RU2349967C1

RU2349967C1 - Nv zemlyakov designed laboratory bench for demonstrating and investigating duct separation, drying and granulation of counter swirl air flow

Info

Publication number: RU2349967C1
Application number: RU2007138697/15A
Authority: RU
Inventors: ков Николай Васильевич Земл (RU); Николай Васильевич Земляков
Priority date: 2007-10-17
Filing date: 2007-10-17
Publication date: 2009-03-20

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: laboratory bench designed as standalone installation includes air-ejector mounted inside of rectangular box with counter swirl air flow apparatus attached on its cover plate. Downflow swirler in body cavity is provided with plain washer attached below tangential branch pipe. Upflow swirler is made of identical thin-walled bent tubes with lower ends rigidly clamped in line to each other through inside perimeter of half-length telescopic pipe moving over external diameter of coaxial branch pipe. Upper ends of the bent tubes protruding from the telescopic pipe are deflected from its axis and are bent towards clockwise rotation at the same time. Along the telescopic pipe axis, there is a moving axial pipe provided with injection nozzle from the side of working chamber. The pipe is provided in the axial bore between lower ends of the bent tubes, while its lower end is moving within bottom-most portion of the coaxial branch pipe and supplied with the fluid valve at its end by. External surface of the telescopic tube close to its upper end face contains removable plain washer radially split to petals with angular edges bent towards storage hopper cavity. Slide gates with in-built internal cavity provided with square-sectioned channel and casing external surface provided with linear metric scales are attached to inlet end faces of downflow and upflow branch pipes. Linear metric scales relate to moving flat latching plates with datum planes relative to linear scales.

EFFECT: higher level position stability and stable rotation of toroidal product blanket, reduced back leakage of dust from under the dividing washer, ensured lower hydrodynamic resistance in upflow swirler and in apparatus as a whole, prevented dust adhering in stagnant air within acute angle between bottom-most portion of storage hopper and upflow branch pipe.

16 cl, 17 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам вспомогательного учебного оборудования для вузов и колледжей и, направлено на расширение возможностей и повышение качества подачи учебного материала для студентов вузов и колледжей, изучающих технологические процессы и конструкции аппаратов, в которых осуществляются высокоэффективные технологические процессы пылеулавливания, сушки и грануляции окатыванием.The invention relates to devices for auxiliary educational equipment for universities and colleges and is aimed at expanding the capabilities and improving the quality of supply of educational material for university students and colleges studying technological processes and apparatus designs in which highly efficient technological processes of dust collection, drying and granulation by rolling are carried out.

Известно устройство установки со встречными закрученными потоками [1], выполненную в виде стационарной конструкции, содержащей сушилку со встречными закрученными потоками воздуха теплоносителя, содержащей цилиндрическую камеру с вертикальной осью симметрии, в верхней части которой установлен двухрядный и многоярусный тангенциальный завихритель, создающий нисходящий закрученный поток воздуха, а в нижней части находится узел подачи осевого потока воздуха, закрученного в ту же сторону, что и нисходящий закрученный поток, но поднимающийся вверх, встречно нисходящему. В этом же узле находится отбойная шайба, служащая для отделения материала от потока воздуха. Кроме того, установка содержит: две воздуходувки с приводом от отдельных электродвигателей, два ротаметра, калориферы, питатель для подачи сырьевого материала, дополнительный циклон и сборник материала.A device with counter-swirling flows is known [1], made in the form of a stationary structure containing a dryer with counter-swirling flows of coolant air, containing a cylindrical chamber with a vertical axis of symmetry, in the upper part of which there is a two-row and multi-tier tangential swirl creating a downward swirling flow of air and at the bottom there is an axial air supply unit swirling in the same direction as the downward swirling flow, but raising upward, counter to descending. In the same node is a bump washer, which serves to separate the material from the air stream. In addition, the installation contains: two blowers driven by separate electric motors, two rotameters, air heaters, a feeder for supplying raw material, an additional cyclone and a collection of material.

Недостатком устройства известной установки является то, что для учебных целей она выполнена достаточно громоздко, поскольку ее основные узлы широко разнесены в пространстве, и для ее работы используются две газодувки, одна обеспечивает вдувание воздуха в рабочую камеру, а вторая - отсос воздуха. Работа двух газодувок обеспечивается от мощных электродвигателей. Установка достаточно металлоемка, поскольку содержит двухрядный и многоярусный тангенциальный завихритель. Осевой завихритель выполнен в виде двухзаходного шнека с плоскими лопастями, что создает неравномерное взаимодействие с нисходящим потоком, т.к. контактирует с ним не по всему круговому контуру, а только в двух диаметрально противоположных участках. В межлопастных каналах с прямоугольным сечением двухзаходного шнекового завихрителя создается значительное гидравлическое сопротивление.A disadvantage of the device of the known installation is that it was rather cumbersome for educational purposes, since its main components are widely spaced in space, and two gas blowers are used for its operation, one provides air injection into the working chamber, and the second one provides air suction. The operation of two gas blowers is provided by powerful electric motors. The installation is quite metal-intensive, since it contains a two-row and multi-tier tangential swirl. The axial swirl is made in the form of a two-auger screw with flat blades, which creates an uneven interaction with the downward flow, because It does not contact with it along the entire circular contour, but only in two diametrically opposite sections. Significant hydraulic resistance is created in the inter-blade channels with a rectangular cross-section of the twin-feed screw swirl.

Известно устройство установки для осуществления грануляции пылевидных материалов во встречных закрученных потоках [2], обеспечивающего создание нисходящего запыленного минеральным удобрением, например карбамидом, закрученного потока в цилиндрической полости, вокруг вертикальной оси и закрученного в том же направлении восходящего потока воздуха - теплоносителя. При этом обеспечивается возможность создания взвешенного, закрученного в виде тора, слоя пылевидного материала. Создание восходящего потока обеспечено четырехзаходным шнековым завихрителем, каналы которого в сечении, как и в [1] имеют прямоугольную форму, и образуют общий восходящий и закрученный в ту же сторону, что и нисходящий поток. Создание нисходящего закрученного потока в этой установке обеспечено однорядным и одноярусным тангенциальным завихрителем. Для работы установки используется одна газодувка, обеспечивающая отсос воздуха из рабочей камеры аппарата.A device is known for granulating dusty materials in counter-swirling flows [2], which provides for the creation of a downward dusted mineral fertilizer, such as urea, a swirling stream in a cylindrical cavity around a vertical axis and swirling in the same direction of the upward flow of air - coolant. At the same time, it is possible to create a weighted, twisted in the form of a torus, layer of dusty material. The creation of the upward flow is ensured by a four-way screw swirl whose channels in the section, as in [1], have a rectangular shape and form a common upward and swirling in the same direction as the downward flow. The creation of a downward swirling flow in this installation is provided by a single-row and single-stage tangential swirler. For the operation of the installation, one gas blower is used, which provides air suction from the working chamber of the apparatus.

