Пневмосушилка двухканальная
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 пневмосушилке двухканальной, содержащей основной спиральный канал, образованный основной спиральной перегородкой, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, и дополнительный спиральный канал, образованный дополнительной спиральной перегородкой сверху и снизу, герметично закрытый соответственно крышкой и днищем, вихревая камера жестко связана с соосно расположенной сепарационной камерой разгрузочного циклона с выхлопной трубой для отвода теплоносителя в атмосферу, а дополнительный спиральный канал связан с автономным циклоном, имеющим шлюзовой затвор, соединенный с входным патрубком дополнительного спирального канала, выход которого соединен со входом сепарационной камеры автономного циклона, также имеющего выхлопную трубу для отвода теплоносителя в атмосферу, на днище корпуса вихревой камеры закреплен вибратор, оптимальными параметрами вибрационной обработки которого являются уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 с с интервалом 30 с. 1 з.п. ф-лы, 2 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 пневмосушилке двухканальной, содержащей основной спиральный канал, образованный основной спиральной перегородкой, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, и дополнительный спиральный канал, образованный дополнительной спиральной перегородкой сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем, вихревая камера жестко связана с соосно расположенной сепарационной камерой разгрузочного циклона с выхлопной трубой для отвода теплоносителя в атмосферу, а дополнительный спиральный канал связан с автономным циклоном, имеющим шлюзовой затвор, соединенный с входным патрубком дополнительного спирального канала, выход которого соединен со входом сепарационной камеры автономного циклона, также имеющего выхлопную трубу для отвода теплоносителя в атмосферу, на днище корпуса вихревой камеры закреплен вибратор, оптимальными параметрами вибрационной обработки которого являются уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 с с интервалом 30 с.
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 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 пневмосушилки двухканальной, на фиг.2 - вид А на фиг.1.
Пневмосушилка двухканальная содержит основной спиральный канал 4 и дополнительный спиральный канал 6, сверху и снизу герметично закрытые соответственно крышкой и днищем, образующими корпус 11. Спиральные каналы 4 и 6 образованы основной спиральной перегородкой 2 и дополнительной спиральной перегородкой 3. Число витков n основного спирального канала 4 лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6. Вихревая камера 7 жестко связана с соосно с ней расположенной сепарационной камерой разгрузочного циклона 10 с выхлопной трубой для отвода теплоносителя в атмосферу. Дополнительный спиральный канал 6 связан с автономным циклоном 8, имеющим шлюзовой затвор, соединенный с входным патрубком 5 дополнительного спирального канала 6, выход которого соединен со входом сепарационной камеры автономного циклона 8, также имеющего выхлопную трубу для отвода теплоносителя в атмосферу.
На днище корпуса 11 вихревой камеры 7 закреплен вибратор (не показан) для улучшения гидродинамики процесса, удаления налипшего на стенках спиральных каналов 4 и 6 влажного или непросушенного 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.
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 DH аппарата к его высоте Нн лежит в оптимальном интервале величин DH/Нн=0,58...0,82.
Пневмосушилка двухканальная работает следующим образом.
Газовзвесь влажного термолабильного материала поступает в основной канал 4, транспортируется и высушивается сушильным агентом при повышенной температуре; в это время нет опасности перегрева материала, так как процесс идет в периоде постоянной скорости сушки. Сушильный агент быстро насыщается влагой, и движущая сила в конце канала падает. Благодаря увеличению сечения канала более полно используется потенциал сушильного агента, так как в начале канала частицы коагулированы под влиянием поверхностной влаги, а по мере удаления поверхностной влаги они дезинтегрируются, и уже не требуется высокой скорости транспортирования. В автономном циклоне 8 происходит отделение насыщенного влагой сушильного агента от подсушенного материала.
Подсушенный материал из автономного циклона 8 через шлюзовой затвор 9 поступает в дополнительный канал 6, в который через патрубок подают свежий теплоноситель с требуемой начальной температурой. Материал транспортируется и досушивается в канале 6, а так как в этом канале начинает удаляться связанная влага, то температура поверхности частиц увеличивается, что приводит к коагуляции частиц, а это вызывает необходимость повышения скорости сушильного агента по мере движения материала от периферии к центру, что достигается уменьшением сечения канала по ходу движения материала. Окончательное удаление связанной лаги происходит в вихревой камере 7 в мягких гидродинамических режимах. Из вихревой камеры газовзвесь поступает на разделение в циклон 10.
Предлагаемая конструкция пневмосушилки дает возможность сушки термолабильных дисперсных материалов, содержащих связанную влагу. Таким образом, отпадает необходимость двухступенчатой сушки, уменьшается число единиц сушильного оборудования в производстве, снижаются удельные тепловые потери, повышается интенсивность процесса сушки.
Предлагаемая пневмосушилка двухканальная спирально-вихревая позволяет производить замену теплоносителя в процессе термообработки и тем самым сохранять высокую движущую силу процесса на всем протяжении пневмотракта. В ней можно высушивать даже термолабильные материалы до низкой остаточной влажности.
1. Пневмосушилка двухканальная, содержащая основной спиральный канал, образованный основной спиральной перегородкой, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, и дополнительный спиральный канал, образованный дополнительной спиральной перегородкой, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем, вихревая камера жестко связана с соосно расположенной сепарационной камерой разгрузочного циклона с выхлопной трубой для отвода теплоносителя в атмосферу, а дополнительный спиральный канал связан с автономным циклоном, имеющим шлюзовой затвор, соединенный с входным патрубком дополнительного спирального канала, выход которого соединен со входом сепарационной камеры автономного циклона, также имеющего выхлопную трубу для отвода теплоносителя в атмосферу, отличающаяся тем, что на днище корпуса вихревой камеры закреплен вибратор, оптимальными параметрами вибрационной обработки которого 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. Пневмосушилка двухканальная 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=0,57...0,84;
отношение диаметра D1 сепарационной камеры к диаметру D3 выхлопного патрубка лежит в оптимальном интервале величин D1/D3=l,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.
