RU2341742C1

RU2341742C1 - Drying unit for thermolabile materials

Info

Publication number: RU2341742C1
Application number: RU2007124750/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Владимировна Голубева (RU); Мария Владимировна Голубева; Лиди Владимировна Колаева (RU); Лидия Владимировна Колаева; Екатерина Олеговна Боброва (RU); Екатерина Олеговна Боброва; Елена Владимировна Духанина (RU); Елена Владимировна Духанина; Надежда Игоревна Горнушкина (RU); Надежда Игоревна Горнушкина; Дарь Олеговна Павлова (RU); Дарья Олеговна Павлова
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Владимировна Голубева
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2008-12-20

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: drying unit for thermolabile materials, mainly calcium hypochlorite, contains chamber, sprayer of calcium hypochlorite growth solution, inert gaseous heat carrier pipeline, dried material discharge manifold connected to pipeline providing pneumatic transportation of dried material, additional heat carrier inlet manifold. Pipeline with its other end is connected to dust cleaning system. Sprayer is acoustic and contains case with in-built ultrasonic oscillator designed as nozzle and ring resonant cavity. Case is designed as vertical linear bushing in upper part of which there is air nozzle mounted with its axis perpendicular to calcium hypochlorite nozzle. And case contains in-built coaxial rigid bushing with upper and lower flange plates with lower flange plate rigidly fixed in in-case groove. Bushing contains coaxial ring resonant cavity executed in the form of cup with conic surface. Cup is inserted in resonant cavity rod of diameter d. And its tail part includes locking disks designed as elastic petals connected to internal surface of bushing. Lower flange plate contains one nozzle at the angle 20°÷40° to axis of resonator cavity. Axis of nozzle extends on circle in midsection of conic surface. Internal surface of bushing contains formed coaxial tapered and parallel holes.

EFFECT: higher drying output.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике сушки дисперсных материалов и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.The invention relates to techniques for drying dispersed materials and can be used in microbiological, food, chemical and other industries.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является сушилка по а.с. СССР №879208, F26B 17/10, 1979 г., содержащая камеру, форсунку для распыливания маточного раствора гипохлорита кальция, трубопровод для подачи инертного газообразного теплоносителя, патрубок разгрузки сухого материала, соединенный с трубопроводом, в котором осуществляется пневмотранспорт высушенного материала, патрубок для подвода к трубопроводу потока дополнительного теплоносителя, а трубопровод другим концом подключен к системе пылеочистки (прототип).The closest technical solution to the claimed object is a dryer by.with. USSR No. 879208, F26B 17/10, 1979, containing a chamber, a nozzle for spraying the mother liquor of calcium hypochlorite, a pipe for supplying an inert gaseous coolant, a pipe for unloading dry material, connected to a pipe in which pneumatic conveying of dried material is carried out, a pipe for supplying to the flow pipe of the additional coolant, and the pipe the other end is connected to the dust cleaning system (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 сушильной установке для термолабильных материалов, преимущественно гипохлорита кальция, содержащей камеру, форсунку для распыливания маточного раствора гипохлорита кальция, трубопровод для подачи инертного газообразного теплоносителя, патрубок разгрузки высушенного материала, соединенный с трубопроводом, в котором осуществляется пневмотранспорт высушенного материала, патрубок для подвода к трубопроводу потока дополнительного теплоносителя, а трубопровод другим концом подключен к системе пылеочистки, согласно изобретению форсунка для распыления выполнена акустической и содержит корпус с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла и кольцевого объемного резонатора, причем корпус выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка для подвода воздуха, перпендикулярно ее оси расположена трубка для подвода раствора гипохлорита кальция, при этом внутри корпуса, соосно ему, жестко закреплена втулка с верхним и нижним фланцами, причем нижний фланец жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе, а внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор, выполненный в виде чашки с конической поверхностью, при этом чашка запрессована на стержне диаметром d резонатора, а в его хвостовой части расположены фиксирующие диски, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки, причем в нижнем фланце расположено, по крайней мере, одно сопло под углом 20÷40° к оси резонатора, при этом продолжение оси сопла лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности, а на внутренней поверхности втулки выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия.This is achieved by the fact that in a drying installation for thermolabile materials, mainly calcium hypochlorite, containing a chamber, an nozzle for spraying the mother liquor of calcium hypochlorite, a pipeline for supplying an inert gaseous coolant, a discharge pipe for dried material connected to a pipeline in which pneumatic conveying of the dried material is carried out, a pipe for supplying an additional coolant flow to the pipeline, and the pipe at the other end is connected to a dust cleaning system, with According to the invention, the spray nozzle is made acoustic and comprises a body with an ultrasonic oscillation generator located inside it in the form of a nozzle and an annular volume resonator, the body being made in the form of a vertically arranged cylindrical sleeve, in the upper part of which there is a tube for supplying air, a tube is located perpendicular to its axis the supply of a solution of calcium hypochlorite, while inside the housing, coaxially to it, a sleeve with upper and lower flanges is rigidly fixed, and the lower flange is rigidly behind is fixed in the groove made in the housing, and inside the sleeve, coaxially to it, there is an annular volume resonator made in the form of a cup with a conical surface, while the cup is pressed onto a rod with a diameter d of the resonator, and fixing disks made in the form of a cup are located in its rear part elastic petals interacting with the inner surface of the sleeve, and at least one nozzle is located in the lower flange at an angle of 20 ÷ 40 ° to the axis of the resonator, while the continuation of the axis of the nozzle lies on a circle located in the middle parts of the conical surface, and coaxial conical and cylindrical holes are made on the inner surface of the sleeve.