Недостатком известного устройства является то, что отдельные каналы шнекового завихрителя в сечении имеют прямоугольную площадь, что снижает возможность эффективной закрутки каждого потока в каждом канале вокруг своей оси из-за большого гидравлического сопротивления. По этому вращение потока из каждого канала начинается уже за пределами завихрителя, непосредственно в закрученном слое из-за взаимодействия с нисходящим потоком. А это снижает интенсификацию перемешивания и смывания частиц потоком теплоносителя при сушке, а при грануляции, это снижает интенсификацию роста гранул окатыванием встречных пылинок. Кроме того, поскольку завихритель нисходящего закрученного потока однорядный, то плоскость торообразного слоя не бывает устойчива в горизонтальной плоскости, а всегда имеет определенный наклон относительно горизонтали, что также снижает качество протекающих процессов. Для работы данной установки использовалась мощная газодувка, работающая от мощного электродвигателя.A disadvantage of the known device is that the individual channels of the screw swirl in cross section have a rectangular area, which reduces the possibility of effective swirling of each flow in each channel around its axis due to the large hydraulic resistance. Therefore, the rotation of the flow from each channel begins already outside the swirl, directly in the swirling layer due to interaction with the downward flow. And this reduces the intensification of mixing and washing off of particles by the flow of coolant during drying, and during granulation, it reduces the intensification of the growth of granules by rolling around oncoming dust particles. In addition, since the swirl of the downward swirling flow is single-row, the plane of the toroidal layer is not stable in the horizontal plane, but always has a certain slope relative to the horizontal, which also reduces the quality of the ongoing processes. For the operation of this installation, a powerful gas blower was used, operating from a powerful electric motor.

Известно также устройство завихрителя восходящего потока в аппарате со встречными закрученными потоками, выполненного в виде диска или конуса, имеющего направляющие борты [3] и, размещенного непосредственно над круглым в сечении патрубком, подводящим восходящий поток в рабочую камеру снизу вдоль ее оси.It is also known the device of the swirl of the upward flow in the apparatus with counter-flow swirling flows, made in the form of a disk or cone having guide flanges [3] and placed directly above the round section of the pipe, bringing the upward flow into the working chamber from below along its axis.

Недостатком этого аналога [3], также как и в [1] и, в [2] является то, что его отдельные каналы между бортами, в завихрителе восходящего потока, в сечении имеют прямоугольную площадь, что также снижает вращательную возможность потоков в каждом межбортном канале вокруг своей оси и, этим самым увеличивает гидравлическое сопротивление. По этому вращение каждого из потоков вокруг направления своего движения, выходящих из каналов завихрителя восходящего потока, начинается только за пределами завихрителя, непосредственно в закрученном слое материала. Что, несомненно, снижает интенсификацию перемешивания и смывания отдельных частиц потоком теплоносителя при сушке, а при грануляции снижается интенсификация роста гранул окатыванием встречных пылинок.The disadvantage of this analogue [3], as well as in [1] and, in [2] is that its separate channels between the sides, in the upstream swirl, in cross section have a rectangular area, which also reduces the rotational ability of the flows in each tailboard channel around its axis and, thereby, increases hydraulic resistance. Therefore, the rotation of each of the flows around the direction of its movement, leaving the channels of the swirl of the upward flow, begins only outside the swirl, directly in the swirling layer of material. This, undoubtedly, reduces the intensification of mixing and washing off of individual particles by the coolant flow during drying, and during granulation, the intensification of the growth of granules by rolling the oncoming dust particles decreases.

Известно также устройство технологического аппарата пылеуловителя со встречными закрученными потоками [4] и в [5], принятое за прототип. Устройство выполнено в виде автономной, легкой установки, предназначенной для проведения учебных занятий со студентами вуза, изучающих процессы пылеулавливания, сушки и грануляции окатыванием. Это устройство может легко переноситься одним лаборантом и устанавливаться на любом столе в учебной аудитории. Основанием установки служит прямоугольный короб, в полости которого размещен бытовой пылесос фирмы «Samsung», всасывающий шланг которого подключен к выхлопному патрубку с очищенным от пыли потоком, выходящим из рабочей камеры аппарата со встречными закрученными потоками, имеющего вертикальную ось симметрии. В верхней части цилиндрической рабочей камеры этого аппарата, выполненной из стеклянной трубы и оснащенной на торцах переходными фланцами, осесимметрично размещен узел завихрителя нисходящего потока, корпус которого, выполненный в виде перевернутого днищем вверх цилиндрического стакана, изготовлен с помощью сварки из нержавеющей стали. В потолочной части корпуса этого завихрителя, вдоль оси приварен выхлопной патрубок, заглубленный в полость корпуса на всю его длину. К боковой цилиндрической поверхности корпуса, тангенциально приварен прямоугольный в сечении один патрубок, образующий однорядный и одноярусный тангенциальный завихритель для создания нисходящего закрученного потока. К нижней части рабочей камеры через переходные фланцы прикреплен также сварной узел, содержащий бункер - накопитель и, проходящий через него, вдоль оси крепежного фланца, коаксиальный патрубок с круглым сечением, имеющим приваренную по наружному диаметру вблизи торца отбойную шайбу, а по внутреннему диаметру, съемно размещенный в нем четырехзаходный шнековый завихритель, обеспечивающий подвод в рабочую камеру восходящий и, закрученный в ту же сторону, что и нисходящий, поток воздуха, например - теплоносителя. При этом бункер-накопитель имеет коническую форму, вершина которого отклонена от оси аппарата под углом, для обеспечения скатывания самотеком как сухого порошка продукта, так и гранул по плоской эллипсообразной донной поверхности, через перекрываемое шаровым вентилем отверстие, соединенное с колбой для сбора готового продукта. Кроме того, к боковой поверхности тангенциального завихрителя нисходящего потока прикреплен шнековый дозатор для подачи в нисходящий поток сырьевого полидисперсного материала для исследования процесса пылеулавливания, а также сушки или грануляции. К входам патрубков для нисходящего и восходящего потоков прикреплены шаровые газовые вентили, обеспечивающие возможность плавного изменения расхода воздуха по каналам. При этом к входу шарового вентиля для восходящего потока прикреплен электрокалорифер, выполненный из бытового фена и, оснащенный возможностью регулировки подводимого электрического напряжения.It is also known the device of the technological apparatus of the dust collector with counter swirling flows [4] and in [5], adopted as a prototype. The device is made in the form of an autonomous, easy installation, designed to conduct training sessions with university students studying the processes of dust collection, drying and granulation by rolling. This device can be easily transported by one laboratory assistant and installed on any table in the classroom. The installation is based on a rectangular box, in the cavity of which there is a Samsung household vacuum cleaner, the suction hose of which is connected to the exhaust pipe with a dust-free stream coming out of the working chamber of the apparatus with counter-swirling flows with a vertical axis of symmetry. In the upper part of the cylindrical working chamber of this apparatus, made of a glass pipe and equipped with transitional flanges at the ends, the downstream swirl unit is axisymmetrically placed, the body of which, made in the form of a cylindrical cup turned upside down, is made using stainless steel welding. In the ceiling part of the casing of this swirler, an exhaust pipe is welded along the axis, buried in the cavity of the casing for its entire length. A single pipe, rectangular in cross section, is tangentially welded to the lateral cylindrical surface of the casing, forming a single-row and single-tier tangential swirl to create a downward swirling flow. A welded assembly is also attached to the lower part of the working chamber through transitional flanges, containing a storage hopper and, passing through it, along the axis of the mounting flange, a coaxial pipe with a circular cross section having a bump washer welded along the outer diameter near the end face, and removably removable along the inner diameter the four-way screw swirl placed in it, which provides upward and swirling in the same direction as the downward flow of air into the working chamber, for example, a coolant. At the same time, the storage hopper has a conical shape, the top of which is deviated from the apparatus axis at an angle, to ensure gravity to roll both dry product powder and granules on a flat ellipsoid bottom surface through an opening blocked by a ball valve and connected to the bulb to collect the finished product. In addition, a screw batcher is attached to the side surface of the tangential downward swirl swirl for feeding raw polydisperse material into the downward flow for studying the dust collection process, as well as drying or granulation. Spherical gas valves are attached to the inlet ports for downward and upward flows, providing the possibility of a smooth change in air flow through the channels. At the same time, an electric air heater, made of a household hair dryer and equipped with the ability to adjust the input voltage, is attached to the inlet of the ball valve for the upward flow.

