RU2637588C1

RU2637588C1 - Vortex spraying drier for disperse materials

Info

Publication number: RU2637588C1
Application number: RU2016139503A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2016-10-10
Filing date: 2016-10-10
Publication date: 2017-12-05

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: in the vortex spray drier, the liquid sprayer can be implemented in two variants according to Fig.3 and Fig.4. According to the invention, an outer diffuser is coaxially fixed to bushing of the liquid sprayer rigidly connected with body in its lower part, and an inner perforated diffuser is coaxially connected to the lower base of truncated cone of the sprayer rigidly fixed to central core in its lower part so that the outlet sections of the outer and inner diffusers lie in the same plane. Helical grooves are provided on outer side surface of truncated cone.

EFFECT: improved cost efficiency and quality of drying by preventing material sticking to the chamber walls.

4 dwg

Description

Изобретение относится к распылительной сушилке дисперсных материалов в металлургической, химической, пищевой и других отраслях промышленности.The invention relates to a spray dryer of dispersed materials in the metallurgical, chemical, food and other industries.

Известна распылительная сушилка по патенту РФ №2328676, F26B 17/10, содержащая камеру цилиндрической формы с хордально размещенными соплами для подачи теплоносителя, оси которых расположены по касательной к мнимой окружности, и распылитель, установленный по оси камеры (прототип). Данная сушилка является наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.Known spray dryer according to the patent of Russian Federation No. 23228676, F26B 17/10, containing a cylindrical chamber with chordally placed nozzles for supplying coolant, the axes of which are located tangent to the imaginary circle, and a spray mounted on the camera axis (prototype). This dryer is the closest to the invention in technical essence and the achieved result.

Недостатком известной распылительной сушилки является возможность налипания материала на стенки камеры, неэкономичность и низкое качество сушки.A disadvantage of the known spray dryer is the possibility of adhesion of the material to the walls of the chamber, uneconomical and low quality drying.

Технический результат - повышение экономичности и качества сушки путем предотвращения налипания материала на стенки камеры.The technical result is an increase in the efficiency and quality of drying by preventing sticking of the material to the walls of the chamber.

Это достигается тем, что в вихревой распылительной сушилке для дисперсных материалов, содержащей сушильную камеру цилиндрической формы с хордально размещенными соплами для подачи теплоносителя, оси которых расположены по касательной к мнимой окружности, и распылитель, установленный по оси камеры, причем сушильная камера выполнена в виде двух последовательно соединенных цилиндров разного диаметра, меньший из которых составляет 1,0…1,5 диаметра вышеуказанной мнимой окружности, причем сопла расположены от выходного сечения меньшего цилиндра на расстоянии, не превышающем два диаметра сопла, в ней на уровне сопел в плоскостях, параллельных ее оси, на расстоянии от нее h=aR установлены лопатки, наклоненные навстречу потоку выходящих из сопел газов, где а - хордальность сопел, R - радиус камеры, причем лопатки установлены с возможностью перемещения вдоль оси камеры и с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной оси камеры, в сушилке предусмотрены, по крайней мере, два щелевых сопла, расположенные на внутренней стенке большого цилиндра, причем сопла расположены в коллекторах, соединенных посредством трубопроводов с коллектором для подачи нагретых газов и направлены по касательной к окружности большого цилиндра в точке контакта коллектора с внутренней стенкой большого цилиндра, а распылитель жидкости содержит полый цилиндрический корпус с каналом для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с ним втулку, с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, состоящим из цилиндрической части, и соосным с ней полым конусом, установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, а кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, а к конусу, в его нижней части, жестко прикреплен с помощью винта распылитель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора между соплом и полым конусом, при этом на боковой поверхности конуса выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия, причем оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15°÷60°, а на внутренних поверхностях цилиндрических дроссельных отверстий, выполненных на боковой поверхности конуса с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, имеются винтовые канавки.This is achieved by the fact that in a vortex spray dryer for dispersed materials containing a cylindrical drying chamber with chordally placed nozzles for supplying coolant, the axes of which are tangential to the imaginary circle, and a spray mounted along the axis of the chamber, and the drying chamber is made in the form of two sequentially connected cylinders of different diameters, the smallest of which is 1.0 ... 1.5 diameters of the above imaginary circle, and the nozzles are located from the output section of the smaller cylinder a hole at a distance not exceeding two nozzle diameters, in it at the nozzle level in planes parallel to its axis, at a distance from it h = aR, blades are installed, inclined towards the flow of gases leaving the nozzles, where a is the nozzle chordality, R is the chamber radius moreover, the blades are mounted to move along the axis of the chamber and to rotate in a plane perpendicular to the axis of the chamber, the dryer has at least two slotted nozzles located on the inner wall of the large cylinder, the nozzles being located connected through pipelines to a collector for supplying heated gases and directed tangentially to the circumference of the large cylinder at the point of contact of the manifold with the inner wall of the large cylinder, and the liquid atomizer comprises a hollow cylindrical body with a channel for supplying liquid and a coaxial sleeve rigidly connected to it, with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical step of which is connected by means of a threaded connection to the central m with a core consisting of a cylindrical part and a hollow cone coaxial with it installed with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve, and the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve connecting it to the annular cavity, formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical stage, and the annular cavity is connected with the channel of the housing for supplying fluid, and to the cone, in its lower part, is rigidly a spray gun is mounted with a screw, which is made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap between the nozzle and the hollow cone, with at least two rows of cylindrical throttle openings on the side surface of the cone, with axes lying in planes perpendicular to the axis of the cone, and at least three holes are made in each row, and the axis of the throttle holes of one row are offset from the axis of the throttle holes of the other row by an angle lying in the range 15 ° ÷ 60 °, on the inner surfaces of cylindrical throttle holes formed on the lateral surface of a cone with axes lying in planes perpendicular to the axis of the cone, there are helical grooves.

