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, спиральный канал соединен с сепарационной камерой основного циклона, имеющего бункер для вывода сухого продукта, и выхлопной патрубок, расположенный соосно сепарационной камере и проходящий через нее герметично, входной штуцер для подачи через него сушильного агента расположен тангенциально к виткам спирального канала, а входной патрубок для подачи влажного материала расположен в верхней части спирального канала перпендикулярно крышке, при этом шарнирные заслонки, установленные в спиральном канале, образуют щелевые зазоры для регулирования скорости потока сушильного агента и материала, а спиральная лента, образующая спиральный канал соединена с корпусом дополнительного циклона, причем число витков спирального канала лежит в диапазоне от 4 до 6, а на днище закреплен вибратор, параметрами для вибрационной обработки являются: уровень вибрации 70...85 дБ, частота колебаний 31,5...125 Гц, время воздействия 5 сек. 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 спиральной пневмосушилке, содержащей спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, соединенной с сепарационной камерой основного циклона, имеющего бункер для вывода сухого продукта, и выхлопной патрубок, расположенный соосно сепарационной камере и проходящий через нее герметично, т.е. не соединяясь с ней аэродинамическими потоками, входной штуцер для подачи сушильного агента расположен тангенциально к виткам спирального канала, а входной патрубок для подачи влажного материала расположен в верхней части спирального канала, перпендикулярно крышке, при этом в спиральном канале установлены шарнирные заслонки, образующие щелевые зазоры для регулирования скорости потока сушильного агента и материала, а спиральная лента, образующая спиральный канал, соединена с корпусом дополнительного циклона, число витков спирального канала лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6, а на днище закреплен вибратор для улучшения гидродинамики процесса, удаления налипшего на стенках 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.

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 (на чертеже не показан) для улучшения гидродинамики процесса, удаления налипшего со стенок 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 со стенок 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 спиральной пневмосушилки, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.

Спиральная пневмосушилка содержит спиральный канал 1, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой 2 и днищем 6 с образованием вихревой камеры, соединенной с сепарационной камерой основного циклона 7, имеющего бункер для вывода сухого продукта, и выхлопной патрубок 4, расположенный соосно сепарационной камере и проходящий через нее герметично, т.е. не соединяясь с ней аэродинамическими потоками. Входной штуцер 11 для подачи через него сушильного агента тангенциально расположен к виткам спирального канала 1. Входной патрубок 3 для подачи влажного материала расположен в верхней части спирального канала, перпендикулярно крышке 2. Шарнирные заслонки 10, установленные в спиральном канале 1, образуют щелевые зазоры 8 для регулирования скорости потока сушильного агента и материала (газовзвеси).

Спиральная лента 9, образующая спиральный канал 1, соединена с корпусом дополнительного циклона 5. Число витков n спирального канала лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6. На днище 6 закреплен вибратор (на чертеже не показан) для улучшения гидродинамики процесса, удаления налипшего со стенок спирального канала 1 влажного или неготового продукта. Вибратор может быть закреплен также на крышке 2 сепарационной камеры или непосредственно на стенке спиральной ленты 9 (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 Н_Н лежит в оптимальном интервале величин: D_H/Н_H=0,58...0,82;

Спиральная пневмосушилка работает следующим образом.

Материал вводят в аппарат на центральном витке спирального канала 1, сушильный агент - через штуцер 11. Мелкие фракции материала выводят через разгрузочный конус циклона 7, а крупные - через сборник дополнительного циклона 5. Отработанный сушильный агент покидает аппарат через выхлопной патрубок 4.

Под воздействием регулируемых щелевых зазоров 8 и значительной центробежной силы на крупные фракции полидисперсного материала они движутся от центральных витков спирального канала к внешним, а после прохождения периферийного витка собираются в сборник крупной фракции. Получается, что крупная фракция благодаря противоточному (по отношению к сушильному агенту) движению по каналу постоянно попадает в области все более сухого и горячего теплоносителя, что способствует постоянному увеличению интенсивности сушки крупной фракции.

В сушилках предлагаемой конструкции наиболее целесообразно высушивать термостойкие материалы с ярко выраженной полидисперсностью и большим содержанием свободной влаги. Время сушки в данных аппаратах обычно не превышает нескольких секунд.

1. Спиральная пневмосушилка, содержащая спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, соединенной с сепарационной камерой основного циклона, имеющего бункер для вывода сухого продукта, и выхлопной патрубок, расположенный соосно сепарационной камере и проходящей через нее герметично, т.е. не соединяясь с ней аэродинамическими потоками, входной штуцер для подачи сушильного агента расположен тангенциально к виткам спирального канала, а входной патрубок для подачи влажного материала расположен в верхней части спирального канала, перпендикулярно крышке, при этом в спиральном канале установлены шарнирные заслонки, образующие щелевые зазоры для регулирования скорости потока сушильного агента и материала, а спиральная лента, образующая спиральный канал, соединена с корпусом дополнительного циклона, отличающаяся тем, что число витков n спирального канала лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6, а на днище закреплен вибратор для улучшения гидродинамики процесса, удаления налипшего на стенках 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. Спиральная пневмосушилка 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 D₂ выхлопного патрубка лежит в оптимальном интервале величин D₁/D₂=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 Н_Н лежит в оптимальном интервале величин D_H/H_H=0,58...0,82.