RU2013728C1

RU2013728C1 - Pneumatic drier

Info

Publication number: RU2013728C1
Authority: RU
Inventors: С.И. Смирнов; С.Р. Рузанов; И.Г. Юсупов; О.К. Харин; Е.Г. Мигачев
Original assignee: Смирнов Сергей Игоревич; Рузанов Сергей Романович
Priority date: 1991-04-24
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: drying of materials. SUBSTANCE: drier has ascending and descending branches of similar diameter, horizontal vortex chamber, heater mounted on the ascending branch and cyclone device for separation of the material from the gas flow mounted on the descending branch, feeder connected to the supply branch pipe of the ascending branch. Horizontal vortex chamber is made of two cones coupled together by their lesser bases by means of cylindrical reel. EFFECT: enhanced efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам с перемещением высушиваемого материала потоком газообразной среды и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности, в частности для проведения процесса сушки комкующихся материалов типа уреидокапроновой кислоты. The invention relates to apparatuses with the movement of the dried material by the flow of a gaseous medium and can be used in chemical, food and other industries, in particular for carrying out the drying process of clumping materials such as ureidocaproic acid.

Известна пневматическая сушилка [1] , содержащая восходящую и нисходящую ветви, соединенные посредством вертикального цилиндрического сборника-амортизатора. Сушилка содержит также калорифер, циклон и питатель. Устройство предназначено для сушки во взвешенном состоянии зернистых (некомкующихся) и кристаллических материалов. Known pneumatic dryer [1], containing ascending and descending branches, connected by means of a vertical cylindrical shock absorber collector. The dryer also contains a heater, cyclone and feeder. The device is designed for suspended drying of granular (non-clumping) and crystalline materials.

Недостатком данной конструкции является невозможность использования для сушки комкующихся материалов ввиду того, что достаточно большие комки будут скапливаться в нижней части восходящей ветви и перекрывать ее сечение, нарушая работу сушилки, а мелкие комки, уносимые с потоком воздуха и уловленные в циклоне, высушиваются только с поверхности. The disadvantage of this design is the inability to use clumping materials for drying due to the fact that sufficiently large lumps will accumulate in the lower part of the ascending branch and overlap its section, disrupting the operation of the dryer, and small lumps carried away with the air stream and trapped in the cyclone are dried only from the surface .

Невозможна также глубокая сушка материала ввиду малого времени пребывания материала в сушке. Deep drying of the material is also impossible due to the short residence time of the material in the dryer.

Известна пневмосушилка [2] c восходящей и нисходящей ветвями и размещенную между ними вихревую камеру и сепаратор. Вихревая камера расположена вертикально и выполнена в виде двух цилиндров, последовательно соединенных коническим переходом. Known pneumatic dryer [2] with ascending and descending branches and placed between them a vortex chamber and a separator. The vortex chamber is located vertically and is made in the form of two cylinders connected in series by a conical transition.

Устройство имеет недостатком вертикальное расположение вихревой камеры, что приводит к необходимости выполнения поворотного участка на восходящей линии. При работе возможно залипание комкующихся материалов на поворотном участке, что приводит к росту гидравлического сопротивления аппарата, кроме того, большие комки высушиваемого материала, скапливаясь в нижней части восходящей ветви, будут перекрывать ее сечение, нарушая работу устройства. The device has the disadvantage of a vertical arrangement of the vortex chamber, which leads to the need to perform a rotary section on an ascending line. During operation, sticking of clumping materials is possible on the rotary section, which leads to an increase in the hydraulic resistance of the apparatus, in addition, large lumps of dried material, accumulating in the lower part of the ascending branch, will overlap its section, disrupting the operation of the device.

В устройстве невозможна глубокая сушка материала ввиду малого времени пребывания материала в сушилке. The device cannot be deeply dried due to the short residence time of the material in the dryer.

