Сушильная установка с активным виброкипящим слоем
Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности. Сушильная установка с активным виброкипящим слоем содержит загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, теплогенератор, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха, при этом сушильная камера состоит из рабочего органа в виде протяженной герметичной оболочки, состоящей из двух частей: крышки, жестко соединенной с лотком, причем в плоскости, перпендикулярной оси рабочего органа, крышка имеет профиль, образованный внутренней и внешней полуокружностями, а лоток имеет профиль криволинейной трапеции с большим внешним основанием, равным по величине диаметру внешней полуокружности крышки, а внутри рабочего органа расположен горизонтальный перфорированный лист, причем лоток посредством упругой системы базируется на раме, а вибровозбудитель закреплен на кронштейнах, связанных с нижней частью лотка, при этом на рабочем органе установлены бункер загрузки влажного материала, патрубок выгрузки продукта и патрубки подачи нагретого воздуха и отсоса отработанного воздуха, а на крышке установлены патрубки соответственно для подключения к системам мойки и пожаротушения. Технический результат - повышение производительности сушки. 1 з.п. ф-лы, 5 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 сушилка по а.с. СССР №553424, F26B 17/10, 1975 г., содержащая загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, калорифер, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха (прототип).
Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта. Кипящий слой обладает рядом недостатков. Так, при сушке высоковлажных и склонных к слипанию материалов в слое возникает неоднородная структура: появляются газовые пузыри, неустойчивые каналы, свищи, что отрицательно сказывается на процессе сушки. Такие явления в кипящем слое вызваны неравномерным распределением газового потока по сечению сушильного пространства, образованием застойных зон и областей взаимодействия материала с сушильным агентом.
Технический результат - повышение производительности сушки за счет устранения неоднородности кипящего слоя путем наложения вибрации на газораспределительную решетку и получения виброкипящего слоя, который позволяет расширить круг обрабатываемых материалов.
Это достигается тем, что в сушильной установке с активным виброкипящим слоем, содержащей загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, теплогенератор, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха, согласно изобретению сушильная камера состоит из рабочего органа в виде протяженной герметичной оболочки, состоящей из двух частей: крышки, жестко соединенной с лотком, причем в плоскости, перпендикулярной оси рабочего органа, крышка имеет профиль, образованный внутренней и внешней полуокружностями, а лоток имеет профиль криволинейной трапеции с большим внешним основанием, равным по величине диаметру внешней полуокружности крышки, а внутри рабочего органа расположен горизонтальный перфорированный лист, причем лоток посредством упругой системы базируется на раме, а вибровозбудитель закреплен на кронштейнах, связанных с нижней частью лотка, при этом на рабочем органе установлены бункер загрузки влажного материала, патрубок выгрузки продукта и патрубки подачи нагретого воздуха и отсоса отработанного воздуха, а на крышке установлены патрубки соответственно для подключения к системам мойки и пожаротушения.
Сушильная установка может быть снабжена рыхлителями, размещенными на горизонтальном перфорированном листе, выполненными в виде подпружиненных инерционных масс с упругими лопастями, причем инерционная масса выполнена с центральным отверстием, на боковой поверхности которой имеется винтовая канавка для соединения ее с винтовой пружиной посредством крепежного элемента, причем на каждой инерционной массе размещено, по крайней мере, три упругие лопасти, оси которых расположены в плоскости, параллельной горизонтальному перфорированному листу, а сами лопасти установлены в, по крайней мере, трех закрепленных на торце кронштейнах, причем вибровозбудителями изменяют направление, амплитуду и частоту вибрации в требуемом оптимальном диапазоне параметров обработки высушиваемого материала: уровень вибрации в диапазоне - 70...100 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне - 20...50 Гц.
На фиг.1 показан общий вид сушилки вибрационной конвективной с виброкипящим слоем, на фиг.2 - профильная проекция фиг.1, на фиг.3 - схема сушильной установки, на фиг.4 представлен общий вид рыхлителя, на фиг.5 - узел крепления лопасти.
