RU2309346C1

RU2309346C1 - Spiral-whirlwind pneumatic conveying dryer with the remote whirlpool chamber

Info

Publication number: RU2309346C1
Application number: RU2006120113/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова; Сергей Савельевич Кочетов (RU); Сергей Савельевич Кочетов; Сергей Сергеевич Кочетов (RU); Сергей Сергеевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2007-10-27

Abstract

FIELD: chemical industry; microbiological industry; food-processing industry; other industries; production of the devices for drying of the large-dispersed and high-moisture materials.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the devices used for drying of the large-dispersed and high-moisture materials with the strong bound moisture. The technical result of the invention is the increased efficiency of the drying. It is attained by that in the spiral-whirlwind pneumatic conveying dryer with the remote whirlpool chamber containing the spiral channel, from above and from below hermetically closed accordingly by the cover and the bottom with formation of the whirlpool chamber, the turns of the spiral channel are connected to the inlet fitting pipe used for feeding through it of the damp product in the mixture with the heat-carrier (the gas suspension). At that the number of the turns "n" of the spiral channel lies in the optimal range from 4 up to 6, and the separation chamber is rigidly connected to the disposed in its lower part whirlpool chamber connected with the cyclone, which outlet fitting pipe is disposed coaxially to the separation chamber and the whirlpool chamber and passes through them hermetically, and on the bottom of the separation chamber there is the fixed vibrator used for removal of the damp and unready product, which has stuck to the walls of the spiral channel. At that the optimal parameters of the vibration treatment are set.

EFFECT: the invention ensures the increased efficiency of the drying.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике сушки крупно-дисперсных и высоковлажных материалов с сильно связанной влагой.The invention relates to techniques for drying coarse and highly moist materials with highly bound moisture.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является пневмосушилка спирально-вихревая по а.с. СССР №553424, F26В 17/10, 1975 г., содержащая спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием вихревой камеры, входной и выходной патрубки (прототип).The closest technical solution to the claimed object is a pneumatic dryer spiral-vortex in the AS USSR No. 553424, F26В 17/10, 1975, containing a spiral channel, top and bottom hermetically sealed with a lid and a bottom, respectively, with the formation of a vortex chamber, inlet and outlet pipes (prototype).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта.The disadvantage of the prototype is the relatively low productivity of drying the final product.

Технический результат - повышение производительности сушки.The technical result is an increase in drying performance.

Это достигается тем, что в спирально-вихревой пневмосушилке с вынесенной вихревой камерой, содержащей спиральный канал, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием сепарационной камеры, к виткам спирального канала подсоединен входной патрубок для подачи через него влажного продукта в смеси с теплоносителем (газовзвеси), причем число витков n спирального канала лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6, а с сепарационной камерой жестко связана расположенная в нижней ее части вихревая камера, соединенная с циклоном, при этом выхлопной патрубок циклона расположен соосно сепарационной камере и вихревой камере и проходит через них герметично, т.е. не соединяясь с ними аэродинамическими потоками, а на днище сепарационной камеры закреплен вибратор для удаления налипшего на стенки спирального канала влажного или неготового продукта, при этом оптимальными параметрами для вибрационной обработки являются уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 с с интервалом 30 с.This is achieved by the fact that in a spiral-vortex pneumatic dryer with an external vortex chamber containing a spiral channel, top and bottom hermetically closed with a lid and a bottom to form a separation chamber, an inlet pipe is connected to the turns of the spiral channel to supply a wet product through it in a mixture with the coolant (gas suspension), moreover, the number of turns n of the spiral channel lies in the optimal range from 4 to 6, and the vortex chamber located in its lower part is rigidly connected to the separation chamber, connected cyclone, the cyclone exhaust tube located coaxially the separation chamber and the vortex chamber and extends through them hermetically, i.e. not connected to them by aerodynamic flows, and a vibrator is mounted on the bottom of the separation chamber to remove wet or unprepared product adhering to the spiral channel walls, while the optimal parameters for vibration processing are vibration level in the range of 70 ... 85 dB, vibration frequency in the range of 31 , 5 ... 125 Hz, exposure time 5 s with an interval of 30 s.

Заявляемые аппараты наиболее эффективны для сушки дисперсных материалов 3-4 группы по классификации Сажина Б.С. Оптимальный диапазон спирального канала в 4-6 витков определяется физическими свойствами этих материалов.The inventive apparatus is most effective for drying dispersed materials 3-4 groups according to the classification of Sazhina BS The optimal range of the spiral channel in 4-6 turns is determined by the physical properties of these materials.

На днище корпуса пневмосушилки закреплен вибратор (не показан) для улучшения гидродинамики процесса, удаления налипшего на стенки спирального канала влажного или неготового продукта. Оптимальными параметрами для вибрационной обработки являются уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 с с интервалом 30 с.A vibrator (not shown) is fixed on the bottom of the air dryer housing to improve the hydrodynamics of the process and remove wet or non-finished product adhering to the walls of the spiral channel. The optimal parameters for vibration processing are the vibration level in the range of 70 ... 85 dB, the oscillation frequency in the range of 31.5 ... 125 Hz, the exposure time of 5 s with an interval of 30 s.