В качестве прототипа может быть взята известная пневматическая сушилка [3] , содержащая восходящую и нисходящую ветви с размещенной между ними вихревой камерой, а также калорифер, питатель, подключенный к питающему патрубку восходящей ветви, и устройство выделения высушенного материала из потока газа циклонного типа. Для упрощения конструкции вихревая камера выполнена в виде горизонтального цилиндра, а ветви имеют одинаковый диаметр и присоединены к цилиндру тангенциально с разных сторон от горизонтальной оси. As a prototype, a well-known pneumatic dryer [3] can be taken, containing the ascending and descending branches with a vortex chamber located between them, as well as a heater, a feeder connected to the supply pipe of the ascending branch, and a device for extracting dried material from a cyclone-type gas stream. To simplify the design, the vortex chamber is made in the form of a horizontal cylinder, and the branches have the same diameter and are attached to the cylinder tangentially from different sides from the horizontal axis.

Известное устройство работает следующим образом. Поток газа, нагреваясь в калорифере, поступает в восходящую ветвь устройства, куда из питающего патрубка, посредством питателя, поступает исходный сыпучий материал. Материал подхватывается потоком газа, поступает в вихревую камеру и далее в нисходящую ветвь. На всем пути движения материал высушивается. Отделение высушенного материала происходит в устройстве выделения материала из газа циклонного типа. Высушивать в устройстве можно только сыпучие материалы. При сушке комкующихся материалов крупные комки будут скапливаться в нижней части восходящей ветви, нарушая работу установки. Комки, уносимые потоком газа в вихревую камеру и нисходящую ветвь, будут высыхать только с поверхности, так как при перемещении по цилиндрической поверхности вихревой камеры их истирание незначительно. Кроме того, малое время пребывания материала делает невозможной глубокую сушку материала. The known device operates as follows. The gas flow, heating in the air heater, enters the ascending branch of the device, where from the supply pipe, through the feeder, the original bulk material enters. The material is picked up by the gas flow, enters the vortex chamber and then into the descending branch. Throughout the movement, the material is dried. The separation of the dried material occurs in a device for separating material from a cyclone-type gas. Only bulk materials can be dried in the device. When drying clumping materials, large lumps will accumulate in the lower part of the ascending branch, disrupting the installation. Lumps carried away by the gas flow into the vortex chamber and the descending branch will dry only from the surface, since when moving along the cylindrical surface of the vortex chamber, their abrasion is negligible. In addition, the short residence time of the material makes it impossible to deep dry the material.

Целью изобретения является интенсификация сушки комкующихся материалов за счет их истирания и увеличения времени пребывания. The aim of the invention is the intensification of drying clumping materials due to their abrasion and increase the residence time.

Цель достигается тем, что пневматическая сушилка, содержащая восходящую и нисходящую ветви одинакового диаметра, горизонтальную вихревую камеру, размещенную между ветвями, причем ветви присоединены к вихревой камере тангенциально с разных сторон от горизонтальной оси, калорифер, установленный на восходящей ветви, и циклонное устройство выделения материала из потока, газа, установленное на нисходящей ветви, питатель, подключенный к питающему патрубку восходящей ветви, выполнена с горизонтальной вихревой камерой из двух конусов, состыкованных меньшими основаниями посредством цилиндрической катушки, а выходящая и нисходящая ветви присоединены к большим основаниям конусов, кроме того, восходящая ветвь выполнена с патрубком вывода комков, внутри катушки установлена цилиндрическая вставка, образующая с катушкой кольцевое пространство, открытое по ходу движения потока газовзвеси, а катушка выполнена с тангенциальным патрубком, расположенным по другую сторону от горизонтальной оси относительно восходящей ветви и подключенным к восходящей ветви выше питающего патрубка ветвью рецикла с газопроводящим патрубком. The goal is achieved in that a pneumatic dryer containing ascending and descending branches of the same diameter, a horizontal vortex chamber placed between the branches, the branches attached to the vortex chamber tangentially from different sides from the horizontal axis, a heater installed on the ascending branch, and a cyclone material separation device from a flow of gas installed on the descending branch, the feeder connected to the supply pipe of the ascending branch is made with a horizontal vortex chamber of two cones, joint They are formed by smaller bases by means of a cylindrical coil, and the outgoing and descending branches are attached to the large bases of the cones, in addition, the ascending branch is made with a lump outlet pipe, inside the coil there is a cylindrical insert forming an annular space with the coil, open along the gas flow, and the coil made with a tangential pipe located on the other side of the horizontal axis relative to the ascending branch and connected to the ascending branch above the supply pipe a recycle branch with a gas conduit.

