RU2328665C1

RU2328665C1 - Distributing dryer of boiling bed with passive nozzle

Info

Publication number: RU2328665C1
Application number: RU2007100023/06A
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; Анастаси Витальевна Костылева (RU); Анастасия Витальевна Костылева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2008-07-10

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: distributing dryer of boiling bed with passive nozzle consists of body with gas-distributing lattice, vibration plates, injector, and vibration mechanism in the form of plates installed in dryer body so that they can rotate with regard to axis. Additional plates of different length are rigidly fixed in vibration plates in a staggered rows at angles varying within the range, for example 80...40°. Besides, free tops of additional plates near right vibration plate are directed upwards, whereas those tops located near left vibration plate are directed downwards. Besides, recovery system is situated in body bottom. Recovery system includes acoustic plant, cyclone and sleeve filter with silo. Injector is represented with acoustic injector and includes resonator represented with, at least, one spherical hollow located in the end body wall and directed to distributing head. Besides, spherical hollow is connected with gap between vertical opening in end wall and distributing head rod by means of calibrated opening. In addition, gap has annular section in point perpendicular to rod axis. Distributing head is in the shape of housing with cover represented with truncated cones interconnected by large basis. Besides, manifold in the form of cylindrical hollow is located inside the housing. Manifold is connected with annular channel formed by external cylindrical surface of hollow rod and coaxial openings of similar diameter provided in distributing head cover and housing. Distributing head is provided with, at least, three channels for solution discharge, which are evenly distributed around and perpendicular to rod axis. In addition, opening shearing is on the tapered surface of distributing head cover and inclination angle defines rooted angle of sprayed solution jet.

EFFECT: improvement of drying efficiency.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов в кипящем слое и может быть применено в анилино-красочной, пищевой, фармацевтической, микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to techniques for drying dispersed materials in a fluidized bed and can be used in aniline-colorful, food, pharmaceutical, microbiological, food, chemical and other industries.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка для сушки растворов, суспензий и паст в псевдоожиженном слое по а.с. СССР №370423, F26В 17/10, 1975 г., содержащая корпус с перфорированной, неподвижно защемленной газораспределительной решеткой с инертной насадкой, распылитель, вибрационный механизм, выполненный в виде пластин, установленных в корпусе сушилки с возможностью поворота относительно осей, кинематически связанных с кулачком и управляемых им по заданному закону (прототип).The closest technical solution to the claimed object is a dryer for drying solutions, suspensions and pastes in a fluidized bed by.with. USSR No. 370423, F26В 17/10, 1975, comprising a housing with a perforated, motionlessly clamped gas distribution grill with an inert nozzle, an atomizer, a vibration mechanism made in the form of plates mounted in the dryer body with the possibility of rotation about axes kinematically connected with the cam and managed by him according to a given law (prototype).

Недостаток прототипа - сравнительно невысокая производительность сушки конечного продукта, так как в известной установке ожижение слоя инертных тел достигается за счет ударных действий вибрирующих пластин. Однако вибрация пластин передается только прилегающему к ним слою инертных тел, поэтому остальная масса слоя сжижается менее интенсивно, что особенно проявляется при работе на установках с большими габаритами.The disadvantage of the prototype is the relatively low productivity of drying the final product, since in the known installation, the liquefaction of a layer of inert bodies is achieved due to the shock effects of the vibrating plates. However, the vibration of the plates is transmitted only to the layer of inert bodies adjacent to them, therefore, the remaining mass of the layer liquefies less intensively, which is especially evident when working on plants with large dimensions.