Недостатками известного устройства является то, что использование одного тангенциального патрубка в завихрителе нисходящего потока способствует созданию наклонного тороидального слоя вращающегося в рабочей камере продукта, что снижает пылеулавливающие качества аппарата. Наличие шнекового завихрителя восходящего потока увеличивает гидравлическое сопротивление восходящему закрученному потоку. Наличие шаровых вентилей при его открывании в сечении дает канал серповидной формы, площадь которого невозможно подсчитать и, определить точный расход проходящего воздуха.The disadvantages of the known device is that the use of a single tangential nozzle in a downstream swirler contributes to the creation of an inclined toroidal layer of a product rotating in the working chamber, which reduces the dust-collecting qualities of the apparatus. The presence of an auger swirl upstream increases the hydraulic resistance of the upward swirling flow. The presence of ball valves when it is opened in the section gives a sickle-shaped channel, the area of which cannot be calculated and determine the exact flow rate of the passing air.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении устойчивости в горизонтальном положении и стабильности вращающегося тороидального взвешенного слоя продукта, в уменьшении обратного выноса пылевидного продукта из-под отбойной шайбы, в обеспечении снижения гидродинамического сопротивления в завихрителе восходящего потока и в аппарате в целом, в исключении застойных зон от налипания пылевидного продукта в зоне острого угла между донной частью бункера-накопителя и патрубком восходящего потока, в возможности быстрого и точного расчета площади сечения перекрываемых заслонками каналов, при обработке результатов исследования.The problem to which the invention is directed is to increase the horizontal stability and stability of the rotating toroidal suspended product layer, to reduce the backward removal of the pulverulent product from under the baffle plate, to reduce the hydrodynamic resistance in the upstream swirl and in the apparatus as a whole, in the exclusion of stagnant zones from sticking of the pulverulent product in the zone of an acute angle between the bottom of the storage hopper and the upstream pipe, it is possible to quickly and accurate calculation of the sectional area of the overlapping flaps of channels, the processing of the survey results.