Сопоставимый анализ заявляемого решения с прототипом показывает на новизну и существенные отличия, что соответствует критерию "Новизна" и "Существенные отличия". A comparable analysis of the proposed solution with the prototype shows the novelty and significant differences, which meets the criteria of "Novelty" and "Significant differences".

Известно устройство для измерения расходов жидкости [1] , состоящее из двух конусов, состыкованных меньшими основаниями. Подвод и отвод жидкости осуществляются по трубопроводам по оси устройства. A device for measuring fluid flow [1], consisting of two cones, docked with smaller bases. Inlet and outlet of the liquid are carried out through pipelines along the axis of the device.

Предлагаемая пневматическая сушилка будет отличаться от известного устройства для измерения расхода жидкости тем, что к вихревой камере, выполненной из двух конусов, состыкованных меньшими основаниями, посредством цилиндрической катушки, к большим основаниям конусов присоединены восходящая и нисходящая ветви, причем присоединены тангенциально с разных сторон от горизонтальной оси. На восходящей ветви установлен калорифер, к питающему патрубку восходящей ветви подключен питатель, а восходящая ветвь выполнена с патрубком вывода комков. Кроме того, на нисходящей ветви установлено цикловое устройство выделения материала из потока газа. The proposed pneumatic dryer will differ from the known device for measuring fluid flow in that the ascending and descending branches are connected to the vortex chamber made of two cones joined by smaller bases by means of a cylindrical coil, and tangentially connected from different sides from the horizontal axis. A heater is installed on the ascending branch, a feeder is connected to the feeding branch pipe of the ascending branch, and the ascending branch is made with a lump outlet. In addition, a cyclic device for extracting material from the gas stream is installed on the descending branch.

Внутри катушки установлена цилиндрическая вставка, образующая с катушкой кольцевое пространство, открытое по ходу движения потока газовзвеси, а катушка выполнена с тангенциальным патрубком, расположенным по другую сторону от горизонтальной оси относительно восходящей ветви и подключенным к восходящей ветви выше питающего патрубка. A cylindrical insert is installed inside the coil, forming an annular space with the coil, open in the direction of flow of the gas suspension, and the coil is made with a tangential nozzle located on the other side of the horizontal axis relative to the ascending branch and connected to the ascending branch above the supply pipe.

Выполнение вихревой камеры с присоединением к большим основаниям конусов восходящей и нисходящей ветвей тангенциально с разных сторон от горизонтальной оси позволяет увеличить относительную скорость движения газа и твердого материала, а также за счет трения материала о стенку камеры истереть комкующийся материал, что способствует повышению интенсивности сушки комкующихся материалов. Наличие на восходящей ветви калорифера позволяет регулировать температуру газового потока, а наличие питателя и циклонного устройства позволяет получать и разделять газовзвеси. Подключение катушки к восходящей ветви выше питающего патрубка способствует образованию рецикла по твердому веществу, увеличению времени пребывания материала в зоне сушки и, следовательно, материал можно высушить до более низкого содержания влаги. The implementation of the vortex chamber with the cones of the ascending and descending branches attached to the large bases tangentially from different sides of the horizontal axis allows increasing the relative velocity of the gas and solid material, as well as friction of the clumping material due to friction of the material on the chamber wall, which increases the drying intensity of clumping materials . The presence of an air heater on the ascending branch allows you to control the temperature of the gas stream, and the presence of a feeder and a cyclone device allows you to receive and separate gas suspensions. Connecting the coil to the ascending branch above the supply pipe promotes the formation of a solid recycle, increase the residence time of the material in the drying zone and, therefore, the material can be dried to a lower moisture content.

