Аппарат для сушки дисперсных материалов в закрученном потоке теплоносителя с свч-энергоподводом



Аппарат для сушки дисперсных материалов в закрученном потоке теплоносителя с свч-энергоподводом
Аппарат для сушки дисперсных материалов в закрученном потоке теплоносителя с свч-энергоподводом
Аппарат для сушки дисперсных материалов в закрученном потоке теплоносителя с свч-энергоподводом

 


Владельцы патента RU 2544406:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ") (RU)

Изобретение относится к пищевой, химической и смежными с ними отраслями промышленности и может быть использовано для проведения тепло- и массообменных процессов, а именно сушки дисперсных материалов. В аппарате для сушки дисперсных материалов в закрученном потоке теплоносителя с СВЧ-энергоподводом, содержащем цилиндроконическую сушильную камеру с окном для вывода смеси отработанного теплоносителя и высушенного дисперсного 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 и концентрично установленным в нем завихрителем и снабженным решеткой для удержания продукта в случае остановки сушилки, новым является то, что патрубок для подачи влажного дисперсного материала установлен в устройстве, выполненным в виде улитки, расположенном в нижней части цилиндроконической сушильной камеры, а над цилиндрической частью цилиндроконической сушильной камеры концентрично установлен СВЧ-излучатель (магнетрон) таким образом, чтобы наибольшая плотность потока электромагнитной энергии была сосредоточена в зоне вращающегося кольцевого слоя высушиваемых частиц дисперсного материала. Технический результат заключается в повышении качества высушиваемого дисперсного материала. 3 ил.

 

Изобретение относится к пищевой, химической и к смежным с ними отраслям промышленности и может быть использовано для проведения тепло- и массобменных процессов, а именно сушки дисперсных материалов.

Основными направлениями интенсификации и эффективности процессов тепломассообмена является совершенствование гидродинамической обстановки в сушильных аппаратах взвешенного слоя, а также применение комбинированного энергоподвода как одного из прогрессивных методов интенсификации процесса сушки. В настоящее время все большее применение в промышленности получают способы сушки, основанные на применении СВЧ-энергоподвода.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности к достигаемому результату является сушилка с регулируемым закрученным потоком теплоносителя [Патент РФ №2480693, F26B 17/10, опубл. 27.04.2013 в бюл. №12], 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, сушилка снабжена решеткой, предназначенной для удерживания материала в случае остановки сушилки. В нижней части патрубка для подачи осевого потока теплоносителя расположен завихритель, а в его верхней части тангенциально установлен патрубок для подвода дополнительного потока теплоносителя.

Известная конструкция имеет ряд существенных недостатков:

- недостаточно высокое качество готового продукта;

- недостаточно высокая интенсивность процесса сушки;

- трудность загрузки дисперсного материала;

- относительно высокие энергозатраты;

- возможность образования завалов дисперсного материала при загрузке влажного материала.

Технической задачей изобретения является повышение качества высушиваемого дисперсного материала за счет применения «щадящего» режима сушки, интенсификация процесса тепломассообмена за счет применения комбинированного энергоподвода, обеспечение равномерности закручивания, упрощение загрузки дисперсного материала, снижение себестоимости готового продукта.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в аппарате для сушки дисперсных материалов в закрученном потоке теплоносителя с СВЧ-энергоподводом, содержащим цилиндроконическую сушильную камеру с окном для вывода смеси отработанного теплоносителя и высушенного дисперсного 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 и концентрично установленным в нем завихрителем и снабженным решеткой для удержания продукта в случае остановки сушилки, новым является то, что патрубок для подачи влажного дисперсного материала установлен в устройстве, выполненном в виде улитки, расположенном в нижней части цилиндроконической сушильной камеры, а над цилиндрической частью цилиндроконической сушильной камеры концентрично установлен СВЧ-излучатель (магнетрон) таким образом, чтобы наибольшая плотность потока электромагнитной энергии была сосредоточена в зоне вращающегося кольцевого слоя высушиваемых частиц дисперсного материала.

