DE1794098A1 - Doppelmanteliger,rohrfoermiger Waermeaustauscher,insbesondere Kristallisationskuehler - Google Patents
Doppelmanteliger,rohrfoermiger Waermeaustauscher,insbesondere KristallisationskuehlerInfo
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Description
798 Ravensburg
V 39 D
Doppelmanteliger, rohrförmiger Wärmeaustauscher,
insbesondere KristallisationskUhler.
Die Erfindung betrifft einen doppelmanteligen, rohrförmigen Wärmeaustauscher« insbesondere einen KristallisationskUhler, in
dessen Innenraum Schabemesser angeordnet sind, die gegen die Innenwand des Wärmeaustauschers anliegen und die an einer sich
in Achsrichtung erstreckenden drehbaren Welle befestigt sind.
Derartige Vorrichtungen sind an sieh bekannt. Sie dienen beispielsweise zum kontinuierlichen Abkühlen eine· geschtnoltenen,
bei Normaltemperatur festen Stoffes und zur Überführung der Schmelze in eine Kristallmasse. Um sicherzustellen« dass die
Masse mögliehet gleichmässig durchkristallisiert und dass dabei kein zusammenhängender Kristallblock, sondern fliese- bzw.
schuttfähige Kristalle entstehen, 1st es erforderlich, die Masse während des AbkUhiuiigs- und Kristallieationsvorganges
laufend umzurühren. Die Rührer sind hierbei in der Hegel als
Schabemesser oder Schraubenwendel ausgebildet, was den Vorteil hat« dass sie gleichzeitig die Vorwärtsbewegung der Misse
durch die kühlvorrichtung bewirken.
Zur Abführung der beim Erstarren freiwerdenden Krietallisationawärme wird durch den rohrförmigen Hohlraum iwisohen den beiden
koaxial Ineinander angeordneten Mänteln der wärmeaustauschvorrichtung ein Kühlmittel geleitet. Dt* KÜhlftittel kann beispielsweise Wasser von geeigneter Temperatur seih öder auöh
eine geeignete Sole, die je nach der Natur des iu verarbeitehden Gutes entsprechend temperiert lit.
Vorrichtungen dieser Art sind beispielsweise in den deutschen
Patentschriften 2*9 680 und 8θ8 829 dargestellt. Aue diesen
Druckschriften ist auch zu ersehen, dass die rohrförmigen
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Wärmeaustauscher meist waagrecht angeordnet werden, wobei
mehrere derartiger Vorrichtungen hintereinander geschaltet
werden können, die dann vom zu kühlenden ÖUt beispielsweise
zickzackförmig durchlaufen werden.
Bei der Abkühlung der Schmelze im Inrtern des WSröieöüi täusche rs
wird die freiwerdende Wärme durch Leitung nach Äüööen abgeführt. Da der rohrförmige KristallisätiörtifttÄ« von Müssen gekühlt wird, lässt es sich nicht vermeiden, dais alt* AbkÜhlungsprozess unmittelbar in der Nähe der Wand atf eähnellsten verläuft, so dass sich dort eine Mehr öder weniger feit haftende
Kristallschicht ausbildet. Diese Krietaliööhiäht muss mithilfe dir
Schaber Kontinuierlich fortgenororten und mit der übrigen Masse vermischt werden.
Bei den bekannten AusfÜhrungöformen dir hier in ffötfi stehenden
Vorrichtung wird die Innenfläche des WärftöäüStäusohröhffee kontinuierlich abgekratzt, wobei der AnpressdrUok det Söhabetfiesser
oder der Schraubenwendel stets gleich i§l# Sill hat iin Nachteil, dass eine individuelle Öeeinflüösüfig dfeö Afllägedntckes Ji
nach den gerade vorliegenden Kristallisätiöh6bedifiglihgen nicht
möglich ist.
Es besteht daher die Aufgabe, eine Vorriöhfeüiig vorÄUSchlägert,
bei der der l>r«isdruck, mit dem die 9chafeeil«i§§iSr odör die
sonstigen Sch*b*vorriohtüngen giglH die ifthfi^&nd dea Wärmeauatauechera anliegen, auf eirtfeh optiÄÄiin till
und gegebenettfaUs auch iridiVidüeli gfefigöit wtrdfcH
Diese Aüfgäbfe wird erfihdüiTfeögiHiiäsß düröh Ünin
ligeh rcHffÖrmigen WäMieäüstauecheb der tife*h be*ühfiöbetieh
Art gelöäfe, dir immk «ekennieiöhnefe III» iiii m
oder Abheben der SchäbeWesöer gtgih baw. von im
des Wärmeaustauschers üwischett Messefhlifeet' mi Ulli |n§ii*
matische oder hydraul is chö Verstellvorri&hfcüHgeh ΙΗ|βϋ^Ιΐ6ϋ
öihd, deren Örückmittairäütili Über Öä8 triüirl U%t ill ig Hiöh
aussen geführt sind. Durch diese Anordnung ist es möglich, je nach Erfordernis die Schabemesser mehr oder weniger fest gegen
die Wand anzudrücken oder sie auch völlig von dieser abzuheben, falls einmal keine Abschabung der Innenwand gewünscht wird.