На фиг.1 показана схема сушильной установки для термолабильных материалов, на фиг.2 - общий вид пневматической акустической форсунки.Figure 1 shows a diagram of a drying installation for heat-sensitive materials, figure 2 is a General view of a pneumatic acoustic nozzle.

Установка содержит камеру 1, акустическую пневматическую форсунку 2 для распыливания маточного раствора гипохлорита кальция, трубопровод 3 для подачи инертного газообразного теплоносителя, патрубок 4 разгрузки сухого материала, соединенный с трубопроводом 5, в котором осуществляется пневмотранспорт высушенного материала, патрубок 6 для подвода к трубопроводу 5 потока дополнительного теплоносителя. Для подачи распыливающего агента (воздуха) служит патрубок с коаксиальной обоймой 8. Трубопровод 5 другим концом 9 подключен к системе пылеочистки 7. В качестве распылителя используется акустическая форсунка (фиг.2), которая содержит полый корпус 10 с размещенным внутри генератором ультразвуковых колебаний в виде сопла 12 и кольцевого объемного резонатора 14. Корпус 10 выполнен в виде вертикально расположенной цилиндрической втулки, в верхней части которой расположена трубка 16 для подвода воздуха, перпендикулярно ее оси расположена трубка 17 для подвода раствора. Внутри корпуса 10, соосно ему, жестко закреплена втулка 23 с фланцами 11 и 15 верхним и нижним, причем нижний фланец 15 жестко зафиксирован в проточке, выполненной в корпусе 10. Внутри втулки, соосно ей, расположен кольцевой объемный резонатор 14, выполненной в виде чашки 18 с конической поверхностью 20.The installation comprises a chamber 1, an acoustic pneumatic nozzle 2 for spraying the mother liquor of calcium hypochlorite, a pipe 3 for supplying an inert gaseous heat carrier, a pipe 4 for unloading dry material, connected to a pipe 5, in which pneumatic conveying of the dried material is carried out, pipe 6 for supplying to the pipe 5 flow additional heat carrier. To supply a spray agent (air), a nozzle with a coaxial holder 8. A pipe 5 with the other end 9 is connected to the dust cleaning system 7. An acoustic nozzle (Fig. 2) is used as a sprayer, which contains a hollow body 10 with an ultrasonic oscillation generator located inside nozzle 12 and an annular volume resonator 14. The housing 10 is made in the form of a vertically arranged cylindrical sleeve, in the upper part of which there is a tube 16 for supplying air, a tube 17 d is located perpendicular to its axis I solution supply. Inside the housing 10, coaxially to it, a sleeve 23 is rigidly fixed with flanges 11 and 15 upper and lower, and the lower flange 15 is rigidly fixed in the groove made in the housing 10. Inside the sleeve, coaxial to it, is an annular volume resonator 14 made in the form of a cup 18 with a conical surface 20.