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

Это достигается тем, что в распылительной сушилке кипящего слоя с инертной насадкой, содержащей корпус с газораспределительной решеткой, вибрирующие пластины, инертную насадку, форсунку, вибрационный механизм, выполненный в виде пластин, установленных в корпусе сушилки с возможностью поворота относительно осей, на вибрирующих пластинах в шахматном порядке жестко закреплены дополнительные пластины разной длины под углом к вибрирующим пластинам, лежащем в диапазоне, например, 80...40°, причем свободные вершины дополнительных пластин у правой вибрирующей пластины обращены вверх, а у левой - вниз, причем в нижней части корпуса расположена система улавливания, включающая в себя акустическую установку, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, циклон и рукавный фильтр с бункером, а форсунка выполнена акустической и содержит резонатор, выполненный в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, по крайней мере, с тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.This is achieved by the fact that in a spray dryer of a fluidized bed with an inert nozzle containing a body with a gas distribution grid, vibrating plates, an inert nozzle, nozzle, a vibration mechanism made in the form of plates mounted in the dryer body with the possibility of rotation relative to the axes, on the vibrating plates in additional plates of different lengths are rigidly fixed in a checkerboard pattern at an angle to the vibrating plates lying in the range, for example, 80 ... 40 °, and the free vertices of the additional plates at the right the vibrating plate face up and the left side down, and in the lower part of the housing there is a capture system, which includes an acoustic installation where acoustic agglomeration of small particles, a cyclone and a bag filter with a hopper take place, and the nozzle is made acoustic and contains a resonator made in the form of at least one spherical cavity located in the end wall of the housing facing the distribution head, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole with a gap between vertics a hole in the end wall of the housing and the rod of the distribution head, and in a section perpendicular to the axis of the rod, the gap has an annular cross section, and the distribution head is made in the form of a housing with a cover in the form of truncated cones connected by large bases, and a collector in the form of a cylindrical cavity connected by an annular channel formed by the outer cylindrical surface of the hollow rod and holes of the same diameter coaxial with it, made respectively in the lid and the housing of the distribution head, with at least three channels for outlet of the solution evenly spaced around the circumference and perpendicular to the axis of the rod, the cut of the holes being located on the conical surface of the distribution head cover, the angle of inclination of which determines the root angle of the spray gun.

На фиг.1 изображена распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой, общий вид; на фиг.2 - схема акустической форсунки.Figure 1 shows a spray dryer fluidized bed with an inert nozzle, General view; figure 2 is a diagram of an acoustic nozzle.

Распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой состоит из сушильной камеры 1 конусообразного прямоугольного сечения, в верхней части которой размещен питатель для паст или акустическая форсунка 3 для распыления растворов.The inert spray bed fluidized-bed dryer consists of a cone-shaped rectangular cross-section drying chamber 1, in the upper part of which there is a pasting feeder or acoustic nozzle 3 for spraying solutions.

Сушильная камера 1 с газораспределительной решеткой 2 снабжена патрубками ввода 4 и вывода 12 теплоносителя. Внутри камер имеются две (левая и правая) вибрирующие пластины 6, установленные под определенным углом к слою инертного материала, например 30...40°. Вибрирующие пластины 6 на расстоянии примерно 2/3 от верхнего конца шарнирно закреплены на оси вала 7 в корпусе сушильной камеры с инертной насадкой 5, что позволяет им колебаться относительно осей вала 7. На вибрирующих пластинах 6 в шахматном порядке жестко закреплены дополнительные пластины 11 разной длины под углом к вибрирующим пластинам 6, лежащем в диапазоне, например, 80...40°, причем свободные вершины дополнительных пластин 11 у правой вибрирующей пластины 6 обращены вверх, а у левой (на чертеже не показано) - вниз. Дополнительные пластины 11 служат для более интенсивного перемешивания инертной насадки. Пластины 6 штангами 8 связаны с кулачком 9, а штанги прижимаются к кулачку пружиной 10.The drying chamber 1 with a gas distribution grid 2 is equipped with nozzles for input 4 and output 12 of the coolant. Inside the chambers there are two (left and right) vibrating plates 6 mounted at a certain angle to the inert material layer, for example 30 ... 40 °. Vibrating plates 6 at a distance of about 2/3 from the upper end are pivotally mounted on the axis of the shaft 7 in the housing of the drying chamber with an inert nozzle 5, which allows them to oscillate relative to the axes of the shaft 7. On the vibrating plates 6, additional plates 11 of different lengths are rigidly fixed at an angle to the vibrating plates 6, lying in the range, for example, 80 ... 40 °, and the free vertices of the additional plates 11 at the right vibrating plate 6 are facing up, and at the left (not shown) - down. Additional plates 11 serve for more intensive mixing of the inert nozzle. The plates 6 with rods 8 are connected to the cam 9, and the rods are pressed against the cam by a spring 10.

