DE1557180C3 - - Google Patents
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- DE1557180C3 DE1557180C3 DE1557180A DE1557180A DE1557180C3 DE 1557180 C3 DE1557180 C3 DE 1557180C3 DE 1557180 A DE1557180 A DE 1557180A DE 1557180 A DE1557180 A DE 1557180A DE 1557180 C3 DE1557180 C3 DE 1557180C3
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F5/00—Elements specially adapted for movement
- F28F5/02—Rotary drums or rollers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
- B01F35/90—Heating or cooling systems
- B01F35/95—Heating or cooling systems using heated or cooled stirrers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D11/00—Heat-exchange apparatus employing moving conduits
- F28D11/02—Heat-exchange apparatus employing moving conduits the movement being rotary, e.g. performed by a drum or roller
- F28D11/04—Heat-exchange apparatus employing moving conduits the movement being rotary, e.g. performed by a drum or roller performed by a tube or a bundle of tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/05—Stirrers
- B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
- B01F27/114—Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wärmetausch unter gleichzeitigem Mischen fließfähiger
Substanzen mit einem feststehenden doppelwandigen äußeren Zylinder und mit einem in dem Zylinder mit
Abstand zu diesem koaxial angeordneten drehbaren
doppelwandigen Zylinder, der an seinem äußeren Mantel zwei koaxial zu ihm und zueinander angeordnete
Hohlwendeln unterschiedlichen Wickeldurchmessers trägt, die mit Abstand von dem äußeren
Mantel und voneinander befestigt sind, wobei der äußere Zylinder einen Einlaß und einen Auslaß für die
zu behandelnden Substanzen aufweist und der Auslaß mit dem durch den äußeren Zylinder und den
drehbaren Zylinder gebildeten Ringraum in Verbindung steht, in dem die Hohlwendeln bewegbar sind,
und wobei Einlasse und Auslässe für ein die beiden doppelwandigen Zylinder und die Hohlwendeln
durchströmendes Wärmeübertragungsmittel vorgesehen sind.
Eine solche Vorrichtung ist durch die USA.-Patentschrift 3 049 413 bekannt. Der drehbare Zylinder
hat dort nur einen kleinen Durchmesser, da sein Innenraum lediglich der Zu- und Abfuhr des Wärmeträgers
dient; die Masse durchläuft die Vorrichtung in axialer Richtung nur einmal, wobei der Innen- ao
raum frei von der Masse bleibt; der Wickelsinn der beiden jeweils an besonderen Haltern befestigten
Hohlwendeln ist gegensinnig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs erwähnten Art derart as
weiterzubilden, daß ohne Erhöhung der Baulänge die Intensität und Gleichmäßigkeit der Erwärmung bzw.
Kühlung der zu behandelnden Substanzen auf eine bestimmte Temperatur verbessert und dabei sichergestellt
wird, daß keine örtliche Überhitzung bzw. Unterkühlung auftreten kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch folgende Merkmale:
a) der Durchmesser des drehbaren Zylinders beträgt mindestens 60% des Durchmessers des
äußeren Zylinders;
b) der Einlaß und der Auslaß für die zu behandelnden Substanzen und — in axialer Richtung
gesehen — an der einen Seite des äußeren Zylinders und eine Öffnung für die Transportrichtungsumkehr
der geförderten Substanzen an der anderen Seite innerhalb des äußeren Zylinders
angeordnet;
c) der Einlaß steht in Verbindung mit dem einen axialen Ende des Raumes innerhalb des drehbaren
Zylinders, während an seinem anderen axialen Ende der Raum über die Öffnung in Verbindung
mit dem entsprechenden Ende des durch den drehbaren Zylinder und den äußeren Zylinder
begrenzten Raumes steht, dessen anderes axiales Ende in den Auslaß für die Substanzen
mündet;
d) der Drehsinn des drehbaren Zylinders und der Wickelsinn der an ihm befestigten Hohlwendeln
sind derart, daß der Transport der Substanzen vom Einlaß durch den Raum innerhalb des
drehbaren Zylinders, die Öffnung und den Raum zwischen drehbarem Zylinder und äußerem
Zylinder zum Auslaß erfolgt;
e) parallel zur Zylinderachse verlaufende oder nut sehr großer Steigung gewundene Hebestäbe erstrecken
sich, in Anlage an die radiale Außenfläche der inneren über Halter am drehbaren Zylinder befestigten Hohlwendel, etwa über die
