Сушилка с регулируемым закрученным потоком теплоносителя

Авторы патента:

Антипов Сергей Тихонович (RU)

Журавлев Алексей Владимирович (RU)

Казарцев Дмитрий Анатольевич (RU)

Баранов Антон Юрьевич (RU)

F26B17/10 - с перемещением высушиваемого материала, осуществляемым потоком газообразной среды, например истекающей из сопел (F26B 3/08 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2480693:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (ГОУ ВПО ВГТА) (RU)

Изобретение относится к пищевой, химической и смежным с ними отраслям промышленности и может быть использовано для проведения тепло- и массообменных процессов, а именно сушки дисперсных материалов. В сушилке с регулируемым закрученным потоком теплоносителя, содержащей сушильную камеру с окном для вывода смеси отработанного теплоносителя и высушенного материала, расположенным в верхней части сушильной камеры, с тангенциально установленным патрубком для подвода тангенциального потока теплоносителя, патрубком для подачи влажного дисперсного материала и патрубком для подвода осевого потока теплоносителя, выполненным по оси камеры в ее нижней части, решеткой для удержания продукта в случае остановки сушилки, новым является то, что в нижней части патрубка для подачи осевого потока теплоносителя расположен завихритель, а в его верхней части тангенциально установлен патрубок для подвода дополнительного потока теплоносителя. Технический результат заключается в повышении качества высушиваемого продукта, интенсификации процесса тепломассообмена, обеспечении равномерности закручивания, упрощении выгрузки продукта, снижении сложности изготовления и монтажа конструкции, уменьшении металлоемкости сушилки. 2 ил.

Одним из основных направлений интенсификации процессов тепло- и массообмена является совершенствование гидродинамической обстановки в аппаратах. Способы сушки, основанные на технике взвешенного слоя, получают в настоящее время все большее распространение в промышленности.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является сушилка с активной гидродинамикой и пофракционной обработкой материала [патент №2182297, F26B 17/10, бюл. №13 опубл. 10.05.2002], содержащая сушильную камеру с патрубком для ввода исходного материала, разделенную на цилиндрические секции, в верхней части которых установлены цилиндроконические вставки, расположенные по оси камеры и разделяющие ее на зоны, с тангенциально установленными патрубками для подвода дополнительного потока сушильного агента и патрубком для подачи основного потока сушильного агента, выполненным по оси камеры в ее нижней части. Решетка предназначена для предотвращения попадания частиц материала в воздуховод. В крышке предусмотрены патрубки для вывода отработанного сушильного агента. Сушильная камера состоит из камеры для выгрузки сухого продукта, цилиндрических секций, в верхней части которых выполнены окна для вывода материала и отработанного сушильного агента, представляющие собой кольцевые щели, геометрия и количество которых зависит от гидродинамических свойств и размеров частиц обрабатываемого материала.

Известная конструкция имеет ряд существенных недостатков:

- невысокое качество готового продукта из-за неравномерности закручивания потока теплоносителя и исходного дисперсного материала;

- недостаточно высокая интенсивность процесса сушки;

- сложная система регулирования закрученности потока теплоносителя;

- трудность выгрузки готового продукта;

- сложность изготовления и монтажа сушилки;

- неравномерная нагрузка на удерживающую решетку.

Технической задачей изобретения является повышение качества высушиваемого продукта, интенсификация процесса тепломассообмена, обеспечение равномерности закручивания, упрощение выгрузки продукта, снижение сложности изготовления и монтажа конструкции, уменьшение металлоемкости сушилки.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в сушилке с регулируемым закрученным потоком теплоносителя, содержащей сушильную камеру с окном для вывода смеси отработанного теплоносителя и высушенного материала, расположенным в верхней части сушильной камеры, с тангенциально установленным патрубком для подвода тангенциального потока теплоносителя, патрубком для подачи влажного дисперсного материала и патрубком для подвода осевого потока теплоносителя, выполненным по оси камеры в ее нижней части, решеткой для удержания продукта в случае остановки сушилки, новым является то, что в нижней части патрубка для подачи осевого потока теплоносителя расположен завихритель, а в его верхней части тангенциально установлен патрубок для подвода дополнительного потока теплоносителя.