Чашка 18 запрессована на стержне диаметром d резонатора 14, а в его хвостовой части 13 расположены фиксирующие диски 21 и 22, выполненные в виде упругих лепестков, взаимодействующих с внутренней поверхностью втулки 23. В нижнем фланце 15 расположено, по крайней мере, одно сопло 19 под углом 20÷40° к оси резонатора 14, причем продолжение оси сопла 12 лежит на окружности, находящейся в средней части конической поверхности 20. На внутренней поверхности втулки 23 выполнены соосные коническое и цилиндрическое отверстия 24 и 25.The cup 18 is pressed onto a rod with a diameter d of the resonator 14, and in its rear part 13 there are fixing discs 21 and 22 made in the form of elastic petals interacting with the inner surface of the sleeve 23. At least one nozzle 19 is located under the bottom flange 15 an angle of 20 ÷ 40 ° to the axis of the resonator 14, and the continuation of the axis of the nozzle 12 lies on a circle located in the middle of the conical surface 20. On the inner surface of the sleeve 23 are made coaxial conical and cylindrical holes 24 and 25.

Для оптимальной работы форсунки должны соблюдаться следующие соотношения ее параметров:For optimal operation of the nozzle, the following ratios of its parameters must be observed:

отношение высоты h₁ кольцевого объемного резонатора 14 к расстоянию h между верхним основанием конической поверхности 20 и нижней торцевой поверхностью корпуса 10 лежит в оптимальном интервале величин h₁/h=1÷3;the ratio of the height h _{1 of the} annular cavity resonator 14 to the distance h between the upper base of the conical surface 20 and the lower end surface of the housing 10 lies in the optimal range of values h ₁ / h = 1 ÷ 3;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к диаметру d₂ его внешней цилиндрической поверхности лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d₂=0,7÷0,9;the ratio of the inner diameter d _{1 of the} cup 18 of the resonator 14 to the diameter d _{2 of} its outer cylindrical surface lies in the optimal range of values: d ₁ / d ₂ = 0.7 ÷ 0.9;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к диаметру d его стержня лежит в оптимальном интервале величин: d₁/d=1÷3;the ratio of the inner diameter d _{1 of the} cup 18 of the resonator 14 to the diameter d of its rod lies in the optimal range of values: d ₁ / d = 1 ÷ 3;

отношение внутреннего диаметра d₁ чашки 18 резонатора 14 к высоте h₁ кольцевого объемного резонатора лежит в оптимальном интервале величин: d₁/h₁=1÷2.the ratio of the inner diameter d _{1 of the} cup 18 of the resonator 14 to the height h _{1 of the} annular volume resonator lies in the optimal range of values: d ₁ / h ₁ = 1 ÷ 2.

Сушильная установка для термолабильных материалов работает следующим образом.A drying installation for thermolabile materials works as follows.