Технический результат заключается в повышении качества высушиваемого дисперсного материала за счет применения «щадящего» режима сушки, интенсификации процесса тепломассообмена за счет применения комбинированного энергоподвода, обеспечении равномерности закручивания, упрощении загрузки дисперсного материала, снижении себестоимости готового продукта.

На фиг. 1, 2 изображен общий вид аппарата для сушки дисперсных материалов в закрученном потоке теплоносителя с СВЧ-энергоподводом; фиг. 3 - вид А аппарата.

Аппарат для сушки дисперсных материалов в закрученном потоке теплоносителя с СВЧ-энергоподводом (фиг. 1, 2) состоит из цилиндроконической сушильной камеры 1, в нижней части которой установлено устройство, выполненное в виде улитки 2, снабженное питателем 3, патрубком 4 подачи тангенциального потока теплоносителя и разгонным участком 5 для получения газовзвеси, патрубком 6 для подвода осевого потока теплоносителя, выполненным по оси камеры и концентрично установленным в нем завихрителем 7. Над завихрителем установлена решетка 8. Цилиндрическая часть 9 цилиндроконической сушильной камеры 1 содержит окно 10 и патрубок 11 для вывода высушенного материала и отработанного теплоносителя. Над цилиндрической частью 9 концентрично установлен СВЧ-излучатель (магнетрон) 12 таким образом, чтобы наибольшая плотность потока электромагнитной энергии была сосредоточена в зоне вращающегося кольцевого слоя высушиваемых частиц дисперсного материала.

Удерживающая решетка 8 предназначена для предотвращения попадания частиц дисперсного материала в воздуховод в случае экстренной остановки аппарата.

Траектории закрученных потоков теплоносителя, образованные подводом осевого и тангенциального потоков, показаны линиями 13.

Сушка влажного дисперсного материала осуществляется в три этапа.

Аппарат для сушки дисперсных материалов в закрученном потоке теплоносителя с СВЧ-энергоподводом работает следующим образом.

Влажный дисперсный материал питателем 3 (фиг. 1, 2) подается в разгонный участок 5. Одновременно через патрубок 4 подачи тангенциального потока теплоносителя в него подается горячий теплоноситель. В результате этого происходит образование газовзвеси, при этом происходит прогрев влажного дисперсного материала и, таким образом, происходит I этап сушки.

Затем газовзвесь поступает в улитку 2, куда также через патрубок 6 подвода осевого потока теплоносителя поступает горячий теплоноситель. Помимо этого улитка 2 снабжена завихрителем 7, который докручивает основной поток теплоносителя до нужной интенсивности закрутки. Теплоноситель вместе с частицами дисперсного материала начинает совершать сложное циркуляционное движение вдоль окружности аппарата, увеличивая при этом свою скорость. Тангенциальная скорость частиц дисперсного материала обуславливает возникновение центробежной силы, которая отбрасывает частицы дисперсного материала от центра сушильной камеры к ее стенкам, образуя закрученный слой, представляющий собой вращающееся кольцо. При этом процесс сушки протекает при высоких относительных скоростях частиц дисперсного материала и теплоносителя, таким образом осуществляется II этап сушки.

Осевая составляющая скорости закрученного потока по высоте цилиндроконической сушильной камеры 1 падает, скорость витания дисперсного материала по мере его высыхания уменьшается.

За счет этого дисперсный материал по мере его высыхания поднимается в цилиндрическую часть 9 цилиндроконической сушильной камеры 1, где происходит интенсификация тепломассобмена в процессе сушки за счет воздействия СВЧ-энергии на частицы дисперсного материала, что обеспечивает III этап процесса сушки.

Подвод СВЧ-энергии к частицам дисперсного материала обеспечивается СВЧ-излучателем (магнетроном) 12, концентрично установленным таким образом, чтобы наибольшая плотность потока электромагнитной энергии была сосредоточена в зоне вращающегося кольцевого слоя высушиваемых частиц дисперсного материала.