Или распылитель жидкости содержит полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную, жестко связанную с ним втулку, с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие, и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, при этом кольцевой зазор соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости, к центральному сердечнику, в его нижней части, жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса, соосного центральному отверстию сердечника, и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника, а к нижнему основанию усеченного конуса, посредством, по крайней мере, трех спиц, прикреплен рассекатель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, а на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, а в рассекателе, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса, посредством, по крайней мере, трех спиц и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, осесимметрично центральному отверстию центрального сердечника, выполнено дроссельное отверстие.Or the liquid atomizer contains a hollow body with a nozzle and a central core, the body is made with a channel for supplying fluid and contains a coaxial sleeve rigidly connected to it, with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical stage of which is connected by a threaded connection with a central core coaxial with it having a central hole and installed with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve, the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve, connecting it to the annular cavity formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical stage, the annular cavity being connected to the channel of the housing for supplying liquid to the central core, in its lower part, the atomizer is rigidly attached, made in the form of a truncated cone, coaxial with the central hole of the core, and attached with its upper base to the base the center core, and to the lower base of the truncated cone, through at least three knitting needles, a divider is attached, which is made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap, and on the outer side surface of the truncated cone there are screw grooves, and in the divider, which is attached to the lower base of the truncated cone, by means of at least three spokes and made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap, axisymmetric the central opening of the central core, formed orifice.

К втулке распылителя жидкости, жестко связанной с корпусом, в ее нижней части, соосно прикреплен внешний диффузор, а к нижнему основанию усеченного конуса распылителя, жестко прикрепленного к центральному сердечнику, в его нижней части, при этом на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости.An external diffuser is coaxially attached to the sleeve of the liquid atomizer, rigidly connected to the body, in its lower part, and to the lower base of the truncated cone of the atomizer, rigidly attached to the central core, in its lower part, there are screw grooves on the outer side surface of the truncated cone , the inner perforated diffuser is coaxially attached so that the output sections of the external and internal diffusers lie in the same plane.

На фиг. 1 изображена вихревая распылительная сушилка для дисперсных материалов; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - вариант выполнения распылителя, на фиг. 4 - вариант выполнения распылителя 5.In FIG. 1 shows a vortex spray dryer for dispersed materials; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1, in FIG. 3 is an embodiment of a sprayer; FIG. 4 - embodiment of the atomizer 5.

