RU2335712C1

RU2335712C1 - Distributing dryer of boiling bed with passive nozzle

Info

Publication number: RU2335712C1
Application number: RU2007108910/06A
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; Екатерина Олеговна Боброва (RU); Екатерина Олеговна Боброва; Тать на Владимировна Соколова (RU); Татьяна Владимировна Соколова; Наталь Валентиновна Шевченко (RU); Наталья Валентиновна Шевченко
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2007-03-13
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2008-10-10

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 inserted into dryer body so that they can rotate with regard to axis. Besides, additional plates of different length are rigidly fixed in vibration plates in 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 where acoustic agglomeration takes place, cyclone and sleeve filter with silo. Injector is centrifugal and contains housing with chamber where screw is press-fitted. There is a throttling opening in housing bottom and choke with cylindrical opening is located in the top. Threaded opening is available inside screw and tapered chamber is situated above throttling opening. Tapered chamber is intended for forming cumulative fine swirling flow. Injector screw is produced from hard materials: carbide, tungsten, ruby and sapphire.

EFFECT: improvement of drying productivity.

2 cl, 2 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, F26B 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, F26B 17/10, 1975, comprising a housing with a perforated motionlessly fixed 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 сжижение 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 a 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, форсунку, вибрационный механизм, выполненный в виде пластин, установленных в корпусе сушилки с возможностью поворота относительно осей, согласно изобретению, на вибрирующих пластинах в шахматном порядке жестко закреплены дополнительные пластины разной длины под углом к вибрирующим пластинам, лежащим 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 центробежной, содержащей корпус с камерой, в которую запрессован шнек, причем в днище корпуса выполнено дроссельное отверстие, а в верхней части размещен штуцер с цилиндрическим отверстием, диффузором и прокладкой, а внутри шнека выполнено отверстие с винтовой нарезкой, над дроссельным отверстием расположена коническая камера смешения для формирования суммарного мелкодисперсного вращающегося потока, причем шнек форсунки выполнен из твердых материалов: карбида, вольфрама, рубина, сапфира.This is achieved by the fact that in a spray dryer of a fluidized bed with an inert nozzle containing a housing with a gas distribution grid, vibrating plates, a nozzle, a vibrating mechanism made in the form of plates mounted in the housing of the dryer with the possibility of rotation relative to the axes according to the invention, on vibrating plates in additional plates of different lengths are rigidly fixed in a checkerboard pattern at an angle to vibrating plates lying in the range, for example, 80 ... 40 °, with free vertices of the additional plates at the right vibrating plate is facing up, and the left is pointing down, and a trapping system is located in the lower part of the housing, which includes an acoustic installation where acoustic agglomeration of small particles occurs, a cyclone and a bag filter with a hopper, and the nozzle is made centrifugal containing a housing with a camera into which the screw is pressed in, and a throttle hole is made in the bottom of the housing, and a fitting with a cylindrical hole, a diffuser and a gasket is placed in the upper part, and a screw hole is made inside the screw sharp, above the throttle hole there is a conical mixing chamber for the formation of a total finely dispersed rotating stream, and the nozzle screw is made of solid materials: carbide, tungsten, ruby, sapphire.

На фиг.1 изображена распылительная сушилка кипящего слоя с инертной насадкой, общий вид; на фиг.2 - схема центробежной форсунки.Figure 1 shows a spray dryer fluidized bed with an inert nozzle, General view; figure 2 - diagram of a centrifugal 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 центробежная форсунка 3 для распыления растворов.An inert spray bed fluidized-bed dryer consists of a cone-shaped rectangular cross-section drying chamber 1, in the upper part of which a paste feeder or centrifugal nozzle 3 for spraying solutions is placed.

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, лежащим 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.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 °. The vibrating plate 6 at a distance about ^_2/3 from the upper end pivotally mounted on the shaft 7 in a drying chamber with inert packing body 5, allowing them to oscillate about the shaft axis 7. On the vibrating plates 6 in a staggered rigidly secured additional plate 11 different length 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.