Сушильная установка с виброкипящим слоем включает в себя сушилку вибрационную конвективную (СВК), которая состоит (см. фиг.1 и 2) из рабочего органа 1 в виде протяженной герметичной оболочки, состоящей из двух частей: крышки, жестко соединенной с лотком, причем в плоскости, перпендикулярной оси рабочего органа 1, крышка имеет профиль, образованный внутренней и внешней полуокружностями, а лоток имеет профиль криволинейной трапеции с большим внешним основанием, равным по величине диаметру внешней полуокружности крышки. Внутри рабочего органа 1 расположен горизонтальный перфорированный лист 2. Лоток посредством упругой системы 3 базируется на раме 6. Вибровозбудитель 8 закреплен на кронштейнах 7, связанных с нижней частью лотка. Кроме того, на рабочем органе 1 установлены загрузочный бункер 11, патрубок 12 выгрузки продукта и патрубки 9 и 10 подачи нагретого воздуха и отсоса отработанного воздуха, а на крышке установлены патрубки 4 и 5 соответственно для подключения к системам мойки и пожаротушения (не показано).
Рыхлители (фиг.4 и 5) установлены на горизонтальном перфорированном листе 2. Каждый из них выполнен в виде подпружиненной упругим элементом 21 инерционной массы 22 с упругими лопастями 23, например в виде конической или цилиндрической пружины. В качестве упругого элемента 21 рыхлителя может быть также использована коническая или цилиндрическая винтовая пружина, один конец которой посредством втулки 24 и гайки 25 закреплен на горизонтальном перфорированном листе 2, а другой соединен с инерционной массой 22.
Инерционная масса 22 выполнена, например, в виде перевернутого стакана с центральным отверстием, на боковой поверхности которой имеется винтовая канавка для соединения ее с упругим элементом 21 посредством крепежного элемента (не показано), причем на каждой инерционной массе 22 размещено, по крайней мере, три упругих лопасти 23, оси которых расположены в плоскости, параллельной горизонтальному перфорированному листу 2, а сами упругие лопасти 23 установлены в, по крайней мере, трех закрепленных на торце стакана кронштейнах. Лопасти 23, выполненные в виде пружины, установлены в кронштейнах 26 подвижно с возможностью вращения вокруг своей оси, например посредством подшипникового узла трения (отверстие 28, палец 29) или качения. При этом вибровозбудителями изменяют направление, амплитуду и частоту вибрации в требуемом оптимальном диапазоне параметров обработки высушиваемого материала: уровень вибрации в диапазоне - 70...100 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне - 20...50 Гц, а основные рыхлители содержат дополнительные инерционные рыхлители в виде упругих лопастей, парциальная частота которых настраивается на частоту, кратную частоте основного рыхлителя.
Сушилка типа СВК входит в комплект со спецоборудованием, образуя сушильную установку (см. фиг.3), которое состоит из фильтра 13, заслонки на воздуховоде 14, вентилятора 15 подачи воздуха, теплогенератора 16, собственно сушилки 17, циклона 18, вентилятора 19 отсоса отработанного воздуха с заслонкой 20.
Сушильная установка с виброкипящим слоем работает следующим образом.
Воздух подается вентилятором 15 высокого давления, нагревается в теплогенераторе 16 и двумя потоками через патрубки 9 поступает под распределительную решетку в виде горизонтального перфорированного листа 2.
Влажный материал из бункера 11 питателем загружается на перфорированный лист 2 и, перемещаясь по нему в виброкипящем слое, пересыпается в устройство для его выгрузки через патрубок 12. Отработанный воздух очищается от пыли в циклоне 18 и вентилятором 19 выбрасывается в атмосферу.
В результате вибрационного воздействия значительно интенсифицируются многие тепло- и массообменные процессы в сыпучих средах. На предлагаемых вибрационных конвективных сушилках целесообразно сушить следующие пищевые продукты: картофель, свеклу, морковь, лук, быстроразваривающиеся крупы, томатные семена, кунжут, зерна, гранулированные комбикорма, сахар, свекловичный жом, пищевую поваренную соль, витамины и др. Из непищевых продуктов целесообразно обрабатывать сыпучие продукты с размером частиц от 0,05 до 20...25 мм.