Технический результат заключается в повышении качества высушиваемого продукта, интенсификации процесса тепломассообмена, обеспечении равномерности закручивания, упрощении выгрузки продукта, снижении сложности изготовления и монтажа конструкции, уменьшении металлоемкости сушилки.

На фиг.1 и фиг.2 представлена сушилка с регулируемым закрученным потоком теплоносителя.

Сушилка (фиг.1, 2) состоит из цилиндроконической сушильной камеры 1 с окном 2 и патрубком 3 для вывода смеси сушеного продукта и отработанного теплоносителя и крышкой 5, патрубком 4 для ввода исходного влажного дисперсного материала, патрубка 6 для подачи осевого потока теплоносителя, в котором в нижней части концентрично расположен завихритель 7, а в его верхней части тангенциально установлен патрубок 8 для подвода дополнительного потока теплоносителя. Удерживающая решетка 8 предназначена для предотвращения попадания частиц материала в воздуховод, в случае экстренной остановки сушильной установки.

Траектории закрученных потоков теплоносителя, образованные подводом осевого и тангенциального потоков, показаны линиями 10.

Сушилка с регулируемым закрученным потоком теплоносителя работает следующим образом.

Через патрубок 6 для подвода осевого потока теплоносителя в сушильную камеру 1 подается горячий теплоноситель, проходит через завихритель 7 и закручивается. Через тангенциальный патрубок 8 подается дополнительный поток горячего теплоносителя, который докручивает основной поток теплоносителя до требуемой интенсивности закрутки. После этого исходный влажный дисперсный материал подается в сушильную камеру 1 через патрубок 4, где интенсивно происходит процесс сушки во взвешенно-закрученном слое, при этом ядро фонтана дисперсного материала вращается вокруг вертикальной оси сушилки, совпадая с направлением движения закручивающего потока, и этим самым достигается равномерное тангенциальное закручивание во взвешенно-закрученном слое. Теплоноситель вместе с частицами материала совершает сложное циркуляционное движение вдоль окружности аппарата, увеличивая при этом свою скорость. Тангенциальная скорость частиц обуславливает возникновение центробежной силы, которая отбрасывает частицы от центра сушильной камеры к ее стенкам, образуя взвешенно-закрученный слой - вращающееся кольцо. При этом процесс сушки протекает в неустановившимся режиме при высоких относительных скоростях частиц материала и теплоносителя. Осевая составляющая скорости закрученного потока по высоте сушильной камеры падает, скорость витания продукта по мере его высыхания - уменьшается. За счет этого продукт по мере его высыхания фонтанирует в закрученном потоке теплоносителя и поднимается на большую высоту по оси сушильной камеры. Суммарный расход теплоносителя подбирается таким образом, что, достигнув необходимой влажности, продукт удаляется из сушильной камеры, увлеченный отработанным потоком теплоносителя через выводное окно 2 и патрубок 3 для вывода смеси сушеного продукта и отработанного теплоносителя сушильной камеры 1. Конечная влажность готового продукта регулируется скоростью осевого и тангенциальных потоков теплоносителя. За счет изменения тангенциальной составляющей потока теплоносителя можно добиться максимальной равномерности закручивания потока материала и теплоносителя, а меняя осевую составляющую потока теплоносителя, можно регулировать время пребывания продукта в сушильной камере, тем самым значительно интенсифицировать тепломассообменные процессы при прочих равных параметрах сушки.

В случае экстренной остановки сушилки продукт задерживается на решетке 9 и не проваливается в воздуховод.

Таким образом, предлагаемая сушилка с регулируемым закрученным потоком теплоносителя имеет следующие преимущества:

- позволяет получить готовый продукт более высокого качества, за счет организации равномерного закручивания потоков материала и теплоносителя и за счет исключения его контакта с поверхностью тангенциальных воздуховодов;

- благодаря установки завихрителя снижаются энергетические затраты на закручивание потока теплоносителя;

- организация выгрузки готового продукта через окно в патрубок облегчает процесс выгрузки и сбора готового продукта;

- упрощает процессы изготовления и монтажа сушилки, а также позволяет снизить металлоемкость конструкции;

- благодаря возможности регулирования закрученности потока теплоносителя и времени пребывания материала в сушильной камере, сушилка может настраиваться на различные режимы сушки различного рода дисперсных материалов;

- предлагаемая вихревая сушилка является универсальной, то есть она может использоваться во всех отраслях промышленности, где необходима сушка дисперсных материалов.

