Распылительная сушилка для жидких материалов

Предполагаемое техническое решение относится к сушильным аппаратам и может быть использовано в химической, нефтехимической, медицинской, фармацевтической, лакокрасочной, пищевой и других отраслях промышленности, лакокрасочной, пищевой и других отраслях промышленности.
2
3
Известны распылительные сушилки состоящие из камеры, распределительного короба воздуха, экрана с вращающимися центробежными дисками с лопатками, соплами и лопатками. Например лопатки конструкции НИИХиммаш защищены пластинами из AlO, карбида вольфрама или кремния и т.д., чтобы предотвратить разрушение лопаток от высушиваемых материалов, разрушающих лопатки. (Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. – М. Химия, 1970, с. 239, 244 – 246.ю 249, 250, 252, 253). Сам диск может быть плоским или чашечным. Для распыления растворов, вызывающих эрозию или коррозию аппаратуры, рекомендуется применять диски со специальными защитными крышками.
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится сложность и длительность удаления накипи, солевого камня и других термических отложений с рабочей поверхности диска. Это увеличивает время простоя, уменьшает рабочее время распыления и в целом снижает производительность.
Известен дисковый распылитель преимущественно в распылительных сушилках для молочных продуктов, содержащий цилиндрический корпус с равномерно расположенными по его периметру сопловыми каналами, кольцевой элемент, крышку, при этом корпус распылителя снабжен стаканом, концентрически расположенным на одной из торцевых поверхностей распылителя, причем диаметр стакана меньше диаметра корпуса, а кольцевой элемент выполнен заодно с фланцем втулки, охватывающей стакан с возможностью перемещения втулки и связанного с ней кольцевого элемента в вертикальном направлении, при этом втулка и стакан снабжены фиксирующим устройством для закрепления втулки на различных уровнях относительно стакана. [Патент РФ №9177, В05 В312, 1999г.]
Недостатком известной конструкции дискового распылителя является трудность удаления термических отложений с рабочей поверхности, что приводит к большим затратам времени при ремонте и подготовки дискового распылителя к работе. Это снижает основное рабочее время и производительность.
Известна сушилка распылительная, содержащая загрузочный бункер влажного материала со шнековым питателем, сушильную камеру, калорифер, вентилятор и систему очистки отработанного воздуха, отличающаяся тем, что она содержит систему подачи высушиваемого раствора, сушильную камеру с распылительным диском и систему рециркуляции газа-теплоносителя (азота), включающую акустическую установку, сухой циклон для выделения из газового потока и сбор тонких частиц высушенного продукта, всасывающий вентилятор для подачи газа-теплоносителя из циклона в мокрый скруббер-конденсатор, служащий для конденсации паров растворителя исходного продукта и содержащий распылительное сопло для промывной жидкости, отбойники и сборник конденсата, причем растворитель подвергается охлаждению холодной водой в пластинчатом теплообменнике, а система подачи горячего газа состоит из вентилятора высокого давления для подачи теплоносителя в сушильную камеру, калорифера для нагрева газа, обогреваемого горячем маслом, которое подогревается до требуемой температуры в электроподогревателе и циркуляционным масляным насосом   подается в масляной калорифер для нагрева газа, причем в систему рециркуляции горячего масла входят сборник и бак-расширитель для масла. [Патент № 2304265, F26B13/12, 2007г.]
Недостатком известной конструкции сушилки является сложность и длительность удаления термических отложений, образующихся на рабочей поверхности распылительного диска, что увеличивает время подготовки сушилки к основному циклу работы, уменьшает основное время работы, а значит и общую производительность по высушиваемому материалу.
Наиболее близким технически решением по совокупности признаков к заявленному объекту и принятому за прототип является распылительная сушилка для жидких материалов.