За счет направленной вибрации самой сушилки продукт, поступающий на перфорированный лист 2, виброперемещается по нему от загрузки к выгрузке. Нагретый воздух подается под перфолист и, проходя через него и слой продукта, высушивает продукт. Отработанный теплоноситель отсасывается из сушилки через циклон, в котором происходит его очистка от мелких фракций, и вентилятором выбрасывается в атмосферу. Площадь перфорированных листов находится в оптимальном диапазоне величин: от 0,5 до 11 м2, а производительность установки по испаренной влаге составляет от 15 до 400 кг/ч.
Сушилка работает таким образом, что при передаче ее горизонтальному перфорированному листу 2 вибрационных колебаний в заданном диапазоне частот от вибропривода рыхлители, содержащие подпружиненную инерционную массу 22 с лопастями 23, совершают колебательное движение в вертикальной плоскости и передают энергию колебаний в верхние слои материала, одновременно перемешивая его в нижележащих слоях. Еще большее перемешивание частиц материала по высоте слоя обеспечивают лопасти шнекового типа, установленные подвижно в кронштейнах 26. Дополнительным достоинством рассматриваемой конструкции является достигаемая за счет действия рыхлителей равномерность распределения сжижающего агента (газа), который подается под горизонтальный перфорированный лист 2.
При сушке картофеля кубиками 9×9×9 мм, параллелепипедами 10×10×5 мм и столбиками 6×6 мм при температуре сушильного агента 70...90°С и скорости сушильного агента 1,26 м/с продолжительность сушки составляла 150...210 мин. Полученный продукт соответствует действующим ТУ.
Перспективным является сушка сахара-песка в конвективных сушилках с виброкипящим слоем. По сравнению с барабанными сушилками время сушки сокращается в 33 раза, а съем влаги с единицы объема сушильной камеры увеличивается в 57 раз.
Сравнительные данные сушки зерна в аппарате с виброкипящим слоем и в шахтной сушилке показывают, что при прочих равных условиях время сушки сокращается почти в 2 раза.
Таким образом, предложенные вибрационные сушилки типа СВК являются высокоэффективным оборудованием, которое может успешно применяться в легкой и других отраслях промышленности.
1. Сушильная установка с активным виброкипящим слоем, содержащая загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, теплогенератор, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха, отличающаяся тем, что сушильная камера состоит из рабочего органа в виде протяженной герметичной оболочки, состоящей из двух частей: крышки, жестко соединенной с лотком, причем в плоскости, перпендикулярной оси рабочего органа, крышка имеет профиль, образованный внутренней и внешней полуокружностями, а лоток имеет профиль криволинейной трапеции с большим внешним основанием, равным по величине диаметру внешней полуокружности крышки, а внутри рабочего органа расположен горизонтальный перфорированный лист, причем лоток посредством упругой системы базируется на раме, а вибровозбудитель закреплен на кронштейнах, связанных с нижней частью лотка, при этом на рабочем органе установлены бункер загрузки влажного материала, патрубок выгрузки продукта и патрубки подачи нагретого воздуха и отсоса отработанного воздуха, а на крышке установлены патрубки соответственно для подключения к системам мойки и пожаротушения.
2. Сушильная установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена рыхлителями, размещенными на горизонтальном перфорированном листе, выполненными в виде подпружиненных инерционных масс с упругими лопастями, причем инерционная масса выполнена с центральным отверстием, на боковой поверхности которой имеется винтовая канавка для соединения ее с винтовой пружиной посредством крепежного элемента, причем на каждой инерционной массе размещено, по крайней мере, три упругие лопасти, оси которых расположены в плоскости, параллельной горизонтальному перфорированному листу, а сами лопасти установлены в, по крайней мере, трех закрепленных кронштейнах, причем вибровозбудителями изменяют направление, амплитуду и частоту вибрации в требуемом оптимальном диапазоне параметров обработки высушиваемого материала: уровень вибрации в диапазоне 70...100 дБ, частота колебательного процесса в диапазоне 20...50 Гц.