Это достигается тем, что лабораторный стенд для демонстрации и изучения процессов пылеулавливания, сушки и грануляции во встречных закрученных потоках воздуха, выполненный в виде автономной установки, включающей воздухоотсасывающее устройство, размещенное в полости прямоугольного короба, на крышке которого прикреплен аппарат со встречными закрученными потоками, в рабочей камере которого обеспечено вращение потоков воздуха и продукта по часовой стрелке при взгляде вдоль оси сверху, выполненный с вертикальной осью симметрии, выхлопной патрубок которого соединен гибким шлангом с воздухоотсасывающим устройством, при этом аппарат со встречными закрученными потоками оснащен трубчатой прозрачной цилиндрической рабочей камерой, имеющей на торцах переходные фланцы, к верхнему из которых съемно прикреплен завихритель нисходящего потока, выполненный в форме перевернутого днищем вверх цилиндрического стакана, со стороны днища которого в полости завихрителя вдоль его оси установлен выхлопной патрубок, заглубленный на всю высоту завихрителя, причем к боковой цилиндрической поверхности завихрителя нисходящего потока жестко прикреплен один тангенциальный патрубок, прямоугольный в сечении, к нижнему фланцу рабочей камеры прикреплен бункер-накопитель, вдоль оси которого размещен соосный патрубок с круглым сечением, при этом бункер-накопитель для вывода самотеком сухой пыли продукта или гранул выполнен конической формы с плоским днищем, вершина бункера-накопителя отклонена от оси аппарата и снабжена шаровым вентилем, кроме того, соосный патрубок по наружному диаметру вблизи торца снабжен отбойной шайбой, а по внутреннему диаметру - завихрителем восходящего потока воздуха, к боковой цилиндрической поверхности завихрителя нисходящего потока прикреплен шнековый дозатор с ручным приводом, причем к входным торцам патрубков для нисходящего и восходящего потоков прикреплены газовые вентили, обеспечивающие возможность изменения расхода воздуха по своим каналам, при этом к корпусам вентилей прикреплены шкалы для фиксации углового поворота ручек вентилей, кроме того, к входу газового вентиля для восходящего потока прикреплен электрокалорифер, в качестве которого используют бытовой фен, при этом завихритель нисходящего потока во внутренней полости снабжен шайбой, размещенной ниже тангенциального патрубка, поверхность которой перпендикулярна оси выхлопного патрубка, при этом шайба прикреплена к поверхности выхлопного патрубка внутренним диаметром съемно, а наружным диаметром поджата к внутренней стенке цилиндрического стакана завихрителя нисходящего потока с минимальным зазором и снабжена по периферии окнами с неодинаковым «живым сечением», одинаково удаленных от выхлопного патрубка и образованных отогнутыми створками на угол α относительно левых радиальных стенок каждого окна в сторону рабочей камеры, причем плоское днище бункера-накопителя и соосный патрубок в полости бункера снабжены антифрикционными соответственно шайбой и втулкой, при этом завихритель восходящего потока выполнен из одинаковых тонкостенных изогнутых трубок, нижние концы которых жестко сомкнуты в ряд друг к другу по внутреннему периметру телескопической трубки на половину ее длины, установленной подвижно поверх наружного диаметра соосного патрубка, а верхние концы изогнутых трубок, выступающие из телескопической трубки, отогнуты от ее оси на угол γ и одновременно загнуты на угол λ, в направлении вращения часовой стрелки, кроме того, вдоль оси телескопической трубки установлена подвижно осевая трубка, имеющая со стороны рабочей камеры распылительную форсунку, причем трубка расположена в осевом отверстии между нижними концами изогнутых трубок, а ее нижний конец размещен подвижно в донной части соосного патрубка и снабжен на конце жидкостным вентилем, при этом соосный патрубок снабжен входным концом, загнутым к нему на угол φ, по наружной поверхности телескопической трубки вблизи ее верхнего торца съемно установлена отбойная шайба, которая радиальными разрезами на глубину δ в сторону ее оси поделена на лепестки, у которых угловые кромки отогнуты в сторону полости бункера-накопителя на угол β, причем все зазоры между изогнутыми трубками и телескопической трубкой заполнены герметиком, а торцы верхних концов изогнутых трубок снабжены осевыми двухлопастными завихрителями потоков воздуха, обеспечивающими их закрутку против часовой стрелки в сечении суммарного вращающегося по часовой стрелке тороидального потока от восходящего и нисходящего потоков в рабочей камере при взгляде вдоль оси сверху, при этом к входным торцам патрубков нисходящего и восходящего потоков съемно прикреплены шиберные заслонки, внутренняя полость в корпусе которых снабжена прямоугольным в сечении каналом, а наружная поверхность корпусов снабжена линейными метрическими шкалами, относительно которых обеспечено перемещение плоских прямоугольных пластин-задвижек, имеющих визирные указатели относительно линейных шкал, причем на боковой стенке выхлопного патрубка, на стенке патрубка завихрителя нисходящего потока и стенке входного конца соосного патрубка выполнены отверстия для размещения в них датчиков для измерения температуры и скорости воздушных потоков, соединенных с соответствующими приборами отображения информации каналами связи. Количество окон в шайбе может быть от двух до десяти. Каждое из окон в шайбе выполнено четырехсторонним, состоящим из двух дуг: наружной, являющейся частью наружного диаметра шайбы и внутренней, удаленной от наружной на расстояние µ, и из двух радиальных участков. Расстояние µ может составлять удвоенное значение ширины h прямоугольного отверстия тангенциального патрубка в завихрителе нисходящего потока. Площадь «живого сечения» каждого окна увеличена от границы прямоугольного тангенциального патрубка в полости завихрителя нисходящего потока по всему периметру шайбы. Антифрикционная шайба может быть выполнена из фторопласта. Антифрикционная втулка может быть выполнена из фторопласта. Угол α может составлять 45°. Глубина δ может составлять 1/3 от радиуса отбойной шайбы. Угол β может составлять 45°. Угол γ может находится в интервале от 35° до 70°. Угол λ может находится в интервале от 85° до 95°. Угол φ составляет 90°. Число изогнутых трубок в трубчатом завихрителе находится в интервале от двух до восьми. В качестве воздухоотсасывающего устройства может быть использован бытовой пылесос. Количество угловых кромок отбойной шайбы может находится в интервале от 4 до 10.This is achieved by the fact that the laboratory stand for demonstrating and studying the processes of dust collection, drying and granulation in counter-swirling air flows, made in the form of a stand-alone installation, including an air-suction device located in the cavity of a rectangular box, on the lid of which is attached a device with counter-swirling flows, in the working chamber of which is provided with the rotation of the air and product flows clockwise when viewed along the axis from above, made with a vertical axis of symmetry, exhaust the first nozzle of which is connected by a flexible hose to an air suction device, while the apparatus with counterpropagating flows is equipped with a tubular transparent cylindrical working chamber having transitional flanges at the ends, to the upper of which a downflow swirl made in the form of a cylindrical tank turned upside down is removably attached, with the side of the bottom of which in the cavity of the swirler along its axis an exhaust pipe is installed, deepened to the entire height of the swirl, and to the side cylindrical one tangential nozzle, rectangular in cross section, is rigidly attached to the downstream swirl surface, a storage hopper is attached to the lower flange of the working chamber, along the axis of which a coaxial pipe with a circular cross section is placed, and the storage hopper for gravity to output dry dust of the product or granules is conical forms with a flat bottom, the top of the storage hopper is deviated from the axis of the apparatus and is equipped with a ball valve, in addition, the coaxial nozzle along the outer diameter near the end face is equipped with a jack washer, and according to the inner diameter, with an upward air swirl, a screw meter with a manual drive is attached to the side cylindrical surface of the downflow swirl, and gas valves are attached to the inlet ends of the downstream and upstream nozzles, which allow changing the air flow through its channels, scales are attached to the valve bodies to fix the angular rotation of the valve handles; in addition, an electroheater is attached to the inlet of the gas valve for the upward flow p, which is used as a household hair dryer, while the downstream swirl in the inner cavity is equipped with a washer located below the tangential nozzle, the surface of which is perpendicular to the axis of the exhaust nozzle, while the washer is attached to the surface of the exhaust nozzle with an inner diameter that is removable and the outer diameter is pressed against the inner the wall of the cylindrical glass of the downstream swirl with a minimum clearance and is equipped on the periphery with windows with different “live sections” equally spaced from the outlet of the nozzle and formed by bent leaves at an angle α relative to the left radial walls of each window towards the working chamber, the flat bottom of the storage hopper and the coaxial nozzle in the cavity of the hopper equipped with an anti-friction washer and sleeve, respectively, while the upflow swirl is made of the same thin-walled curved tubes , the lower ends of which are rigidly closed in a row to each other along the inner perimeter of the telescopic tube by half its length mounted movably on top of the outer diameter meters of coaxial pipe, and the upper ends of the bent pipes protruding from the telescopic tube are bent from its axis by an angle γ and simultaneously bent by an angle λ in the clockwise direction, in addition, a movable axial tube is installed along the axis of the telescopic tube, having the working chamber is a spray nozzle, and the tube is located in the axial hole between the lower ends of the curved tubes, and its lower end is movably placed in the bottom of the coaxial pipe and provided with a liquid valve at the end, while the coaxial nozzle is equipped with an inlet end bent to it at an angle φ, a baffle plate is removably mounted on the outer surface of the telescopic tube near its upper end, which is divided by radial cuts to a depth δ in the direction of its axis into petals whose angled edges are bent towards the hopper cavity -block at an angle β, and all the gaps between the curved tubes and the telescopic tube are filled with sealant, and the ends of the upper ends of the curved tubes are equipped with axial two-bladed swirls of air flows, counterclockwise swirling them in the cross section of the total clockwise rotating toroidal flow from the ascending and descending flows in the working chamber when viewed along the axis from above, while the slide valves are removably attached to the inlet ends of the downward and upstream nozzles, the inner cavity in which is provided a rectangular channel in cross section, and the outer surface of the buildings is equipped with linear metric scales, relative to which the movement of flat rectangular layers n-valves having sighting indicators relative to linear scales, moreover, holes are made on the side wall of the exhaust pipe, on the wall of the pipe of the downstream swirl and the wall of the inlet end of the coaxial pipe, for measuring temperature and air velocity in them, connected to corresponding display devices information by communication channels. The number of windows in the puck can be from two to ten. Each of the windows in the washer is made of four-sided, consisting of two arcs: the outer, which is part of the outer diameter of the washer and the inner, remote from the outer by a distance of µ, and from two radial sections. The distance µ may be twice the width h of the rectangular opening of the tangential nozzle in the downstream swirl. The area of the "live section" of each window is increased from the boundary of the rectangular tangential pipe in the cavity of the downstream swirler around the entire perimeter of the washer. The anti-friction washer can be made of fluoroplastic. The antifriction sleeve can be made of fluoroplastic. Angle α can be 45 °. Depth δ may be 1/3 of the radius of the baffle plate. Angle β can be 45 °. The angle γ may range from 35 ° to 70 °. Angle λ can range from 85 ° to 95 °. The angle φ is 90 °. The number of bent tubes in a tubular swirler is in the range of two to eight. A household vacuum cleaner can be used as an air suction device. The number of angular edges of the jack washer may be in the range from 4 to 10.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид лабораторного стенда для демонстрации и изучения процессов пылеулавливания, сушки и грануляции во встречных закрученных потоках воздуха. На фиг.2 изображен завихритель нисходящего потока. На фиг.3 изображено сечение А-А фиг 2, где более детально показана шайба с отверстиями в ней. На фиг.4 показана шайба и ее отогнутые створки. На фиг.5 показан вид по стрелке А с участка фиг.4. На фиг.6 изображена нижняя часть аппарата со встречными закрученными потоками, где показаны часть рабочей камеры, прикрепленной к накопительному бункеру, с выровами, поясняющими размещение соосного патрубка, и размещение на нем телескопической трубки, в которой размещены изогнутые трубки трубчатого завихрителя восходящего потока, а также отбойная шайба и осевая трубка с распылительной форсункой. На фиг.7 изображен вид по стрелке Б с фиг. 6, показывающий вид сверху на трубки завихрителя восходящего потока и отбойную шайбу. На фиг.8 изображен вид по стрелке Г с фиг.7, поясняющий отгиб угловой кромки у отбойной шайбы. На фиг. 9 изображено сечение Б-Б с фиг. 6, показывающее нижние концы трубок завихрителя восходящего потока, размещенные в телескопической трубе. На фиг.10 изображена одна из двух одинаковых шиберных заслонок. На фиг.11 изображено сечение В-В с фиг.10. На фиг.12 изображен вид В с фиг.7 торцевой части верхнего конца одной из трубок завихрителя восходящего потока. На фиг.13 изображено осевое сечение с фиг.12. На фиг.14 изображен выров части корпуса завихрителя нисходящего потока с его тангенциальным патрубком. На фиг.15 изображено сечение Г-Г тангенциального патрубка с фиг.14. На фиг.16 изображен выров взвешенного и закрученного слоя полидисперсного продукта в рабочей камере, при взгляде сбоку. На фиг.17 изображено сечение Д-Д рабочей камеры и расположение в ней взвешенного и закрученного слоя, а также его винтовая структура по ходу его вращения.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of a laboratory bench for demonstrating and studying the processes of dust collection, drying and granulation in counter swirling air flows. Figure 2 shows the downstream swirl. In Fig.3 shows a section aa of Fig.2, where the washer with holes in it is shown in more detail. Figure 4 shows the washer and its bent leaves. Figure 5 shows a view along arrow A from the plot of figure 4. Figure 6 shows the lower part of the apparatus with oncoming swirling flows, which shows a part of the working chamber attached to the storage hopper, with recesses explaining the placement of the coaxial pipe, and the placement of a telescopic tube on it, in which the curved tubes of the tubular swirl of the upward flow are placed, and also a bump washer and an axial tube with a spray nozzle. 7 is a view along arrow B of FIG. 6, showing a top view of the upstream swirl tubes and the breaker. On Fig shows a view along arrow G of Fig.7, explaining the bending of the angular edge of the bump washer. In FIG. 9 shows a section BB of FIG. 6, showing the lower ends of the upstream swirl tubes arranged in a telescopic tube. Figure 10 shows one of two identical slide gates. Figure 11 shows a section bb of figure 10. On Fig shows a view In figure 7 of the end part of the upper end of one of the tubes of the swirl upstream. In Fig.13 shows an axial section of Fig.12. Fig. 14 shows a cutout of a part of the downstream swirl case with its tangential nozzle. In Fig.15 shows a cross section GG of the tangential pipe of Fig.14. On Fig shows a cutout of a suspended and swirling layer of a polydisperse product in the working chamber, when viewed from the side. On Fig shows a section DD of the working chamber and the location in it of a weighted and swirling layer, as well as its helical structure in the direction of its rotation.