Распылительная сушилка для жидких материалов, содержащая корпус с крышкой и расположенный в его верхней части дисковый распылитель, при этом в корпусе коаксиально распылителю дополнительно размещена коническая обечайка, образующая с крышкой зазор, составляющий 0,5-1,0 максимального диаметра обечайки, а диск распылителя имеет диаметр 0,3-0,6 максимального диаметра обечайки. [Авторское свидетельство СССР № 675283 F26B3/12, 1979г.]
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность удаления налипших на поверхности дискового распылителя и конической обечайки высушиваемых частиц, а также окалины ржавчины, сажи и других термических отложений, что увеличивает время очистки этих поверхностей и подготовки распылительной сушилки к основному циклу работы, а значит приводит к уменьшению производительности.
Техническим результатом предлагаемой конструкции дискового распылителя для жидких материалов является увеличение производительности.
Поставленный технический результат достигается тем, что в распылительной сушилке для жидких материалов, содержащей корпус с крышкой и расположенный в его верхней части дисковый распылитель, при этом в корпусе коаксиально распылителю дополнительно размещена коническая обечайка, образующая с крышкой зазор, составляющий 0,5-1,0 максимального диаметра обечайки, а диск распылителя имеет диаметр, составляющий 0,3-0,6 максимального диаметра обечайки, при чем дисковый распылитель и коническая обечайка выполнены из материала обладающего эффектом памяти.
Выполнение диска и конической обечайки из материала, обладающего эффектом памяти, в холодном состоянии при нормальной температуре, позволяет в процессе ремонта и осмотре изменять свою форму, что приводит к растрескиванию и отклеиванию прилипших частиц высушиваемого материала и других термических отложений. Это уменьшает время подготовки распылительной сушилки для жидких материалов к основному циклу работы, увеличивает основное время работы и приводит к росту  производительности.
Материалы, обладающие эффектом памяти, известны. Это может быть нержавеющая сталь 12Х18H10T, никель-алюминиевый сплав NuAl (36,8% Al), сплав меди-алюминия и никеля, сплав марганца и никеля, а также титано-никелевый сплав, изменяющие свою форму при температурах от 100ºС до 270ºС. (Физические эффекты в машиностроении. Справочник / Под общей редакцией В.А. Лукьянец. – М.: Машиностроение 1993, с.150 – 152.)
На фиг. 1 представлен общий вид распылительной сушилки для жидких материалов в холодном состоянии  при нормальной температуре, а на фиг. 2 вид на диск и коническую обечайку в нагретом рабочем состоянии при проведении процесса сушки.
Сушилка содержит корпус 1 с крышкой 2, распылитель 3 с диском 4 и коническую обечайку 5. Диск 4 и коническая обечайка 5  выполнены из материала, обладающего эффектом памяти.
Сушилка работает следующим образом.
Снизу подается теплоноситель в корпус 1. Жидкий исходный материал подают сверху через крышку 2 в корпус 1. Так как диск 4 и коническая обечайка 5 выполнены из материала, обладающего эффектом памяти, то они при нагревании изменяют свою форму и принимают вид, показанный на фиг.  2. Проходя через распылитель 3, исходный материал, попадают на диск 4, отскакивает от него и ударяется о коническую обечайку 5. Во время проведения процесса сушки исходный материал, переходит в высушенное состояние и ссыпается в нижнюю часть корпуса 1, где впоследствии удаляется как сухой агломерированный материал. После остановки работы распылительной сушилки для жидких материалов и прекращения подачи теплоносителя диск 4 и коническая обечайка 5 охлаждаются и принимают первоначальную форму, какую они имели в холодном состоянии (фиг.1). При таком изменении формы этих деталей, налипшие частицы высушиваемого материала и других термических отложений охрупчиваются, растрескиваются и отслаиваются. Это облегчает их удаление с очищаемых поверхностей диска 4 и конической обечайки 5, уменьшает время очистки, а значит, позволяет увеличить время основной работы и повысить производительность.
Таким образом, выполнение диска 4 и конической обечайки 5 из материала, обладающего эффектом памяти, позволяет упростить очистку, тем самым снизить время подготовки к основному циклу работы, а значит увеличить производительность.