Меню Рубрики

Установки для сушки дисперсных материалов

установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов

Изобретение относится к технике сушки, термообработки дисперсных высоковлажных материалов и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов содержит соединенные между собой герметичные камеры: камеру виброкипящего слоя для подсушки дисперсного высоковлажного материала и камеру кипящего слоя для сушки дисперсного высоковлажного материала до конечной влажности, при этом камера виброкипящего слоя снабжена загрузочным и передающим устройствами, выполненными в виде шлюзовых затворов, патрубком подвода перегретого пара атмосферного давления со встроенной регулирующей заслонкой и патрубком его отвода, внутри камеры виброкипящего слоя расположена решетка с виброприводом, расположенным с внешней стороны камеры, патрубок отвода перегретого пара атмосферного давления соединен с делителем потоков отработанного пара атмосферного давления, снабженным двумя выходными патрубками, один из которых через циркуляционный короб подсоединен к патрубку подвода перегретого пара атмосферного давления с образованием контура рециркуляции, который включает последовательно соединенные вентилятор для подачи пара атмосферного давления и пароперегреватель пара атмосферного давления, а второй с помощью отводящего канала соединен с пароперегревателем пара пониженного давления, камера кипящего слоя снабжена разгрузочным устройством, выполненным в виде шлюзового затвора, патрубком подвода перегретого пара пониженного давления и патрубком его отвода, внутри камеры кипящего слоя установлена наклонная решетка, выполненная с возможностью регулировки угла ее наклона, причем решетку устанавливают таким образом, чтобы угол ее наклона был больше угла естественного откоса материала, патрубок отвода отработанного перегретого пара пониженного давления соединен с делителем потоков отработанного пара пониженного давления, снабженным двумя выходными патрубками, один из которых через циркуляционный короб подключен к патрубку подвода перегретого пара пониженного давления с образованием контура рециркуляции, включающего последовательно соединенные вентилятор для подачи пара пониженного давления и пароперегреватель пара пониженного давления, а второй соединен с вакуум-насосом. Изобретение должно обеспечить получение готового продукта высокого качества без снижения интенсивности проведения процесса сушки, а также более полное использование теплоты отработанного теплоносителя. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2478889

Изобретение относится к технике сушки, термообработки дисперсных высоковлажных материалов и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов [Патент РФ № 2219448, МПК 7 F26В 17/26. Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов / И.Т.Кретов, В.М.Кравченко, С.В.Шахов, А.В.Дранников № 2002120387/06; заявлена 29.07.2002; опубл. 20.12.2003; бюллетень № 35], содержащая камеру кипящего слоя со встроенным в нее подсушивателем шахтного типа и ступенчато расположенные газораспределительные решетки, под которыми размещены газоподводящие короба, в каждом из которых установлен калорифер и регулирующая заслонка, а над газораспределительными решетками параллельно им установлены поддерживающие решетки, в камеру кипящего слоя дополнительно встроены перфорированная вертикальная перегородка и подпружиненная наклонная вставка, закрепленная шарнирно с возможностью вращения под углом, превышающим угол естественного откоса материала и обеспечивающим расположение ее нижней кромки таким образом, чтобы она располагалась над неподвижной поддерживающей решеткой, а канал для подачи теплоносителя подключен к дополнительному циркуляционному коробу.

Известная установка имеет следующие недостатки:

— не предусмотрено использование в качестве теплоносителя перегретого пара, который обладает высоким коэффициентом тепломассообмена;

— не предусмотрено проведение процесса сушки при пониженном давлении;

— в камере кипящего слоя решетка установлена горизонтально, что может привести к «завалу» продукта;

— не в полной мере используется тепловой потенциал отработанного сушильного агента.

Технической задачей изобретения является повышение качества готового продукта и экономичности процесса сушки при высокой интенсивности протекания процесса.

