РАСПЫЛИТЕЛЬНАЯ СУШИЛКА КИПЯЩЕГО СЛОЯ С ИНЕРТНОЙ НАСАДКОЙ
FLUIDIZED BED SPRAY DRYER WITH INERT NOZZLE

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов в кипящем слое и может быть применено в анилино-красочной, пищевой, фармацевтической, микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка для сушки растворов, суспензий и паст в псевдоожиженном слое по патенту РФ №2335712, содержащая корпус с перфорированной неподвижно защемленной газораспределительной решеткой с инертной насадкой, распылитель, вибрационный механизм, выполненный в виде пластин, установленных в корпусе сушилки с возможностью поворота относительно осей, кинематически связанных с кулачком и управляемых им по заданному закону (прототип).
Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта, так как в известной установке ожижение слоя инертных тел достигается за счет ударных действий вибрирующих пластин. Однако вибрация пластин передается только прилегающему к ним слою инертных тел, поэтому остальная масса слоя ожижается менее интенсивно, что особенно проявляется при работе на установках с большими габаритами.
Технический результат - повышение производительности сушки.
Это достигается тем, что в распылительной сушилке кипящего слоя с инертной насадкой, содержащей корпус с газораспределительной решеткой, вибрирующие пластины, инертную насадку, форсунку, вибрационный механизм, выполненный в виде пластин, установленных в корпусе сушилки с возможностью поворота относительно осей, на вибрирующих пластинах в шахматном порядке жестко закреплены дополнительные пластины разной длины под углом к вибрирующим пластинам, лежащем в диапазоне, например 80…40°, причем свободные вершины дополнительных пластин у правой вибрирующей пластины обращены вверх, а у левой - вниз, причем в нижней части корпуса расположена система улавливания, включающая в себя акустическую установку, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, циклон и рукавный фильтр с бункером, а форсунка питателя влажного исходного продукта содержит полый цилиндрический корпус, в верхней части которого выполнена внешняя резьба для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, а в нижней части корпуса выполнена внешняя резьба для соединения с рассекателем вихревого потока, при этом в корпусе имеется внутренняя цилиндрическая камера, которая служит для подвода жидкости, а в цилиндрической камере, соосно ей, установлен с зазором относительно внутренней боковой поверхности камеры завихритель, а рассекатель вихревого потока крепится к корпусу посредством обоймы, имеющей внутреннюю резьбу и выполненную в форме кольца, к которому прикреплены две диаметрально расположенные вертикальные пластины, соединенные в нижней части горизонтально расположенным стержнем, посередине которого расположен второй завихритель, выполненный в виде диска с винтовыми лопастями, охватывающего с зазором стержень в его средней части, и имеющего по краям упоры в виде дисков, расположенных перпендикулярно стержню, а в цилиндрической камере, соосно ей, установлен с зазором относительно внутренней боковой поверхности камеры полый конический завихритель, выполненный в виде конической поверхности с винтовой сквозной нарезкой, при этом вершина конической поверхности полого конического завихрителя закреплена на торцевой поверхности штока.
На фиг. 1 изображена распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой, общий вид; на фиг. 2 - схема форсунки.
Распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой состоит из сушильной камеры 1 конусообразного прямоугольного сечения, в верхней части которой размещен питатель для паст или центробежная форсунка 3 для распыления растворов.
Сушильная камера 1 с газораспределительной решеткой 2 закрепленной между фланцами 16 и 18, снабжена патрубками ввода 4 и вывода 12 теплоносителя. Внутри камер имеются две (левая и правая) вибрирующие пластины 6, установленные под определенным углом к слою инертного материала, например 30…40°. Вибрирующие пластины 6 на расстоянии примерно  от верхнего конца, шарнирно закреплены на осях вала 7 и 17 в корпусе сушильной камеры с инертной насадкой 5, что позволяет им колебаться относительно осей валов 7 и 17. На вибрирующих пластинах 6 в шахматном порядке жестко закреплены дополнительные пластины 11 разной длины под углом к вибрирующим пластинам 6, лежащем в диапазоне, например 80…40°, причем свободные вершины дополнительных пластин 11 у правой вибрирующей пластины 6 обращены вверх, а у левой (на чертеже не показано) - вниз. Дополнительные пластины 11 служат для более интенсивного перемешивания инертной насадки.