Пластины 6 штангами 8 связаны с кулачком 9, а штанги прижимаются к кулачку пружиной 10.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 центробежная форсунка (фиг.2), которая состоит из корпуса 18, внутри которого расположен шнек 16, запрессованный в корпус 18. Внешняя поверхность шнека 16 представляет собой винтовую канавку с правой (или левой) нарезкой. Внутри шнека 16 выполнено отверстие 17 с левой (или правой) винтовой нарезкой. В днище корпуса 18 выполнено дроссельное отверстие 19, ось которого совпадает с осью отверстия 17 в шнеке 16. Между нижним торсом шнека 16 и срезом дроссельного отверстия 19 расположена коническая камера смешения 20. Подача раствора (жидкости) осуществляется через штуцер 22, закрепленный в верхней части корпуса 18, через герметизирующую прокладку 21. Внутри штуцера 22 выполнено цилиндрическое отверстие 23, переходящее в диффузор 24, который соединен с цилиндрической камерой 25, выполненной в корпусе 18, в которую запрессован шнек 16.As a feeder for the wet initial product in this apparatus, a centrifugal nozzle is used (Fig. 2), which consists of a housing 18, inside of which there is a screw 16, pressed into the housing 18. The outer surface of the screw 16 is a helical groove with right (or left) thread . Inside the screw 16, a hole 17 is made with a left (or right) screw thread. In the bottom of the housing 18, a throttle hole 19 is made, the axis of which coincides with the axis of the hole 17 in the screw 16. A conical mixing chamber 20 is located between the lower torso of the screw 16 and the slice of the throttle hole 19. The solution (liquid) is supplied through the nozzle 22 fixed in the upper part housing 18, through the sealing gasket 21. Inside the fitting 22, a cylindrical hole 23 is made, passing into a diffuser 24, which is connected to a cylindrical chamber 25 made in the housing 18, into which the screw 16 is pressed.

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 5, затем включают привод (не показан), от которого вращается кулачок 9. Последний через штанги 8, насаженные на оси вала 7, передает движение вибрирующим пластинам 6 и газораспределительной решетке 2. Ударно-вибрационные воздействия вибрирующих пластин 6 с дополнительными пластинами 11 и пружин газораспределительной решетки 2 передаются слою частиц инертного материала 5, которые, соударяясь, совершают сложные циркуляционные движения в сушильной камере 1. По патрубку 4 подают теплоноситель, который нагревает сушильную камеру 1 и слой инертного материала 5. После равномерного нагрева сушильной камеры 1 через питатель для паст или центробежную форсунку 3 в сушильную камеру 1 подают высушиваемый материал, который напыляется или намазывается на верхний слой инертного материала 5, затем высушивается, скалывается и уходит через газораспределительную решетку 2 и патрубок 12 в систему улавливания: сначала в акустическую установку 13, где происходит акустическая агломерация мелких частиц, а затем в циклон 14 и рукавный фильтр 15 с бункером.The required amount of inert material 5 is loaded into the drying chamber 1, then the drive (not shown) is turned on, from which the cam 9 rotates. The latter, through the rods 8, mounted on the axis of the shaft 7, transmits the movement to the vibrating plates 6 and the gas distribution grid 2. Shock-vibration effects vibrating plates 6 with additional plates 11 and gas distribution grid springs 2 are transmitted by a layer of particles of inert material 5, which, when impacted, make complex circulating movements in the drying chamber 1. On the pipe 4 through give a coolant that heats the drying chamber 1 and a layer of inert material 5. After the drying chamber 1 is evenly heated, a dried material is fed through the paste feeder or centrifugal nozzle 3 into the drying chamber 1, which is sprayed or smeared on the upper layer of inert material 5, then dried, breaks off and leaves through the gas distribution grid 2 and the nozzle 12 into the capture system: first into the acoustic unit 13, where the acoustic agglomeration of small particles takes place, and then into the cyclone 14 and tubing 15th filter with hopper.