Вихревая распылительная сушилка для дисперсных материалов содержит сушильную камеру в виде большого цилиндра 2, малый цилиндр 1, коллектор 3 для нагрева газов, сопла 4 для подачи теплоносителя, распылитель 5, систему 6 отсоса и узел 7 выгрузки. Для интенсификации вихревой подачи теплоносителя и предотвращения налипания материала на стенки большого цилиндра 2 в сушилке предусмотрены, по крайней мере, два щелевых сопла 10, расположенные на внутренней стенке большого цилиндра 2. Сопла 10 расположены в коллекторах 9, соединенных посредством трубопроводов 8 с коллектором 3 для подачи нагретых газов. Сопла 10 направлены по касательной к окружности большого цилиндра 2 в точке 11 контакта коллектора с внутренней стенкой большого цилиндра 2.The vortex spray dryer for dispersed materials contains a drying chamber in the form of a large cylinder 2, a small cylinder 1, a manifold 3 for heating gases, a nozzle 4 for supplying coolant, a spray 5, a suction system 6 and an unloading unit 7. To intensify the vortex flow of the coolant and prevent the material from sticking to the walls of the large cylinder 2, at least two slotted nozzles 10 located on the inner wall of the large cylinder 2 are provided in the dryer. The nozzles 10 are located in the manifolds 9, connected via pipelines 8 to the collector 3 for supply of heated gases. The nozzles 10 are directed tangentially to the circumference of the large cylinder 2 at the point 11 of the contact of the collector with the inner wall of the large cylinder 2.

Лопатки 14, служащие для отвода части потока нагретых газов в приосевую область 13 камеры, расположены на уровне сопел 4 в плоскостях, параллельных оси камеры и скреплены с опорной пластиной посредством фиксаторов (на чертеже не показано), ослабление которых обеспечивает возможность поворота лопаток вокруг оси на необходимый угол. Труба 12, жестко скрепленная с опорной пластиной, установлена с возможностью свободного перемещения по направляющей трубе для поднятия или опускания лопаток 14 относительно сопел 4.The blades 14, which serve to divert part of the heated gas stream to the axial region 13 of the chamber, are located at the level of the nozzles 4 in planes parallel to the axis of the chamber and fastened to the base plate by means of clamps (not shown in the drawing), the weakening of which allows the blades to rotate around the axis on necessary angle. The pipe 12, rigidly fastened to the support plate, is installed with the possibility of free movement along the guide pipe to raise or lower the blades 14 relative to the nozzles 4.

Распылитель (фиг. 3) содержит цилиндрический полый корпус 15 с каналом 17 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 16 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 18, верхняя цилиндрическая ступень 20 которой соединена посредством резьбового соединения с центральным сердечником, состоящим из цилиндрической части 21 и соосным с ней полым конусом 22, установленным с кольцевым зазором 23 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 18. Кольцевой зазор 23 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 24, выполненными в двухступенчатой втулке 18, соединяющими его с кольцевой полостью 28, образованной внутренней поверхностью втулки 16 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 20, причем кольцевая полость 28 связана с каналом 17 корпуса 15 для подвода жидкости.The sprayer (Fig. 3) contains a cylindrical hollow body 15 with a channel 17 for supplying liquid and a coaxial sleeve 16 rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve 18, the upper cylindrical step 20 of which is connected by a threaded connection with the Central core, consisting of a cylindrical part 21 and coaxial with it a hollow cone 22 mounted with an annular gap 23 relative to the inner surface of the cylindrical sleeve 18. The annular gap 23 inen, with at least three radial channels 24, made in a two-stage sleeve 18, connecting it with an annular cavity 28 formed by the inner surface of the sleeve 16 and the outer surface of the upper cylindrical stage 20, and the annular cavity 28 is connected with the channel 17 of the housing 15 for supply liquids.

К конусу 22, в его нижней части, жестко прикреплен с помощью винта 27 распылитель 26, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 23 между соплом и полым конусом 22. На боковой поверхности конуса 22 выполнено, по крайней мере, два ряда цилиндрических дроссельных отверстий 24 и 25, с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, а в каждом ряду выполнено, по крайней мере, три отверстия. При этом оси дроссельных отверстий одного ряда смещены относительно осей дроссельных отверстий другого ряда на угол, лежащий в диапазоне 15°÷60°. На внутренних поверхностях цилиндрических дроссельных отверстий 24 и 25, выполненных на боковой поверхности конуса 22 с осями, лежащими в плоскостях, перпендикулярных оси конуса, имеются винтовые канавки, которые способствуют более интенсивному распыливанию жидкости.To the cone 22, in its lower part, the atomizer 26 is rigidly attached with a screw 27, which is made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap 23 between the nozzle and the hollow cone 22. At least at least two rows of cylindrical throttle holes 24 and 25, with axes lying in planes perpendicular to the axis of the cone, and at least three holes are made in each row. In this case, the axes of the throttle holes of one row are offset relative to the axes of the throttle holes of the other row by an angle lying in the range of 15 ° ÷ 60 °. On the inner surfaces of the cylindrical throttle holes 24 and 25, made on the side surface of the cone 22 with axes lying in planes perpendicular to the axis of the cone, there are helical grooves that contribute to a more intensive atomization of the liquid.