В процессе сушки более влажные частицы дисперсного материала под воздействием СВЧ-энергии нагреваются более интенсивно, чем частицы, имеющие меньшую влажность, таким образом, происходит выравнивание влажности дисперсного материала. Поэтому температура теплоносителя может быть снижена на 20…40°С, чем в случае только конвективного подвода тепловой энергии. Вследствие концентричной установки СВЧ-излучателя (магнетрона) 12 обеспечивается равномерное распределение СВЧ-поля в цилиндрической части 9 цилиндроконической сушильной камеры 1.

Суммарный расход теплоносителя подбирается таким образом, чтобы, достигнув необходимой влажности, смесь высушенного дисперсного материала и отработанного теплоносителя удалялась из цилиндроконической сушильной камеры 1 через окно 10 и патрубок 11 для вывода высушенного материала и отработанного теплоносителя. Конечная влажность высушенного дисперсного материала регулируется скоростью осевого и тангенциального потоков теплоносителя. За счет изменения тангенциальной составляющей потока теплоносителя можно добиться максимальной равномерности закручивания потока дисперсного материала и теплоносителя, а меняя осевую составляющую потока теплоносителя, можно регулировать время пребывания дисперсного материала в цилиндроконической сушильной камере 1, тем самым значительно интенсифицировать тепломассообменные процессы при прочих равных параметрах сушки.

В случае экстренной остановки аппарата дисперсный материал задерживается на решетке 8.

Таким образом, предлагаемый аппарат для сушки дисперсных материалов в закрученном потоке теплоносителя с СВЧ-энергоподводом позволяет:

- снизить энергозатраты, интенсифицировать процесс сушки, повысить производительность за счет использования комбинированного конвективно-высокочастотного подвода теплоты;

- обеспечить закономерное закрученное движение частиц высушиваемого дисперсного материала за счет обеспечения стабильной гидродинамической обстановки в цилиндроконической сушильной камере;

- повысить качество конечного продукта за счет обеспечения «щадящего» режима трехстадийного процесса сушки дисперсного материала;

- обеспечить прогрев дисперсного материала и организовать стабильный режим работы устройства за счет наличия питателя и разгонного участка, позволяющего получить газовзвесь непосредственно перед входом в цилиндроконическую сушильную камеру;

- снизить себестоимость готового продукта;

- использовать аппарат во всех отраслях промышленности, где необходима сушка дисперсных материалов, и для всех видов дисперсных материалов за счет его универсальности.

Аппарат для сушки дисперсных материалов в закрученном потоке теплоносителя с СВЧ-энергоподводом, содержащий цилиндроконическую сушильную камеру с окном для вывода смеси отработанного теплоносителя и высушенного дисперсного 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 и концентрично установленным в нем завихрителем и снабженным решеткой для удержания продукта в случае остановки сушилки, отличающийся тем, что патрубок для подачи влажного дисперсного материала установлен в устройстве, выполненном в виде улитки, расположенном в нижней части цилиндроконической сушильной камеры, а над цилиндрической частью цилиндроконической сушильной камеры концентрично установлен СВЧ-излучатель (магнетрон) таким образом, чтобы наибольшая плотность потока электромагнитной энергии была сосредоточена в зоне вращающегося кольцевого слоя высушиваемых частиц дисперсного материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию для сушки шпона и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности. СВЧ-камера непрерывного действия для шпона содержит сушильную камеру проходного типа, состоящую из цилиндрического корпуса с размещенными на нем с четырех сторон СВЧ-устройствами с волноводами, расположенного на обрезиненных роликах, установленных на неподвижной раме, согласно изобретению, корпус вместе с волноводами и СВЧ-устройствами вращается на обрезиненных роликах от привода через клиноременные передачи, а высушиваемый шпон непрерывно перемещается через корпус камеры при помощи роликового транспортера.