Следует отметить также отличие и в работе известного устройства и предлагаемого. В известном устройстве может двигаться только однофазный поток (газ или жидкость), а в предлагаемом устройстве осуществляется движение двухфазного потока газа и твердого материала. It should also be noted the difference in the operation of the known device and the proposed one. In the known device, only a single-phase flow (gas or liquid) can move, and in the proposed device, a two-phase flow of gas and solid material is carried out.

Таким образом, считаем, что новая совокупность признаков, содержащаяся в предложенном решении, позволяет достичь положительного эффекта, поставленного в цели изобретения. Следовательно, предложенное решение обладает "Существенными отличиями" и "Новизной". Thus, we believe that the new set of features contained in the proposed solution, allows to achieve a positive effect, set for the purpose of the invention. Therefore, the proposed solution has "Significant differences" and "Novelty."

На фиг. 1 представлен общий вид сушилки; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез цилиндрической катушки; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3. In FIG. 1 shows a general view of a dryer; in FIG. 2 is a view A in FIG. 1; in FIG. 3 - section of a cylindrical coil; in FIG. 4 is a section BB in FIG. 3.

Пневматическая сушилка содержит восходящую 1 и нисходящую 2 ветви одинакового диаметра, горизонтальную вихревую камеру 3, выполненную из конусов, состыкованных меньшими основаниями посредством цилиндрической катушки 4, причем ветви 1 и 2 присоединены к вихревой камере 3 со стороны больших оснований конусов тангенциально с разных сторон от горизонтальной оси. На восходящей ветви 1 установлен калорифер 5 и к питающему патрубку 6 восходящей ветви 1 подключен питатель 7. Кроме того, восходящая ветвь 1 выполнена с патрубком вывода комков 8. Внутри катушки 4 установлена цилиндрическая вставка 9, образующая с катушкой 4 кольцевое пространство, открытое по ходу движения потока газовзвеси. Катушка 4 выполнена с тангенциальным патрубком 10, расположенным по другую сторону от горизонтальной оси относительно восходящей ветви 1 и подключенным к восходящей ветви 1 выше питающего патрубка 6 ветвью рецикла 11 с газоподводящим патрубком 12. На нисходящей ветви 2 установлено циклонное устройство 13 выделения материала из потока газа. The pneumatic dryer contains ascending 1 and descending 2 branches of the same diameter, a horizontal vortex chamber 3 made of cones joined by smaller bases by means of a cylindrical coil 4, and branches 1 and 2 are connected to the vortex chamber 3 from the side of the large bases of the cones tangentially from different sides of the horizontal axis. An air heater 5 is installed on the ascending branch 1 and a feeder 7 is connected to the feeding branch pipe 6 of the ascending branch 1. In addition, the ascending branch 1 is made with a lump outlet 8. A cylindrical insert 9 is installed inside the coil 4, forming an annular space with the coil 4, open along gas suspension flow movements. Coil 4 is made with a tangential pipe 10 located on the other side of the horizontal axis relative to the ascending branch 1 and connected to the ascending branch 1 above the supply pipe 6 by the recycle branch 11 with a gas supply pipe 12. A cyclone device 13 for extracting material from the gas stream is installed on the descending branch 2 .

