ВАКУУМНАЯ СУШИЛКА ДЛЯ ТЕРМО- И КСЕРОЛАБИЛЬНЫХ СЫПУЧИХ И КОМКУЮЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ
VACUUM DRIER FOR THERMO- AND XEROLABILE LOOSE AND CAKING MATERIALS

Изобретение относится к технике сушки термо- и ксеролабильных сыпучих и комкующихся материалов и может быть использовано в химической, микробиологической и других отраслях промышленности.
Известно устройство для сушки дисперсных материалов по авторскому свидетельству №1211550, дата приоритета 13 июля 1984 года, включающее сушильную камеру с профильными ножами, вакуумный ресивер и быстродействующие клапаны.
Недостатком данного устройства является невозможность получения материала однородной мелкой фракции по всему объему слоя материала.
Известна вакуумная сушилка для сыпучих и комкующихся материалов, содержащая сушильную камеру с рубашкой и газораспределительной решеткой, соосно установленные измельчающие элементы, выполненные в виде ячеистых решеток с уменьшающимися снизу вверх размером ячеек, ресивер с вакуумной системой, авторское свидетельство №1460562, дата приоритета 30 июня 1987 года.
Недостатком данного устройства является неравномерность потока газообразного сушильного агента. Возможен отрыв пограничного слоя от стен камеры. Это влияет на качество высушиваемого материала.
Изобретение направлено на повышение качества высушиваемого материала и интенсификацию процесса сушки.
Результат достигается тем, что в вакуумной сушилке для сыпучих и комкующихся материалов, содержащей обогреваемую коническую камеру с расположенной в ее нижней части газораспределительной решеткой, измельчающие элементы, установленные по оси над газораспределительной решеткой, и клапаны сброса давления и вакуума, согласно изобретению с целью увеличения скорости подброса слоя материала и повышения интенсификации процесса сушки в нижней части камеры к газораспределительной решетке выходной частью присоединено сопло Лаваля.
На чертеже изображена сушилка, общий вид.
Вакуумная сушилка содержит сушильную камеру 1 конической формы с рубашкой 2 для обогрева, газораспределительную решетку 3. По оси сушильной камеры 1 соосно установлены измельчающие элементы 4, выполненные в виде ячеистых решеток (вид А) с уменьшающимся снизу доверху размером ячеек и закрепленные на оси 5. Сушильная камера 1 через размещенный в ее верхней части фильтр 6 и систему клапанов и патрубков 7-10 подключена соответственно к атмосфере, вакуумному ресиверу 11 и вакуумной системе, а к нижней части сушильной камеры 1 к газораспределительной решетке 3 присоединено выходной частью сопло12 Лаваля. Вакуумная сушилка снабжена системой подвода газообразного предварительно подогретого в калорифере (не показано) сушильного агента (СА), быстродействующим клапаном 14, клапаном 13 подвода воздуха для резкой разгерметизации сушильной камеры 1. Загрузка исходного влажного материала производится через патрубок 15, а выгрузка сухого - через крышку с газораспределительной решеткой 3, соединенной с выходом сопла 12 Лаваля.
Вакуумная сушилка для термо- и ксеролабильных сыпучих и комкующихся материалов работает следующим образом.
В рубашку 2 сушильной камеры 1 подают теплоноситель и через патрубок 15 производят загрузку исходного влажного материала. После чего патрубок 15 герметизируют и через клапан 14 (при закрытых кранах 8, 9, 13) и газораспределительную решетку 3 в сушильную камеру 1 через сопло Лаваля подают предварительно нагретый сушильный агент, который приводит высушиваемый материал во взвешенное состояние. Подача СА через сопло Лаваля 12 позволяет равномерно распределить поток СА при подходе его к газораспределительной решетке и тем самым предотвратить отрыв этого потока от стен камеры 1. Отработанный агент, пройдя через слой высушиваемого материала, фильтр 6 и клапан 7, выбрасывается в атмосферу. Одновременно через клапан 10 производят вакуумирование вакуумного ресивера 11 до заданного остаточного давления, после достижения которого клапан 10 закрывают. После конвентивного нагрева высушиваемого материала до заданной температуры клапаны 14 и 7 закрывают и открывают клапан 8 и производят импульсный сброс давления в сушильной камере 1 через вакуумный ресивер 11. В результате совокупного расширения воздуха и паров влаги, содержащихся внутри агломерированных частиц высушиваемого материала, агломераты разрыхляются, увеличивая свою пористость и размеры. Затем клапаны 8 и 10 закрывают, открывают клапан 9 и в сушильной камере 1 идет сушка понижением давления до определенного вакуума, при этом происходит интенсивное испарение влаги за счет аккумулированного высушиваемым материалом тепла с одновременным его охлаждением за счет понижения давления, несмотря на дополнительный подвод теплоты от обогреваемой рубашки сушильной камеры 1.
Таким образом, периоды прогрева высушиваемого материала чередуются с охлаждением в периоды вакуумирования, т.е. реализуется вакуум-осциллирующий режим сушки. По окончании этапа вакуумирования клапан 9 перекрывают, а быстродействующий клапан 13 открывают. Входящий через сопло 12 Лаваля поток воздуха поршнеобразно подбрасывает разрыхленный высушиваемый материал, который, проходя через ряд последовательно установленных решеток 4, измельчается до размера, меньшего размера самой мелкой решетки. Затем быстродействующий клапан 13 закрывают, снова открывают клапаны 7, 10 и 14, и цикл повторяется в описанной последовательности.
Периодически по мере увеличения гидравлического сопротивления фильтра 6 осуществляют очистку фильтрующей ткани методом обратного сброса вакуума, для чего после стадии вакуумирования производят разгерметизацию сушильной камеры через клапан 7.
Для эффективного разрушения комков материала разгерметизация сушильной камеры 1 должна осуществляться быстродействующими клапанами 13, 14, время открытия которых не превышает 0,5 с.
По окончании процесса сушки высушиваемый материал выгружают через крышку с газораспределительной решеткой 3.
Экспериментально установлено, что для обеспечения эффективного измельчения комков высушиваемого материала соотношение размеров ячеек в каждой последующей решетке, по ходу движения газа (снизу вверх), относительно предыдущей должно быть кратно 1,5-2, а число решеток и размеры ее ячеек определяют из условия необходимости получения требуемого дисперсного состава высушенного материала.