Устройство стенда включает воздухоотсасывающее устройство 1, которое скрытно размещено в полости прямоугольного короба 2, на верхней крышке 3 которого жестко прикреплен аппарат 4 со встречными закрученными потоками, в рабочей камере которого обеспечено вращение воздушных потоков по часовой стрелке, если смотреть вдоль оси сверху. Аппарат со встречными закрученными потоками выполнен с вертикальной осью симметрии. Выхлопной патрубок 5 аппарата соединен с помощью гибкого шланга 6 с воздухоотсасывающим устройством 1 (бытовым пылесосом). Аппарат 4 оснащен трубчатой прозрачной цилиндрической рабочей камерой 7, имеющей на торцах переходные фланцы. К верхнему фланцу 8 камеры 7 прикреплен соосно с ней завихритель 9, обеспечивающий закрутку и подачу нисходящего воздушного потока, корпус которого выполнен в форме перевернутого днищем вверх цилиндрического стакана, в полости завихрителя 9 вдоль его оси прикреплен с помощью сварки выхлопной патрубок 5, который заглублен на всю высоту завихрителя 9. К боковой цилиндрической поверхности завихрителя 9 тангенциально прикреплен с помощью сварки прямоугольный в сечении один патрубок 10. К нижнему фланцу 11 рабочей камеры 7 съемно прикреплен бункер-накопитель 12, вдоль оси которого размещен соосный патрубок 13 с круглым сечением. Бункер-накопитель 12 снабжен установленным под углом к соосному патрубку 13 плоским днищем 14, выполненным в виде эллипсообразной пластины, нижняя часть которой соединена с патрубком 15, по которому осуществляется вывод самотеком через клапан-задвижку 16 уловленной сухой пыли продукта или гранул из бункера-накопителя 12. К боковой цилиндрической поверхности завихрителя 9 прикреплен также шнековый дозатор 17 с ручным приводом шнека. Вход воздуха в соосный патрубок 13 осуществляется через электрокалорифер 18, выполненный из бытового фена. Завихритель 9 во внутренней полости снабжен шайбой 19, которая по его высоте размещена ниже тангенциального патрубка 10. Поверхность шайбы 19 перпендикулярна оси выхлопного патрубка 5, к которому она прикреплена внутренним диаметром съемно, а наружным диаметром шайба 19 поджата к внутренней цилиндрической стенке завихрителя 9 с минимальным зазором. На периферии шайбы 19 выполнены окна 20 с неодинаковым «живым сечением», но одинаково удаленных от выхлопного патрубка 5. Окна 20 образованы отогнутыми створками 21 на угол α относительно левых радиальных стенок 22 каждого окна 20. Отгиб створок 21 направлен вниз, в сторону рабочей камеры 7. Плоское наклонное днище 14 со стороны полости 23 бункера-накопителя 12 и соосный патрубок 13 снабжены соответственно антифрикционной шайбой 24 и втулкой 25. Трубчатый завихритель 26, обеспечивающий создание восходящего закрученного потока, выполнен из нескольких одинаковых, тонкостенных изогнутых трубок 27, нижние концы 28 которых жестко сомкнуты в ряд друг к другу по внутреннему периметру телескопической трубки 29, где они заглублены на половину ее длины, которая сама установлена подвижно поверх наружного диаметра соосного патрубка 13, а верхние концы 30 изогнутых трубок 27, выступающие из телескопической трубки 29, отогнуты от ее оси на угол γ и, одновременно загнуты на угол λ в направлении вращения часовой стрелки, кроме того, вдоль оси телескопической трубки 29, в осевом отверстии между нижними концами 28 изогнутых трубок 27 установлена подвижно осевая трубка 31, имеющая со стороны рабочей камеры 7 распылительную форсунку 32, а ее нижний конец 33 размещен, также подвижно в донной части 34 соосного патрубка 13 и снабжен жидкостным вентилем 35. Кроме того, соосный патрубок 13 снабжен входным концом 36, загнутым к нему на угол φ. По наружной поверхности телескопической трубки 29, вблизи ее верхнего торца съемно установлена отбойная шайба 37, которая радиальными разрезами на глубину δ в сторону ее оси поделена на лепестки, у которых каждая из угловых кромок 38 отогнута в сторону полости 23 бункера-накопителя 12 на угол β. Все зазоры между изогнутыми трубками 27 и телескопической трубкой 29 заполнены герметиком, а торцевые отверстия верхних концов 30 изогнутых трубок 27 снабжены осевыми завихрителями 39, для закрутки выходящих в рабочую камеру 7 потоков воздуха в одном направлении, а именно против часовой стрелки, если смотреть по ходу выхода из них потоков, составляющих восходящий поток. Кроме того, к входному торцу патрубка 10 и входному торцу конца 36, соответственно нисходящего и восходящего потоков съемно прикреплены специальные шиберные заслонки 40, имеющих в своем корпусе канал 41 с прямоугольным сечением, а наружная поверхность корпусов снабжена линейными метрическими шкалами 42, относительно которых обеспечено перемещение плоских прямоугольных пластин-задвижек 43, имеющих визирные указатели 44 относительно шкал 42. На боковых стенках выхлопного патрубка 5, патрубка 10 завихрителя нисходящего потока, и входного конца 36 соосного патрубка 13 выполнены отверстия 45 для размещения в них первичных датчиков 46 для измерения параметров температуры и скорости воздушных потоков и, которые соединены со своими приборами 47 и 48 отображения информации по каналам связи 49.The device of the stand includes an air suction device 1, which is covertly placed in the cavity of a rectangular box 2, on the top cover 3 of which there is a rigid apparatus 4 with counter-swirling flows, in the working chamber of which the air flows are rotated clockwise when viewed along the axis from above. The apparatus with counter swirling flows is made with a vertical axis of symmetry. The exhaust pipe 5 of the device is connected using a flexible hose 6 with an air suction device 1 (household vacuum cleaner). The apparatus 4 is equipped with a tubular transparent cylindrical working chamber 7 having transitional flanges at the ends. A swirler 9 is coaxially attached to the upper flange 8 of the chamber 7, providing for swirling and supplying a downward air flow, the casing of which is made in the form of a cylindrical cup turned upside down, in the cavity of the swirl 9 along the axis of the swirl is attached an exhaust pipe 5, which is recessed onto the entire height of the swirl 9. To the lateral cylindrical surface of the swirl 9 is tangentially attached by welding one pipe in section 10. To the lower flange 11 of the working chamber 7 is detachably attached to the hopper p-drive 12, along the axis of which is placed a coaxial pipe 13 with a circular cross section. The storage hopper 12 is equipped with a flat bottom 14 mounted at an angle to the coaxial pipe 13, made in the form of an ellipsoid plate, the lower part of which is connected to the pipe 15, through which gravitated dry product dust or granules from the storage hopper are withdrawn by gravity through the gate valve 16 12. To the lateral cylindrical surface of the swirl 9 is also attached a screw dispenser 17 with a manual drive of the screw. The air inlet into the coaxial pipe 13 is carried out through an electric air heater 18 made of a household hair dryer. The swirl 9 in the inner cavity is equipped with a washer 19, which is placed along its height below the tangential pipe 10. The surface of the washer 19 is perpendicular to the axis of the exhaust pipe 5, to which it is attached with an inner diameter, and the washer 19 is pressed against the inner cylindrical wall of the swirl 9 with a minimum the gap. On the periphery of the washer 19, windows 20 are made with a different “live section”, but equally remote from the exhaust pipe 5. Windows 20 are formed by bent leaves 21 at an angle α relative to the left radial walls 22 of each window 20. The fold of the leaves 21 is directed downward towards the working chamber 7. The flat inclined bottom 14 from the side of the cavity 23 of the storage hopper 12 and the coaxial pipe 13 are provided with an antifriction washer 24 and a sleeve 25, respectively. The tubular swirler 26, providing the creation of an upward swirling flow, is made of several novye, thin-walled curved tubes 27, the lower ends 28 of which are rigidly closed in a row to each other along the inner perimeter of the telescopic tube 29, where they are recessed by half its length, which itself is mounted movably over the outer diameter of the coaxial pipe 13, and the upper ends 30 of the curved tubes 27, protruding from the telescopic tube 29, are bent from its axis by an angle γ and simultaneously bent by an angle λ in the clockwise rotation direction, in addition, along the axis of the telescopic tube 29, in an axial hole between the lower ends 28 of the bent tubes 27, a movable axial tube 31 is installed, having a spray nozzle 32 from the side of the working chamber 7, and its lower end 33 is also movably installed in the bottom part 34 of the coaxial pipe 13 and is equipped with a liquid valve 35. In addition, the coaxial pipe 13 is provided with an inlet end 36 bent to it by an angle φ. On the outer surface of the telescopic tube 29, near its upper end, a baffle plate 37 is removably mounted, which is radially cut to a depth δ in the direction of its axis divided into petals, each of the corner edges 38 bent towards the cavity 23 of the storage hopper 12 by an angle β . All the gaps between the bent tubes 27 and the telescopic tube 29 are filled with sealant, and the end openings of the upper ends 30 of the bent tubes 27 are provided with axial swirlers 39, for swirling the outgoing air flows into the working chamber 7 in one direction, namely, counterclockwise, if you look in the direction the output of the streams that make up the stream. In addition, to the input end of the pipe 10 and the input end of the end 36, respectively downward and upward flows, special slide valves 40 having a channel 41 with a rectangular cross section in their housing are removably attached, and the outer surface of the housings is provided with linear metric scales 42, relative to which movement is provided flat rectangular gate valve plates 43 having sighting indicators 44 relative to the scales 42. On the side walls of the exhaust pipe 5, the pipe 10 downstream swirl, and the input end 36 with Oaxial pipe 13 has holes 45 for accommodating primary sensors 46 for measuring temperature and air velocity parameters and which are connected to their devices 47 and 48 for displaying information through communication channels 49.