Länge des drehbaren Zylinders und sind an ihren beiden Enden an der inneren Hohlwendel
befestigt;
f) die äußere Hohlwendel, von größerem Wickeldurchmesser als die innere, ist im selben Wikkelsinn,
aber axial windungsversetzt derart mit ihren beiden Enden an den Enden der Hebestänge
befestigt, daß ihre radiale Innenfläche an der radialen Außenfläche der Hebestäbe anliegt.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist an dem inneren Mantel des drehbaren Zylinders eine
weitere Hohlwendel durch Halter im Abstand befestigt, welche einen gegenüber den beiden anderen
Hohlwendeln entgegengesetzten Wickelsinn aufweist. Eine Weiterbildung der Erfindung ist gekennzeichnet
durch folgende Merkmale:
a) innerhalb des drehbaren Zylinders ist koaxial ein zweiter drehbarer doppelwandiger Zylinder
angeordnet;
b) der zweite Zylinder trägt an seinem äußeren Mantel eine mittels Halter im Abstand befestigte
koaxiale weitere innere Hohlwendel, deren Wickelsinn entgegengesetzt dem der beiden
anderen Hohlwendeln ist;
c) parallel zur Zylinderachse verlaufende oder mit sehr großer Steigung gewundene Hebestäbe erstrecken
sich, in Anlage an die radiale Außenfläche der weiteren inneren Hohlwendel, etwa
über die Länge des zweiten Zylinders und sind an ihren beiden Enden an der weiteren inneren
Hohlwendel befestigt;
d) eine weitere äußere Hohlwendel, von größerem Wickeldurchmesser als die innere, ist koaxial zu
dieser und im selben Wickelsinn, aber axial windungsversetzt derart mit ihren beiden Enden an
den Enden der Hebestäbe befestigt, daß ihre radiale Innenfläche an der radialen Außenfläche
der Hebestäbe anhegt;
e) der Drehzahl-Unterschied zwischen beiden Zylindern ist veränderbar;
f) es sind ein Einlaß und ein Auslaß für ein den Raum innerhalb des zweiten Zylinders und die
weiteren Hohlwendeln durchströmendes Wärmeübertragungsmittel vorgesehen.
Zweckmäßig kann mindestens einer der Hebestäbe hohl ausgebildet sein und einen Ein- und Auslaß für
das ihn durchströmende Wärmeübertragungsmittel aufweisen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann mindestens eine Öffnung für den Zutritt von fließfähigen
Stoffen in die zu behandelnden Substanzen oder für den Austritt von fließfähigen Stoffen aus
den Substanzen in mindestens einer Hohlwendel vorhanden sein, wobei zweckmäßig die Öffnung von den
Substanzen durch poröse Platten getrennt ist.
Dadurch, daß die Substanzen zweimal, im Hin- und Rückgang, durch die Vorrichtung gefördert werden,
wird sowohl die Durchmischung der einzelnen Bestandteile der Substanzen miteinander verbessert
als auch eine besonders innige Wärmeübertragung ohne örtliche Überhitzung bzw. Unterkühlung erzielt,
mithin eine bessere Gleichmäßigkeit in jeder Hinsicht, insbesondere in der Temperatur der Substanzen,
unter größtmöglicher Schonung des Gutes erreicht. Durch die Weiterbildungen der Grundform
wird das Ausmaß der Verbesserung noch vergrößert, und zusätzlich kann die Möglichkeit geschaffen werden,
während des Betriebes Stoffe in die Substanzen hinein und aus ihnen heraus zu bringen. Insbesondere
aber bietet die Befestigung der Hohlwendel und der Hebestäbe untereinander und mit dem sie tragenden
Zylinder den entscheidenden Vorteil, daß durch
5 6
eine minimale Anzahl von verbindenden Schweiß- Hohlteil 38 mit dem Raum 23 verbunden sind. Der
stellen und einen freien Bewegungsspielraum für erste Zylinder 10 wird an seinen beiden Enden von
Wärmeausdehnung dieser Teile der gesamte Aufbau Rohrstutzen 39 und 40 gehalten, die in Lagern 41
auch bei schroffem Temperaturwechsel der Substan- und 43 mit Dichtungen 42 und 44 umlaufen; die La-
zen oder des Wärmeträgers nicht rißgefährdet ist. Bei 5 ger sind in den Doppelwänden 45 und 46 sowie 47
der Ausführungsform mit zwei koaxialen Zylindern und 48 an den Enden des zweiten Zylinders 11 ge-
und an ihnen befestigten je zwei Hohlwendeln kann haltert. Die Doppelwände schließen Kammern 50
die Verweildauer der Substanzen in der Vorrichtung und 51 ein, die mit dem Innenraum der Rohrstutzen
besonders feinstufig gesteuert werden. 39 und 40, dem Raum 23 und dem Ringraum 24 ver-
Durch die USA.-Patentschrift 2 758 823 ist eine io bunden sind.