Вихревая распылительная сушилка для дисперсных материалов работает следующим образом.Vortex spray dryer for dispersed materials works as follows.

Нагретые газы из топочного устройства поступают в коллектор 3, далее через сопла 4 в объем малого цилиндра 1, где в результате взаимодействия между собой хордальных струй нагретого газа образуют основной интенсивный вихрь, исходящий из малого цилиндра 1. Сушильный материал и сжатый воздух поступают в распылитель (пневматическую форсунку) 5, где происходит распыление материала. Распыленный материал смешивается с нагретыми газами и далее в процессе совместного движения высушивается, поступает в нижнюю часть цилиндра 2, откуда удаляется через узел 7 выгрузки. При этом сопла 10 в результате истечения из них струй нагретого газа, направленных по касательной к окружности большого цилиндра 2, образуют дополнительный интенсивный вихрь, исходящий из большого цилиндра 2, и соединяющийся с основным вихрем. Направление основного и дополнительного вихрей организовано одинаковым для того, чтобы получить максимальную энергию суммарного вращающегося вихря, который вместе с высушиваемым материалом выходит на оптимальный режим вращающегося кольца, наиболее предпочтительный для распылительных сушилок.Heated gases from the combustion device enter the manifold 3, then through nozzles 4 into the volume of the small cylinder 1, where, as a result of the interaction between the chordal jets of the heated gas, they form the main intense vortex coming from the small cylinder 1. The drying material and compressed air enter the atomizer ( pneumatic nozzle) 5, where the material is sprayed. The sprayed material is mixed with heated gases and then, in the process of joint movement, it is dried, enters the lower part of the cylinder 2, from where it is removed through the unloading unit 7. In this case, the nozzles 10 as a result of the outflow of the jets of heated gas directed tangentially to the circumference of the large cylinder 2 form an additional intense vortex emanating from the large cylinder 2 and connected to the main vortex. The direction of the main and additional vortices is the same in order to obtain the maximum energy of the total rotating vortex, which, together with the dried material, reaches the optimal mode of the rotating ring, most preferred for spray dryers.

Нагретые газы через патрубок 2 подают в короб 3 и далее через сопла 4 в объем камеры 1. Газы перемещаются вдоль осевых линий сопел 4, являющихся касательными к условной окружности 13, и формируют в объеме камеры основной вихрь, диаметр которого равен диаметру условной окружности 13. Основной вихрь перемещается вдоль камеры по винтовой линии, постепенно расходящейся под действием центробежных сил. Часть потока от основного вихря отбирается лопатками 14 и направляется на меньший радиус вращения с образованием дополнительного вихря, диаметр которого равен диаметру условной окружности 13. Дополнительный вихрь перемещается вдоль камеры по винтовой линии, также постепенно расходящейся за счет центробежных сил.Heated gases through the nozzle 2 are fed into the box 3 and then through the nozzles 4 into the volume of the chamber 1. The gases move along the axial lines of the nozzles 4, which are tangent to the conditional circle 13, and form the main vortex in the chamber volume, the diameter of which is equal to the diameter of the conditional circle 13. The main vortex moves along the chamber along a helix, gradually diverging under the action of centrifugal forces. Part of the flow from the main vortex is selected by the blades 14 and directed to a smaller radius of rotation with the formation of an additional vortex, the diameter of which is equal to the diameter of the circumference 13. The additional vortex moves along the chamber along a helical line, also gradually diverging due to centrifugal forces.

