Розпилювальна сушильна установка

1. Розпилювальна сушильна установка, що містить верхню циліндричну камеру 1, середню конічну камеру 7 та нижню камеру 8 з перфорованим дном 9, в верхній частині верхньої циліндричної камери 1 розміщений дисковий розпилювач 2 та верхній повітроподавальний пристрій 4, під перфорованим дном 9 - нижній повітроподавальний пристрій 10, над перфорованим дном 9 - повітровід відпрацьованого повітря 6, на одному з країв перфорованого дна 9 - камера виходу продукту 14, яка відрізняється тим, що перфороване дно 9 виконане з паралельними один одному повітряними отворами основними 12, осі яких паралельні одна одній та направлені в бік огороджуючих стінок 15 нижньої камери 8, причому в напрямі основних повітряних отворів 12 нижня камера 8 має C2 2 (11) 1 3 Відома розпилювальна сушильна установка, сушильна камера якої включає три камери - верхню циліндричну камеру, середню конічну камеру та нижню камеру з перфорованим дном. В верхній циліндричній камері знаходиться дисковий розпилювач та верхній повітроподавальний пристрій, під перфорованим дном - нижній повітроподавальний пристрій, над перфорованим дном - повітровід відпрацьованого повітря ("Распылительные сушильные установки Anhydro. Модернизация распылительной сушилки с целью повышения производительности и энергосбережения. Рекламні матеріали фірми Anhydro A/S Denmark) Така розпилювальна сушильна установка при дещо підвищеній продуктивності за рахунок досушки продукту в нижній камері з киплячим шаром, має обмежену продуктивність та економічність, обумовлену недостатнім часом перебування продукту в контакті із сушильним агентом. В якості прототипу для пристрою, що заявляється, обрано розпилювальну сушильну установку, що містить верхню циліндричну камеру, середню конічну камеру і а нижню камеру з перфорованим дном. В верхній циліндричній камері (в верхній й частині) знаходиться дисковий розпилювач, та над нею - верхній повітроподавальний пристрій, під перфорованим дном - нижній повітроподавальний пристрій, над перфорованим дном - повітровід відпрацьованого повітря. Нижня камера з перфорованим дном за допомогою кільцевої перегородки розділена на 2 зони: центральну циліндричну та периферійну кільцеву зону. Частки продукту з конічної камери надходять тільки до центральної циліндричної зони нижньої камери. За рахунок подачі повітря через отвори в перфорованому дні нижньої камери в центральній циліндричній зоні створюється псевдозріджений шар продукт) і інтенсивним вертикальним перемішуванням та здійснюється досушка продукту. З центральної циліндричної зони продукт надходить до периферійної кільцевої зони. В кільцевій периферійній зоні за рахунок направленої подачі повітря через отвори в перфорованому дні нижньої камери створюється горизонтальний потік часток без значного їх перемішування. Псевдозріджений потік часток продукту здійснює рух з поворотом на 360° навколо центральної камери га вивантажується через зовнішню стінку нижньої камери (Патент US 005615493А від 1.04.1997). Недоліком прототипу розпилювальної сушильної установки є те, що хоча вона дозволяє збільшити час контакту продукту з сушильним агентом в нижній камері з перфорованим дном, але продуктивність установки та якість отриманого продукту підвищується недостатньо. Це пов'язано з тим, що час перебування часток продукту в верхній циліндричній та середній конічній камерах не зростає і навіть скорочується при збільшенні подачі повітря через верхній повітроподавальний пристрій. При збільшенні навантаження об'єму сушильної камери і відповідно скороченні час) перебування часток продукту в об'ємі зростає вихідна температура сушильного агенту, необхідна для досушки часток до необхідної вологості. При цьому може бути не тільки досягнута, але й переви 88939 4 щена межа терамопластичності продукту, що унеможливлює псевдозрідження продукту в нижній камері з перфорованим дном та знижує економічну ефективність та продуктивність сушильного процесу. В основу винаходу поставлена задача підвищити економічну ефективність і продуктивність сушильного процесу та підвищити якість готового продукту шляхом удосконалення конструкції розпилювальної сушильної установки, яка забезпечує багаторазову рециркуляцію часток продукту з нижньою перфорованого дна нижньої камери до верхньої циліндричної та середньої конічної камер шляхом персі вороння горизонтального пневмотранспортного потоку в вертикальний аерофонтанний потік, що призводить до збільшення часу перебування продукту в верхній циліндричній та середній конічній камерах розпилювальної сушильної установки, завершення процесу сушіння при більш низьких температурах сушильного агенту на виході, а в випадку сушіння термопластичних продуктів - охолодження часток продукту нижче межі термопластичності. Для вирішення поставленої