Gefriervorrichtung bekannt, bei der ein innerhalb Im Raum 17 befindet sich eine zweite Mischeineines
doppelwandigen Gehäuses rotierender Hohlzy- richtung mit wendeiförmigen hohlen Mischrohrriplinder,
in dessen Innenraum das Mischgut nicht ge- pen, die ebenfalls innere und äußere rohrförmige
langt, im Abstand eine Wendel trägt, die vollwandig Hohlwendeln 54 und 55 aufweist, die an hohlen Heist
und durch die mehrere Hebestäbe hindurchge- 15 bestäben 56 angebracht sind. Die Wendern stehen
führt sind, die außerdem noch an besonderen Hai- über Öffnungen 58 und 59 mit den Hebestäben 56 in
tern sitzen; eine solche Befestigungsart ist bei Hohl- Verbindung; die Wendel 54 ist am zweiten Zylinder
wendeln nicht möglich. 11 durch Halter 60 befestigt, so daß der Zylinder
Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Er- 11, die Hohlwendeln 54 und 55 und die Hebestäbe
findung dar. Es zeigen ao 56 als einheitliche Bauteilgruppe unabhängig von der
F i g. 1A und 1B zusammengenommen eine An- ersten Mischeinrichtung umlaufen können. Diese
sieht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, teilweise Bauteilgruppe ist mit ihren Enden in Lagern 61 und
im Schnitt, 63 an den Abschlußplatten 64 und 65 des dritten Zy-
F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in linders 12 angeordnet.
Fig. IA, 25 Ein in den Rohrstutzen 39 eingeleitetes Wärme-
Fig. 3 ein Schnittbild eines Zubehörteils, übertragungsmittel durchläuft die angegebenen
Fig.4 eine andere Ausführungsform des Erfin- Räume. Öffnungen und Kanäle, alle vier Wendeln
dungsgegenstandes im Schnitt. und alle zum Anheben dienenden Hohlstäbe und tritt
Die Vorrichtung besitzt einen ersten Zylinder 10, durch den Rohrstutzen 40 wieder aus.
einen zweiten Zylinder 11, einen dritten Zylinder 12 30 Nötigenfalls werden weitere Dichtungen, etwa bei
und einen vierten Zylinder 13. Alle diese Zylinder 66 und 62, vorgesehen.