Гидродинамика процесса сушки в предложенных аппаратах определяется в основном параметрами процесса пневмотранспорта влажного и высушиваемого материала, одним из основных параметров которого является гидравлическое сопротивление движущемуся двухфазному потоку частиц дисперсного материала и теплоносителя.The hydrodynamics of the drying process in the proposed apparatus is mainly determined by the process parameters of the pneumatic transport of wet and dried material, one of the main parameters of which is the hydraulic resistance to a moving two-phase flow of particles of dispersed material and coolant.

Для минимизации гидравлического сопротивления движущемуся двухфазному потоку необходимо периодическое удаление налипшего на стенки спирального канала влажного или неготового продукта.To minimize hydraulic resistance to a moving two-phase flow, it is necessary to periodically remove wet or non-finished product adhering to the spiral channel walls.

Для этого на днище корпуса пневмосушилки закреплен вибратор. В качестве вибратора при частотах 31,5...125 Гц следует использовать электромагнитные вибраторы. Частота колебаний днища корпуса пневмосушилки в зависимости от технологического процесса, свойств материала и скорости его перемещения изменяется от 31,5 до 125 Гц. Соответственно, амплитуда колебаний днища корпуса составляет 10...0,7 мм, а уровень вибрации лежит в диапазоне 70...85 дБ. Собственную частоту колебаний днища аппарата выбирают близкой к резонансу системы. В последнем случае осуществляется постоянный обмен кинетической и потенциальной энергий между колеблющейся массой двухфазного потока частиц дисперсного материала аппарата и системой «днище корпуса-вибратор». Качество этой системы определяет коэффициент передачи, который определяет отношение амплитуды силы, воспринимаемой днищем корпуса пневмосушилки, к амплитуде возмущающего воздействия, исходящего от вибратора.To do this, a vibrator is mounted on the bottom of the air dryer housing. As a vibrator at frequencies of 31.5 ... 125 Hz, electromagnetic vibrators should be used. The oscillation frequency of the bottom of the air dryer housing, depending on the technological process, material properties and its speed of movement, varies from 31.5 to 125 Hz. Accordingly, the amplitude of vibrations of the bottom of the case is 10 ... 0.7 mm, and the vibration level lies in the range of 70 ... 85 dB. The natural frequency of the oscillations of the bottom of the apparatus is chosen close to the resonance of the system. In the latter case, there is a constant exchange of kinetic and potential energies between the oscillating mass of the two-phase stream of particles of the dispersed material of the apparatus and the system "bottom of the body-vibrator". The quality of this system determines the transmission coefficient, which determines the ratio of the amplitude of the force perceived by the bottom of the air dryer housing to the amplitude of the disturbing effect coming from the vibrator.

На фиг.1 представлен общий вид спирально-вихревой пневмосушилки с вынесенной вихревой камерой, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.Figure 1 presents a General view of a spiral vortex air dryer with a remote vortex chamber, figure 2 is a section aa of figure 1.

Спирально-вихревая пневмосушилка с вынесенной вихревой камерой содержит спиральный канал 2, сверху и снизу герметично закрытый соответственно крышкой и днищем с образованием сепарационной камеры 3. К виткам спирального канала 2 подсоединен входной патрубок 1 для подачи через него влажного продукта в смеси с теплоносителем (газовзвеси). Число витков n спирального канала лежит в оптимальном диапазоне от 4 до 6. С сепарационной камерой 3 жестко связана расположенная в нижней ее части вихревая камера 4, соединенная с циклоном 5. Выхлопной патрубок циклона 5 расположен соосно сепарационной камере 3 и вихревой камере 4 и проходит через них герметично, т.е. не соединяясь с ней аэродинамическими потоками. На днище сепарационной камеры 3 закреплен вибратор (не показан) для улучшения гидродинамики процесса, удаления налипшего на стенки спирального канала 2 влажного или неготового продукта. Вибратор может быть закреплен также на крышке сепарационной камеры 3 или непосредственно на стенке спирального канала 2 (не показано). Оптимальными параметрами для вибрационной обработки являются уровень вибрации в диапазоне 70...85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5...125 Гц, время воздействия 5 с с интервалом 30 с.A spiral vortex air dryer with an external vortex chamber contains a spiral channel 2, top and bottom hermetically closed by a lid and a bottom to form a separation chamber 3. An inlet pipe 1 is connected to the turns of the spiral channel 2 for supplying a wet product through it in a mixture with a coolant (gas suspension) . The number of turns n of the spiral channel lies in the optimal range from 4 to 6. A vortex chamber 4 located in its lower part and connected to the cyclone 5 is rigidly connected to the separation chamber 3. The exhaust pipe of the cyclone 5 is located coaxially with the separation chamber 3 and the vortex chamber 4 and passes through hermetically, i.e. not connected to it by aerodynamic flows. A vibrator (not shown) is fixed on the bottom of the separation chamber 3 to improve the hydrodynamics of the process and remove wet or non-finished product adhering to the walls of the spiral channel 2. The vibrator can also be mounted on the cover of the separation chamber 3 or directly on the wall of the spiral channel 2 (not shown). The optimal parameters for vibration processing are the vibration level in the range of 70 ... 85 dB, the oscillation frequency in the range of 31.5 ... 125 Hz, the exposure time of 5 s with an interval of 30 s.