Сушилка с регулируемым закрученным потоком теплоносителя, содержащая сушильную камеру с окном для вывода смеси отработанного теплоносителя и высушенного материала, расположенным в верхней части сушильной камеры, с тангенциально установленным патрубком для подвода тангенциального потока теплоносителя, патрубком для подачи влажного дисперсного материала и патрубком для подвода осевого потока теплоносителя, выполненным по оси камеры в ее нижней части, решеткой для удержания продукта в случае остановки сушилки, отличающаяся тем, что в нижней части патрубка для подачи осевого потока теплоносителя расположен завихритель, а в его верхней части тангенциально установлен патрубок для подвода дополнительного потока теплоносителя.

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве. .

Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов // 2478889

Изобретение относится к технике сушки, термообработки дисперсных высоковлажных материалов и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Пневматическая сушилка // 2476792

Изобретение относится к оборудованию для сушки материалов со значительными адгезионно-когезионными свойствами во взвешенном состоянии и может использоваться в химической и других отраслях промышленности.

Сушилка с псевдоожиженным слоем с непрямым подогревом // 2474777

Изобретение относится к сушилке (1) с псевдоожиженным слоем с непрямым подогревом для сушки влажных мелкозернистых сыпучих материалов, например бурого угля, содержащая корпус (2) с газационным днищем (6), с проходящими над газационным днищем (6) встроенными элементами теплообменника и с предусмотренным под газационным днищем (6), по меньшей мере, одним разгрузочным устройством для высушенного сыпучего материала, причем полезное живое сечение потока корпуса в области встроенных элементов теплообменника увеличивается по всей высоте встроенных элементов теплообменника в направлении потока ожижающего газа.

Сушилка периодического действия // 2467271

Изобретение относится к технике сушки мелкодисперсных порошкообразных материалов и может быть использовано для сушки взрывоопасных продуктов, применяемых в производстве смесевых твердых ракетных топлив.

Способ и устройство для сушки полимера // 2462673

Изобретение относится к способу и устройству для сушки частиц полимера с высокой производительностью и низкими затратами времени. .

Печь для термической регенерации адсорбента // 2459165

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при переработке отходов пивоваренного производства. .

Установка периодического действия для сушки порошков // 2457412

Изобретение относится к технике сушки порошкообразных материалов и может быть использовано для сушки мелкодисперсного октогена, используемого в производстве смесевого твердого ракетного топлива.

Устройство для удаления текучих сред и/или твердых веществ // 2455598

Изобретение относится к устройству для удаления текучих сред и/или твердых веществ из смеси дисперсных материалов. .

Установка для сушки пастообразных материалов на инертных телах // 2455597

Изобретение относится к сушильной технике, а более конкретно - к сушилкам с активным гидродинамическим режимом, предназначенным для сушки пастообразных материалов во взвешенном закрученном слое инертных частиц, и может найти применение в производстве красителей, медицинских препаратов и других продуктов.

Сушилка для высушиваемого материала // 2490572

Изобретение относится к сушилке для высушиваемого материала

Вихревая испарительно-сушильная камера с инертной насадкой // 2490573

Изобретение относится к технике сушки растворов, плавов, суспензий и получения гранул различных веществ и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической отраслях

Аппарат для безуносной сушки // 2490574

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности

Установка для сушки растворов, суспензий и пастообразных материалов // 2490575

Установка для сушки дисперсных материалов // 2509273

Изобретение относится к пищевой, химической, микробиологической и фармацевтической промышленности и может быть использовано для сушки дисперсных материалов. В установке для сушки дисперсных материалов, включающей сушильную камеру с паровой рубашкой, подводящий и отводящий воздуховоды, газораспределительную решетку, встроенный теплообменник типа «труба в трубе» и патрубки для подачи теплоносителя тангенциально, новым является то, что крышка сушильной камеры оснащена направляющим перфорированным конусом для газовзвеси и патрубком для подачи теплоносителя в верхнюю часть сушильной камеры, рекуперативный теплообменник оснащен патрубками для подачи пара в межтрубное пространство и отвода конденсата, а ребра на его наружной поверхности расположены вертикально в случае подачи теплоносителя под газораспределительную решетку и сушки материала в псевдоожиженном слое или по винтовой линии в случае одновременного осевого и тангенциального ввода теплоносителя в сушильную камеру и сушки материала в закрученном потоке; под теплообменником размещен отбойник для изменения направления нисходящего потока газовзвеси; установка снабжена загрузочным устройством, включающим шнек и дезинтегратор. Изобретение должно обеспечить повышение качества готового продукта за счет интенсификации процесса сушки и исключения комкования материала, а также в повышении надежности работы установки. 3 ил.