Для решения технической задачи изобретения предложена установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов, которая содержит соединенные между собой герметичные камеры: камеру виброкипящего слоя для подсушки дисперсного высоковлажного материала и камеру кипящего слоя для сушки дисперсного высоковлажного материала до конечной влажности, при этом камера виброкипящего слоя снабжена загрузочным и передающим устройствами, выполненными в виде шлюзовых затворов, патрубком подвода перегретого пара атмосферного давления со встроенной регулирующей заслонкой и патрубком его отвода, внутри камеры виброкипящего слоя расположена решетка с виброприводом, расположенным с внешней стороны камеры, патрубок отвода перегретого пара атмосферного давления соединен с делителем потоков отработанного пара атмосферного давления, снабженным двумя выходными патрубками, один из которых через циркуляционный короб подсоединен к патрубку подвода перегретого пара атмосферного давления с образованием контура рециркуляции, который включает последовательно соединенные вентилятор для подачи пара атмосферного давления и пароперегреватель пара атмосферного давления, а второй с помощью отводящего канала соединен с пароперегревателем пара пониженного давления, камера кипящего слоя снабжена разгрузочным устройством, выполненным в виде шлюзового затвора, патрубком подвода перегретого пара пониженного давления и патрубком его отвода, внутри камеры кипящего слоя установлена наклонная решетка, выполненная с возможностью регулировки угла ее наклона, причем решетку устанавливают таким образом, чтобы угол ее наклона был больше угла естественного откоса материала, патрубок отвода отработанного перегретого пара пониженного давления соединен с делителем потоков отработанного пара пониженного давления, снабженного двумя выходными патрубками, один из которых через циркуляционный короб подключен к патрубку подвода перегретого пара пониженного давления с образованием контура рециркуляции, включающего последовательно соединенные вентилятор для подачи пара пониженного давления и пароперегреватель пара пониженного давления, а второй соединен с вакуум-насосом.

На фиг.1 представлена установка для сушки дисперсного высоковлажного материала.

Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов включает герметичные камеры виброкипящего слоя 1 и кипящего слоя 13. При этом камера виброкипящего слоя содержит внутри вибрационную решетку 2 с виброприводом 3, расположенным с внешней стороны камеры, загрузочное, передающее и разгрузочное устройства 4, 5, 6, выполненные в виде шлюзовых затворов, пароперегреватель пара атмосферного давления 7, патрубок подвода перегретого пара атмосферного давления 8 с регулирующей заслонкой 9, патрубок отвода перегретого пара атмосферного давления 10, вентилятор для подачи пара атмосферного давления 11, циркуляционный короб камеры виброкипящего слоя 12. Камера кипящего слоя 13 содержит внутри неподвижную наклонную решетку 14, выполненную с возможностью регулировки угла наклона, причем решетку устанавливают таким образом, чтобы угол ее наклона был больше угла естественного откоса материала, патрубок подвода перегретого пара пониженного давления 15 с регулирующей заслонкой 16, пароперегреватель пара пониженного давления 17, вентилятор для подачи пара пониженного давления 18, патрубок отвода отработанного перегретого пара пониженного давления 21, и циркуляционный короб камеры кипящего слоя 23. Установка снабжена делителем потоков отработанного пара атмосферного давления 19, отводящим каналом камеры виброкипящего слоя 20, делителем потоков отработанного пара пониженного давления 22.

Установка для сушки дисперсного высоковлажного материала работает следующим образом.

Дисперсный высоковлажный материал загрузочным устройством 4, выполненным в виде шлюзового затвора, подается в камеру виброкипящего слоя 1, где происходит его подсушка на вибрационной решетке 2, которая приводится в колебательное движение от вибропривода 3, расположенного с внешней стороны камеры.

Подсушенный материал передающим устройством 5 подается в камеру кипящего слоя 13, где осуществляется сушка до конечной влажности. Готовый сухой материал выводится из камеры 13 с помощью разгрузочного устройства 6.

Виброкипящий слой создается в результате вибрирующего воздействия на слой дисперсного высоковлажного материала вибрирационной решетки 2 и потока перегретого пара атмосферного давления, подаваемого в камеру виброкипящего слоя 1 вентилятором 11.

Отработанный пар атмосферного давления разделяется на два потока делителем потоков 19, один из которых подключен к входному патрубку камеры виброкипящего слоя 8 с образованием контура рециркуляции, включающего циркуляционный короб 12 и последовательно соединенные вентилятор 11 и пароперегреватель пара атмосферного давления 7, в котором осуществляется перегрев пара. Скорость перегретого пара регулируется заслонкой 9, установленной в патрубке подвода перегретого пара атмосферного давления 8.

