УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СУСПЕНЗИЙ

Предлагаемое техническое решение относится к химической и пищевой отраслям промышленности, а именно к технике концентрации суспензий, и может быть использована при производстве сухих дисперсных материалов.
Известна распылительная сушилка типа СРЦ-НК, позволяющая организовать конвективную сушку суспензий и порошков до нужной кондиции в распыленном состоянии (Оборудование микробиологических производств. / Калунянц К.А., Голгер Л.И., Балашов В.Е. - М.: Агропромиздат, 1987. С. 325-326) [1]. Однако эта конструкция не решает вопрос защиты или очистки внутренних стен сушильной камеры от нарастающего в процессе работы загрязнения из-за контакта распыленных частиц продукта со стенками корпуса.
Наиболее близким техническим решением, лишенным этого недостатка, является сушильный агрегат, содержащий сушильную камеру, газораспределительные элементы и подающие гидравлические форсунки (Распылительная сушилка по патенту РФ №2377485, Алексанян И.Ю. и др. 27.12.2009, Бюл. №36) [2].
Распылительная сушилка по указанному патенту, содержащая сушильную камеру, газораспределительную решетку, подающие гидравлические форсунки, причем полость сушильной камеры имеет конструктивное удлинение в виде полого цилиндра, в котором установлен газоход для подачи сушильного агента и в верхнюю часть сушильной камеры дополнительно введен трубчатый кольцевой питатель, соединенный с цилиндром и оснащенный по периферии гидравлическими форсунками, направленными на стенки сушильной камеры. Авторами частично решена поставленная техническая задача по созданию устройства, позволяющего осуществить циркуляционное перемешивание продукта при распылительной сушке, его предварительный нагрев за счет сушильного агента и исключить налипание и контакт распыленных частиц продукта со стенками сушильной камеры.
Данное устройство позволяет осуществлять подвод теплоносителя и ввод продукта на сушку распылением в нижней части сушильной камеры и последующий отвод отработавшего теплоносителя и готового продукта из верхней части камеры через циклон. Однако данная установка предполагает использование восходящего потока в кипящем слое и не предусматривает удаления испаряемой влаги, что уменьшает выход и качество готового продукта, кроме того она мало меняет интенсивность сушки из-за практического сохранения площади контакта агломерированных частиц высушиваемого продукта с теплоносителем.
Технической задачей полезной модели является создание устройства, позволяющего осуществить циркуляционное перемешивание продукта при концентрации суспензий с предварительным нагревом за счет эквидистантно подаваемого сушильного агента и дополнительного диспергирования, что превышает показатели качества готовой продукции.
Техническим результатом является повышение интенсивности процесса концентрации суспензий при одновременном повышении показателей качества.
Техническая задача решена за счет того, что устройство для концентрации суспензий, содержит сушильную камеру, газораспределительные элементы и подающие гидравлические форсунки, отличается тем, что корпус сушильной камеры выполнен в виде коаксиальной цилиндрической трубы, внутри которой коаксиально установлены магистраль в виде цилиндрической трубы и внутренний цилиндр, в зазоре которых под давлением перемещается высокотемпературный теплоноситель, а по оси внутреннего цилиндра подается сгущаемая суспензия, при этом перпендикулярно направлению потока, перемещенного по оси цилиндра и эжектируемого на выходе через гидравлические форсунки, по периметру корпуса сушильной камеры и магистрали попарно жестко зафиксированы концентратор для формирования импульса электрогидродинамического действия, причем газораспределительные элементы в виде отверстий в корпусе сушильной камеры жестко зафиксированы под углом 40-45° к перпендикулярной секущей плоскости корпуса и под углом 45-50° к направляющей внешнего цилиндра.
Устройство для концентрации суспензий поясняется фиг. 1 и фиг. 2.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства (продольный разрез корпуса), где показано: поз. 1 - сушильная камера; поз. 2 - внутренний цилиндр; поз. 3 - магистраль в виде цилиндрической трубы; поз. 4 - газораспределительный элемент; поз. 5 - концентратор; поз. 6 - продукт, 7 - зазор между коаксиальными цилиндром 2 и магистралью 3.
На фиг. 2 представлен вид устройства сверху (без верхней крышки).
Устройство для концентрации суспензий содержит сушильную камеру 1, газораспределительные элементы и подающие гидравлические форсунки (на фиг. не показано). Полость сушильной камеры выполнена в виде полого зазора 7 между коаксиальным цилиндром 2 и магистралью 3, из которых внутренний является корпусом камеры, а внешний направляющей, подающей магистрали 3 с гидравлическими форсунками на выходе продукта и теплоносителя, которая в свою очередь выполнена также в виде коаксиальных цилиндрических труб, в зазоре которых под давлением перемещается высокотемпературный теплоноситель, а по оси внутреннего цилиндра 2 эжектируется сгущаемая суспензия, при этом перпендикулярно направлению потока эжектируемого материала по периметру внешнего цилиндра и внутренней поверхности попарно размещены концентраторы 5 для формирования импульса электрогидродинамического действия, причем газораспределительные элементы 4 в виде отверстий в корпусе сушильной камеры 1 для дополнительной подачи сушильного агента выполнены под углом 40-45° к перпендикулярной секущей плоскости корпуса и под углом 45-50° к направляющей внешнего цилиндра.
Работает устройство для концентрации суспензий следующим образом: суспензия 1  подается в сушильную камеру 1, полость которой выполнена в виде полого зазора 7 между коаксиальными цилиндрами 2 и 3, по магистрали 3. Магистраль 3 выполнена в виде коаксиальных цилиндрических труб, в зазоре которых под давлением перемещается высокотемпературный теплоноситель, а по оси внутреннего цилиндра 2 сгущаемая суспензия, которые эжектируются через гидравлические форсунки на выходе продукта и теплоносителя в направлении перпендикулярно оси корпуса, по периметру внешнего цилиндра и внутренней поверхности попарно размещены концентраторы 5, формирующие импульс электрогидродинамического действия, при этом суспензия диспергируется в мельчайшие капли. Капли, многократно увеличивая площадь контакта материала и теплоносителя, интенсифицируют процесс теплового воздействия на обрабатываемый продукт, вызывая парообразование. Для удаления влаги газораспределительные элементы 4 в виде отверстий в корпусе для дополнительной подачи сушильного агента выполнены под углом 40-45° к перпендикулярной секущей плоскости корпуса сушильной камеры 1 и под углом 45-50° к направляющей внешнего цилиндра. Такое их выполнение способствует увеличению пути спирального движения обрабатываемого продукта внутри корпуса сушильной камеры 1 и турбулизации потоков сушильного агента для более интенсивного теплообмена с его отдельными частицами. Кроме того, наличие касательной составляющей скорости перемещения частиц продукта относительно сушильного корпуса препятствуют их налипанию на внутренней поверхности.
Таким образом, техническое решение отличается от прототипа новизной и новыми полезными свойствами обеспечивающими повышение показателей качества готовой продукции за счет циркуляционного перемешивание продукта при концентрации суспензий с предварительным нагревом, эквидистантно подаваемого сушильного агента и дополнительного его диспергирования.