задачі в розпилювальній сушильній установці (за прототипом), що містить верхню циліндричну камеру, середню конічну камеру та нижню камеру з перфорованим дном, в верхній циліндричній камері, якої знаходиться пісковий розпилювач та верхній повітроподавальний пристрій, під перфорованим дном нижній повітроподавальний пристрій, над перфорованим дном - повітровід відпрацьованого повітря, на одному з країв перфорованого дна розміщена камера вивантаження продукту, у перфорованому дні нижньої камери виконують основні повітряні отвори, вісі яких паралельні одна одній га направлені в бік огороджующих стінок нижньої камери, а в напрямі основних повітряних отворів нижня камера мас частину, ширина якої звужена таким чином, що на початку звуження кут між основними повітряними отворами і огороджуючими стінками нижньої камери не перевищує 22°30' та розширюється до 90° з кожної сторони, становлячи в сумі 180°. Крім того поставлену задачу досягають тим, що в напрямку основних повітряних отворів перфорованого дна в кінці звуження нижньої камери між перфорованим дном та огороджуючими стінками нижньої камери виконана щілина, переріз якої складає не більше 25% від загальної площі перерізів перфорованого дна. Також поставлену задачу досягають тим, що на частині перфорованого дна нижньої камери, на площі, що складає не більше 25% від загальної площі перфорованого дна, зі сторони камери вивантаження продукту виконані зворотні повітряні отвори перфорованого дна, направлені в бік камери вивантаження продукту. Також поставлену задачу досягають тим, що на частині розширення нижньої камери у напрямку основних повітряних отворів на перфорованому дні встановлена перша перегородка 17, а біля камери вивантаження продукту встановлена друга перегородка з отвором для вивантаження продукту, причому площа перфорованого дна між пер 5 шою перегородкою і другою перегородкою та стінками нижньої камери становить не більше 25% від загальної площі перфорованого дна. Суть винаходу пояснюється кресленнями,, де зображені на: Фіг.1 - загальний вид розпилювальної сушильної установки, Фіг.2, 3, 4, 5 - середня конічна та нижня камери розпилювальної сушильної установки в повздовжньому розрізі. Фіг.2, 3, 4, 5. Вид В - вид зверху нижньої камери розпилювальної сушильної установки. На Фіг.1, 2, 3, 4, 5 позначені: 1 - верхня циліндрична камера, 2 - дисковий розпилювач, 3 - продуктопровід, 4 - верхній повітроподавальний пристрій, 5 - верхній повітропровід, 6 - повітропровід відпрацьованого повітря, 7 - середня конічна камера, 8 - нижня камера, 9 - перфороване дно, 10 - нижній повітроподавальний пристрій, 11 - нижній повітропровід, 12 - основні повітряні отвори, 13 - зворотні повітряні отвори, 14 - камера вивантаження продукту, 15 - огороджуючі стінки нижньої камери, 16 - щілина, 17 - перша перегородка, 18 - друга перегородка з отвором, 19 - отвір вивантаження продукту, 20 - горизонтальний віяловий струмінь, 21 - верхній кільцевий підйомний струмінь, 22 - нижній кільцевий опускний струмінь, 23 - шар продукту, 24 - горизонтальний пневмотранспортний потік, 25 - вертикальний аерофонтанний потік, 26 - киплячий шар, 27 - потік готового продукту. А-А - основні повітряні отвори, Б-Б - зворотні повітряні отвори. Розпилювальна сушильна установка містить верхню циліндричну камеру 1, середню конічну камеру 7 та нижню камеру 8 з перфорованим дном 9, в верхній циліндричній камері знаходиться дисковий розпилювач 2 та верхній повітроподавальний пристрій 4, під перфорованим дном - нижній повітроподавальний пристрій 10, над перфорованим дном - повітровід відпрацьованого повітря 6 на одному з країв перфорованого дна - камера вивантаження продукту 14. Перфороване дно 9 виконане з основними повітряними отворами 12, вісі яких паралельні одна одній та направлені в сторону огороджуючих стінок 15 нижньої камери 8, причому в напрямі основних повітряних отворів 12 ця камера 8 має частину, ширина якої звужена таким чином, що на початку звуження кут між основними повітряними отворами 12 та огороджуючими стінками 15 не перевищує 22°30' та розширюється до 90° 3 кожної сторони, становлячи в сумі 180°. Розпилювальна сушильна установка працює наступним чином. Рідкий продукт, що підлягає сушці, подають по продуктопроводу 3 та диспергують за допомогою дискового розпилювача 2. Через верхній повітроподавальний пристрій 4 надходить нагріте повітря, яке перемішується з потоком розпиленої рідини. При подальшому сумісному русі повітря та продукту здійснюють випаровування вологи та сушку часток продукту. 