Другой поток отработанного перегретого пара атмосферного давления в количестве, равном количеству испарившейся из материала влаги, из камеры 1 по отводящему каналу 20 поступает в пароперегреватель пара пониженного давления 17, в котором происходит его конденсация. Отработанный перегретый пар пониженного давления разделяется на два потока делителем потоков 22, один из которых по циркуляционному коробу 23 вентилятором подается в пароперегреватель пара пониженного давления 17, где перегревается за счет теплоты конденсации отработанного перегретого пара атмосферного давления. Перегретый пар пониженного давления поступает в камеру кипящего слоя 13, где материал сушится до конечной влажности на решетке 14, выполненной с возможностью регулировки угла ее наклона, причем решетку устанавливают таким образом, чтобы угол ее наклона был больше угла естественного откоса материала. Скорость перегретого пара пониженного давления в камере кипящего слоя изменяется с помощью регулирующей заслонки 16. Другой поток отработанного перегретого пара пониженного давления направляется к вакуум-насосу.

Таким образом, предлагаемая установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов имеет следующие преимущества:

— позволяет использовать перегретый пар в качестве теплоносителя, который обладает высокими коэффициентами тепломассообмена, что обеспечивает получение готового продукта высокого качества;

— предусматривается сушка материалов при пониженном давлении и соответственно при более низкой температуре, что позволяет получить высококачественный продукт, без снижения интенсивности проведения процесса сушки;

— позволяет более полно использовать теплоту отработанного теплоносителя, вследствие чего отработанный перегретый пар атмосферного давления является греющим паром для перегрева пара пониженного давления;

— в камере кипящего слоя предусмотрена наклонная решетка, которая предотвращает «завал» продукта;

— является универсальной и может использоваться для различных дисперсных высоковлажных материалов.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов, характеризующаяся тем, что содержит соединенные между собой герметичные камеры: камеру виброкипящего слоя для подсушки дисперсного высоковлажного материала и камеру кипящего слоя для сушки дисперсного высоковлажного материала до конечной влажности, при этом камера виброкипящего слоя снабжена загрузочным и передающим устройствами, выполненными в виде шлюзовых затворов, патрубком подвода перегретого пара атмосферного давления со встроенной регулирующей заслонкой и патрубком его отвода, внутри камеры виброкипящего слоя расположена решетка с виброприводом, расположенным с внешней стороны камеры, патрубок отвода перегретого пара атмосферного давления соединен с делителем потоков отработанного пара атмосферного давления, снабженного двумя выходными патрубками, один из которых через циркуляционный короб подсоединен к патрубку подвода перегретого пара атмосферного давления с образованием контура рециркуляции, который включает последовательно соединенные вентилятор для подачи пара атмосферного давления и пароперегреватель пара атмосферного давления, а второй с помощью отводящего канала соединен с пароперегревателем пара пониженного давления, камера кипящего слоя снабжена разгрузочным устройством, выполненным в виде шлюзового затвора, патрубком подвода перегретого пара пониженного давления и патрубком его отвода, внутри камеры кипящего слоя установлена наклонная решетка, выполненная с возможностью регулировки угла ее наклона, причем решетку устанавливают таким образом, чтобы угол ее наклона был больше угла естественного откоса материала, патрубок отвода отработанного перегретого пара пониженного давления соединен с делителем потоков отработанного пара пониженного давления, снабженного двумя выходными патрубками, один из которых через циркуляционный короб подключен к патрубку подвода перегретого пара пониженного давления с образованием контура рециркуляции, включающего последовательно соединенные вентилятор для подачи пара пониженного давления и пароперегреватель пара пониженного давления, а второй соединен с вакуум-насосом.