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Исходный комкующийся материал посредством питателя 7 подается в питающий патрубок 6 восходящей ветви 1. Далее материал поступает в восходящую ветвь 1, где при взаимодействии с восходящим потоком газообразного сушильного агента происходит унос частиц и комков материала, для которых скорость витания меньше, чем скорость движения сушильного агента. Частицы и комки материала крупных размеров (не уносимые потоком сушильного агента) опускаются в нижнюю часть восходящей ветви 1, скапливаются в патрубке вывода комков 8, из которого в процессе работы периодически удаляются, что способствует повышению надежности работы установки. Нагрев сушильного агента осуществляется в калорифере 5, установленном на восходящей ветви 1. Сушка материала происходит при движении потока горячего сушильного агента и материала по восходящей ветви 1, в вихревой камере 3 и нисходящей ветви 2. Наиболее интенсивно процесс сушки осуществляется в вихревой камере 3, выполненной из двух конусов, состыкованных меньшими основаниями посредством цилиндрической катушки 4. Восходящая ветвь 1 присоединена к вихревой камере 3 тангенциально со стороны большего основания конуса, что приводит к отделению материала от потока сушильного агента под действием центробежных сил с увеличением относительной скорости движения газа и материала. Увеличение относительной скорости движения газа и материала способствует интенсификации процесса сушки, причем относительная скорость движения растет при переходе от большего основания конуса к меньшему. При переходе от большего основания к меньшему увеличивается центробежная сила, действующая на частицы и комки материала, а значит, увеличивается и сила трения между частицами и стенкой вихревой камеры 3, что приводит к истиранию частиц и комков материала с непрерывным обновлением их поверхности. Этим достигается высокая интенсивность сушки комкующихся материалов с получением тонкодисперсного сухого материала. Центробежные силы оказывают также классифицирующее влияние на вращающийся поток газовзвеси в вихревой камере 3. Крупные частицы двигаются в основном у стенки вихревой камеры, а мелкие - ближе к центру. Таким образом, крупные частицы по стенке конуса вихревой камеры попадают в кольцевое пространство, образованное цилиндрической вставкой 9 и катушкой 4 и открытое по ходу движения потока газовзвеси. Мелкие же частицы, двигаясь с потоком газа внутри вставки 9, попадают в расширяющийся конус вихревой камеры. Соотношение потоков твердых частиц в кольцевое пространство между 9 и 4 и внутри вставки 9 легко регулируется изменением диаметра цилиндрической вставки 9, тем самым регулируется количество рецикла по твердому материалу, его время пребывания в вихревой камере, его дисперсный состав. Крупные твердые частицы из кольцевого зазора между 9 и 4 по тангенциальному патрубку 10 и ветви рецикла 11 поступают в восходящую ветвь 1 выше питающего патрубка 6. Патрубок 10 выполнен тангенциально к катушке 4 по другую сторону от горизонтальной оси относительно восходящей ветви 1 для снижения гидравлического сопротивления потоку в кольцевом пространстве между 9 и 4. Ввод рецикла твердых частиц выше питающего патрубка 6 предотвращает возможные потери уже подсушенного материала с комками влажного материала крупных размеров, опускающихся из питающего патрубка 6 в патрубок вывода комков 8. Наличие газоподводящего патрубка 12 к ветви рецикла 11 необходимо для предотвращения забивания частицами нижней части ветви рецикла 11. The initial clumping material is fed through the feeder 7 to the supply pipe 6 of the ascending branch 1. Next, the material enters the ascending branch 1, where, when interacting with the upward flow of a gaseous drying agent, particles and lumps of material are carried away for which the speed of movement is less than the speed of movement of the drying agent . Particles and lumps of large-sized material (not carried away by the flow of the drying agent) are lowered into the lower part of the ascending branch 1, accumulate in the outlet pipe of the lumps 8, from which they are periodically removed during operation, which improves the reliability of the installation. Heating of the drying agent is carried out in a heater 5 mounted on the ascending branch 1. The drying of the material occurs when the flow of hot drying agent and material moves along the ascending branch 1, in the vortex chamber 3 and the descending branch 2. The most intensive drying process is carried out in the vortex chamber 3, made of two cones joined by smaller bases by means of a cylindrical coil 4. The ascending branch 1 is connected to the vortex chamber 3 tangentially from the side of the larger base of the cone, which leads to separation material from the flow of the drying agent under the action of centrifugal forces with an increase in the relative velocity of gas and material. An increase in the relative velocity of the gas and material contributes to the intensification of the drying process, and the relative velocity of the motion increases with the transition from a larger base to a smaller cone. When moving from a larger base to a smaller one, the centrifugal force acting on the particles and lumps of the material increases, which means that the friction force between the particles and the wall of the vortex chamber 3 also increases, which leads to the abrasion of particles and lumps of material with continuous updating of their surface. This achieves a high intensity of drying clumping materials with obtaining finely divided dry material. Centrifugal forces also have a classifying effect on the rotating flow of a gas suspension in a vortex chamber 3. Large particles move mainly near the wall of the vortex chamber, while small particles move closer to the center. Thus, large particles along the wall of the cone of the vortex chamber fall into the annular space formed by the cylindrical insert 9 and coil 4 and open in the direction of flow of the gas suspension. Small particles, moving with a gas stream inside insert 9, fall into the expanding cone of the vortex chamber. The ratio of the flows of solid particles into the annular space between 9 and 4 and inside the insert 9 is easily controlled by changing the diameter of the cylindrical insert 9, thereby controlling the amount of recycle over the solid material, its residence time in the vortex chamber, and its dispersed composition. Large solid particles from the annular gap between 9 and 4 along the tangential pipe 10 and the branches of the recycle 11 enter the ascending branch 1 above the supply pipe 6. The pipe 10 is tangential to the coil 4 on the other side of the horizontal axis relative to the ascending branch 1 to reduce hydraulic resistance to flow in the annular space between 9 and 4. Entering a recycle of solid particles above the supply pipe 6 prevents possible loss of already dried material with large sized clumps of moist material falling from the flowing pipe 6 into the lump outlet pipe 8. The presence of a gas supply pipe 12 to the branch of the recycle 11 is necessary to prevent particles from clogging the lower part of the branch of the recycle 11.

