Устройство для сушки
Изобретение относится к теплообменному оборудованию и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности для просушивания дисперсных, сыпучих, пюре- или пастообразных веществ, например нативной барды - отхода спиртового производства. В устройстве для сушки, содержащем корпус с патрубками подачи просушиваемого вещества, теплоносителя и выгрузки высушенного вещества, с коаксиально установленными в корпусе трубами, снабженными спиральными элементами, с направлением закрутки спирального элемента на каждой из труб, противоположным по отношению к закрутке спирального элемента соседней трубы, патрубок подачи с одной стороны соединен с узлом смешивания просушиваемого вещества с принудительно подаваемым теплоносителем, а с другой - с полостью внутренней трубы, трубы установлены в корпусе с образованием полостей перехода из одной полости в другую с возможностью последовательного поступления просушиваемого вещества с теплоносителем в каждую из полостей, начиная с полости внутренней трубы, а затем в полости, образуемые внешней поверхностью каждой из труб и внутренней поверхностью соседней трубы, а также внешней поверхностью крайней трубы и корпусом устройства. Изобретение должно обеспечить уменьшение потерь тепловой энергии. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к теплообменному оборудованию и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности для просушивания дисперсных, сыпучих, пюре- или пастообразных веществ, например нативной барды - отхода спиртового производства.
Известны устройства для сушки дисперсных, сыпучих, пюре- или пастообразных веществ. Как правило, они представляют собой корпус с размещенными внутри него трубами, снабженными спиральными элементами, например, в виде шнека или пружины, для перемещения теплоносителя внутри трубы и просушиваемого вещества снаружи трубы [см., например, патент на изобретение №2179067, МПК7 F 26 В 17/20, 11/14, реферат к заявке на изобретение №93039404, кл. F 26 В 17/20, 11/14]. Спиральные элементы в этих устройствах способствуют лучшему теплообмену между теплоносителем и просушиваемым веществом, а также перемешиванию просушиваемого вещества. Однако для таких устройства характерна значительная потеря тепла на нагревание труб и элементов, через которые происходит нагревание и сушка. Кроме того, для эффективной сушки устройство должно иметь значительные габариты, в частности довольно большую длину.
Известны также устройства для сушки, представляющие собой камеры, в которых просушиваемые вещества подвергаются барботированию и температурному воздействию [патенты на изобретение №2134854, МПК 6 F 26 B 5/06, №789102, МПК 3 A 23 L 3/18 и др.] Однако эти устройства также имеют большие габариты, занимают значительные площади и неэффективны.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для сушки, представляющее собой корпус, внутри которого установлены коаксиально расположенные трубы со спиральными элементами. При этом сушильная камера образована стенками корпуса и внешней трубой, на которой расположен спиральный элемент в виде шнека, а внутренняя полость внешней трубы и полости других труб предназначены для перемещения в них теплоносителя. Полости труб подсоединены к коллекторам теплоносителя и установлены с возможностью вращения. Направление закрутки спирального элемента каждой из труб противоположно по отношению к закрутке спирального элемента соседней трубы [патент на изобретение №1270518, МПК7 F 26 B 17/20, 11/14].
Недостатком известного устройства является значительная потеря тепла на нагревание труб и элементов, через которые происходит нагревание и сушка. Кроме того, для эффективной сушки устройство должно иметь значительные габариты, в частности довольно большую длину.
Заявляемое изобретение решает задачу создания устройства, меньшего по габаритам и эффективного для процесса сушки.
Техническим результатом при использовании заявляемого изобретения является уменьшение потерь тепловой энергии, а также уменьшение габаритов установки.
Этот технический результат достигается тем, что в устройстве для сушки, содержащем корпус с патрубками подачи просушиваемого вещества, теплоносителя и выгрузки высушенного вещества, с коаксиально установленными в корпусе трубами, снабженными спиральными элементами, с направлением закрутки спирального элемента на каждой из труб противоположным по отношению к закрутке спирального элемента соседней трубы, патрубок подачи с одной стороны соединен с узлом смешивания просушиваемого вещества с принудительно подаваемым теплоносителем, а с другой - с полостью внутренней трубы, трубы установлены в корпусе с образованием полостей перехода из одной полости в другую с возможностью последовательного поступления просушиваемого вещества с теплоносителем в каждую из полостей, начиная с полости внутренней трубы, а затем в полости, образуемые внешней поверхностью каждой из труб и внутренней поверхностью соседней трубы, а также внешней поверхностью крайней трубы и корпусом устройства, причем последняя полость подсоединена к патрубку выгрузки просушенного вещества, площадь сечения каждой последующей полости, начиная с полости внутренней трубы меньше предыдущей, спиральные элементы установлены на внешней поверхности каждой трубы.
При этом в конце каждой полости, кроме последней, по ходу движения просушиваемого вещества, могут быть размещены направляющие элементы.
Направляющие элементы могут представлять собой спиральные элементы с направлением закрутки, совпадающей с направлением закрутки спирального элемента соседней полости.
Патрубок выхода на конце может быть разделен на полости так, что полости расположены одна над другой, каждая из которых соединена с отводной трубой.
На чертеже показано заявляемое устройство.
Устройство содержит корпус 1, закрытый с одного торца, с коаксиально установленными в корпусе трубами 2, 3. Трубы снабжены спиральными элементами 4, 5 для транспортирования просушиваемого вещества. Спиральные элементы установлены на внешней поверхности каждой трубы, при этом направление закрутки спиральных элементов на каждой из труб противоположно по отношению к закрутке спирального элемента соседней трубы. Так спиральный элемент 5 закручен противоположно элементу 4. Корпус выполнен с патрубками 6 и 7. Трубы 2, 3 установлены в корпусе 1 с возможностью последовательного поступления просушиваемого вещества с теплоносителем из полости внутренней трубы 2 в полости, образуемые каждой из труб и соседней трубой, например трубами 2 и 3, а также крайней трубой 3 и корпусом устройства 1. Для обеспечения такой возможности между концом внутренней трубы и торцевой стенкой корпуса 1 расположена полость перехода 8. Полость 8 сообщается с полостью внутренней трубы и соседней полостью, образованной внешней поверхностью внутренней трубы 2 и внутренней поверхностью трубы 3. Между концом трубы 3, противоположным упомянутому концу трубы 2 и противоположной торцевой стенкой корпуса расположена полость перехода 9. Полость 9 сообщается с полостью, образованной внешней поверхностью внутренней трубы 2 и внутренней поверхностью трубы 3, и полостью, образованной внешней поверхностью трубы 3 и внутренней поверхностью корпуса 1. Патрубок 6 подачи просушиваемого вещества с одной стороны соединен с узлом 10, предназначенным для смешивания просушиваемого вещества с принудительно подаваемым теплоносителем, а с другой - с полостью внутренней трубы 2. Полость, образованная внешней поверхностью трубы 3 и внутренней поверхностью корпуса 1, подсоединена к патрубку 7 выхода просушиваемого вещества. Патрубок выхода 7 может быть на конце разделен на полости так, что полости расположены одна над другой, каждая из которых соединена с отводной трубой. При этом наиболее легкие фракции просушенного материала выходят через верхние полости, а более тяжелые - через нижерасположенные. Для образования большей тяги между полостями площадь сечения каждой последующей полости, начиная с полости внутренней трубы 3 меньше предыдущей. В конце каждой полости по ходу движения просушиваемого вещества могут быть размещены направляющие элементы 11. При этом просушиваемое вещество, достигая конца полости, например, внутренней трубы 2, не налипает на торцевую поверхность корпуса, а, попадая на направляющий элемент 11, направляется в соседнюю полость, образованную внешней поверхностью трубы 2 и внутренней поверхностью трубы 3. То же происходит и при переходе в следующую полость, благодаря наличию элемента 12. Наличие таких элементов способствует сохранению непрерывности движения, уменьшению сопротивления движению в местах перехода из одной полости в другую. Эти элементы могут представлять собой спиральные элементы с направлением закрутки, идентичной с направлением закрутки спирального элемента каждой последующей полости. При этом просушиваемое вещество, как бы закручивается в вихревой поток в конце полости, что дополнительно способствует его перемешиванию.
Устройство работает следующим образом.
Через патрубок 6, смесь просушиваемого вещества, полученная в узле 10, подается под давлением в полость внутренней трубы 2, проходит ее, поступает в полость 8. В случае, если в полости 8 размещены направляющие элементы 11, смесь поступает под давлением на них, в этом случае не происходит налипание смеси на торцевую поверхность корпуса в полости 8. Затем смесь с направляющих элементов 11, или, если их нет, отталкиваясь от торцевой поверхности корпуса, поступает последовательно в полость, образуемую трубами 2 и 3, а также крайней трубой 3 и корпусом устройства 1, благодаря расположению труб в устройстве, при котором смесь после прохождения каждой полости, образуемой трубами, попадает в полость перехода, с помощью которой эта полость соединена с соседней полостью, также образуемой трубами. Непрерывному движению способствует и направление закрутки спиральных элементов. Благодаря наличию спиральных элементов в полостях образуются тангенциальные составляющие движения, что способствует завихрению потока движущегося просушиваемого вещества и лучшему перемешиванию и просушиванию. Так как сечение каждой из полостей меньше предыдущей, начиная с полости 2, скорость движения по мере удаления от полости 2 увеличивается. При движении смеси внутри полостей происходит взаимодействие движущейся смеси с поверхностями полостей и спиральных элементов. При этом происходит некоторое разогревание этих поверхностей, а следовательно, и смеси, что способствует увеличению испарения влаги из смеси, а следовательно, более эффективному просушиванию. Из полости, образуемой внутренней стенкой корпуса и трубой 3, просушенная смесь выгружается через патрубок 7.
При использовании заявляемого устройства удается избежать потерь тепла на нагревание труб и элементов. Снижение энергетических затрат происходит в связи с тем, что в каждой последующей трубе используется тепло предыдущей трубы, начиная с внутренней трубы.
1. Устройство для сушки, содержащее корпус с патрубками подачи просушиваемого вещества, теплоносителя и выгрузки высушенного вещества с коаксиально установленными в корпусе трубами, снабженными спиральными элементами с направлением закрутки спирального элемента на каждой из труб, противоположным по отношению к закрутке спирального элемента соседней трубы, отличающееся тем, что патрубок подачи с одной стороны соединен узлом смешивания просушиваемого вещества с принудительно подаваемым теплоносителем, а с другой - с полостью внутренней трубы, трубы установлены в корпусе с образованием полостей перехода из одной полости в другую для обеспечения возможности последовательного поступления просушиваемого вещества с теплоносителем в каждую из полостей, начиная с полости внутренней трубы, причем последняя полость подсоединена к патрубку выгрузки просушенного вещества, площадь сечения каждой последующей полости, начиная с полости внутренней трубы, меньше предыдущей.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в конце каждой полости, кроме последней, по ходу движения просушиваемого вещества размещены направляющие элементы.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что направляющие элементы выполнены в виде спирали с направлением закрутки, идентичной с направлением закрутки спирального элемента соседней полости.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что патрубок выхода разделен на конце на полости так, что полости расположены одна над другой, каждая из которых соединена с отводной трубой.