источник

XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2019

УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ ДИСПЕРСНЫХ ВЫСОКОВЛАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Известная установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов [1], содержащая соединенные между собой герметичные камеры: камеру виброкипящего слоя и камеру кипящего слоя, при этом камера виброкипящего слоя снабжена загрузочным и передающим устройствами, выполненными в виде шлюзовых затворов, патрубком подвода перегретого пара атмосферного давления со встроенной регулирующей заслонкой, причем внутри камеры виброкипящего слоя расположена решетка с виброприводом, закрепленным с внешней стороны камеры, а камера кипящего слоя снабжена разгрузочным устройством, выполненным в виде шлюзового затвора, патрубком подвода перегретого пара пониженного давления со встроенной регулирующей заслонкой и наклонной решеткой с возможностью регулировки угла наклона, установленной внутри камеры кипящего слоя; вентиляторы для подачи пара атмосферного и пониженного давления и пароперегреватели пара атмосферного и пониженного давления 4.

Однако данная установка имеет следующие недостатки:

— неравномерное высушивание дисперсного высоковлажного материала, так как в сушильных камерах не предусмотрена его пофракционная обработка;

— в камере виброкипящего слоя решетка установлена горизонтально, что может привести к «завалу» материала;

— дополнительные энергозатраты на преодоление сушильным агентом местных сопротивлений в циркуляционных коробах;

— потери теплоты в окружающую среду вследствие больших габаритов;

Поэтому с целью повышения качества готового материала, снижения металлоемкости установки и уменьшения удельных энергозатрат на процесс сушки предложена оригинальная установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов (рис. 1), которая работает следующим образом.

Рисунок 1.Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов

Дисперсный высоковлажный материал загрузочным устройством 7, выполненным в виде шлюзового затвора, подают в камеру виброкипящего слоя 1, в которой материал с помощью разделяющих жалюз 12 направляют на решетку 4. Угол наклона решетки 4 можно менять в зависимости от вида высушиваемого материала и его влажности. На решетке 4 происходит подсушка материала, при этом решетку приводят в колебательное движение от вибропривода 6, расположенного с внешней стороны камеры 1. В этой камере материал подвергается одновременному колебательному воздействию от решетки 4 и аэродинамическому воздействию от потока перегретого пара атмосферного давления, подаваемого под решетку. Таким образом, сушка осуществляется в виброкипящем слое, когда наиболее легкие частицы поднимаются вверх, а наиболее крупные остаются на поверхности решетки и далее перемещаются по длине камеры. При этом легкие частицы, перемещаясь по высоте камеры, теряют свою скорость, оседают на боковой поверхности наклонных вставок 22 и под действием силы тяжести опускаются вниз на решетку 4, и далее перемещаются по ее поверхности в следующую камеру. Вставки 22 расположены в камере 1 таким образом, чтобы зазоры между нижними кромками вставок22 и решеткой 4 были одинаковыми и достаточными для беспрепятственного перемещения частиц материала. Жесткость пружин 20 и угол наклона вставок относительно шарниров 24 выбирают в зависимости от вида обрабатываемого материала и его влажности. Так если частицы материала тяжелые и имеют высокую влажность, то пружины должны быть более жёсткими, а отклонение вставок от вертикали должно быть таким, чтобы обеспечивалось свободное перемещение частиц материала по их поверхности.

Подсушенный материал с помощью передающего устройства 8 подают на разделяющие жалюзи 13, которые направляют материал на наклонную решетку 5 камеры кипящего слоя 2, где осуществляется его сушка до конечной влажности. Готовый сухой материал выводят из камеры 2 разгрузочным устройством 9. Для гарантированного перемещения материала по поверхности решетки 5 угол ее наклона должен составлять больше угла естественного откоса высушиваемого материала. Наклонные вставки 23 установлены в камере 2 аналогично вставкам 22 в камере 1.