Распылитель 5 устанавливается в рабочее состояние в вертикальном положении. Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 15 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 28 через радиальные каналы 19 в кольцевой зазор 23 между соплом и центральным сердечником. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется на внешней конусной поверхности конуса 22 с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности. Разгон жидкости на конической поверхности сопровождается понижением в ней статического давления и в результате этого парообразованием и выделением растворимых газов. Это явление дополнительно подготавливает жидкость к дроблению на мелкие капли. При достижении жидкостного потока встречных потоков, истекающих из цилиндрических дроссельных отверстий 24 и 25, происходит многократное дробление пленки с образованием мелкодисперсной фазы.The atomizer 5 is installed in an upright state. Liquid under pressure is supplied to the cavity of the nozzle body 15 and then flows in two directions: the first into the annular cavity 28 through radial channels 19 into the annular gap 23 between the nozzle and the central core. At inlet pressures of more than 0.2 MPa, the liquid accelerates on the outer conical surface of the cone 22 with the formation of a liquid film that does not come off its outer surface. Acceleration of a liquid on a conical surface is accompanied by a decrease in its static pressure and, as a result, vaporization and the release of soluble gases. This phenomenon further prepares the liquid for crushing into small drops. Upon reaching a liquid flow of oncoming flows flowing from cylindrical throttle holes 24 and 25, multiple film crushing occurs with the formation of a finely dispersed phase.

Второе направление, по которому поступает жидкость - через канал 17 для подвода жидкости в полость центрального сердечника, а затем в полый конус 22, из которого часть жидкости истекает через радиальные отверстия 24 и 25, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих из дроссельных отверстий.The second direction in which the fluid enters is through the channel 17 for supplying fluid to the cavity of the central core, and then into the hollow cone 22, from which part of the fluid flows through the radial holes 24 and 25, with multiple crushing of droplet fluid flows flowing from the throttle holes.

Теплоноситель, насыщенный водяным паром, удаляется через систему 6 отсоса.The heat carrier saturated with water vapor is removed through the suction system 6.

При выполнении камеры в виде двух последовательно установленных соосных цилиндров 1 и 2 различного диаметра обеспечивается сосредоточенный подвод потока теплоносителя к корню факела распыления, при этом создаются наилучшие условия для интенсивного взаимодействия потока теплоносителя с факелом распыляемого материала в его корне за счет уменьшения расстояния от сопла для нагретых газов до корня факела распыления. Кроме того, такая конструкция позволяет подавать нагретые газы из меньшего цилиндра в больший в виде сформированного вихря определенных размеров, обеспечивающего наилучшие условия по тепломассообмену в объеме большого цилиндра. При этом значительно уменьшаются размеры зоны рециркуляции вокруг места выхода каждой струи подаваемого потока теплоносителя, что снижает потери тепла через крышку и стенки, ограничивающие размеры зоны рециркуляции.When the chamber is made in the form of two sequentially mounted coaxial cylinders 1 and 2 of different diameters, a concentrated supply of the coolant flow to the root of the spray plume is provided, while the best conditions are created for intensive interaction of the coolant flow with the spray plume in its root by reducing the distance from the nozzle for heated gases to the root of the spray torch. In addition, this design allows the supply of heated gases from a smaller cylinder to a larger one in the form of a formed vortex of certain sizes, providing the best conditions for heat and mass transfer in the volume of a large cylinder. This significantly reduces the size of the recirculation zone around the outlet of each jet of the supplied coolant flow, which reduces heat loss through the lid and walls, limiting the size of the recirculation zone.

Возможен вариант выполнения распылителя 5 (фиг. 4).A possible embodiment of the atomizer 5 (Fig. 4).

Распылитель 5 содержит цилиндрический полый корпус 29 с каналом 31 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 30 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 32, верхняя цилиндрическая ступень 34 которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником 35, имеющим центральное отверстие 37 и установленным с кольцевым зазором 38 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 32.The sprayer 5 comprises a cylindrical hollow body 29 with a channel 31 for supplying liquid and a coaxial sleeve 30 rigidly connected to the body with a nozzle fixed in its lower part and made in the form of a cylindrical two-stage sleeve 32, the upper cylindrical stage 34 of which is connected by means of a threaded connection with a coaxial her central core 35, having a Central hole 37 and installed with an annular gap 38 relative to the inner surface of the cylindrical sleeve 32.

Кольцевой зазор 38 соединен, по крайней мере, с тремя радиальными каналами 33, выполненными в двухступенчатой втулке 32, соединяющими его с кольцевой полостью 36, образованной внутренней поверхностью втулки 30 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 34, причем кольцевая полость 36 связана с каналом 31 корпуса 29 для подвода жидкости.The annular gap 38 is connected with at least three radial channels 33, made in a two-stage sleeve 32, connecting it with an annular cavity 36 formed by the inner surface of the sleeve 30 and the outer surface of the upper cylindrical stage 34, and the annular cavity 36 is connected with the channel 31 of the housing 29 for fluid supply.