Пластины 6 штангами 8 связаны с кулачком 9, а штанги прижимаются к кулачку пружиной 10.
Вибрирующие пластины 6 передают динамические и статические воздействия слою инертного материала 5 и задают ему определенный закон движения, что достигается углом наклона вибрирующих пластин 6, профилем кулачка 9 и числом его оборотов. Кулачок 9 насажен на вал привода (не показан). Кулачок служит для задания определенного, например синусоидального, закона движения вибрирующим пластинам 6.
Распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой работает следующим образом.
В сушильную камеру 1 загружают необходимое количество инертного материала 5, затем включают привод (не показан), от которого вращается кулачок 9. Последний через штанги 8, насаженные на оси вала 7, передает движение вибрирующим пластинам 6 и газораспределительной решетке 2. Ударно-вибрационные воздействия вибрирующих пластин 6 с дополнительными пластинами 11 и пружин газораспределительной решетки 2 передаются слою частиц инертного материала 5, которые, соударяясь, совершают сложные циркуляционные движения в сушильной камере 1. По патрубку 4 подают теплоноситель, который нагревает сушильную камеру 1 и слой инертного материала 5. После равномерного нагрева сушильной камеры 1 через питатель для паст или центробежную форсунку 3 в сушильную камеру 1 подают высушиваемый материал, который напыляется или намазывается на верхний слой инертного материала 5, затем высушивается, скалывается и уходит через газораспределительную решетку 2 и патрубок 12 в систему улавливания: сначала в акустическую установку 13, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, а затем в циклон 14 и рукавный фильтр 15 с бункером 19 и выпускным патрубком 20.
В предложенной установке газораспределительная решетка 2 выполнена в виде пакета сеток, собранных из металлических пружин, связанных или соприкасающихся одна с другой, которые соединены с вибрирующими пластинами.
Такая газораспределительная решетка позволяет более равномерно ожижать слой инертных тел за счет колебательного движения вибрирующих пластин и воздействия на них сил инерции, возникающих вследствие пульсирующих сжимающе-растягивающих движений газораспределительной решетки. Такая конструкция газораспределительной решетки решает проблему ее очистки при сушке липких материалов. Постоянная регенерация сетчатой решетки происходит в результате постоянного смещения отдельных элементов решетки относительно друг друга в процессе вибрации.
В качестве питателя влажного исходного продукта в данном аппарате используется форсунка (фиг. 2) с активным рассекателем, которая содержит полый цилиндрической корпус 21, в верхней части которого выполнена внешняя резьба для подсоединения к штуцеру (на чертеже не показано) распределительного трубопровода для подвода жидкости, а в нижней части корпуса выполнена внешняя резьба для соединения с рассекателем 28 вихревого потока.
В корпусе 21 имеется внутренняя цилиндрическая камера 24, которая служит для подвода жидкости. Для создания наибольшего эффекта образования мелкодисперсной сплошной фазы распыливаемой жидкости в цилиндрической камере 24, соосно ей, установлен с зазором 27 относительно внутренней боковой поверхности камеры 24 полый конический завихритель 23, выполненный в виде конической поверхности с винтовой сквозной нарезкой 26. Вершина конической поверхности полого конического завихрителя 23 закреплена на торцевой поверхности штока 22. Шток 22 закреплен в своей верхней части посредством сетчатого фильтра 25 к корпусу 21.
Рассекатель 28 вихревого потока крепится к корпусу посредством обоймы 29, имеющей внутреннюю резьбу и выполненную в форме кольца, к которому прикреплены две диаметрально расположенные вертикальные пластины 30 и 31, соединенные в нижней части горизонтально расположенным стержнем 32, посередине которого расположен второй завихритель 33, выполненный в виде диска с винтовыми лопастями 34, охватывающего с зазором 35 стержень 32 в его средней части, и имеющего по краям упоры 36 и 37 в виде дисков, расположенных перпендикулярно стержню 32.
Работа форсунки осуществляется следующим образом.
При подаче жидкости в корпус 21 под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа в камере 24 благодаря завихрителю 23 создаются вихревые потоки жидкости, которые устремляются в рассекатель 28 вихревого потока, а при последовательном прохождении расширяющихся потоков жидкости, истекающих через зазор 27, происходит образование веерообразного газожидкостного потока в виде пелены, реализуемое вторым завихрителем 33, выполненным в виде диска с винтовыми лопастями 34.