Переход по ходу движения газового потока от меньшего к большему основанию конуса в вихревой камере 3 и нисходящей ветви 2, присоединенной тангенциально к большему основанию, сопровождается истиранием материала, кроме того, это способствует снижению гидравлического сопротивления при переходе от меньшего диаметра для прохода газа к большему. Выполнение нисходящей ветви 2 тангенциально к вихревой камере 3 и с другой стороны от горизонтальной оси относительно восходящей ветви 1 необходимо для обеспечения раскрутки спирального движения газа в камере 3 без увеличения гидравлического сопротивления. Досушка размельченного материала после камеры 3 осуществляется в нисходящей ветви 2, а отделение материала от потока сушильного агента - в циклонном устройстве 13, установленном на ветви 2. The transition in the direction of the gas flow from the smaller to the larger base of the cone in the vortex chamber 3 and the descending branch 2 connected tangentially to the larger base is accompanied by abrasion of the material, in addition, this reduces the hydraulic resistance during the transition from a smaller diameter for gas passage to a larger one. The execution of the descending branch 2 tangentially to the vortex chamber 3 and on the other hand from the horizontal axis relative to the ascending branch 1 is necessary to ensure the spiral movement of the gas in the chamber 3 without increasing hydraulic resistance. The drying of the crushed material after the chamber 3 is carried out in the descending branch 2, and the separation of the material from the flow of the drying agent in the cyclone device 13 installed on the branch 2.

Таким образом, данное выполнение сушилки позволяет повысить интенсивность сушки комкующихся материалов. Thus, this embodiment of the dryer can increase the drying intensity of clumping materials.

Claims

PNEUMATIC DRYER, containing ascending and descending branches of the same diameter, a horizontal vortex chamber placed between the branch connected to the vortex chamber tangentially from different directions from the horizontal axis, a heater installed on the ascending branch, and a cyclone device for extracting material from the gas stream mounted on the descending branch, the feeder connected to the supply pipe of the ascending branch, characterized in that, in order to intensify the drying of clumping materials due to their abrasion and stole In terms of the residence time, the horizontal vortex chamber is made in the form of two cones joined by smaller bases by means of a cylindrical coil, and the ascending and descending branches are connected respectively from the side of the large bases of the cones, the ascending branch provided with a lump outlet pipe, and a cylindrical insert is installed inside the cylindrical coil with a coil, an annular space for moving the gas suspension flow, while the coil is equipped with a tangential pipe placed flax horizontal axis on the other side of the ascending branch and connected to the last-mentioned supply pipe via branch recycle gas supplying pipe provided.