liegen konzentrisch zueinander. Die Zylinder 10 und Die Wendeln können aus nahtlos gezogenem Rohr
11 begrenzen einen Raum 16 für die zu behandelnde beliebigen Querschnitts hergestellt werden. Die En-
Substanz, und zwischen den Zylindern 11 und 12 den der Wendeln sind geschlossen,
liegt ein Raum 17, der über Öffnungen 18 in dem 35 Bei der dargestellten Ausführungsform ist prak-
Zylinder 11 mit dem Raum 16 in Verbindung steht, tisch jegliches Schweißen an den Wendeln vermie-
so daß die Räume 16 und 17 zusammen einen Kanal den. Die Enden der Wendeln können gegen Drehung
bilden, der von einem Einlaß 20 in den Raum 16 und festgelegt werden durch Verschrauben oder Vernie-
von dort zu einem mit dem Raum 17 in Verbindung ten oder durch Verschweißen, aber es ist keine
stehenden Auslaß 21 führt. 40 Schweißung erforderlich zwischen den Enden der
Der vierte Zylinder 13 wird durch Abstandsstücke Wendeln, abgesehen von den Schweißarbeiten, die
22 in dem ersten Zylinder 10 gehalten und bildet mit üblicherweise vorgenommen werden, um die Wendel
ihm einen Raum 23. Die Zylinder 11 und 12 sind zu fortlaufenden Schraubenlinien zu formen, d.h.,
doppelwandig und bilden dadurch Ringräume 24 eine Rohrlänge gegen die nächste zu stoßen und eine
und 25. Der Ringraum 25 besitzt einen Einlaß 26 45 umlaufende Schweißung anzubringen, damit eine
und einen Auslaß 27 für ein Wärmeübertragungsmit- Schraubenlinie geformt werden kann,
tel. Der die inneren Wendeln umgebende zweite Zylin-
In dem Raum 16 ist eine Einrichtung mit wendel- der 11 dient als Wärmetauscher und ist so ausgebilförmigen,
hohlen Mischrohrrippen vorgesehen, die det, daß die innenliegende Zylinderfläche eine Wäraus
zwei Hohlwendeln 30 und 31 besteht. Die Wen- 50 metauschfläche für die inneren Wendeln und die
del 31 hat einen größeren Durchmesser als die Wen- außenliegende Zylinderfläche eine Wärmetauschdel
30, und jede Windung der Wendel 30 liegt je- fläche für die äußeren Wendeln darstellt. Dieser Zyweils
zwischen zwei Windungen der Wendel 31, d.h., Under trägt die äußeren Hohlwendeln 54 und 55 und
die Windungen der Wendel 30 sind in Achsrichtung treibt sie an, so daß sie die Substanz mischen und in
gegenüber den Windungen der Wendel 31 versetzt. 55 Längsrichtung der Vorrichtung fördern.
An den Hohlwendeln 30 und 31 entlang verlaufen Je nach Drehsinn der inneren Hohlwendeln 30 hohle Hebestäbe 33 zum Anheben der zu behandeln- und 31 wird durch die Drehung der Zylinder 10 und den Substanz. Diese Stäbe liegen außerhalb der Wen- 11 ein Geschwindigkeitsunterschied hervorgerufen, del 30 und innerhalb der Wendel 31 und sind an bei- der die tatsächlich mögliche Fördergeschwindigkeit den Wendeln befestigt. Die Wendel 30 ist ferner 60 der zu behandelnden Substanz beeinflußt,
durch Halter 34 mit dem ersten Zylinder 10 verbun- Die inneren Hohlwendeln 30 und 31 sind als den. Somit sind der Zylinder 10, die Hohlwendeln 30 rechtsgängige Wendeln gezeichnet. Liefe der zweite und 31 und die Hebestäbe 33 miteinander verbunden Zylinder 11 in der gleichen Richtung um wie die in- und rotieren gemeinsam als einheitliche Bauteil- nenliegenden Wendeln und z. B. mit genau derselben gruppe. 65 Drehzahl wie diese Innenwendeln, so würde über-Über Öffnungen 36 und 37 stehen die Hohlwen- haupt keine Förderwirkung erzielt werden. Die Subdeln 30 und 31 in Verbindung mit dem Innenraum stanz würde mit den Zylindern zusammen umgewälzt der hohlen Hebestäbe 33, die ihrerseits durch ein werden und im übrigen an Ort und Stelle liegenblei-
An den Hohlwendeln 30 und 31 entlang verlaufen Je nach Drehsinn der inneren Hohlwendeln 30 hohle Hebestäbe 33 zum Anheben der zu behandeln- und 31 wird durch die Drehung der Zylinder 10 und den Substanz. Diese Stäbe liegen außerhalb der Wen- 11 ein Geschwindigkeitsunterschied hervorgerufen, del 30 und innerhalb der Wendel 31 und sind an bei- der die tatsächlich mögliche Fördergeschwindigkeit den Wendeln befestigt. Die Wendel 30 ist ferner 60 der zu behandelnden Substanz beeinflußt,
durch Halter 34 mit dem ersten Zylinder 10 verbun- Die inneren Hohlwendeln 30 und 31 sind als den. Somit sind der Zylinder 10, die Hohlwendeln 30 rechtsgängige Wendeln gezeichnet. Liefe der zweite und 31 und die Hebestäbe 33 miteinander verbunden Zylinder 11 in der gleichen Richtung um wie die in- und rotieren gemeinsam als einheitliche Bauteil- nenliegenden Wendeln und z. B. mit genau derselben gruppe. 65 Drehzahl wie diese Innenwendeln, so würde über-Über Öffnungen 36 und 37 stehen die Hohlwen- haupt keine Förderwirkung erzielt werden. Die Subdeln 30 und 31 in Verbindung mit dem Innenraum stanz würde mit den Zylindern zusammen umgewälzt der hohlen Hebestäbe 33, die ihrerseits durch ein werden und im übrigen an Ort und Stelle liegenblei-
ben. Durch Beschleunigen oder Verlangsamen des zweiten Zylinders 11, womit ein Geschwindigkeitsunterschied hervorgerufen wird, findet eine Förderung
der Substanz statt.