К центральному сердечнику 35, в его нижней части, жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса 39, соосного центральному отверстию 37 сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника 35, а к нижнему основанию усеченного конуса 39 посредством, по крайней мере, трех спиц 41 прикреплен рассекатель 40, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 38.A nozzle made in the form of a truncated cone 39 coaxial to the central hole 37 of the core and attached with its upper base to the base of the cylinder of the central core 35, and to the lower base of the truncated cone 39 by at least , three spokes 41 attached divider 40, which is made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap 38.

На внешней боковой поверхности усеченного конуса 39 имеются винтовые канавки (на чертеже не показано), которые способствуют более интенсивному распыливанию жидкости.On the outer side surface of the truncated cone 39 there are screw grooves (not shown in the drawing), which contribute to a more intensive atomization of the liquid.

В рассекателе 40, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса 39 посредством, по крайней мере, трех спиц 41 и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 38, осесимметрично центральному отверстию 37 центрального сердечника 35 выполнено дроссельное отверстие 42.In the divider 40, which is attached to the lower base of the truncated cone 39 by means of at least three spokes 41 and made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap 38, a throttle hole 42 is made axisymmetrically to the central hole 37 of the central core 35.

Возможен вариант, когда к втулке 30, жестко связанной с корпусом 29, в ее нижней части соосно прикреплен внешний диффузор 43, а к нижнему основанию усеченного конуса 39 распылителя, жестко прикрепленного к центральному сердечнику 35, в его нижней части, при этом на внешней боковой поверхности усеченного конуса 39 имеются винтовые канавки, соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор 44 таким образом, что выходные сечения внешнего 43 и внутреннего 44 диффузоров лежат в одной плоскости.An option is possible when an external diffuser 43 is coaxially attached to the sleeve 30, rigidly connected with the housing 29, in its lower part, and to the lower base of the truncated cone 39 of the atomizer, rigidly attached to the central core 35, in its lower part, while on the outer side the surface of the truncated cone 39 has helical grooves, the inner perforated diffuser 44 is coaxially attached so that the output sections of the outer 43 and inner 44 of the diffusers lie in the same plane.

Работа распылителя 5 осуществляется следующим образом.The operation of the atomizer 5 is as follows.

Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 39 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 8 через радиальные каналы 33, затем в кольцевой зазор 38 между соплом и центральным сердечником 35. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности и приобретает вращательное движение на винтовой внешней поверхности усеченного конуса 39.Liquid under pressure is supplied to the cavity of the nozzle body 39 and then flows in two directions: first, into the annular cavity 8 through radial channels 33, then into the annular gap 38 between the nozzle and the central core 35. At inlet pressures of more than 0.2 MPa, the liquid accelerates with the formation of a film of liquid that does not come off its outer surface and acquires rotational motion on the helical outer surface of the truncated cone 39.

Второе направление, по которому поступает жидкость - через канал 31 для подвода жидкости в полость центрального отверстия 37 центрального сердечника 35, а затем через полость усеченного конуса 39 поступает на рассекатель 40, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 38, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих по этим направлениям.The second direction in which the fluid enters is through the channel 31 for supplying fluid into the cavity of the central hole 37 of the central core 35, and then through the cavity of the truncated cone 39 enters the divider 40, which is made in the form of an end circular plate, the edges of which are bent towards the annular gap 38, while there is repeated crushing of the droplet fluid flows flowing in these directions.

Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.The presence of gas inclusions in a liquid additionally perturbs its surface, which leads to wave formation and volumetric crushing of the liquid film. The loss of mechanical energy during external acceleration (on the external conical surface) is reduced compared with the same acceleration in a closed channel.

Распылитель 5 может использоваться в различных технологических процессах, в которых требуется обеспечить высокую эффективность тепломассообменных процессов при распылении жидкостей.The atomizer 5 can be used in various technological processes, in which it is required to ensure high efficiency of heat and mass transfer processes when spraying liquids.

