CZ282325B6 - Zařízení na vysoušení vlhkých sypkých materiálů přehřátou párou - Google Patents

Abstract

Válcová část (2) obsahuje paralelní vertikální podlouhlé komory (6, 7) uspořádané v kruhovém postavení. Alespoň jedna komora (7) má uzavřené dno a zbývající komory (6) mají prostupná dna (8) pro průnik páry. U svých dolních konců jsou přiléhající komory (6) vzájemně propojeny otvory (62) v komorových stěnách (5). Kuželová část (3) je rozdělena na komory, které jsou svými spodními konci spojeny s komorami (6). Komory v kuželové části (3) jsou rozděleny pomocí sešikmených vodících desek (11) na menší komory (10). Kuželová část (3) je na svém horním konci spojena s průchozí zónou (32). Alespoň jedna sešikmená vodící deska (11) je opatřena prostředky (70, 71) pro zahřívání ostatních vodících desek (11).ŕ

Description

(57) Anotace:

Zařízení na vysoušení sypkých materiálů přehřátou párou sestává z kuželovité části (3) a pod ní umístěné válcové části (2), obsahující paralelní vertikální podlouhlé komory (6, 7), uspořádané v kruhovém postavení. Alespoň Jedna komora (7) má uzavřené dno a zbývající komory (6) mají propustná dna (8) pro průnik páry, kde tyto k sobě přiléhající komory (6) Jsou vzájemné propojeny otvory (62) v komorových stěnách (5) u dolních konců komor (6), a horní konce komor (6) Jsou spojeny s průchozí zónou (32). Kuželovitá část (3) Je rozdělena na komory, které Jsou na svém dolním konci spojeny s komorami (6) a nahoře Jsou spojeny s průchozí zónou (32), přičemž komory kuželovité části (3) Jsou rozděleny do průchozích komor (10) prostřednictvím sešikmených vodicích desek (11). Zařízení dále obsahuje prostředek (15) pro dodávání vlhkého materiálu do komory (6), prostředek (13) pro vybírání vysušeného materiálu z komory (7), prostředek (51) pro dodávání přehřáté páry do oblasti pod propustná dna (8), prostředek (51) pro odvádění páry z průchozí zóny (32) a prostředek (20) pro opětný ohřev odvedené páry a její recirkulaci do oblasti pod propustná dna (8). přičemž alespoň Jedna sešikmená vodicí deska (11) je opatřena prostředky (70, 71) pro zahřívání této vodicí desky (11).

Zařízení na vysoušení sypkých materiálů přehřátou párou

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká zařízení na vysoušení sypkých materiálů přehřátou párou.

Dosavadní stav techniky

Příkladem známého zařízení je zařízení z Zuckerind 114 (1989) No. 12, pp. 964-70. Toto známé zařízení je zvláště vhodné pro vysoušení kaše, získané vyluhováním cukru z řízků cukrově řepy vodou, avšak toto zařízení je rovněž vhodné pro odstraňování tekutin, a to i jiných než je voda, z řady druhů citlivých organických materiálů.

Toto známé zařízení přináší výhodu v tom, že sypké materiály jsou vysoušeny bez přístupu vzduchu, čímž je eliminován vznik oxidace materiálu při procesu vysoušení. Další důležitá výhoda tohoto zařízení spočívá v tom, že z hlediska ochrany životního prostředí je vysoce přijatelné, protože proces vysoušení probíhá ve zcela uzavřeném systému. Navíc přebytek páry, jenž například vzniká při vysoušení řepné cukrové kaše, je velmi čistý a následné může být použit pro koncentraci cukrově šťávy a takto vytvářené kondenzáty nemohou způsobovat prachová znečištění ve srovnání s účinkem emisí, vznikajících například při bubnovém vysoušení kaše z cukrově řepy.

