Спиральная пневмосушилка

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Технический результат - повышение производительности сушки. Это достигается тем, что в спиральной пневмосушилке, содержащей спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, к виткам спирального канала тангенциально подсоединен входной патрубок для подачи через него влажного продукта в смеси с сушильным агентом, а число витков n спирального канала лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6, спиральный канал соединен с сепарационной камерой циклона, имеющего в нижней части полый усеченный конус для формирования границ вихрей потоков, идущих в бункер циклона для выгрузки сухого продукта, и дополнительного потока сушильного агента, поступающего через дополнительный патрубок, расположенный в выходной трубе циклона с входным отверстием, ось которого перпендикулярна оси циклона, при этом в выходной трубе циклона расположен завихритель лопаточного или улиточного типа, оси проходных отверстий которого параллельны оси циклона, а ось выходного отверстия выхлопного патрубка выходной трубы циклона перпендикулярна оси циклона, причем на днище спирального канала закреплен вибратор для улучшения гидродинамики процесса, 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 сек с интервалом 30 сек. 1 ил.

 

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

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является пневмосушилка комбинированная 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 спиральной пневмосушилке, содержащей спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, соединенный с сепарационной камерой циклона, имеющего в нижней части полый усеченный конус для формирования границ вихрей потоков, идущих в бункер циклона для выгрузки сухого продукта, и дополнительного потока сушильного агента, поступающего через дополнительный патрубок, расположенный в выходной трубе циклона с входным отверстием, ось которого перпендикулярна оси циклона, в выходной трубе циклона расположен завихритель лопаточного или улиточного типа, оси проходных отверстий которого параллельны оси циклона, а ось выходного отверстия выхлопного патрубка выходной трубы циклона перпендикулярна оси циклона, к виткам спирального канала тангенциально подсоединен входной патрубок для подачи через него влажного продукта в смеси с сушильным агентом, а число витков n спирального канала лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6, причем на днище спирального канала закреплен вибратор для улучшения гидродинамики процесса, 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 сек с интервалом 30 сек.

Заявляемый аппарат наиболее эффективен 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 (на чертеже 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 сек с интервалом 30 сек.

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 чертеже представлен общий вид спиральной пневмосушилки.

Спиральная пневмосушилка содержит спиральный канал 5, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем. К виткам спирального канала 5 тангенциально подсоединен входной патрубок 1 для подачи через него влажного продукта в смеси с сушильным агентом. Число витков n спирального канала лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6. Спиральный канал 5 соединен с сепарационной камерой циклона 6, имеющего в нижней части полый усеченный конус 7 для формирования границ вихрей потоков, идущих в бункер циклона 6 для выгрузки сухого продукта, и дополнительного потока сушильного агента, поступающего через дополнительный патрубок 2, расположенный в выходной трубе циклона с входным отверстием, ось которого перпендикулярна оси циклона 6. При этом в выходной трубе циклона расположен завихритель 4 лопаточного или улиточного типа, оси проходных отверстий которого параллельны оси циклона 6. Ось выходного отверстия выхлопного патрубка выходной трубы циклона перпендикулярна оси циклона 6.

На днище спирального канала 5 закреплен вибратор (на чертеже не показан) для улучшения гидродинамики процесса, удаления налипшего на стенки спирального канала 5 влажного или неготового продукта. Вибратор может быть закреплен также на крышке или непосредственно на стенке спирального канала 5 (на чертеже 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 сек с интервалом 30 сек.

При сушке дисперсных материалов с длительным вторым периодом целесообразно после удаления свободной влаги проводить сушку в более «мягких» режимах. Для обеспечения таких режимов 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 D_H аппарата к его высоте Нн лежит в оптимальном интервале величин D_H/Нн=0,58...0,82.

Спиральная пневмосушилка работает следующим образом.

Влажный материал поступает вместе с теплоносителем через входной патрубок 1, проходит спиральный канал 5 и поступает в сепарационную камеру циклона 6.

С целью снижения выброса мелких фракций из аппарата в него вводят дополнительный поток сушильного агента, который закручивается в завихрителе 4 в том же направлении, что и основной поток. Под воздействием двух вихрей в дополнительном патрубке 2 происходит «вымывание» мелких фракций из потока отработанного теплоносителя. Полый усеченный конус 7 служит для формирования границ вихрей и их стабилизации.

Предлагаемый аппарат может применяться для сушки полидисперсных материалов с высоким содержанием тонкодисперсных фракций. В этом аппарате возможна сушка и пылеулавливание частиц размером 5...10 мк.

Спиральная пневмосушилка, содержащая спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, соединенный с сепарационной камерой циклона, имеющего в нижней части полый усеченный конус для формирования границ вихрей потоков, идущих в бункер циклона для выгрузки сухого продукта, и дополнительного потока сушильного агента, поступающего через дополнительный патрубок, расположенный в выходной трубе циклона с входным отверстием, ось которого перпендикулярна оси циклона, при этом в выходной трубе циклона расположен завихритель лопаточного или улиточного типа, оси проходных отверстий которого параллельны оси циклона, а ось выходного отверстия выхлопного патрубка выходной трубы циклона перпендикулярна оси циклона, отличающаяся тем, что к виткам спирального канала тангенциально подсоединен входной патрубок для подачи через него влажного продукта в смеси с сушильным агентом, а число витков n спирального канала лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6, причем на днище спирального канала закреплен вибратор для улучшения гидродинамики процесса, 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.