Da die eine Wendeleinrichtung größer ist als die andere, läuft die eine langsamer um als die andere,
und auf Grund dieses Unterschieds ist es möglich, die Rückhaltezeit und die Kapazität der Vorrichtung
zu beeinflussen und den Substanzdurchsatz einzustellen, um damit etwa die Abnahme oder die Zunahme
von Feuchtigkeit auszugleichen oder was sonst für eine Wirkung auf die Substanz durch Änderung des
Volumengewichts oder des spezifischen Gewichts ausgeübt werden mag.
Die Hebestäbe sind so angeordnet, daß die Substanz mit den Wendeln umläuft und an den Stäben
vorbeigleitet, die dieses Umlaufen herbeiführen. Die Stäbe können auch Spiralform aufweisen, jedoch mit
sehr großer Steigung. Wenn beispielsweise die Wendellänge 3 m beträgt, können die Hebestäbe eine
Steigung von ungefähr 6 m besitzen. Mit anderen Worten, auf eine Länge von 3 m wurden sie sich eine
halbe Windung um die Wendelrohre geschlungen haben, aber die Drehung dieser Schraubenlinie würde
derjenigen der Wendelrohre entgegen verlaufen, so daß die Substanz beim Anheben gleichzeitig zurückgeschoben
würde, wodurch die Gleitbewegungen verstärkt werden und dadurch die Verweildauer erhöht
und eine höhere Drehgeschwindigkeit für einen gegebenen Volumenausstoß möglich wird.
Die Hebestäbe sind aus Rechteckrohr hergestellt, und die äußere Wendel ist den Stäben gegenüber so
angeordnet, daß diese sich ausdehnen oder zusammenziehen können, denn die Wendel ist nur mit ihren
Enden verankert, so daß es erforderlich ist, die Wendeln zu walzen und die innere Wendel mit drei
Abstandshaltern je Windung anzuschweißen, danach die Stäbe anzubringen und die äußere Wendel darüberzuziehen.
Nötigenfalls können die Hebestäbe mit Abstand von den Wendeln angebracht werden. Das kann auf
zweierlei Weise geschehen: entweder indem der Durchmesser der größeren Wendel vergrößert wird,
damit dieser Abstand geschaffen wird, oder indem die Größe der Stäbe verringert und Abstandsstücke
zwischengeschweißt werden.
Wenn die Vorrichtung nur zum Mischen oder Rühren von Substanzen benutzt werden soll, brauchen
die Wendeln und Zylinder nicht als Hohlkörper ausgeführt zu werden.
Nötigenfalls können die Wendeln und/oder die Zylinder mit mindestens einer Öffnung in die Räume
16 und 17 versehen sein. Dadurch können Dampf und Luft oder sonstige fließfähige Medien in die
Substanz eingeführt oder fließfähige Stoffe extrahiert werden. Wenn der Druck in den Hohlwendeln oder
den Zylindern größer ist als der Druck in den Räumen 16 und 17, fließen die genannten Medien in die
Räume, während dann, wenn der Druck in den Räumen 16 und 17 den Druck in den Hohlwendeln und
den Zylindern übersteigt, ein Fluid aus der Substanz extrahiert wird. Um Verstopfungen der Öffnungen zu
vermeiden und ein wirkungsvolles Arbeiten zu gewährleisten, kann die Öffnung zu einer Verteilungseinrichtung,
ζ. B. einer porösen Wand, führen. Wie in Fig. 3 dargestellt, fluchtet z.B. eine Öffnung 70 in
einer Hohlwendel 30 mit einer Bohrung 69 in einem hohlen Block 71, der mit Bügelbolzen 74 A an der
Wendel befestigt ist. In dem Block 71 liegen zwei Platten 73 und 74 aus porösem Werkstoff, von Abstandsstücken
75 und 76 in einiger Entfernung voneinander gehalten und mit Sprengringen 78 und 79
festgehalten. Mit dieser Vorrichtung lassen sich fließfähige Medien aus der Hohlwendel 30 in diffusem
Strom durch die porösen Platten 73 und 74 in die zu behandelnde Substand einführen.