Вибрирующие пластины 6 передают динамические и статические воздействия слою инертного материала 5 и задают ему определенный закон движения, что достигается углом наклона вибрирующих пластин 6, профилем кулачка 9 и числом его оборотов. Кулачок 9 насажен на вал привода (не показан). Кулачок служит для задания определенного, например синусоидального, закона движения вибрирующим пластинам 6.Vibrating plates 6 transmit dynamic and static effects to a layer of inert material 5 and give it a certain law of motion, which is achieved by the angle of inclination of the vibrating plates 6, cam profile 9 and the number of revolutions thereof. Cam 9 is mounted on a drive shaft (not shown). The cam is used to set a specific, for example sinusoidal, law of motion of the vibrating plates 6.

В качестве питателя влажного исходного продукта в данном аппарате используется акустическая форсунка (фиг.2), которая содержит полый корпус 16 со стенками, образованными конической и торцевыми поверхностями, с размещенными в нем резонатором 24 и полостью 20 для распыляющего агента, поступающего через штуцер 18 в коллектор 17, связанный через отверстия 19 с полостью 20, которая выполнена в виде усеченного конуса с большим и меньшим основаниями.As a feeder for the wet initial product in this apparatus, an acoustic nozzle is used (Fig. 2), which contains a hollow body 16 with walls formed by a conical and end surfaces, with a resonator 24 and a cavity 20 for a spraying agent passing through the nozzle 18 into it the collector 17, connected through holes 19 with the cavity 20, which is made in the form of a truncated cone with a larger and smaller bases.

На полом цилиндрическом стержне 22, жестко связанном с корпусом 16, установлена распределительная головка 32 для подачи исходного раствора через штуцер 21, при этом между стержнем 22 и корпусом 16 со стороны меньшего основания усеченного конуса, образующего полость 20, имеется кольцевой зазор 23. Резонатор 24 выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса 16, обращенной к распределительной головке 32, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 25 с зазором 23 между вертикальным отверстием торцевой стенки корпуса 16 и стержнем 22 распределительной головки 32. В сечении, перпендикулярном оси стержня 22, зазор 23 имеет кольцевое сечение, а распределительная головка 32 выполнена в виде корпуса 29 с крышкой 28 в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе распределительной головки 32 расположен коллектор 30 в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом 33, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня 22 и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке 28 и корпусе 29 распределительной головки 32, по крайней мере с тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня 22 каналами 27 для выхода раствора. Срез отверстий каналов 27 расположен на конической поверхности крышки 28 распределительной головки 32, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.On the hollow cylindrical rod 22, rigidly connected with the housing 16, a distribution head 32 is installed for supplying the initial solution through the fitting 21, while there is an annular gap 23. There is an annular gap 23. Between the rod 22 and the housing 16 from the smaller base of the truncated cone forming the cavity 20 made in the form of at least one spherical cavity located in the end wall of the housing 16 facing the distribution head 32, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole 25 with a gap 23 between the vertical tverstiem end wall of the housing 16 and the rod 22 of the dispensing head 32. In a section perpendicular to the axis of the rod 22, the gap 23 has an annular cross section and the dispensing head 32 is formed as a housing 29 with cover 28 in the form of truncated cones, connected large bases. A manifold 30 in the form of a cylindrical cavity is located in the housing of the distribution head 32, connected by an annular channel 33 formed by the outer cylindrical surface of the hollow rod 22 and holes of the same diameter coaxial with it, made respectively in the cover 28 and the housing 29 of the distribution head 32, with at least three channels 27 evenly spaced around the circumference and perpendicular to the axis of the rod 22 for the exit of the solution. A cut of the openings of the channels 27 is located on the conical surface of the cover 28 of the distribution head 32, the angle of inclination of which determines the root angle of the spray plume.