В предложенной установке газораспределительная решетка 2 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 grid 2 is made in the form of a package 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 ожижать 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.

Центробежная форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.A centrifugal nozzle for spraying liquids works as follows.

Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 23 в диффузор 24, а из него в камеру 25, из которой под давлением поступает одновременно по двум направлениям: во-первых, в винтовую внешнюю полость шнека 16, и, во-вторых - в отверстие 17 с винтовой нарезкой. Вращающийся поток жидкости из винтовой внешней полости шнека 16 поступает в камеру смешения 20. С другой стороны, в камеру 20 поступает жидкость из отверстия 17 с винтовой нарезкой, совершая вращение в сторону, противоположную внешнему потоку, идущему по шнеку 16, либо совершая попутное (одинаковое) вращение. При взаимодействии вращающихся потоков в камере 20 происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет их соударения в попутных или противоположно вращающихся потоках жидкости (внешнего и внутреннего). Суммарный мелкодисперсный вращающийся поток выходит через дроссельное отверстие 19, причем направление его вращения определяется гидравлическим сопротивлением соответственно внешней или внутренней винтовых полостей и канавок шнека 16.The liquid is supplied through a cylindrical hole 23 into the diffuser 24, and from it into the chamber 25, from which it flows simultaneously in two directions under pressure: firstly, into the screw external cavity of the screw 16, and secondly, into the screw hole 17 . A rotating fluid stream from the screw outer cavity of the screw 16 enters the mixing chamber 20. On the other hand, liquid 20 enters the chamber 20 from the screw hole 17, rotating in the direction opposite to the external flow going through the screw 16, or by passing (the same ) rotation. In the interaction of the rotating flows in the chamber 20, an additional crushing of the liquid droplets occurs due to their collision in the associated or opposite rotating fluid flows (external and internal). The total fine rotating flow exits through the throttle hole 19, and the direction of its rotation is determined by the hydraulic resistance of the external or internal screw cavities and grooves of the screw 16, respectively.

Шнек 16 форсунки может быть выполнен из твердых материалов: карбида, вольфрама, рубина, сапфира.The nozzle screw 16 can be made of solid materials: carbide, tungsten, ruby, sapphire.

При среднем диаметре дроссельного отверстия 19, находящимся в диапазоне 2,5...3,5 мм и давлении подаваемой через цилиндрическое отверстие 23 жидкости под давлением 6...9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.With an average diameter of the throttle hole 19, which is in the range of 2.5 ... 3.5 mm and the pressure supplied through the cylindrical hole 23 of the liquid at a pressure of 6 ... 9 MPa, atomization of 400 to 1000 kg / h of liquid is provided. The nozzle is easy to manufacture and maintain.

В результате сушки получают тонкие порошки продуктов с влажностью до 0,8%.As a result of drying, fine powders of products with a moisture content of up to 0.8% are obtained.

Claims

1. A spray dryer of a fluidized bed with an inert nozzle, comprising a housing with a gas distribution grill, vibrating plates, a nozzle, a vibrating mechanism made in the form of plates mounted in the housing of the dryer with the possibility of rotation relative to the axes, characterized in that it is stiff on the vibrating plates in a checkerboard pattern fixed additional plates of different lengths 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 vibrating plate the others face up and the left side down, and in the lower part of the housing there is a capture system that includes an acoustic installation where acoustic agglomeration of small particles occurs, a cyclone and a bag filter with a hopper, and the nozzle is made centrifugal, containing a body with a camera, which the screw is pressed into, and a throttle hole is made in the bottom of the housing, and a fitting with a cylindrical hole, a diffuser and a gasket is placed in the upper part, and a screw-cut hole is made inside the screw, above the throttle the conical mixing chamber is located in the aperture for the formation of a total finely dispersed rotating stream, the nozzle screw being made of solid materials: carbide, tungsten, ruby, sapphire.

2. The dryer according to claim 1, characterized in that in the centrifugal nozzle the direction of screw cutting of the hole made inside the screw is the same or opposite to the direction of the external screw groove of the screw.