Weiter ist es mit der vorgeschlagenen Vorrichtung möglich, die Innenwand nur periodisch in wählbaren Zeitabständen abzuschaben,
wobei die Abstände beispielsweise durch geeignete Schaltapparate eingestellt oder vorgewählt werden können.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messerhalter in radialer dichtung des Wärmeaustauschers verschiebbar in
den Gängen einer von der zentralen Weile getragenen Schraubenwendel
gelagert sind. Die Schraubenwendel hat bei dieser Ausführungsform die Aufgabe, das Out axial durch die Vorrichtung
zu fördern und gleichzeitig noch die in radialer Richtung verschiebbaren Schabemesser zu tragen. Besonders vorteilhaft ist
es, wenn in Längsrichtung des Wärmeaustauschers mehrere Messerhalter
angeordnet sind, wobei jedem eine pneumatische oder hydraulische Verstellvorrichtung zugeordnet ist, deren Druckmittelräume
über das Innere der Welle einzeln oder gemeinsam nach aussen geführt sind. Auf diese Weise ist es möglich, in
den einzelnen Abschnitten der Vorrichtung mit unterschiedlichem Anpressdruck zu schaben, wodurch eine optimale Ausnutzung der
Vorrichtung und der aufgewandten Energie möglich ist. Weiter wird vorgeschlagen, die in Längsrichtung aufeinanderfolgenden
Messerhalter Jeweils um 90° gegeneinander versetzt anzuordnen, wodurch erreicht wird, dass sich die Schabevorrichtung in jeder
Lage auf der Innenwandung des Wärmeaustauschers abstützt, was insbesondere bei Vorrichtungen grosser Länge vorteilhaft ist.
Um die empfindliche, in vielen Fällen polierte innere Oberfläche des Wärmeaustauschers durch die aufliegende und bei Umdrehung
gleitende Schraubenwendel nicht zu zerkratzen, kann die Wendel an ihrem äusseren Urafanß mit Polstern aus geeignetem
Material, beispielsweise Polytetrafluorathylen oder der&l. ausgerüstet
sein. Diese Polster können die Form von Streifen auf-
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weisen, die auswechselbar in entsprechend geformte Ansätze an
der Aussenkante der Wendel eingesetzt sind.
Die Verstellvorrichtungen für das Anpressen bzw. Abheben der
Schabemesser sind vorzugsweise als geschlossene Balgenkammern ausgeführt. Der Werkstoff, aus dem die Balgen bzw. Membranen gefertigt
werden, richtet sich hierbei nach der Natur des in der Vorrichtung zu verarbeitenden Stoffes, insbesondere nach seinen
Korrosions-Eigenschaften. Weiter muss aber auch beachtet werden, dass der völlig durchkristallisierte Kristallbrei die Balgenoberfläohe
auf Verechleiss beansprucht, so dass diese möglichst
abriebfest sein muss. Am vorteilhaftesten ist es, wenn für den Aufbau der Verstellvorrichtungen Metallbalgen verwendet werden.
Hierbei kann es günstig sein, die beiden Stirnplatten der Balgenkammern mit gegeneinander verschiebbaren, teleskopartig
ineinandergreifenden Rohren zu verbinden, welche in ihrem unteren Bereich radial geriohtete Durchlassöffnungen für das
Druckmittel aufweisen.
Als Druckmittel kommen in erster Linie indifferente Gase, beispielsweise
Stickstoff oder dergl. in Frage. Gase haben gegenüber Flüssigkeiten den Vorteil, dass durch geringfügige Leckverluste
das zu verarbeitende Gut nicht verunreinigt wird. Ausserdem bringen sie noch den Vorteil mit sich, dass sich die
Schabemesser infolge der Kompressibilität der Gase elastisch gegen die Innenwand des Wärmeaustauschers anlegen. Andererseits
ist es bei Verwendung von Flüssigkeiten als Drucküberträger möglich, höhere Anpressdrücke zu erzeugen.