Стенд работает следующим образом.The stand works as follows.

С помощью данного стенда можно демонстрировать процессы: пылеулавливания, сушки полидисперсного продукта, грануляцию окатыванием из полидисперсного продукта, а также классификацию гранул по заданному размеру.Using this stand, it is possible to demonstrate the processes of: dust collection, drying of a polydisperse product, granulation by rolling from a polydisperse product, and also classification of granules according to a given size.

Для работы стенда необходимо, предварительно максимально открыть обе пластины-задвижки 43, на обеих шиберных заслонках 40, затем включить воздухоотсасывающее устройство 1 (пылесос). В воронку дозатора 17 засыпают предварительно пылевидный продукт, затем вращая вручную шнек дозатора 17 перемещают продукт и, всыпают его в полость завихрителя 9. Далее, для демонстрации процесса пылеулавливания шиберную заслонку 40 на патрубке 10 оставляют максимально открытой, а шиберную заслонку 40 на входном конце 36 прикрывают на определенную величину. При этом через стекло камеры 7 можно наблюдать движение пылевидного продукта 50 в нисходящем закрученном потоке воздуха, а также взаимодействие нисходящего и восходящего закрученных потоков на движение пылевидного продукта под отбойную шайбу 37, т.е. выполняется процесс пылеулавливания во встречных закрученных потоках. Если шиберную заслонку 40 на входном конце 36 оставить полностью закрытой, то аппарат будет работать в режиме аппарата «циклон».For the operation of the stand, it is necessary to first open as much as possible both the plate-valves 43, on both slide gate valves 40, then turn on the air suction device 1 (vacuum cleaner). A dusty product is pre-filled into the funnel of the batcher 17, then the product is manually rotated by the batcher auger 17 and poured into the cavity of the swirler 9. Then, to demonstrate the dust collection process, the slide gate 40 on the nozzle 10 is left as open as possible, and the slide gate 40 at the inlet end 36 cover by a certain amount. In this case, through the glass of the chamber 7, one can observe the movement of the dusty product 50 in a downward swirling air flow, as well as the interaction of the downward and upward swirling flows on the movement of the dusty product under the baffle plate 37, i.e. the dust collection process is carried out in counter swirling flows. If the gate valve 40 at the inlet end 36 is left completely closed, the apparatus will operate in the cyclone apparatus mode.