Для обеспечения оптимальных режимов сушки необходимо соблюдение оптимальных соотношений конструктивных параметров сушилки, а именно: отношение диаметра D₁ сепарационной камеры к диаметру D₂ вихревой камеры лежит в оптимальном интервале величин D₁/D₂=0,57...0,84, отношение диаметра D₁ сепарационной камеры к диаметру D₃ выхлопного патрубка лежит в оптимальном интервале величин D₁/D₃=1,6...1,8, отношение высоты Н спирального канала к его ширине В лежит в оптимальном интервале величин; Н/В=1,5...4,0, отношение ширины В спирального канала к его длине L лежит в оптимальном интервале величин B/L=3,3×10^-3...7,2×10^-3, отношение диаметра D_H аппарата к его высоте Н_Н лежит в оптимальном интервале величин: D_H/Н_Н=0,58...0,82.To ensure optimal drying conditions, it is necessary to observe the optimal ratios of the design parameters of the dryer, namely: the ratio of the diameter D _{1 of the} separation chamber to the diameter D _{2 of the} vortex chamber lies in the optimal range of values D ₁ / D ₂ = 0.57 ... 0.84, the ratio the diameter D _{1 of the} separation chamber to the diameter D _{3 of the} exhaust pipe lies in the optimal range of values D ₁ / D ₃ = 1.6 ... 1.8, the ratio of the height H of the spiral channel to its width B lies in the optimal range of values; N / B = 1.5 ... 4.0, the ratio of the width B of the spiral channel to its length L lies in the optimal range of values B / L = 3.3 × 10 ^-3 ... 7.2 × 10 ^-3 , the ratio of the diameter D _{H of the} apparatus to its height H _N lies in the optimal range of values: D _H / N _H = 0.58 ... 0.82.

Спирально-вихревая пневмосушилка с вынесенной вихревой камерой работает следующим образом.A spiral vortex air dryer with a remote vortex chamber works as follows.

Влажный материал поступает вместе с теплоносителем через входной патрубок 1, проходит спиральный канал 2 и поступает сначала в сепарационную камеру 3, а затем в вихревую камеру 4 и циклон 5.The wet material enters with the coolant through the inlet pipe 1, passes through the spiral channel 2 and first enters the separation chamber 3, and then into the vortex chamber 4 and cyclone 5.

Последовательное движение материала по спиральному каналу 2, сепарационной 3 и вихревой 4 камерам обеспечивает интенсивный влагосъем в начале процесса и длительное время пребывания материала на завершающей стадии процесса. Устанавливая расход и температуру теплоносителя, можно добиваться глубокой сушки материалов с большим процентом связанной влаги. Время сушки может достигать нескольких минут.The sequential movement of the material along the spiral channel 2, separation 3 and vortex 4 chambers provides intensive moisture removal at the beginning of the process and a long residence time of the material at the final stage of the process. By setting the flow rate and temperature of the coolant, it is possible to achieve deep drying of materials with a high percentage of bound moisture. Drying time can reach several minutes.

Claims

1. A spiral vortex pneumatic dryer with an external vortex chamber containing a spiral channel, top and bottom hermetically closed with a lid and a bottom to form a separation chamber, an inlet pipe is connected to the turns of the spiral channel to supply a wet product through it in a mixture with a heat transfer agent (gas suspension), and with the separation chamber the vortex chamber located in its lower part is rigidly connected, connected to the cyclone, while the exhaust pipe of the cyclone is located coaxially with the separation chamber and the vortex chamber D and passes sealingly through them, i.e., not connected to them by aerodynamic flows, characterized in that the number of turns n of the spiral channel lies in the optimal range from 4 to 6, a vibrator is mounted on the bottom of the separation chamber to remove the adhering wall of the spiral channel of the wet or unprepared product, while the optimal parameters for vibration processing are the vibration level in the range of 70 ... 85 dB, the oscillation frequency in the range of 31.5 ... 125 Hz, the exposure time of 5 s with an interval of 30 s.

2. The spiral vortex air dryer with a remote vortex chamber according to claim 1, characterized in that the optimal drying conditions are carried out with the following parameters:

the ratio of the diameter D _{1 of the} separation chamber to the diameter D _{2 of the} vortex chamber lies in the optimal range of values of D ₁ / D ₂ = 0.51 ... 0.84;

the ratio of the diameter D _{1 of the} separation chamber to the diameter D _{3 of the} exhaust pipe lies in the optimal range of values D ₁ / D ₃ = 1.6 ... 1.8;

the ratio of the height H of the spiral channel to its width B lies in the optimal range of values H / B = 1.5 ... 4.0;

the ratio of the width B of the spiral channel to its length L lies in the optimal range of values B / L = 3.3 · 10 ^-3 ... 7.2 · 10 ^-3 ;

the ratio of the diameter D _{H of the} apparatus to its height Hn lies in the optimal range of values of D _H / N _H = 0.58 ... 0.82.