Предложенная конструкция вихревой сушильной камеры обеспечивает сосредоточенный подвод потока теплоносителя к корню факела распыления при температуре нагретых газов, превышающей допустимую для сухого материала, способствует уменьшению налипания материала на стенки камеры и снижению потерь тепла через стенку, исключает зоны рециркуляции в области подачи теплоносителя, уменьшает потери на трение и площадь высокотемпературной поверхности камеры, снижает гидравлическое сопротивление за счет простого оформления входного участка.The proposed design of the vortex drying chamber provides a concentrated supply of the coolant flow to the root of the spray jet at a temperature of heated gases exceeding that permissible for dry material, helps to reduce the buildup of material on the chamber walls and reduce heat loss through the wall, eliminates recirculation zones in the coolant supply area, and reduces losses by friction and the area of the high-temperature surface of the chamber, reduces hydraulic resistance due to the simple design of the inlet section.

Claims

A vortex spray dryer for dispersed materials, containing a drying chamber of a cylindrical shape with chordally placed nozzles for supplying coolant, the axes of which are tangent to an imaginary circle, and a spray mounted on the axis of the chamber, and the drying chamber is made in the form of two cylinders of different diameters connected in series, the smaller of which is 1.0 ... 1.5 of the diameter of the above imaginary circle, and the nozzles are located from the output section of the smaller cylinder at a distance not exceeding that can be used to breathe two nozzle diameters, in it at the nozzle level in planes parallel to its axis, blades are installed at a distance from it h = aR, inclined towards the flow of gases exiting the nozzles, where a is the nozzle chordality, R is the chamber radius, and the blades are mounted with with the possibility of movement along the axis of the chamber and with the possibility of rotation in a plane perpendicular to the axis of the chamber, at least two slotted nozzles located on the inner wall of the large cylinder are provided in the dryer, the nozzles being located in manifolds connected via of pipelines with a collector for supplying heated gases and directed tangentially to the circumference of the large cylinder at the point of contact of the collector with the inner wall of the large cylinder, the liquid atomizer contains a hollow cylindrical body with a channel for supplying liquid and a coaxial sleeve rigidly connected to it with its sleeve fixed the lower part of the nozzle made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical step of which is connected by means of a threaded connection to a central core, consisting of and h of the cylindrical part, and a hollow cone coaxial with it, installed with an annular gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve, and the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve, connecting it with the annular cavity formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical stage, and the annular cavity is connected with the channel of the housing for supplying fluid, and to the cone, in its lower part, is rigidly attached with the screw a sprayer, which is made in the form of an end round plate, the edges of which are bent towards the annular gap between the nozzle and the hollow cone, with at least two rows of cylindrical throttle openings on the side surface of the cone, with axes lying in planes perpendicular to the axis cone, and in each row at least three holes are made, and the axes of the throttle holes of one row are offset relative to the axes of the throttle holes of the other row by an angle lying in the range 15 ° ÷ 60 °, and on the inner surfaces x cylindrical throttle holes made on the side surface of the cone with axes lying in planes perpendicular to the axis of the cone, there are screw grooves, or the liquid atomizer contains a hollow body with a nozzle and a central core, the body is made with a channel for supplying fluid and contains coaxial, rigidly connected with it a sleeve, with a nozzle fixed in its lower part, made in the form of a cylindrical two-stage sleeve, the upper cylindrical step of which is connected by means of a threaded connection to coax th her central core having a central hole and mounted to the annular

a gap relative to the inner surface of the cylindrical sleeve, while the annular gap is connected to at least three radial channels made in a two-stage sleeve, connecting it to the annular cavity formed by the inner surface of the sleeve and the outer surface of the upper cylindrical step, and the annular cavity is connected with the channel housing for supplying fluid to the Central core, in its lower part, a spray gun is made rigidly, made in the form of a truncated cone, coaxial to the central the aperture of the core, and attached with its upper base to the base of the cylinder of the central core, and to the lower base of the truncated cone, through at least three spokes, a divider is attached, which is made in the form of an end circular plate, the edges of which are bent towards the annular gap, and on the outer lateral surface of the truncated cone has helical grooves, and in the divider, which is attached to the lower base of the truncated cone by means of at least three spokes, it is made in the form of an end round a plate, the edges of which are bent towards the annular gap, an axisymmetric throttle hole is made axisymmetrically to the central hole of the central core, characterized in that an external diffuser is coaxially attached to the nozzle of the liquid atomizer, rigidly connected to the housing, and to the lower base of the truncated nozzle cone rigidly attached to the central core, in its lower part, while on the outer side surface of the truncated cone there are screw grooves, the inner perforations are coaxially attached nny diffuser so that the output cross section of the outer and inner cones lie in one plane.