In einer vereinfachten Form der Vorrichtung sind die Hohlwendeln 30 und 31, die Hebestäbe 33 und
der vierte Zylinder 13 weggelassen. In diesem Fall kann der Einlaß 20 unmittelbar in den Raum 16 geführt
werden. An Stelle der fortgelassenen Teile kann aber auch eine einzelne Hohlwendel 120 (F i g. 4)
vorgesehen werden; die Wendel 120 ist durch Halter 121 am zweiten Zylinder 11 befestigt. Diese ist über
Streben 122 und 123 sowie über Achsschenkel 124 und 125 in Lagern 126 und 127 gehaltert. Nicht gezeichnete
Hilfseinrichtungen leiten ein Wärmeübertragungsmittel nötigenfalls in die Wendeln und/oder
die doppelwandigen Zylinder 11 und 12.
Nach dem Passieren der Wendeln und/oder des Ringraumes des zweiten Zylinders 11 kann das Wärmeübertragungsmittel
durch eine zentrale Leitung zum Einlaßende der Vorrichtung zurückgeführt werden.
Die Vorrichtung kann eine passende Neigung erhalten, so daß die zu behandelnde Substanz unter
Schwerkraftwirkung längs des inneren oder äußeren Raumes der Vorrichtung wandern kann. Belüftung
oder die Anwendung eines Wirbelschichtverfahrens können die Wirkung der Vorrichtung verbessern.
Der Außendurchmesser des zweiten Zylinders 11 beträgt mindestens 60% des Gehäusedurchmessers.
Die äußere Hohlwendeln 54 und 55 halten Abstand sowohl vom zweiten Zylinder 11 wie vom dritten Zylinder
12 und nehmen mindestens 50 % der radialen Weite zwischen den beiden Zylindern ein. Die Steigung
der Wendeln liegt im allgemeinen unter dem Dreifachen des Wertes der Axialausdehnung der
Wendeln.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
309 583/8
Claims (6)
1. Vorrichtung zum Wärmetausch unter gleichzeitigem Mischen fließfähiger Substanzen mit
einem feststehenden doppelwandigen äußeren Zylinder und mit einem in dem Zylinder mit Abstand
zu diesem koaxial angeordneten drehbaren doppelwandigen Zylinder, der an seinem äußeren
Mantel zwei koaxial zu ihm und zueinander angeordnete Hohlwendeln unterschiedlichen Wikkeldurchmessers
trägt, die mit Abstand von dem äußeren Mantel und voneinander befestigt sind, wobei der äußere Zylinder einen Einlaß und
einen Auslaß für die zu behandelnden Substanzen aufweist und der Auslaß mit dem durch den
äußeren Zylinder und den drehbaren Zylinder gebildeten Ringraum in Verbindung steht, in dem
die Hohlwendeln bewegbar sind, und wobei Einlasse und Auslässe für ein die beiden doppelwandigen
Zylinder und die Hohlwendeln durchströmendes Wärmeübertragungsmittel vorgesehen sind, gekennzeichnet durch folgende
Merkmale:
a) der Durchmesser des drehbaren Zylinders
(11) beträgt mindestens 6O°/o des Durchmessers des äußeren Zylinders (12);
b) der Einlaß (20) und der Auslaß (21) für die zu behandelnden Substanzen sind — in
axialer Richtung gesehen — an der einen Seite des äußeren Zylinders (12) und eine
öffnung (18) für die Transportrichtungsumkehr der geförderten Substanzen an der anderen
Seite innerhalb des äußeren Zylinders
(12) angeordnet;
c) der Einlaß (20) steht in Verbindung mit dem einen axialen Ende des Raumes (16) innerhalb
des drehbaren Zylinders (11), während an seinem anderen axialen Ende der Raum (16) über die Öffnung (18) in Verbindung
mit dem entsprechenden Ende des durch den drehbaren Zylinder (11) und den äußeren Zylinder (12) begrenzten Raumes
(17) steht, dessen anderes axiales Ende in den Auslaß (21) für die Substanzen mündet;