Při provozním používání shora uvedeného vysoušecího zařízení bylo zjištěno, že částečně vysušený sypký materiál má tendenci nalepovat se na šikmé vodicí desky a zvláště pak na horní strany těchto desek, takže se postupně vytváří stále větší vrstva, pokrývající tyto vodicí desky.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení na vysoušení sypkých materiálů přehřátou párou, sestávající z kuželovité části apod ní umístěné válcové části, obsahující paralelní vertikální podlouhlé komory, uspořádané v kruhovém postavení, přičemž alespoň jedna komora má uzavřené dno a zbývající komory mají propustná dna pro průnik páry, kde tyto k sobě přiléhající komory jsou vzájemně propojeny otvory v komorových stěnách u dolních konců komor, a horní konce komor jsou spojeny s průchozí zónou, přičemž kuželovitá část je rozdělena na komory, které jsou na svém dolním konci spojeny s komorami a nahoře jsou spojeny s průchozí zónou, přičemž komory kuželovité části jsou rozděleny do průchozích komor prostřednictvím sešikmených vodicích desek, přičemž zařízení dále obsahuje prostředek pro dodávání vlhkého materiálu do komory, prostředek pro vybírání vysušeného materiálu z komory, prostředek pro dodávání přehřáté páry do oblasti pod propustná dna, prostředek pro odvádění páry z průchozí zóny a prostředek pro opětný ohřev odvedené páry a její recirkulaci do oblasti pod propustná dna, jehož podstata spočívá vtom, že alespoň jedna sešikmená vodicí deska je opatřena prostředky pro zahřívání této vodicí desky.

Sešikmené vodicí desky jsou s výhodou duté a jsou opatřeny prostředky pro dodávání páry do jejich vnitřků.

Výhodné je, aby komory byly propojeny otvory, vytvořenými v komorových stěnách, s průchozími komorami a aby horní strany sešikmených vodicích desek byly opatřeny vodícími prostředky. Vodicí prostředky mají s výhodou tvar tyčí, upevněných k horním stranám sešikmených vodicích desek, přičemž tyto tyče jsou šikmo prodlouženy směrem dolů a směrem k otvorům sousedních sušicích komor.

- 1 CZ 282325 B6

Vynález je založen na zjištění, ze zahříváním sešikmených vodicích desek je možno zabránit nebo přinejmenším podstatně omezit tendenci nalepení částic materiálu na horní stranu vodicích desek. Příčina, proč nedochází k nalepování, není známa, ale existuje zjištění, že styk s ohřátými vodícími deskami nutí částice obsahující částice tančit na těchto deskách stejným způsobem, jako kapky vody na rozpáleném plechu. Vysvětlením může být i skutečnost, že těsně u povrchů desek se vytváří zóna relativně horké páry, přičemž tato pára způsobuje vysoušení povrchů částic.

Vodicí desky podle vynálezu jsou vhodně duté a jejich vnitřek je napojen na prostředky, dodávající páru. Vodicí desky však mohou být zahřívány i jinak, například mohou obsahovat elektrické ohřívací články.

V průběhu provozu zařízení podle vynálezu byla povrchová teplota vodicích desek přednostně udržována na teplotní hodnotě, která je o 20-80 °C vyšší než bod nasycení páry, uplatněný v zařízení při daném tlaku. To znamená, že při použití přehřáté páry, mající tlak 3,7 barů, odpovídající bodu nasycení páry 140 °C, je teplota vodicích desek udržována na 160-220 °C.

Podle dalšího provedení vynálezu, v němž sousedící vysoušeči komory jsou vzájemně spojeny otvory v komorových stěnách v průchozí zóně mezi kuželovitou částí a válcovou částí, jsou vodicí desky na svých horních stranách opatřeny vodícími prostředky. Tyto vodicí prostředky jsou přednostně umístěny takovým způsobem, že sypký materiál, který přichází do styku s horními stranami vodicích desek, je směrován k otvorům sousedních vysoušečích komor ve směru postupu procesu v zařízení. Takové vodicí prostředky, které mají například podobu kovových tyčí, upevněných na horních stranách vodicích desek, mohou podporovat postupné přemisťování sypkého materiálu uvnitř zařízení a přispívat ke zkrácení času zadržení materiálu.

Při vysoušení částicového sypkého materiálu, obsahujícího vodu, je využita přehřátá pára, zatímco při vysoušení materiálu, obsahujícího jiný než vodný roztok, je použit přehřátý výpar právě toho roztoku, který je v materiálu obsažen.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů, na kterých znázorňuje obr. 1 perspektivní a částečný průřez přednostním provedením zařízení podle vynálezu, obr. 2 vertikální průřez zařízením podle obr. 1, obr. 3 horizontální průřez podle přímky III-III zařízením podle obr. 1, obr. 4 horizontální průřez podle přímky IV-IV zařízením podle obr. 1, obr. 5 schematický perspektivní pohled na vysoušeči komoru zařízení podle vynálezu, obr. 6 vertikální průřez sešikmenou vodicí deskou v přednostním provedení zařízení podle vynálezu, a obr. 7 perspektivní pohled na horní stranu vodicí desky v dalším přednostním provedení zařízení podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení, zobrazené na výkresech, obsahuje dolní část 1, válcovou část 2, kuželovitou část 3 a horní část 4.

