Сушильная установка для термолабильных материалов
Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Сушильная установка для термолабильных материалов, преимущественно гипохлорита кальция, содержит камеру, форсунку для распыления маточного раствора гипохлорита кальция, трубопровод для подачи инертного газообразного теплоносителя, патрубок разгрузки высушенного материала, соединенный с трубопроводом, в котором осуществляется пневмотранспорт высушенного материала, патрубок для подвода к трубопроводу потока дополнительного теплоносителя, а трубопровод другим концом подключен к системе пылеочистки, отличающаяся тем, что форсунка для распыления раствора гипохлорита кальция выполнена акустической и содержит резонатор, который выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной. Технический результат - повышение производительности сушки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
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 а.с. СССР №879208, F26B 17/10, 1979 г., содержащая камеру, форсунку для распыления маточного раствора гипохлорита кальция, трубопровод для подачи инертного газообразного теплоносителя, патрубок разгрузки сухого материала, соединенный с трубопроводом, в котором осуществляется пневмотранспорт высушенного материала, патрубок для подвода к трубопроводу потока дополнительного теплоносителя, а трубопровод другим концом подключен к системе пылеочистки (прототип).
Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.
Технический результат - повышение производительности сушки.
Это достигается тем, что в сушильной установке для термолабильных материалов, преимущественно гипохлорита кальция, содержащей камеру, форсунку для распыления маточного раствора гипохлорита кальция, трубопровод для подачи инертного газообразного теплоносителя, патрубок разгрузки высушенного материала, соединенный с трубопроводом, в котором осуществляется пневмотранспорт высушенного материала, патрубок для подвода к трубопроводу потока дополнительного теплоносителя, а трубопровод другим концом подключен к системе пылеочистки, согласно изобретению форсунка для распыления раствора гипохлорита кальция выполнена акустической и содержит резонатор, который выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.
На фиг.1 показана схема сушильной установки для термолабильных материалов, на фиг.2 - общий вид пневматической акустической форсунки.
Установка содержит камеру 1, акустическую пневматическую форсунку 2 для распыления маточного раствора гипохлорита кальция, трубопровод 3 для подачи инертного газообразного теплоносителя, патрубок 4 разгрузки сухого материала, соединенный с трубопроводом 5, в котором осуществляется пневмотранспорт высушенного материала, патрубок 6 для подвода к трубопроводу 5 потока дополнительного теплоносителя. Для подачи распыляющего агента (воздуха) служит патрубок с коаксиальной обоймой 8. Трубопровод 5 другим концом 9 подключен к системе пылеочистки 7.
В качестве распылителя используется акустическая форсунка (фиг.2), содержащая полый корпус 10 со стенками, образованными конической и торцевыми поверхностями с размещенным в нем резонатором 18 и полостью 14 для распыляющего агента, поступающего через штуцер 12 в коллектор 11, связанный через отверстия 13 с полостью 14, которая выполнена в виде усеченного конуса с большим и меньшим основаниями.
На полом цилиндрическом стержне 16, жестко связанном с корпусом 10, установлена распределительная головка 26 для подачи исходного раствора через штуцер 15, при этом между стержнем 16 и корпусом 10 со стороны меньшего основания усеченного конуса, образующего полость 14, имеется кольцевой зазор 17. Резонатор 18 выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса 10, обращенной к распределительной головке 26, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 19 с зазором 17 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 10 и стержнем 16 распределительной головки 26. В сечении, перпендикулярном оси стержня 16, зазор 17 имеет кольцевое сечение, а распределительная головка 26 выполнена в виде корпуса 23 с крышкой 22 в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе распределительной головки 26 расположен коллектор 24 в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом 27, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня 16 и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке 22 и корпусе 23 распределительной головки 26, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня 16 каналами 21 для выхода раствора. Срез отверстий каналов 21 расположен на конической поверхности крышки 22 распределительной головки 26, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.
Канал для выхода раствора может быть выполнен в виде радиального кольцевого зазора, лежащего в плоскости, перпендикулярной оси стержня 16 распределительной головки 26, и образованный в ее крышке 22 посредством пластины 20, жестко прикрепленной к стержню 16, перпендикулярно его оси и связанной с крышкой 22, по крайней мере, тремя крепежными элементами 28 с образованием радиального кольцевого зазора.
Сушильная установка для термолабильных материалов работает следующим образом.
С одной стороны, при использовании известного способа качество высушенного материала зависит от времени контакта его с теплоносителем и от температуры теплоносителя. С другой стороны, интенсификацию процесса тепломассообмена осуществляют путем поддержания температуры теплоносителя на уровне, критическом для качества материала. Совместить данные условия сушки термолабильных материалов можно, если общая температура потока, отводимого через систему пневмотранспорта, будет критической, тогда как в камере при диспергировании раствора температуру теплоносителя поддерживают достаточно высокой. Это осуществляют путем подачи в систему пневмотранспорта дополнительного теплоносителя, параметры которого по расходу и температуре выбирают и поддерживают в указанных пределах. Сушку термолабильных материалов, преимущественно гипохлорита кальция, осуществляют путем их диспергирования в среде инертного теплоносителя и последующего пневмотранспорта, а с целью интенсификации процесса тепломассообмена и повышения качества сушки инертный теплоноситель смешивают в процессе пневмотранспорта с потоком дополнительного теплоносителя, расход которого поддерживают равным 20...40% от общего расхода, а температуру - в пределах от 90°С до температуры инертного теплоносителя.
Акустическая форсунка для распыления жидкостей работает следующим образом.
Распыляющий агент, например воздух, подается по штуцеру 12 в коллектор 11, связанный через отверстия 13 с полостью 14, которая выполнена в виде усеченного конуса. Из полости 14 воздух направляется в кольцевой зазор 17 между стержнем 16 и корпусом 10, где встречает на своем пути резонатор 18, выполненный в виде сферической полости, соединенной с зазором 17 посредством калиброванного отверстия 19. В результате прохождения резонатора 18 распыляющим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыляющего агента способствуют более тонкому распылению раствора, подаваемого в распределительную головку 26 через полый стержень 16, из которой раствор подается в виде пленки жидкости, перекрывающей выход распыляющего агента из генератора звуковых колебаний, образованного резонатором 18. Эта пленка дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности крышки 22 распределительной головки 26.
1. Сушильная установка для термолабильных материалов, преимущественно гипохлорита кальция, содержащая камеру, форсунку для распыления маточного раствора гипохлорита кальция, трубопровод для подачи инертного газообразного теплоносителя, патрубок разгрузки высушенного материала, соединенный с трубопроводом, в котором осуществляется пневмотранспорт высушенного материала, патрубок для подвода к трубопроводу потока дополнительного теплоносителя, а трубопровод другим концом подключен к системе пылеочистки, отличающаяся тем, что форсунка для распыления раствора гипохлорита кальция выполнена акустической и содержит резонатор, который выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что канал для выхода раствора представляет собой радиальный кольцевой зазор, лежащий в плоскости, перпендикулярной оси стержня распределительной головки, и образованный в ее крышке посредством пластины, жестко прикрепленной к стержню, перпендикулярно его оси, и связанной с крышкой, по крайней мере, тремя крепежными элементами с образованием радиального кольцевого зазора.