:*J 9* ■
Bei einer anderen Ausführungsform der erf indungSÄen&esen Ver-Stellvorrichtung
besteht diese aus Zylinder und Kolben, deren der Welle zugewandten Druckmittelräume über das Innere der
Welle nach aussen geführt sind und in denen die dem Wärmeaustauscher
zugewandten Räume je eine Feder, vorzugsweise eine auf Druck beanspruchte Schraubenfeder aufweisen. Bei dieser
AusfUhrungsform wird das Schabemesser mit Hilfe des Druckmittel*
gegen die Innenwand des Wärmetustauschers gepresst. Gleioh-
zeitig hierbei wird auch die Feder zusammengedrückt, so dass
deren gespeicherte Energie beim Nachlassen des Pressdruckes dazu benutzt wird, das Schabemesser wieder von der Innenwand
des Wärmeaustauschers abzuheben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine AusfUhrungsform
der erfindungsgemässen Vorrichtung;
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform;
Fig. 3 und Fig. 4 vergrösserte Ausschnitte aus Querschnitten
ähnlich Fig. 1.
Der in der Zeichnung dargestellte Wärmeaustauscher besteht aus dem Aussenrohr 1, in dem konzentrisch das Innenrohr 2 und konzentrisch
in diesem die Welle 3 angeordnet sind. Der sich durch diese Anordnung ergebende rohrförmig Mantelraum 4 dient zum
Durchleiten des Kühlmittels und der ebenfalls rohrförmige Mantelraum
5 zur Aufnahme der Schmelze. Der Mantelraum 4 1st Über nicht dargestellte Leitungen mit einer KUhlmittelquelle und einer
KUhlraittelableitung verbunden. Je naoh der Natur des zu verarbeitenden
fijtoffes kann als Kühlmittel Wasser dienen« welches
beispielsweise unter Zwischenschaltung einer geeigneten Kühlvorrichtung im Kreislauf geführt wird.
Die xu verarbeitende Sohmelae wird durch ebenfalls nioht dargestellt· -I weil bekannte - Mittel in den rohrförmigen Mantelrau« 5 eingeführt und duroh diesen kontinuierlich hindurchbewegt. DIf Fortbewegung dft iu kühlenden Gutes wird beispielsweise mit IIIIfe der Sohraubenwendel 6 bewirkt« die fest mit
der in Richtung des Pfeiles 7 umlaufenden Welle 3 verbunden ist.
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Zur fortlaufenden Reinigung der Innenfläche äes Rohres 2 sind
im Innern des Mantelraumee 5 Sohaberaeeser 8 angeordnet, die
von Messerhaltern 9 getragen werden. Um die Messer 8 mehr oder
weniger stark gegen die Innenfläche des Hoftres 2 anpressen
oder sie auch ganz von dieser Fläche abheben zu können, sind erfindungsgemäss zwischen dem Messerhalter P und der Welle 3
hydraulische oder pneumatische Verstellv" .^riöhtungen 10 angeordnet,
deren Druckmittelräume 11 über ent«prtßlith4e Leitungen
12, die durch den Innenraum 13 der WeIXi !'verlaufen, nach
aussen geführt sind. An den nicht dargestellten Stirnseiten
der Vorrichtungen sind diese Druokleitungen in geeigneter
Weise, beispielsweise über drehbare KupplttfigfttUofcfe, feit
steuerbaren, ein- und ausscHaltbareh Oruakmitfce!quollen verbunden.
Bei der in Fig. 2 dargestellten besonderen Ausführwißsform
der erfindungsgemässen Vorrichtung sind die Messerhalter 9 in radialer Richtung des Wärmeaustauscher* betrachtet verschiebbar
in den Gängen einer von der Well© 3 getragenen Schraubenwendel 6 gelagert. Diese Anordnung gestattet es« auf
besondere Lager zu verzichten« die sonst erforderlich wären,
wenn in einer Auaführungsform einmal kein« Sohraubenwendel 6,
die als Transportschnecke dient, vorhanden wäre. Vorteilhafterweise
werden in Längsrichtung de§ WMnSeßuatauaohers
mehrere Measerhalter 9 hintereinander an^eorönet, die Jeweils
um 90° gegeneinander veraetat tinö und U$!tm_ 4ede« «ine pneumatische oder hydraulleqhe Veretellvoniiiiilt)«»« IP *U|eordnet
ist. BIe Druohpittelrawee diener Ventelivijrrlohtunsen Hö»nen
- wie oben betenrieben · «iniein oder gmitmx n*äö »vuseen
geführt »ein, f*\l* #$· PrMota«ttteiraMi^ «iftMln ö*oll au»*en
geführt ·*!*, 4i% e· mö%\Ut), Jede» Heaw* i#*onder* »egen
die Innenwand de· Rohre· f an»upre*een o4*P V^ 4ie»e» Abzuheben. Auf 41e«e weiee eraibt eioh *im
der Vorriohtune an die jeweila gestellte Aufgftb«, Die
Schraubenwendel 6 iat an ihre« Umtun* «SI U-fUrmiien Haltest
Ucken 22 besetzt, Xa die Kunetetoffleiit«« 9% beispielsweise
aus PolytetrafluorlthYlen, aueweohäelber einseeetzt sind.