С одной стороны, при использовании известного способа качество высушенного материала зависит от времени контакта его с теплоносителем и от температуры теплоносителя. С другой стороны, интенсификацию процесса тепло- и массообмена осуществляют путем поддержания температуры теплоносителя на уровне, критическом для качества материала. Совместить данные условия сушки термолабильных материалов можно, если общая температура потока, отводимого через систему пневмотранспорта, будет критической, тогда как в камере при диспергировании раствора температуру теплоносителя поддерживают достаточно высокой. Это осуществляют путем подачи в систему пневмотранспорта дополнительного теплоносителя, параметры которого по расходу и температуре выбирают и поддерживают в указанных пределах. Сушку термолабильных материалов, преимущественно гипохлорита кальция, осуществляют путем их диспергирования в среде инертного теплоносителя и последующего пневмотранспорта, а с целью интенсификации процесса тепло- и массообмена и повышения качества сушки инертный теплоноситель смешивают в процессе пневмотранспорта с потоком дополнительного теплоносителя, расход которого поддерживают равным 20...40% от общего расхода, а температуру в пределах от 90°С до температуры инертного теплоносителя.On the one hand, when using the known method, the quality of the dried material depends on the time of its contact with the coolant and on the temperature of the coolant. On the other hand, the intensification of the process of heat and mass transfer is carried out by maintaining the temperature of the coolant at a level critical to the quality of the material. It is possible to combine these drying conditions for thermolabile materials if the total temperature of the stream discharged through the pneumatic conveying system is critical, while the temperature of the coolant is kept rather high in the chamber when dispersing the solution. This is accomplished by supplying an additional coolant to the pneumatic conveying system, the parameters of which are selected and maintained within the specified limits by flow rate and temperature. Drying heat-sensitive materials, mainly calcium hypochlorite, is carried out by dispersing them in an inert coolant and subsequent pneumatic conveying, and in order to intensify the process of heat and mass transfer and improving the quality of drying, the inert coolant is mixed with a supplementary coolant flow, the flow rate of which is maintained at 20. ..40% of the total flow, and the temperature is in the range from 90 ° C to the temperature of the inert coolant.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например воздух, подается по трубке 16, где встречает на своем пути кольцевой объемный резонатор 14. В результате прохождения резонатора 14 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого через трубку 17 в сопло 19, откуда он попадает на окружность, находящуюся в средней части конической поверхности резонатора 14, затем 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 20 резонатора 14.The acoustic nozzle for spraying liquids works as follows. A spraying agent, for example air, is supplied through a tube 16, where it encounters an annular volume resonator 14. In the latter, as a result of the passage of the resonator 14 by a spraying agent (for example, air), pressure pulsations arise in the latter, creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. The acoustic vibrations of the spraying agent contribute to finer atomization of the solution supplied through the tube 17 to the nozzle 19, from where it enters the circle located in the middle of the conical surface of the resonator 14, then crushes under the influence of acoustic air vibrations into small droplets, resulting in the formation of a spray torch solution with air, the root angle of which is determined by the angle of inclination of the conical surface 20 of the resonator 14.

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 drying installation for thermolabile materials, mainly calcium hypochlorite, containing a chamber, a nozzle for spraying the mother liquor of calcium hypochlorite, an inert gaseous coolant supply pipe, a discharge pipe for dried material connected to a pipe in which pneumatic conveying of the dried material is carried out, a pipe for supplying to the additional coolant flow pipe, and the pipe at the other end is connected to a dust cleaning system, characterized in that the force The spraying nozzle is made acoustic and contains a housing with an ultrasonic vibrations generator placed in the form of a nozzle and an annular volume resonator, the housing being made in the form of a vertically arranged cylindrical sleeve, in the upper part of which there is a tube for supplying air, a tube for supplying a solution is perpendicular to its axis calcium hypochlorite, while inside the case, a sleeve with upper and lower flanges is coaxially fixed to it, and the lower flange is rigidly fixed in the groove, you filled in the housing and inside the sleeve coaxially located it is an annular volume resonator made in the form of a cup with a conical surface, while the cup is pressed onto a rod with a diameter d of the resonator, and in its rear part there are fixing discs made in the form of elastic petals interacting with the inner at least one nozzle at an angle of 20 ÷ 40 ° to the axis of the resonator, the extension of the axis of the nozzle lying on a circle located in the middle of the conical surface STI and on an inner surface of the sleeve are made conical and coaxial cylindrical holes.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the ratio of the height h _{1 of the} annular cavity resonator to the distance h between the upper base of the conical surface and the lower end surface of the housing lies in the optimal range of values: h ₁ / h = 1 ÷ 3; the ratio of the inner diameter d _{1 of the} resonator cup to the diameter d _{2 of} its outer cylindrical surface lies in the optimal range of values: d ₁ / d ₂ = 0.7 ÷ 0.9; the ratio of the inner diameter d _{1 of the} resonator cup to the diameter d of its rod lies in the optimal range of values: d ₁ / d = 1 ÷ 3; the ratio of the inner diameter d _{1 of the} resonator cup to the height h _{1 of the} annular volume resonator lies in the optimal range of values: d ₁ / h ₁ = 1 ÷ 2.