Отработанный пар атмосферного давления из камеры виброкипящего слоя 1 поступает через разделяющие жалюзи 12 в пароперегреватель 10. Установка разделяющих жалюзи позволяет обеспечить прохождение отработанного пара в пароперегреватель и исключить попадание частиц высушиваемого материала. В пароперегревателе 10 осуществляют перегрев отработанного пара атмосферного давления греющим паром. Далее перегретый пар атмосферного давления с помощью вентилятора 14 возвращают через патрубок подвода пара 16 в камеру 1. При этом вентилятор 14 закреплен на опоре 3 и соединен с одной стороны с пароперегревателем пара атмосферного давления 10, а с другой стороны с патрубком подвода пара атмосферного давления 16, в котором предусмотрена регулирующая заслонка 18 для изменения скорости сушильного агента в камере 1 в зависимости от вида материала и его влажности. Такое взаимное расположение камеры 1, пароперегревателя 10 и вентилятора 14 обеспечивает компактность и минимальное сопротивление на перемещение сушильного агента через элементы установки.

Отработанный перегретый пар атмосферного давления в количестве, равном количеству испарившейся влаги из материала в камере 1, подают через регулирующую заслонку 27 в короб 26. Далее отработанный пар атмосферного давления поступает в пароперегреватель пара пониженного давления 11, в котором происходит его конденсация. Отработанный перегретый пар пониженного давления из камеры 2 через разделяющие жалюзи 13 направляют в пароперегреватель пониженного давления 11, где происходит его перегрев за счет теплоты конденсации отработанного перегретого пара атмосферного давления, а затем вентилятором 15 возвращают через патрубок подвода пара 17 в камеру 2. Скорость перегретого пара пониженного давления в камере кипящего слоя 2 изменяют с помощью регулирующей заслонки 19 в зависимости от вида материала и его влажности. Отработанный перегретый пар пониженного давления в количестве, равном количеству испарившейся влаги из материала в камере 2, отводят к вакуум-насосу.

Таким образом, предлагаемая установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов позволяет:

— повысить качество высушенного материала за счет его пофракционной обработки по длине и высоте каждой камеры в зависимости от вида обрабатываемого материала и его влажности;

— исключить вероятность «завала» материала в камере виброкипящего слоя вследствие установки решетки под углом, превышающим угол естественного откоса высушиваемого материала;

— уменьшить энергозатраты на перемещение сушильного агента через элементы установки, так как в конструкции не предусмотрено использование циркуляционных коробов;

— снизить потери теплоты в окружающую среду и металлоемкость установки за счет более компактного расположения ее основных элементов.

Патент № 2478889 РФ, F 26 B 17/10, F 26 B 3/092. Установка для сушки дисперсных высоковлажных материалов [Текст] / А.А. Шевцов, А.В. Дранников, Е.В. Костина, А.И. Клейменов, Е.Ю. Стороженко (Россия) – № 2011141665; заявлено 13.10.2011; опубл. 10.04.2013; Бюл. № 10.

Сажин, В.Б. Выбор и расчет аппаратов с взвешенным слоем/ В.Б. Сажин, М.Б. Сажина. – М. – 2001 – 336 с.

Разработка устройства для сушки свекловичного жома [Текст] / И. Т. Кретов, С. В. Шахов, А. В. Дранников, А. В. Прибытков // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2001 — № 10 — С. 56-57.

Харин, В.М. Тепло- и влагообменные процессы и аппараты пищевых производств (теория и расчет) / В.М. Харин, Г.В. Агафонов. – М. : Пищевая пром-сть, 2002 – 472 с.

Шевцов, А.А. Установка для реализации высокоинтенсивного процесса сушки высоковлажных дисперсных материалов / А.А. Шевцов, А.В. Дранников, Е.В. Костина // Материалы XLVIII отчетной научной конференции преподавателей и научных сотрудников ВГТА за 2009 год / Воронеж. гос. технол. акад. – Воронеж, 2010 – Ч. 2 – С. 25

источник

Читайте также:  Установка кондиционера газ 31105 крайслер
Классы МПК: F26B17/10 с перемещением высушиваемого материала, осуществляемым потоком газообразной среды, например истекающей из сопел
F26B3/092 с возбуждением псевдоожиженного слоя, например вибрацией или пульсацией
Автор(ы): Шевцов Александр Анатольевич (RU) , Дранников Алексей Викторович (RU) , Костина Евгения Васильевна (RU) , Клейменов Алексей Иванович (RU) , Стороженко Евгений Юрьевич (RU)
Патентообладатель(и): Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (ФГБОУ ВПО ВГТА) (RU)
Приоритеты: