Спирально-вихревая пневмосушилка с вынесенной вихревой камерой
Изобретение относится к технике сушки крупно-дисперсных и высоковлажных материалов с сильно связанной влагой. Технический результат - повышение производительности сушки. Это достигается тем, что в спирально-вихревой пневмосушилке с вынесенной вихревой камерой, содержащей спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, к виткам спирального канала подсоединен входной патрубок для подачи через него влажного продукта в смеси с теплоносителем (газовзвеси), причем число витков n спирального канала лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6, а с сепарационной камерой жестко связана расположенная в нижней ее части вихревая камера, соединенная с циклоном, выхлопной патрубок циклона расположен соосно сепарационной камере и вихревой камере и проходит через них герметично, а на днище сепарационной камеры закреплен вибратор для удаления налипшего на стенки спирального канала влажного или неготового продукта, при этом заданы оптимальные параметры для вибрационной обработки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к технике сушки крупно-дисперсных и высоковлажных материалов с сильно связанной влагой.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является пневмосушилка спирально-вихревая по а.с. СССР №553424, F26В 17/10, 1975 г., содержащая спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, входной и выходной патрубки (прототип).
Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.
Технический результат - повышение производительности сушки.
Это достигается тем, что в спирально-вихревой пневмосушилке с вынесенной вихревой камерой, содержащей спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием сепарационной камеры, к виткам спирального канала подсоединен входной патрубок для подачи через него влажного продукта в смеси с теплоносителем (газовзвеси), причем число витков n спирального канала лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6, а с сепарационной камерой жестко связана расположенная в нижней ее части вихревая камера, соединенная с циклоном, при этом выхлопной патрубок циклона расположен соосно сепарационной камере и вихревой камере и проходит через них герметично, т.е. не соединяясь с ними аэродинамическими потоками, а на днище сепарационной камеры закреплен вибратор для удаления налипшего на стенки спирального канала влажного или неготового продукта, при этом оптимальными параметрами для вибрационной обработки являются уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 с с интервалом 30 с.
Заявляемые аппараты наиболее эффективны для сушки дисперсных материалов 3-4 группы по классификации Сажина Б.С. Оптимальный диапазон спирального канала в 4-6 витков определяется физическими свойствами этих материалов.
На днище корпуса пневмосушилки закреплен вибратор (не показан) для улучшения гидродинамики процесса, удаления налипшего на стенки спирального канала влажного или неготового продукта. Оптимальными параметрами для вибрационной обработки являются уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 с с интервалом 30 с.
Гидродинамика процесса сушки в предложенных аппаратах определяется в основном параметрами процесса пневмотранспорта влажного и высушиваемого материала, одним из основных параметров которого является гидравлическое сопротивление движущемуся двухфазному потоку частиц дисперсного материала и теплоносителя.
Для минимизации гидравлического сопротивления движущемуся двухфазному потоку необходимо периодическое удаление налипшего на стенки спирального канала влажного или неготового продукта.
Для этого на днище корпуса пневмосушилки закреплен вибратор. В качестве вибратора при частотах 31,5...125 Гц следует использовать электромагнитные вибраторы. Частота колебаний днища корпуса пневмосушилки в зависимости от технологического процесса, свойств материала и скорости его перемещения изменяется от 31,5 до 125 Гц. Соответственно, амплитуда колебаний днища корпуса составляет 10...0,7 мм, а уровень вибрации лежит в диапазоне 70...85 дБ. Собственную частоту колебаний днища аппарата выбирают близкой к резонансу системы. В последнем случае осуществляется постоянный обмен кинетической и потенциальной энергий между колеблющейся массой двухфазного потока частиц дисперсного материала аппарата и системой «днище корпуса-вибратор». Качество этой системы определяет коэффициент передачи, который определяет отношение амплитуды силы, воспринимаемой днищем корпуса пневмосушилки, к амплитуде возмущающего воздействия, исходящего от вибратора.
На фиг.1 представлен общий вид спирально-вихревой пневмосушилки с вынесенной вихревой камерой, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.
Спирально-вихревая пневмосушилка с вынесенной вихревой камерой содержит спиральный канал 2, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием сепарационной камеры 3. К виткам спирального канала 2 подсоединен входной патрубок 1 для подачи через него влажного продукта в смеси с теплоносителем (газовзвеси). Число витков n спирального канала лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6. С сепарационной камерой 3 жестко связана расположенная в нижней ее части вихревая камера 4, соединенная с циклоном 5. Выхлопной патрубок циклона 5 расположен соосно сепарационной камере 3 и вихревой камере 4 и проходит через них герметично, т.е. не соединяясь с ней аэродинамическими потоками. На днище сепарационной камеры 3 закреплен вибратор (не показан) для улучшения гидродинамики процесса, удаления налипшего на стенки спирального канала 2 влажного или неготового продукта. Вибратор может быть закреплен также на крышке сепарационной камеры 3 или непосредственно на стенке спирального канала 2 (не показано). Оптимальными параметрами для вибрационной обработки являются уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 с с интервалом 30 с.
Для обеспечения оптимальных режимов сушки необходимо соблюдение оптимальных соотношений конструктивных параметров сушилки, а именно: отношение диаметра D1 сепарационной камеры к диаметру D2 вихревой камеры лежит в оптимальном интервале величин D1/D2=0,57...0,84, отношение диаметра D1 сепарационной камеры к диаметру D3 выхлопного патрубка лежит в оптимальном интервале величин D1/D3=1,6...1,8, отношение высоты Н спирального канала к его ширине В лежит в оптимальном интервале величин; Н/В=1,5...4,0, отношение ширины В спирального канала к его длине L лежит в оптимальном интервале величин B/L=3,3×10-3...7,2×10-3, отношение диаметра DH аппарата к его высоте НН лежит в оптимальном интервале величин: DH/НН=0,58...0,82.
Спирально-вихревая пневмосушилка с вынесенной вихревой камерой работает следующим образом.
Влажный материал поступает вместе с теплоносителем через входной патрубок 1, проходит спиральный канал 2 и поступает сначала в сепарационную камеру 3, а затем в вихревую камеру 4 и циклон 5.
Последовательное движение материала по спиральному каналу 2, сепарационной 3 и вихревой 4 камерам обеспечивает интенсивный влагосъем в начале процесса и длительное время пребывания материала на завершающей стадии процесса. Устанавливая расход и температуру теплоносителя, можно добиваться глубокой сушки материалов с большим процентом связанной влаги. Время сушки может достигать нескольких минут.
1. Спирально-вихревая пневмосушилка с вынесенной вихревой камерой, содержащая спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием сепарационной камеры, к виткам спирального канала подсоединен входной патрубок для подачи через него влажного продукта в смеси с теплоносителем (газовзвеси), а с сепарационной камерой жестко связана расположенная в нижней ее части вихревая камера, соединенная с циклоном, при этом выхлопной патрубок циклона расположен соосно сепарационной камере и вихревой камере и проходит через них герметично, т.е. не соединяясь с ними аэродинамическими потоками, отличающаяся тем, что число витков n спирального канала лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6, на днище сепарационной камеры закреплен вибратор для удаления налипшего та стенки спирального канала влажного или неготового продукта, при этом оптимальными параметрами для вибрационной обработки являются уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 с с интервалом 30 с.
2. Спирально-вихревая пневмосушилка с вынесенной вихревой камерой по п.1, отличающаяся тем, что оптимальные режимы сушки осуществляются при следующих параметрах:
отношение диаметра D1 сепарационной камеры к диаметру D2 вихревой камеры лежит в оптимальном интервале величин D1/D2=0,51...0,84;
отношение диаметра D1 сепарационной камеры к диаметру D3 выхлопного патрубка лежит в оптимальном интервале величин D1/D3=1,6...1,8;
отношение высоты Н спирального канала к его ширине В лежит в оптимальном интервале величин Н/В=1,5...4,0;
отношение ширины В спирального канала к его длине L лежит в оптимальном интервале величин B/L=3,3·10-3...7,2·10-3;
отношение диаметра DH аппарата к его высоте Нн лежит в оптимальном интервале величин DH/НН=0,58...0,82.