Válcová část 2 je rozdělena do patnácti sušicích komor 6, které jsou sériově spojeny pomocí vertikálních komorových stěn 5, přičemž mezi první a poslední sušicí komorou 6 je uspořádána vyprazdňovací komora 7. Komory 6 mají perforovaná komorová propustná dna 8. Nad propustným dnem 8 je centrálně umístěn distanční prvek 9. Distanční prvek 9 má horní stranu, která se svažuje dolů a vnějším směrem, a dolní stranu situovanou v malé vzdálenosti nad propustným dnem 8. Komory 6 zasahují do kuželovité části 3 zařízení, přičemž každá komora 6

-2CZ 282325 B6 je prostřednictvím vodicích desek 11, spojených s tepelnými články (nejsou zobrazeny), rozdělena do menších průchozích komor 10, které se směrem dolů zužují. Sousedící komory 6 a komora 7 jsou propojeny v přechodově zóně mezi válcovou částí 2 a kuželovitou částí 3 prostřednictvím otvorů 12 v komorových stěnách 5.

U dna komory 7 je umístěn prostředek 13 pro vybírání vysušeného materiálu z komory 7. Tímto prostředkem 13 je například zobrazený rotačně uspořádaný šnekový dopravník, pracující ve vyprazdňovací rouře 14. Horní díl válcově části 2 zařízení je opatřen příslušným prostředkem 15 pro dodávání vlhkého materiálu do komory 6, kterým je například zobrazený šnekový dopravník, umístěný v plnicí rouře 16, vstupující do horního úseku první komory 6.

Obr. 1 ukazuje rovněž prostředek 20 pro opětný ohřev odvedené páry a její recirkulaci do oblasti pod propustná dna 8, kterým je zobrazený potrubní tepelný výměník, který vyplňuje středovou oblast válcové části 2, kuželovité části 3 a částečně horní části 4. Tepelný výměník je napojen na potrubí 21 pro přivádění přehřáté páry, která prochází, jak bude dále vysvětleno, z horní části 4 do dolní části 1 zařízení řadou tepelných výměníkových trubek 22 za situace, kdy jsou tyto výměníkové trubky 22 současně ohřívány přehřátou párou, dodávanou potrubím 21. Navíc je tepelný výměník napojen na potrubí (není předvedeno) pro odvádění kondenzátů z oblasti kolem výměníkových trubek 22 tepelného výměníku.

Horní část 4 je rozdělena na středovou komoru 31 a průchozí zónu 32 pomocí desky 30. Ve středové komoře 31 je u horního konce tepelného výměníku umístěn stacionární plnicí prvek 33, jenž je na vnějším obvodu opatřen určitým počtem vodicích lopatek 34, majících takový tvar a uspořádání, aby bylo vytvořeno vířivé podtlakové pole v prostoru, vymezeném deskou 30, působením páry, vedené z průchozí zóny 32 do tohoto prostoru mezi plnicím prvkem 33 a deskou 30.

Deska 30 přiléhá na podtlakový sběrač 40 a středová komora 31 je spojena s vnitřkem podtlakového sběrače 40 prostřednictvím otvoru 41 v desce 30 a podtlakovém sběrači 40. Tento podtlakový sběrač má kuželovitou dolní část, vcházející do mírně nálevkovitě tvarované části 43, která je zavedena do jedné z průchozích komor 10 komory 7. V přechodové oblasti mezi kuželovitou dolní částí 42 a nálevkovitě tvarovanou částí 43 je umístěna trubice 44 za účelem přivádění stlačeného plynu, vytvářejícího vypuzovací efekt v přechodové oblasti mezi dolní kuželovitou částí 42 podtlakového sběrače 40 a nálevkovitě tvarovanou částí 43.

Trubice 45 pro uvolňování přebytečné páry je umístěna na vrcholu horní části 4 zařízení.