Для демонстрации процесса сушки такого полидисперсного пищевого продукта как, например поваренная мелкодисперсная соль, ее также предварительно засыпают в воронку дозатора 17, закрывают воронку крышкой и, начинают перемещать шнеком продукт, засыпая его в движущийся нисходящий поток воздуха из завихрителя 9. Но, предварительно, открывают шиберную заслонку 40 на входном конце 36 на определенную величину и, таким образом, чтобы визуально наблюдать через прозрачную стенку процесс движения материала в камере 7. Пластину-задвижку 43 в шиберной заслонке 40 на патрубке 36 открывают на величину, при которой в рабочей камере 7 создается взвешенный закрученный слой 51 сушимого полидисперсного продукта. Вращение слоя 51 обеспечивается завихрителями 9 и 26. При этом гидродинамика потоков такова, что слой 51, вращающийся по направлению 52, по часовой стрелке (если смотреть вдоль оси аппарата сверху), вращается еще и по ходу своего движения 52, образуя таким образом - в целом, вращающееся винтовое кольцо. При этом, если смотреть по ходу движения 52 на сечение 53 такого слоя, то его винтовое вращение в сечении слоя 51 осуществляется по направлению 54, против часовой стрелки, чему способствуют направление движения нисходящего потока 55 и направление движения 56, восходящего потока. Освободившийся (очищенный) от пыли поток 57 направляется в сторону оси 58 рабочей камеры и, далее вдоль оси 58 и поступает в выхлопной патрубок 5. Такое винтовое вращение слоя 51 по ходу его вращения 52 обеспечивают завихрители 39. Интенсивное вращение сушимого материала в слое 51 обеспечивает его ускоренную сушку, особенно в периодическом режиме.To demonstrate the drying process of such a polydispersed food product, for example, finely divided table salt, it is also preliminarily poured into the hopper of the dispenser 17, the funnel is closed with a lid and the product is moved with the screw, filling it with a moving downward air stream from the swirler 9. But, first, open the gate valve 40 at the input end 36 by a certain amount and, thus, to visually observe through the transparent wall the process of movement of the material in the chamber 7. The gate valve 43 in the gate Lonkila 40 on the pipe 36 is opened to a value at which the working chamber 7 is created weighted hooked layer 51 being dried polydispersed product. The rotation of the layer 51 is provided by the swirlers 9 and 26. In this case, the flow dynamics is such that the layer 51, rotating in the direction 52, clockwise (if viewed from the top of the apparatus axis), also rotates along the course of its movement 52, thus forming - in Generally, a rotating helical ring. Moreover, if you look in the direction of movement 52 at the cross section 53 of such a layer, then its screw rotation in the cross section of the layer 51 is carried out in the counterclockwise direction 54, which is facilitated by the direction of movement of the downward flow 55 and the direction of motion 56, the upward flow. The freed (cleaned) dust 57 stream is directed towards the axis 58 of the working chamber and then along the axis 58 and enters the exhaust pipe 5. Such a screw rotation of the layer 51 in the direction of its rotation 52 is provided by swirlers 39. The intensive rotation of the dried material in the layer 51 provides its accelerated drying, especially in batch mode.

Для демонстрации процесса грануляции, например из сахарной пудры, выполняются все те же операции, которые выполняются для сушки, описанные выше, дополнительной операцией в этом процессе является лишь подача в патрубок 33 влажного водяного пара, который распыляясь форсункой 32 способствует коагуляции отдельных пылинок в шаровидные гранулы 59, которые растут в диаметре за счет окатывания в новых порциях пылевидных частичек сахарной пудры и выпадают из слоя 51 в бункер-накопитель 12.To demonstrate the granulation process, for example, from powdered sugar, all the same operations are carried out that are performed for drying, described above, an additional operation in this process is only to supply moist steam to the nozzle 33, which is sprayed by the nozzle 32 to coagulate individual dust particles into spherical granules 59, which grow in diameter due to rolling in new portions of dusty particles of powdered sugar and fall out of layer 51 into the storage hopper 12.

Использование шиберных заслонок 40 с плоскими пластинами-задвижками 43 позволяет легко и быстро подсчитывать площадь сечения прямоугольного канала, по которому проходит воздух при минимальных перемещениях пластины 43 и, таким подсчитывать значение расхода воздуха при каждом режиме. Скорость потока воздуха определяется прибором 47 (U-образным манометром) и, перемножив значения площади канала на скорость получим расход потока. Измерение же площади сечения при использовании шарового вентиля практически невозможно.The use of gate valves 40 with flat plate-valves 43 allows you to easily and quickly calculate the cross-sectional area of a rectangular channel through which air passes with minimal movements of the plate 43 and, thus, calculate the value of air flow during each mode. The air flow rate is determined by the device 47 (U-shaped manometer) and, multiplying the values of the channel area by the speed, we obtain the flow rate. Measurement of the cross-sectional area when using a ball valve is almost impossible.

Подвижность форсунки 32 вдоль оси камеры 7 позволяет максимально орошать паром пылевидный слой сахарной пудры.The mobility of the nozzle 32 along the axis of the chamber 7 allows maximum steam spraying of the dusty layer of powdered sugar.

Антифрикционная шайба 24 из фторопласта на поверхности плоского днища и фторопластовая втулка 25 на патрубке 13 позволяют уменьшить залипание пылевидного продукта в остром углу между патрубком 13 и шайбой 14 и таким образом исключить застойную зону пылевидного продукта.The anti-friction washer 24 made of fluoroplastic on the surface of the flat bottom and the fluoroplastic sleeve 25 on the nozzle 13 can reduce sticking of the pulverulent product in the acute angle between the nozzle 13 and the washer 14 and thus eliminate the stagnant zone of the pulverized product.

Используемый в [2], [4] и [5] завихритель восходящего потока, выполненный в виде многозаходного шнека, хуже трубчатого в виду того, что межлопастные каналы шнекового завихрителя в сечении имеют прямоугольную площадь, что снижает возможность обеспечить вращение потока в каждом межлопастном канале вокруг своей оси из-за большого гидравлического сопротивления.The upstream swirl used in [2], [4] and [5], made in the form of a multi-auger screw, is worse than a tubular one because the inter-blade channels of the screw swirl in cross section have a rectangular area, which reduces the ability to provide flow rotation in each inter-blade channel around its axis due to the large hydraulic resistance.

Шайба 19 распределяет проход воздуха по окнам 20 из патрубка 10 приблизительно с одинаковым значением расхода, что значительно снижает наклон плоскости кольцевого взвешенного слоя полидисперсного продукта от горизонтали, т.е. не происходит передавливание воздуха нисходящего потока на слой с одной стороны.The washer 19 distributes the air passage through the windows 20 from the nozzle 10 with approximately the same flow rate, which significantly reduces the inclination of the plane of the annular suspended layer of the polydisperse product from the horizontal, i.e. there is no down-flow of air to the layer on one side.

Замена сплошной кольцевой щели между отбойной шайбой и внутренней поверхностью рабочей камеры отдельными треугольными отверстиями, образованными отгибом угловых кромок, уменьшает обратный вынос пылевидного продукта в рабочую камеру.Replacing a continuous annular gap between the baffle plate and the inner surface of the working chamber with separate triangular holes formed by the bending of the corner edges reduces the return of the pulverulent product into the working chamber.

Замена прямоугольных в сечении каналов для закрутки восходящего потока используемых в шнековых завихрителях в [2], [4] и [5] на круглые в сечении каналы, организованные в трубах, позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление.Replacing rectangular channels in the section for swirling the upward flow used in screw swirls in [2], [4] and [5] with round channels in the section arranged in pipes allows reducing hydraulic resistance.

Полезность лабораторного стенда заключается в возможности демонстрировать студентам современные высокоэффективные технологии: пылеулавливания, сушки и грануляции. Возможность проводить экспериментальные исследования по изучению характеристик пылеулавливания полидисперсных продуктов различной плотности и размера пылевидных частиц, а также, возможность проводить исследования по сушке различных пылевидных продуктов, и возможность проводить исследования по процессу грануляции пылевидных продуктов и из раствора.The usefulness of the laboratory bench is the ability to demonstrate modern high-performance technologies to students: dust collection, drying and granulation. The ability to conduct experimental research on the characteristics of dust collection of polydisperse products of different density and size of dust particles, as well as the ability to conduct research on drying various dust products, and the ability to conduct research on the granulation process of dust products and from solution.

Источники информацииInformation sources

1. Сажин Б.С. Основы техники сушки. М.: Химия, 1984. - 320 с., стр.190.1. Sazhin B.S. Basics of drying technology. M.: Chemistry, 1984. - 320 p., P. 190.