88939 6 Основний потік сушильною агента формується в зоні дискового розпилювача 2 в вигляді горизонтального віялового струменя 20. Горизонтальний віяловий струмінь 20 при натіканні на стінки верхньої циліндричної камери 1 майже перпендикулярно до неї утворює верхній кільцевий підйомний струмінь 21 та нижній кільцевий опускний струмінь 22, що рухається вниз по верхній циліндричній камері 1 та середній конічній камері 7. На ділянках натікання потоку на стінку верхньої циліндричної камери 1 та відриву від цієї сішки мас місце сепарація часток продукту з основного потоку з подальшим сповзанням шару продукту 23 по стінках середньої конічної камери 7 в нижню камер) 8 з перфорованим чином 9. Особливість конструкції полягає в тому, що гаряче повітря, яке подають через отвори перфорованого дна 9 нижньої камери 8, струмені яких направлені в одну сторону, створюють горизонтальний пневмотранспортний потік 24. Горизонтальний пневмотранспортний потік 24 при зустрічі з огороджуючими сішками 15 нижньої камери 8 під кутом, що не перевищує 22°30', змінює напрям спочатку в горизонтальному напрямі, дві частини потоку збираються в центрі огороджуючих стінок 15 нижньої камери 9 та взаємодіючи один з одним утворюють вертикальний аерофонтанний потік 25, який повергає порошок в об'єм середньої конічної камери 7. За межами вертикального аерофонтанного потоку 25 здійснюється всмоктування шару продукту з поверхні конусної частини середньої конічної камери 7 в нижню камеру 8 на поверхню горизонтального пневмотранспортного потоку 24. При багаторазовій рециркуляції порошку проходить постійна сепарація часток і утворення потоку готового продукту 27 та його надходження до камери вивантаження продукту 14 та відведення сушильного агента в повітровід відпрацьованого повітря 6. Повторна подача продукту в центральну зону середньої конічної камери 7 вертикальним аерофонтанним потоком 25 збільшує час сушки часток продукту, підвищує продуктивність розпилювальної сушильної установки, дозволяє закінчити процес сушки при більш низьких температурах. Ефективність процесу рециркуляції часток продукту підвищується за рахунок додаткової подачі повітря через щілину 16, яка виконана в кінці звуження нижньої камери 8 між перфорованим дном 9 та огороджуючими стінками 15 нижньої камери 8, переріз щілини складає не більше 25% від площі перерізів перфорованого дна 9. Ефективність процесу рециркуляції часток продукту також підвищується за рахунок того, що на частині перфорованого дна 9 площею не більше 25% від загальної площі перфорованого дна 9 зі сторони камери вивантаження продукту 14 виконані зворотні повітряні отвори 13, направлені в сторону камери вивантаження продукту 14. Крім того, ефективність процесу сушки часток продукту також підвищується за рахунок того, що в нижній камері 8 в зоні її розширення по відношенню до напряму основних повітряних отворів 12 на 7 перфорованому дні 9 встановлена перша перегородка 17, а біля камери з отвором 18 та біля камери вивантаження продукту 14 встановлена друга перегородка 18 з отвором 19. При цьому площа перфорованого дна 9 між першою перегородкою 17 і другою перегородкою 18 та стінками нижньої камери 8 становить не більше 25% від загальної площі перфорованого дна 9 крім того тим, що на частині перфорованого дна 9 площею не більше 25% від загальної площі перфорованого дна 9. Удосконалення конструкції заявленої розпилювальної сушильної установки забезпечує багаторазову рециркуляцію часток продукту з нижнього перфорованого дна нижньої камери до верхньої циліндричної та середньої конічної камер шляхом перетворення горизонтального пневмотранспортного потоку в вертикальний аерофонтанний потік в порівнянні з одноразовим перебуванням найбільш крупних часток продукту в потоці повітря та їх сепарації в нижній частині середньої конічної камери пристрою-прототипу, призводить до збільшення часу перебування часток продукту в верхній циліндричній та середній конічній камерах заявленої 88939 8 розпилювальної сушильної установки, завершення процесу сушіння при більш низьких температурах сушильного агенту на виході, а в випадку сушіння термопластичних продуктів - охолодження часток продукту нижче межі термопластичності. Технічний результат заявленого винаходу підтверджений результатами випробування експериментального зразка повнорозмірної розпилювальної сушильної установки. Застосування технічних рішень заявленого винаходу дозволяє збільшити час перебування часток в потоці сушильного агента до 3-4сек. в порівнянні з прототипом, де час перебування часток в потоці сушильного агента дорівнює 1-2сек. Продуктивність розпилювальної сушильної установки зросла з 500кг/годину готового продукту до 750кг/годину, а температура відпрацьованого повітря знизилась з 85°С до 75°С, що забезпечує завершення процесу сушіння часток продукту при більш низьких температурах сушильного агенту на виході, а в випадку сушіння термопластичних продуктів - охолодження часток продукту нижче межі термопластичності. 9 Комп’ютерна верстка А. Рябко 88939 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601