d) der Drehsinn des drehbaren Zylinders (11) und der Wickelsinn der an ihm befestigten
Hohlwendeln (54, 55) sind derart, daß der Transport der Substanzen vom Einlaß (20)
durch den Raum (16) innerhalb des drehbaren Zylinders (11) die Öffnung (18) und den
Raum (17) zwischen drehbarem Zylinder (11) und äußerem Zylinder (12) zum Auslaß (21) erfolgt;
e) parallel zur Zylinderachse verlaufende oder mit sehr großer Steigung gewundene Hebestäbe
(56) erstrecken sich, in Anlage an die radiale Außenfläche der inneren über Halter
(60) am drehbaren Zylinder (11) befestigten Hohlwendel (54), etwa über die Länge des
drehbaren Zylinders (11) und sind an ihren beiden Enden an der inneren Hohlwendel
(54) befestigt;
f) die äußere Hohlwendel (55), von größerem Wickeldurchmesser als die innere, ist im seiben
Wickelsinn, aber axial windungsversetzt derart mit ihren beiden Enden an den Enden
der Hebestäbe (56) befestigt, daß ihre radiale Innenfläche an der radialen Außenfläche
der Hebestäbe (56) anliegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem inneren Mantel des
drehbaren Zylinders (11) eine weitere Hohlwendel (120) durch Halter (121) im Abstand befestigt
ist, welche einen gegenüber den beiden anderen Hohlwendeln (54," ?5) entgegengesetzten
Wickelsinn aufweist (F i g-4)l '■
'
'
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:
a) innerhalb des drehbaren Zylinders (11) ist koaxial ein zweiter drehbarer doppelwandiger
Zylinder (10,13) angeordnet;
b) der zweite Zylinder (10, 13) trägt an seinem äußeren Mantel eine mittels Halter (34) im
Abstand befestigte koaxiale weitere innere Hohlwendel (30), deren Wickelsinn entgegengesetzt
dem der beiden anderen Hohlwendel (54, 55) ist;
c) parallel zur Zylinderachse verlaufende oder mit sehr großer Steigung gewundene Hebestäbe
(33) erstrecken sich, in Anlage an die radiale Außenfläche der weiteren inneren Hohlwendel (30), etwa über die Länge des
zweiten Zylinders (10, 13) und sind an ihren beiden Enden an der weiteren inneren Hohlwendel
(30) befestigt;
d) eine weitere äußere Hohlwendel (31), von größerem Wickeldurchmesser als die innere,
ist koaxial zu dieser und im selben Wickelsinn, aber axial windungsversetzt derart mit
ihren beiden Enden an den Enden der Hebestäbe (33) befestigt, daß ihre radiale Innenfläche
an der radialen Außenfläche der Hebestäbe (33) anliegt;
e) der Drehzahl-Unterschied zwischen beiden Zylindern (10,13; 11) ist veränderbar;
f) es sind ein Einlaß und ein Auslaß für ein den Raum (23) innerhalb des zweiten Zylinders
(10, 13) und die weiteren Hohlwendeln (30, 31) durchströmendes Wärmeübertragungsmittel
vorgesehen (F i g. 1 A, 1 B, 2).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
einer der Hebestäbe (33; 56) hohl ausgebildet ist und einen Ein- und Auslaß für das ihn durchströmende
Wärmeübertragungsmittel aufweist (Fig. IA, IB, 2).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eine Öffnung (69, 70) für den Zutritt von fließfähigen Stoffen in die zu behandelnden Substanzen
oder für den Austritt von fließfähigen Stoffen aus den Substanzen in mindestens einer Hohlwendel
(30, 31; 54,55) vorhanden ist (F i g. 3).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (69, 70) von den
Substanzen durch poröse Platten (73, 74) getrennt ist (F i g. 3).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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