Канал для выхода раствора может быть выполнен в виде радиального кольцевого зазора (на чертеже не показано), лежащего в плоскости, перпендикулярной оси стержня 22 распределительной головки 32 и образованной в ее крышке 28 посредством пластины 26, жестко прикрепленной к стержню 22, перпендикулярно его оси и связанной с крышкой 28, по крайней мере, тремя крепежными элементами 34 с образованием радиального кольцевого зазора.The solution exit channel can be made in the form of a radial annular gap (not shown in the drawing) lying in a plane perpendicular to the axis of the rod 22 of the distribution head 32 and formed in its cover 28 by means of a plate 26 rigidly attached to the rod 22, perpendicular to its axis and associated with the cover 28, at least three fasteners 34 with the formation of a radial annular gap.

Распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой работает следующим образом.Spray fluidized bed dryer with an inert nozzle operates as follows.

В сушильную камеру 1 загружают необходимое количество инертного материала, затем включают привод, от которого вращается кулачок 7. Последний через штанги, насаженные на оси вала 5 вибрирующих пластин 4, передает движение вибрирующим пластинам и газораспределительной решетке 6. Ударно-вибрационные воздействия вибрирующих пластин 4 с дополнительными пластинами 9 и 10 и пружин газораспределительной решетки 6 передаются слою частиц инертного материала, которые, соударяясь, совершают сложные циркуляционные движения в сушильной камере 1. По патрубку 3 подают теплоноситель, который нагревает сушильную камеру 1 и слой инертного материала. После равномерного нагрева сушильной камеры 1 через питатель для паст или пневматическую форсунку 2 в сушильную камеру 1 подают высушиваемый материал, который напыляется или намазывается на верхний слой инертного материала, затем высушивается, скалывается и уходит через газораспределительную решетку 6 и патрубок 11 в систему улавливания: сначала в акустическую установку 12, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, а затем в циклон 13 и рукавный фильтр 14 с бункером 15.The required amount of inert material is loaded into the drying chamber 1, then the drive is turned on, from which the cam 7 rotates. The latter, through the rods mounted on the axis of the shaft 5 of the vibrating plates 4, transmits the movement to the vibrating plates and the gas distribution grid 6. Shock-vibration effects of the vibrating plates 4 s additional plates 9 and 10 and the springs of the gas distribution grid 6 are transferred to the layer of particles of inert material, which, when impacted, make complex circulation movements in the drying chamber 1. the heat transfer medium is fed to the jam 3, which heats the drying chamber 1 and a layer of inert material. After uniformly heating the drying chamber 1, a dried material is fed through the paste feeder or pneumatic nozzle 2 into the drying chamber 1, which is sprayed or smeared on the upper layer of inert material, then dried, chipped and leaves through the gas distribution grid 6 and pipe 11 to the recovery system: first in the acoustic installation 12, where there is an acoustic agglomeration of small particles, and then in the cyclone 13 and the bag filter 14 with the hopper 15.

В предложенной установке газораспределительная решетка 6 выполнена в виде пакета сеток, собранных из металлических пружин, связанных или соприкасающихся одна с другой, которые соединены с вибрирующими пластинами.In the proposed installation, the gas distribution grill 6 is made in the form of a packet of grids assembled from metal springs connected or in contact with one another, which are connected to vibrating plates.

Такая газораспределительная решетка позволяет более равномерно сжижать слой инертных тел за счет колебательного движения вибрирующих пластин и воздействия на них сил инерции, возникающих вследствие пульсирующих сжимающе-растягивающих движений газораспределительной решетки. Такая конструкция газораспределительной решетки решает проблему ее очистки при сушке липких материалов. Постоянная регенерация сетчатой решетки происходит в результате постоянного смещения отдельных элементов решетки относительно друг друга в процессе вибрации.Such a gas distribution lattice makes it possible to more evenly liquefy a layer of inert bodies due to the oscillatory movement of the vibrating plates and the influence of inertia on them arising from the pulsating compressive-tensile movements of the gas distribution lattice. This design of the gas distribution grid solves the problem of its cleaning when drying sticky materials. The continuous regeneration of the mesh lattice occurs as a result of the constant displacement of the individual lattice elements relative to each other during vibration.