Изобретение относится к способам контроля процесса сушки древесины, определения текущей влажности древесины и может найти применение в деревообрабатывающей промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для непрерывной сушки сыпучих и гранулированных материалов. Агрегат содержит раму с приводом и передачей, горизонтально установленный вращающийся барабан с внутренним радиусом r=(0,5…6)λ, где γ - длина СВЧ волны в свободном пространстве.

Изобретение относится к оборудованию для сушки плодов и овощей и может быть использовано в пищевой промышленности. В комбинированной СВЧ-конвективной сушилке, содержащей СВЧ-камеры с поочередно расположенными камерами охлаждения, новым является то, что корпус сушилки имеет форму спирального короба, выполненного по винтовой линии, внутри короба расположены сообщающиеся между собой камеры: камера загрузки, последовательно чередующиеся СВЧ-камеры и камеры охлаждения, камера выгрузки, причем на внутренней боковой стенке каждой СВЧ-камеры установлен магнетрон, нижняя часть камер охлаждения соединена с помощью воздуховода с вентилятором, а их верхние части - с вытяжным диффузором для отвода отработанного теплоносителя, через все камеры проходят два параллельных цепных транспортера, на которых шарнирно закреплены перфорированные лотки, привод цепных транспортеров обеспечивает циклично-непрерывное движение перфорированных лотков с периодическими выстоями, над камерой загрузки установлен загрузочный бункер с питателем, а под камерой выгрузки -разгрузочный бункер с ленточным транспортером.

Изобретение относится к оборудованию для сушки крупномерных лесоматериалов и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности для сушки оцилиндрованных и строительных бревен при изготовлении срубов жилых домов.
Изобретение относится к технологии лесного семеноводства, а именно сушке шишек деревьев хвойных пород с целью дальнейшего извлечения из них семян, предназначенных для выращивания саженцев деревьев.

Изобретение относится к способу сушки и предварительного конденсирования импрегнатов, образованных пропитанным синтетической смолой пленочным материалом в виде полотнища.

Изобретение относится к технике сушки зерна, послеуборочной и предпосевной обработке семян, обеззараживания зерновых материалов и кормов и может использоваться на предприятиях по производству зерна, элеваторной и хлебопекарной промышленности, в животноводстве и птицеводстве.

Изобретение относится к усовершенствованным устройству и способу изготовления в промышленных масштабах подвергнутых вакуумной СВЧ-обработке пищевых продуктов. .

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

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

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.

Изобретение относится к конструкции генераторов горячего газа, предназначенных для оснащения установок, используемых для сушки сыпучих продуктов в кипящем слое.

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов во взвешенно-транспортируемом слое, например, хлористого калия, содержащих поверхностную влагу, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Предложены многоступенчатая система и способ предварительной сушки бурого угля с использованием перегретого пара. Система предварительной сушки лигнита содержит сушилку с кипящим слоем внутреннего нагрева, включающую, по меньшей мере, один встроенный теплообменный аппарат, первый и второй разгрузочные затворы и пылеулавливающее устройство, состоящее, по меньшей мере, из одной ступени, а также питатель, выполненный в виде бункера с винтовым конвейером, соединенным с первым разгрузочным затвором, а последний сообщен с сушилкой с кипящим слоем внутреннего нагрева.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к области сушки растительных материалов, в частности к вакуумным сушилкам периодического действия, и может быть использовано для сушки пищевых продуктов, а именно овощей, грибов, фруктов, зелени и др. Энергосберегающая двухступенчатая сушильная установка для растительных материалов содержит цилиндроконическую камеру, представляющую собой первую ступень сушки, штуцер герметического питания, барабан, вставку цилиндрического профиля, вставку конического профиля, шаровые затворы, и цилиндрическую камеру с герметичной крышкой, вводы и выводы, вакуумные краны, соединенные с вакуумной системой, представляющей собой вторую ступень сушки. Снижаются удельные энергозатраты и повышается производительность сушки продукта за счет того, что в пространстве первой и второй ступени располагаются тепловые аккумуляторы. 1 ил.
Наверх