Na obr. 1 je zobrazen prostředek 51 pro dodávání přehřáté páry do oblasti pod propustná dna 8, kterým je s výhodou zobrazený odstředivý ventilátor. Tento prostředek 51 je v zobrazeném výhodném provedení zároveň prostředkem pro odvádění páry z průchozí zóny 32, který je v popise a nárocích označen rovněž vztahovou značkou 51. Tyto dva prostředky jsou jmenovitě uváděny zvlášť (viz. předvýznaková část nároku 1), a to se stejnou vztahovou značkou, protože obecně mohou být ztělesněny dvěma různými součástmi zařízení podle vynálezu, z nichž jedna plní funkci dodávání přehřáté páry do oblasti pod propustná dna 8 a druhá funkci odvádění páry z průchozí zóny 32.

Dolní část 1 zařízení obsahuje nálevkovitě tvarovanou část 50, směřující dolů od dolního konce tepelného výměníku do vnitřku odstředivého ventilátoru, majícího rotor, nesoucí dvě kruhově desky 52 a 53, přičemž mezi těmito deskami jsou namontovány listy 54.

Rotor odstředivého ventilátoru je namontován na hřídeli 55, který je opatřena převodem 56 pro klínový řemen, který je poháněn motorem 58 prostřednictvím dvojice klínových řemenů 57. Rotor je obklopen komorou 59, rozdělující páru, jejíž vodicí opláštění 96 je opatřeno otvory 61.

-3 II

Jak bude zřejmé z obr. 1, jsou komorové stěny 5 komor 6 opatřeny otvory 62, jimiž může nevysušený materiál procházet z jedné komory 6 do další. Tyto otvory 62 nebo některé z těchto otvorů 62 mají zmenšený rozměr ve směru postupu materiálu.

Jak bude evidentní z obr. 6, vodicí desky 11 mohou obsahovat prostředky pro zahřívání vodicí desky 70, 71, kterými jsou zobrazený přední plech a zadní vlnitý plech, jenž je přivařen k přednímu plechu v oddělených úsecích 72. Předvedená vodicí deska 11 je napojena na parní potrubí (není zobrazeno) pro přivádění přehřáté páry, a odváděči potrubí (rovněž není zobrazeno) pro odvádění kondenzátů a páry.

Horní strana vodicí desky H, předvedené na obr. 7, je vybavena dvěma postranními lemy 75 a čtyřmi vodícími prostředky 76, kterými jsou vodicí tyče, které jsou umístěny takovým způsobem, že sypký materiál, přemisťující se dolů přes horní stranu vodicí desky 11, je směrován k jednomu postrannímu lemu 75, přičemž nejnižší část postranního lemu 75 je uřezána, aby byl vytvořen otvor 12 do sousední komoiy 6.

Zařízení funguje následujícím způsobem:

Sypký vstupní materiál je vpraven do horní části první z komor 6, jež jsou jako celek sériově propojeny, pomocí šnekového dopravníku a plnicí roury 16. V komoře 6 je dodaný materiál vystaven účinkům přehřáté páry, která je do komory 6 dodávána přes propustné dno 8. Distanční prvky 9 dodávají materiálu vířivý pohyb, jak je znázorněno na obr. 5. Část materiálu bude příliš těžká na to, aby zůstala ve stavu vznášení a klesne směrem k propustnému dnu 8. V průběhu takového sestupného pohybu, jenž se především objevuje ve střední části komory 6. se materiál střetne se šikmou horní stranou distančního prvku 9 a sklouzne dolů po této straně.

Poté, co materiál sjede po svažující se horní straně distančního prvku 9 a dosáhne propustného dna 8, se část relativně hrubšího materiálu přemístí do další (druhé) komory 6 otvorem 62 v komorové stěně 5.

Relativně hrubší materiál, jenž byl takto zaveden do druhé komory 6, bude směrován do třetí komory 6 a stejným způsobem bude pokračovat pracovní proces dále.

V průběhu vysoušení materiálu v komorách 6 budou částice postupně ztrácet váhu a nejlehčí částice se přemístí nahoru do kuželovité části 3 zařízení. Po dosažení kuželovité části 3 zařízení se část materiálu usadí na vodicích deskách 11, kde je směrem nahoru postupující proud plynu slabý. Z tohoto důvodu bude materiál nadále zahříván a vysoušen a v suchém stavu pak sjede k válcově části 2 zařízení. Protože však vodicí tyče jsou umístěny na horní straně vodicí desky U, jak je předvedeno na obr. 7, bude vysoušený materiál směrován k otvorům 12 a do následující komory 6.

Velké Částice vhodně zůstanou v nejnižší části komory 6.