Акустическая форсунка для распыления жидкостей работает следующим образом. Распыляющий агент, например воздух, подается по штуцеру 18 в коллектор 17, связанный через отверстия 19 с полостью 20, которая выполнена в виде усеченного конуса. Из полости 20 воздух направляется в кольцевой зазор 23 между стержнем 22 и корпусом 16, где встречает на своем пути резонатор 24, выполненный в виде сферической полости, соединенной с зазором 23 посредством калиброванного отверстия 25. В результате прохождения резонатора 24 распыляющим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыляющего агента способствуют более тонкому распылению раствора, подаваемого в распределительную головку 32 через полый стержень 22, из которой раствор подается в виде пленки жидкости, перекрывающей выход распыляющего агента из генератора звуковых колебаний, образованного резонатором 24. Эта пленка дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности крышки 28 распределительной головки 32. В результате сушки получают тонкие порошки продуктов с влажностью до 0,8%.The acoustic nozzle for spraying liquids is as follows. A spraying agent, for example air, is supplied through a nozzle 18 to a manifold 17 connected through holes 19 to a cavity 20, which is made in the form of a truncated cone. From the cavity 20, air is directed into the annular gap 23 between the rod 22 and the housing 16, where it meets a resonator 24 in its way, made in the form of a spherical cavity connected to the gap 23 by means of a calibrated hole 25. As a result of the passage of the resonator 24 with a spray agent (for example, air ) in the latter, pressure pulsations arise, creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. Acoustic vibrations of the spraying agent contribute to finer spraying of the solution supplied to the distribution head 32 through the hollow shaft 22, from which the solution is supplied in the form of a liquid film blocking the output of the spraying agent from the sound vibration generator formed by the resonator 24. This film is crushed under the influence of acoustic air vibrations into small droplets, as a result of which a torch of a sprayed solution with air forms, the root angle of which is determined by the value of the angle of inclination of the conical the surface of the cover 28 of the distribution head 32. As a result of drying, fine powders of products with a moisture content of up to 0.8% are obtained.

Claims

1. Spray fluidized bed dryer with an inert nozzle, comprising a housing with a gas distribution grill, an inert nozzle, nozzle, and a vibration mechanism made in the form of vibrating plates mounted in the dryer body with the possibility of rotation relative to the axes, characterized in that the vibrating plates are staggered additional plates of different lengths are rigidly fixed at an angle to the vibrating plates lying in the range of, for example, 80 ... 40 °, and the free vertices of the additional plates at the right are vibrating th plate are facing up, and at the left - down, and in the lower part of the housing there is a capture system, which includes an acoustic installation, where acoustic agglomeration of small particles, a cyclone and a bag filter with a hopper take place, and the nozzle is made acoustic and contains a resonator made in at least one spherical cavity located in the end wall of the housing facing the distribution head, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole with a gap between the vertical opening in the end wall of the housing and the rod of the distribution head, moreover, in a section perpendicular to the axis of the rod, the gap has an annular cross section, and the distribution head is made in the form of a housing with a cover in the form of truncated cones connected by large bases, and a collector in the form of a cylindrical cavity is located in the housing connected by an annular channel formed by the outer cylindrical surface of the hollow rod and holes of the same diameter coaxial with it, made respectively in the lid and housing a cooking head, with at least three channels for outlet of the solution evenly spaced around the circumference and perpendicular to the axis of the rod, and a hole cut is located on the conical surface of the distribution head cover, the angle of inclination of which determines the root angle of the spray nozzle.

2. A fluidized bed spray dryer with an inert nozzle according to claim 1, characterized in that the solution outlet channel is a radial annular gap lying in a plane perpendicular to the axis of the rod of the distribution head and formed in its lid by means of a plate rigidly attached to the rod perpendicular to its axis and associated with the cover, at least three fasteners with the formation of a radial annular gap.