Сушилка для сыпучих материалов // 2511807

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано для сушки и обработки масличных семян с целью подготовки их для пищевых и кормовых целей. В предлагаемой сушилке для сыпучих материалов, содержащей ступенчато секционированную сушильную камеру, выполненную в виде секций сушки материала в кипящем слое и отлежки, содержащих газоподводящие короба с расположенными над ними газораспределительными решетками, причем секция сушки материала в кипящем слое снабжена газораспределительной решеткой, выполненной в виде перфорированной ленты, прикрепленной к натяжной планке с одной стороны и к подпружиненной оси барабана с другой с возможностью наматывания ленты на ось барабана и перемещения его по вертикали, а также оснащенную патрубками загрузки, выгрузки материала и отвода отработанного теплоносителя, новым является то, что после секции сушки материала в кипящем слое дополнительно предусмотрена секция двухэтапного смешивания материала с антиоксидантом, содержащая последовательно установленные смесители малой и большой производительности, каждый из которых оснащен входным и выходным патрубком, причем выходной патрубок смесителя малой производительности соединен с входным патрубком смесителя большой производительности, выходной патрубок которого осуществляет подачу материала в секцию отлежки, при этом между входными патрубками смесителей закреплена гибкая лента и направляющая с подвижной кареткой, имеющая возможность перемещаться вдоль направляющей, натягивая за собой гибкую ленту и изменяя ее положение относительно входных патрубков смесителей с обеспечением подачи материала в необходимом количестве в каждый из этих патрубков после секции сушки, при этом входные патрубки смесителей снабжены устройствами для ввода антиоксиданта, закрепленными на внешней стороне сушильной камеры; перемещение газораспределительной решетки секции сушки материала в кипящем слое осуществляется с помощью гидроцилиндра, соединенного штоком с подпружиненной осью барабана и закрепленного на опоре с внешней стороны сушильной камеры, а секция отлежки оснащена неподвижной горизонтальной решеткой, установленной под углом, превышающим угол естественного откоса материала, патрубки загрузки и выгрузки материала дополнительно снабжены устройствами для загрузки и выгрузки, выполненными в виде шлюзовых затворов. Изобретение должно обеспечить повышение качества готового материала, интенсифицировать процесс отлежки и повысить эксплуатационную надежность работы сушилки. 2 ил.

Вихревая распылительная сушилка для дисперсных материалов // 2513077

Изобретение относится к распылительной сушилке дисперсных материалов в металлургической, химической, пищевой и других отраслях промышленности. В вихревой распылительной сушилке, содержащей сушильную камеру цилиндрической формы с хордально размещенными соплами для подачи теплоносителя, оси которых расположены по касательной к мнимой окружности, и распылитель, установленный по оси камеры, причем сушильная камера выполнена в виде двух последовательно соединенных цилиндров разного диаметра, меньший из которых составляет 1,0…1,5 диаметра вышеуказанной мнимой окружности, причем сопла расположены от выходного сечения меньшего цилиндра на расстоянии, не превышающем два диаметра сопла, в ней на уровне сопел в плоскостях, параллельных ее оси, на расстоянии от нее h=aR установлены лопатки, наклоненные навстречу потоку выходящих из сопел газов, где а - хордальность сопел, R - радиус камеры, причем лопатки установлены с возможностью перемещения вдоль оси камеры и с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной оси камеры, в сушилке предусмотрены, по крайней мере, два щелевых сопла, расположенные на внутренней стенке большого цилиндра, причем сопла расположены в коллекторах, соединенных посредством трубопроводов с коллектором для подачи нагретых газов, и направлены по касательной к окружности большого цилиндра в точке контакта коллектора с внутренней стенкой большого цилиндра, а распылитель жидкости содержит полый цилиндрический корпус с каналом для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с ним втулку, с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, состоящим из цилиндрической части, и соосным с ней полым конусом, установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, а к конусу, в его нижней части, жестко прикреплен с помощью винта распылитель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора между соплом и полым конусом, при этом на боковой поверхности конуса выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, причем оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15°÷60°, а на внутренних поверхностях цилиндрических дроссельных отверстий, выполненных на боковой поверхности конуса с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, имеются винтовые канавки. Технический результат - повышение экономичности и качества сушки путем предотвращения налипания материала на стенки камеры. 3 ил.