Při provozu bylo zjištěno, že více než 90 % materiálu (na bázi suché hmotnosti) je přemisťováno otvory 62 u nejnižšího konce komor 6 a otvory 12 v přechodově zóně mezi kuželovitou částí 3 a válcovou částí 2. Takto se pouze relativně malé množství materiálu dostane do průchozí zóny 32 a větší jeho část vstoupí do středové komory 3L

V oblasti nad komorou 7 nebude existovat žádný vzhůru směřující proud páry, protože dno této komory 7 je nepropustně uzavřeno a materiál, vstupující do této komory 7 se bude pohybovat směrem k jejímu dnu.

Materiál, který vstoupí do komory 7 otvory 62 u nejnižších konců komor 6, otvory 12 v přechodově zóně mezi válcovou částí 2 a kuželovitou částí 3, nebo přes průchozí zónu 32, je

-4CZ 282325 B6 vybírán u dna komory 7 pomocí šnekového dopravníku, jenž je zamontován do vyprazdňovací roury 14.

Z průchozí zóny 32 bude proud páry postupovat směrem vzhůru do středové komory 31 a takto se dostane k vodicím lopatkám 34, které dodají tomuto proudu páry vířivý pohyb podél vnitřní stěny desky 30. přičemž částice materiálu budou strhávány proti desce 30 a po průchodu otvorem 41 budou tyto částice vtlačeny do podtlakového sběrače 40, kde se usadí na dně a odtud budou vypuzeny do komory 7 pomocí dodávaného plynu prostřednictvím trubice 44. Pára, oproštěná od pevných částic, je pumpována ze středové komory 31 dolů přes tepelný výměník pomocí odstředivého ventilátoru. V době průchodu tepelným výměníkem je pára přehřívána pomocí prostředků zahřívání párou nebo jiným tepelným médiem, které je dodáváno do tepelného výměníku potrubím 21.

Proud páry, vyvolaný odstředivým ventilátorem, prochází přes distribuční komoru 59 do oblasti pod propustnými dny 8 komor 6 a takto proniká dovnitř komor 6.

Přebytek páry, vytvořený odpařováním tekutin ze sypkého materiálu, prochází trubicí 45 na vrcholu horní části 4 zařízení.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení na vysoušení sypkých materiálů přehřátou párou, sestávající z kuželovité části /3/ apod ní umístěné válcové části /2/, obsahující paralelní vertikální podlouhlé komory /6, 7/, uspořádané v kruhovém postavení, přičemž alespoň jedna komora /7/ má uzavřené dno a zbývající komory /6/ mají propustná dna /8/ pro průnik páry, kde tyto k sobě přiléhající komory /6/ jsou vzájemně propojeny otvory /62/ v komorových stěnách /5/ u dolních konců komor /6/, a horní konce komor /6/ jsou spojeny s průchozí zónou /32/, přičemž kuželovitá část /3/ je rozdělena na komory, které jsou na svém dolním konci spojeny s komorami /6/ a nahoře jsou spojeny s průchozí zónou /32/, přičemž komory kuželovité části /3/jsou rozděleny do průchozích komor /10/ prostřednictvím sešikmených vodicích desek /11/, přičemž zařízení dále obsahuje prostředek /15/ pro dodávání vlhkého materiálu do komory /6/, prostředek /13/ pro vybírání vysušeného materiálu z komory /7/, prostředek /51/ pro dodávání přehřáté páry do oblasti pod propustná dna /8/, prostředek /51/ pro odvádění páry z průchozí zóny /32/ a prostředek /20/ pro opětný ohřev odvedené páry a její recirkulaci do oblasti pod propustná dna /8/, vyznačující se tím, že alespoň jedna sešikmená vodicí deska /11/ je opatřena prostředky /70, 71/ pro zahřívání této vodicí desky /11/.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že sešikmené vodicí desky /11/ jsou duté ajsou opatřeny prostředky pro dodávání páry do jejich vnitřků.
3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že komory /6/ jsou propojeny otvory /12/, vytvořenými v komorových stěnách /5/, s průchozími komorami /10/ a horní strany sešikmených vodicích desek /11/jsou opatřeny vodícími prostředky /76/.
4. 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že vodicí prostředky/76/mají tvar tyčí, upevněných k horním stranám sešikmených vodicích desek /11/, přičemž tyto tyče jsou šikmo prodlouženy směrem dolů a směrem k otvorům /12/ sousedních sušicích komor /6/.