическую камеру с тангенциально установленным патрубком ввода материала, отражатель, установленный с возможностью перемещения в осевом направлении, и конфузор для ввода основного потока сушильного агента, при этом по оси камеры в ее цилиндрической части установлена полая вставка, выполненная в виде гиперболоида, верхний срез которой жестко закреплен на цилиндрической поверхности камеры над тангенциально установленным патрубком ввода материала, а между ее нижним срезом и боковой поверхностью камеры предусмотрен кольцевой зазор, причем на внешней поверхности полой вставки от середины до верхнего среза расположены каналы для вывода отработанного сушильного агента, выполненные с возможностью регулирования их проходного сечения.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая сушилка; на фиг. 2 - сечение А-А, на фиг. 3 - сечение Б-Б.

Сушилка состоит из цилиндроконической камеры, к цилиндрической части 1 которой подключен тангенциально патрубок ввода материала в виде газовзвеси 2, камеры выгрузки сухого материала 3, конической части 4 камеры, к вершине которой соосно подключен конфузор 5 для ввода основного потока сушильного агента.

По оси установки в цилиндрической части 1 размещена полая вставка 6 в виде гиперболоида. На внешней поверхности полой вставки 6 расположены каналы 7 регулируемого сечения для вывода части отработанного сушильного агента, показанной линиями 17. Над верхним срезом полой вставки расположен отражатель 8, который перемещается в осевом направлении с помощью винтового привода 9. В крышке 10 камеры предусмотрен патрубок 11 для вывода отработанного сушильного агента.

Траектория закрученного потока, образованного тангенциальным вводом сушильного агента, показана линией 12, направление перемещения материала в конической части 4 камеры - линиями 13. Траектория движения частиц материала через полую вставку 6 обозначена линиями 14, а в камере выгрузки - линиями 15. Граница между ядром фонтана и опускающимся закрученным потоком материала и теплоносителя показана пунктирными линиями 16.

Сушилка работает следующим образом.

Исходный материал подают в цилиндрическую часть 1 камеры в виде газовзвеси через патрубок 2, где он подвергается сушке в закрученном потоке. Частично высушенный материал опускается в нижнюю коническую часть 4 камеры. Количество тангенциально закрученного сушильного агента, поступающего через кольцевой зазор, образованный цилиндрической поверхностью камеры и нижним срезом полой вставки 6, регулируется посредством изменения проходного сечения каналов 7. Величина кольцевого зазора зависит от свойств обрабатываемого материала. В нижней части конической части 4 камеры материал захватывается основным потоком сушильного агента, подаваемого через патрубок 5. Процесс сушки продолжается в активном гидродинамическом режиме. В ядре потока осуществляется фонтанирование слоя материала, а по периферии опускаются закрученные тангенциальным потоком частицы, при этом ядро фонтана вращается вокруг вертикальной оси. Направление вращения ядра фонтана совпадает с направлением движения тангенциального потока. Высыхая, частицы материала поднимаются вверх и захватываются потоком сушильного агента, скорость которого увеличивается вследствие уменьшения сечения, обусловленного конфигурацией полой вставки. По мере движения сушильного агента через полую вставку его скорость падает до скорости витания частиц из-за увеличения проходного сечения, обусловленного конфигурацией вставки, и образуется взвешенный слой, в котором идет досушка материала. Отражатель 8 отклоняет частицы материала в радиальном направлении, в результате чего легкие высушенные частицы попадают в камеру выгрузки 3, в которой происходит разделение материала и сушильного агента, а недосушенные частицы возвращаются во взвешенный слой. Отработанный сушильный агент удаляется из камеры выгрузки 3 через патрубок 11. С помощью винтового привода 9 регулируется расстояние от отражателя до верхнего среза полой вставки.

Таким образом, предлагаемая сушилка взвешенного слоя с активным гидродинамическим режимом имеет следующие преимущества: - выполнение полой вставки в виде гиперболоида и расположение ее в цилиндрической части камеры позволяет повысить качество высушиваемого материала за счет обеспечения необходимой длительности нахождения частиц материала во взвешенном состоянии, - наличие кольцевого зазора между нижним срезом полой вставки и боковой поверхностью камеры обеспечивает беспрепятственное перемещение частиц материала в ядро фонтана, - расположение на внешней поверхности полой вставки от середины до его верхнего среза каналов для вывода части сушильного агента и выполненных с возможностью регулирования проходного сечения позволяет исключить унос частиц материала из камеры и обеспечить необходимый расход сушильного агента.

Формула изобретения

Сушилка взвешенного слоя с активным гидродинамическим режимом, содержащая цилиндроконическую камеру с тангенциально установленным патрубком ввода материала, отражатель, установленный с возможностью перемещения в осевом направлении и конфузор для ввода основного потока сушильного агента, отличающаяся тем, что по оси камеры в ее цилиндрической части установлена полая вставка, выполненная в виде гиперболоида, верхний срез которой жестко закреплен на цилиндрической поверхности камеры над тангенциально установленным патрубком ввода материала, а между ее нижним срезом и боковой поверхностью камеры предусмотрен кольцевой зазор, причем на внешней поверхности полой вставки от середины до верхнего среза расположены каналы для вывода отработанного сушильного агента, выполненные с возможностью регулирования их проходного сечения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3