BAD
In Pig. 3 ist der Fall dargestellt, dass die Verstellvorrichtung IO aus einem Zylinder 14 besteht, in dem ein Kolben 15 angeordnet
ist. Der Kolben ist über eine Stange 16 mit dem Messerhalter 9 verbunden, so dass seine Bewegung zwangsläufig auf den
Messerhalter übertragen wird. In dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel ist der Druckmittelraum 11' über die Leitung 12 mit
dem Innenraum 15 der Welle 3 verbunden. In dem Raum 11" ist
eine Schraubenfeder 17 angeordnet, welche zusammengedrückt v/ird,
wenn in den Raum II1 Druckmittel einströmt und der Kolben 15
folglich nach oben gehoben wird. Hierdurch wird Kraft in der Feder 17 gespeichert, die beim Nachlassen des Druckes im
Raum II1 dazu verwendet wird, den Messerhalter 9 bzw. das
Schabemesser 8 von der Innenfläche der Wand 2 abzuheben.
In Fig. 4 besteht die Verstellvorrichtung 10 aus einer Balgenkammer
l8, die zwischen den beiden Stirhplatten 19 und 19' angeordnet ist. Die Stirnplatten sind mit gegeneinander verschiebbaren,
teleskopartig ineinandergreifenden Rohren 20; 20' verbunden, die radial ausgerichtete Durchlassöffnungen 21
für das Druckmittel aufweisen« Das Druckmittel strömt in diesem Fall aus dem Innenraum 13 der Uelle 3 kommend in das
Rohr 20' und von dort durch die Öffnungen 21 in den Innenraum des Balgens 18. Auf diese V/eise ist eine leichte Beaufschlagung
des gesamten Innenraumes des Balgens 18 sichergestellt und gleichzeitig noch dafür gesorgt, dass der Messerhalter
durch die teleskopartig ineinandergreifenden Rohre 20; 20'
stabil geführt wird. Diese zusätzliche, zu der bereits erwähnten Führung des Messerhalters an seinen Enden kommende
Führung kann vorteilhaft sein, wenn in einer Vorrichtung einmal besonders lange Messerhalter verwendet werden.
109847/1491
Claims (1)
- Patentansprüche1. Doppelmanteliger, rohrförmiger Wärmeaustauscher, insbesondere Kristallisationskühler, mit im Innern angeordneten, gegen die Innenwand anliegenden Schabeinessern, die an einer sich in Achsrichtung erstreckenden drehbaren Welle befestigt sind., dadurch gekennzeichnet,dass zum Andrücken oder Abheben der Schabemesser (8) gegen bzw. von der Innenwand des Wärmeaustauschers zwischen Messerhalter (9) und Welle (35) pneumatische oder hydraulische Verstellvorrichtungen (10) angeordnet sind, deren Druokmittelräume (11; 11') über das Innere (13) der Welle (3) nach aussen geführt sind.2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,dass die Messerhalter (9) in radialer Richtung des Wärmeaustauschers verschiebbar in den Gangen einer von der Welle (3) getragenen Schraubenwendel (6) gelagert sind.3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,dass die Schraubenwendel (6) an ihrer Aussenkante mit nach aussen offenen Halteleisten (22) besetzt ist, in die Polsterleisten (23) auswechselbar eingesetzt sind.4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,dass in Längsrichtung dee Wärmeaustauschers mehrere Messerhalter (9) angeordnet sind, deren jedem eine pneumatische oder hydraulische Verstellvorrichtung (10) zugeordnet ist, deren Druckmittelräume über das Innere der Welle (3) einzeln oder gemeinsam nach aussen geführt sind.1098.47/1495· Vorrichtung nach Anspruch ht
dadurch gekennzeichnet,dass die in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Messerhalter (9) jeweils um 90° gegeneinander versetzt sind.109847ΜΛ91
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