2. Кандидатская диссертация «Разработка аппарата для осуществления процесса грануляции пылевидных материалов во встречных закрученных потоках», автора Землякова Н.В. по специализации 05.17.08. - процессы и аппараты химической технологии. М., Московский текстильный институт им. А.Н.Косыгина, 1982 г.2. Candidate dissertation "Development of apparatus for the implementation of the process of granulation of pulverulent materials in counter swirling flows", the author N. Zemlyakova by specialization 05.17.08. - processes and apparatuses of chemical technology. M., Moscow Textile Institute. A.N. Kosygina, 1982

3. Патент России №2223137.3. Patent of Russia No. 2223137.

4. Статья «Лабораторный стенд многофункционального аппарата со встречными закрученными потоками для демонстрации процессов пылеулавливания, сушки и грануляции полидисперсных материалов во взвешенном закрученном слое», автор к.т.н., доцент Земляков Н.В. Материалы Региональной научно-практической конференции «Новые технологии - основа развития профессионального образовательного пространства учебно-научного производственного комплекса», Ливенский филиал ГОУ ВПО «ОрелГТУ» ФЛП, каф. МАПП, 16 марта 2007 г., г.Ливны, Орловская область. Livny(@)ostu.ru Тел: (48677)3-45-35, 3-17-34.4. The article "Laboratory stand of a multifunctional apparatus with counter-swirling flows for demonstrating the processes of dust collection, drying and granulation of polydisperse materials in a suspended swirling layer", author, Ph.D., associate professor N.V. Zemlyakov Materials of the Regional Scientific and Practical Conference "New Technologies - the Basis for the Development of the Professional Educational Space of the Educational and Scientific Production Complex", Livensky Branch of the State Educational Institution of Higher Professional Education “Orel State Technical University” MAPP, March 16, 2007, Livny, Oryol Oblast. Livny (@) ostu.ru Tel: (48677) 3-45-35, 3-17-34.

5. www. invention-orel.narod.ru5. www. invention-orel.narod.ru

Claims

1. Laboratory stand for demonstration and study of dust collection, drying and granulation in counter-swirling air flows, made in the form of a stand-alone installation, including an air suction device located in the cavity of a rectangular box, on the lid of which is attached a device with counter-swirling flows, in the working chamber of which rotation of the air and product flows clockwise when viewed along an axis from above, made with a vertical axis of symmetry, the exhaust pipe of which it is connected by a flexible hose with an air suction device, while the apparatus with counter-flowing swirling flows is equipped with a tubular transparent cylindrical working chamber having transitional flanges at the ends, to the upper of which there is a removable downflow swirl made in the form of a cylindrical cup turned upside down, from the bottom of which an exhaust pipe is installed in the swirl cavity along its axis, deepened to the entire height of the swirl, and to the side cylindrical surface of the swirl One tangential nozzle, rectangular in cross section, is rigidly attached to the downward flow, a storage hopper is attached to the lower flange of the working chamber, along the axis of which a coaxial pipe with a circular cross section is placed, and the storage hopper for gravity to output dry dust of the product or granules is made conical with flat bottom, the top of the storage hopper is deviated from the axis of the apparatus and equipped with a ball valve, in addition, the coaxial pipe on the outer diameter near the end is equipped with a jack washer, and on the inner diameter the pipe is a swirl of an upward air flow, a screw doser with a manual drive is attached to the side cylindrical surface of the swirl of a downward flow, and gas valves are attached to the inlet ends of the pipes for downward and upward flows, which allow the air flow to change through its channels, while the valve bodies are attached scales for fixing the angular rotation of the valve handles, in addition, an electric air heater is attached to the inlet of the gas valve for the upward flow, in the quality of which a household hair dryer is used, characterized in that the downstream swirl in the inner cavity is provided with a washer located below the tangential nozzle, the surface of which is perpendicular to the axis of the exhaust nozzle, the washer attached to the surface of the exhaust nozzle with an inner diameter removable and the outer diameter pressed against the inner wall of the cylindrical glass a downstream swirler with a minimum clearance and is equipped on the periphery with windows with different “live sections” equally spaced from the exhaust tube and formed bent flaps at an angle α relative to the left radial walls of each window towards the working chamber, and the flat bottom of the storage hopper and the coaxial pipe in the cavity of the hopper are equipped with antifriction washers and bushings, respectively, while the upflow swirl is made of the same thin-walled curved tubes, the lower ends of which are rigidly closed in a row to each other along the inner perimeter of the telescopic tube at half its length, mounted movably over the outer diameter the axial pipe, and the upper ends of the curved tubes protruding from the telescopic tube are bent from its axis by an angle γ and at the same time are bent by an angle λ in the clockwise direction of rotation, in addition, a movable axial tube is installed along the axis of the telescopic tube, which has a working chamber on the side a spray nozzle, the tube being located in the axial hole between the lower ends of the curved tubes, and its lower end is movably placed in the bottom of the coaxial nozzle and provided with a fluid valve at the end, while the th branch pipe is equipped with an inlet end bent to it at an angle φ, a baffle plate is removably mounted on the outer surface of the telescopic tube near its upper end, which is divided by radial cuts to a depth δ in the direction of its axis into petals whose angled edges are bent towards the hopper cavity -A drive at an angle β, and all the gaps between the curved tubes and the telescopic tube are filled with sealant, and the ends of the upper ends of the curved tubes are provided with axial two-bladed swirls of air flows, providing they twist them counterclockwise in the cross section of the total clockwise rotating toroidal flow from the ascending and descending flows in the working chamber when viewed along the axis from above, while slide valves are removably attached to the inlet ends of the downstream and upstream nozzles, the inner cavity of which is equipped with a rectangular channel in cross section, and the outer surface of the cases is equipped with linear metric scales, relative to which the movement of flat rectangular plates-back holes with sighting indicators relative to linear scales, moreover, holes are made on the side wall of the exhaust pipe, on the wall of the pipe of the downstream swirl and the wall of the inlet end of the coaxial pipe, to measure sensors for measuring temperature and air flow velocity, connected to the corresponding information display devices by channels communication.

2. The device according to claim 1, characterized in that the number of windows in the washer is in the range from two to ten.

3. The device according to claim 2, characterized in that each of the windows in the washer is made of four-sided, consisting of two arcs: the outer, which is part of the outer diameter of the washer, and the inner, remote from the outer by a distance of µ, and from two radial sections.

4. The device according to claim 3, characterized in that the distance µ is twice the width h of the rectangular opening of the tangential nozzle in the downstream swirl.

5. The device according to claim 2, characterized in that the area of the "live section" of each window is increased from the boundary of the rectangular tangential nozzle in the cavity of the downstream swirler along the entire perimeter of the washer.

6. The device according to claim 1, characterized in that the antifriction washer is made of fluoroplastic.

7. The device according to claim 1, characterized in that the antifriction sleeve is made of fluoroplastic.

8. The device according to claim 1, characterized in that the angle α is 45 °.

9. The device according to claim 1, characterized in that the depth δ is 1/3 of the radius of the baffle plate.

10. The device according to claim 1, characterized in that the angle β is 45 °.

11. The device according to claim 1, characterized in that the angle γ is in the range from 35 to 70 °.

12. The device according to claim 1, characterized in that the angle λ is in the range from 85 to 95 °.

13. The device according to claim 1, characterized in that the angle φ is 90 °.

14. The device according to claim 1, characterized in that the number of bent tubes in the tubular swirler is in the range from two to eight.

15. The device according to claim 1, characterized in that a household vacuum cleaner is used as an air suction device.

16. The device according to claim 1, characterized in that the number of angular edges of the jack washer is in the range from 4 to 10.