Распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой
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.
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%.
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.