Камера для проведения тепломассообмена между диспергированными частицами и газообразной средой // 2523486

Изобретение относится к способу сушки растворов с получением гранулированного продукта, обладающего повышенной гигроскопичностью, и может использоваться в различных областях химических технологий и смежных отраслей техники, где предъявляются повышенные требования к величине конечной влажности продукта. В камере для проведения тепломассообмена между диспергированными частицами и газообразной средой, содержащей корпус с крышкой, размещенный внутри корпуса концентрично ему сосуд с пористыми стенками, расположенные внутри сосуда форсунки и устройство для отбора отработавшего теплоносителя с пористой рабочей поверхностью, снабженное приводом, причем внутри сосуда закреплены решетки, между которыми насыпан слой инертного носителя, повышающий эффективность тепломассообмена, при этом для повышения эффективности работы инертного носителя к вращающемуся полому пористому цилиндру прикреплены, по крайней мере, два стержня, оси которых параллельны оси цилиндра, и находятся на одинаковом расстоянии от его оси, а к каждому из стержней под углом 45…90° прикреплены дополнительные стержни, позволяющие интенсифицировать тепломассообмен между теплоносителем и диспергированным материалом. Корпус форсунки выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную, жестко связанную с ним втулку, с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, состоящим из цилиндрической части, и соосным с ней полым конусом, установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, а к конусу, в его нижней части, жестко прикреплен с помощью винта распылитель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора между соплом и полым конусом, при этом на боковой поверхности конуса выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, причем оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15°÷60°, а на внутренних поверхностях цилиндрических дроссельных отверстий, выполненных на боковой поверхности конуса с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, имеются винтовые канавки. Технический результат - повышение эффективности процессов сушки и прокалки. 2 ил.

Сушилка виброкипящего слоя для дисперсных материалов // 2525046

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для сушки дисперсных материалов в виброкипящем слое, которые находят применение в химической, пищевой, торфяной, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности. Сушилка виброкипящего слоя для дисперсных материалов закреплена на фундаменте и содержит корпус с газоподводящими и газоотводящими коробами, устройства загрузки и выгрузки сушимого материала, вибропривод с установленными в нем лонжеронами, шарнирно прикрепленными к штангам. Согласно изобретению, вибропривод сушилки выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма, лонжероны которого шарнирно прикреплены одним концом к штангам вибропривода, а другим концом к шарнирным опорам, неподвижно закрепленным на фундаменте сушилки, с возможностью наклона в направлении от устройства загрузки к устройству выгрузки под углом α между нижним положением качания лонжеронов и горизонтальной плоскостью. При этом величина угла α лежит в пределах от 0 до 15°. Техническим результатом изобретения является ускоренный процесс сушки за счет увеличения теплоотдачи газового теплоносителя сушимому материалу. 2 ил.

Струйный нагреватель // 2525562

Изобретение относится к оборудованию для сушки и нагрева материалов во взвешенном состоянии и может найти применение в химической и других отраслях промышленности, в частности для высушивания и нагрева минеральных солей (хлористого калия) перед прессованием. Струйный нагреватель выполнен в виде вертикальной секционной пневмотрубы. В ее нижнюю секцию, соединенную с устройством для подачи материала, подается отработанный теплоноситель. Средняя секция пневмотрубы снабжена отверстиями или соплами, заключенными в улиткообразный коллектор, в который подается свежий теплоноситель. Верхняя секция пневмотрубы соединена с разгрузочным устройством, где отработанный теплоноситель освобождается от твердой фазы. Технический результат заключается в повышении эффективности использования теплоносителя и тем самым снижении расхода топлива, равномерности распределения теплоносителя по сечению пневмотрубы и интенсификации тепломассообмена. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.