DE2351763A1

DE2351763A1 - HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: DE2351763A1
Application number: DE19732351763
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl-Ing List
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-11-21
Filing date: 1973-10-16
Publication date: 1974-06-06
Also published as: JPS5618875B2; JPS4983046A; IT998862B; GB1445856A; FR2207265A1; CH558512A; FR2207265B1

Description

Wärme aus tans eherWarmth from tans rather

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher, insbesondere für rieselfähige Produkte., bestehend aus einem zylindrischen oder trogförmigen Gehäuse--mit· darin umlaufendem Rührer, der als zentrale Welle -mit darauf in mehreren radialen Ebenen angeordneten Scheibenelementen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf diesen Scheibenelementen in axialer Richtung ausladende Rührbarren aufgesetzt sind.The invention relates to a heat exchanger, in particular for free-flowing products, consisting of a cylindrical or trough-shaped housing - with · in it revolving stirrer, the as a central shaft -with it in several radial planes arranged disc elements is formed, characterized in that on these disc elements in axially protruding stirring bars are attached.

Für das Erhitzen und Kühlen von Feststoffen oder schlamm'-artigen Suspensionen von Feststoffen in Flüssigkeiten, aber auch für Verdampfungs- und Trockenprozesse werden heute vor allem heiz- und kühlbare Schnecken oder Apparate- benutzt, bei denen,das Gut durch Bänder oder Kratzer über beheizte oder gekühlte Flächen transportiert wird.For heating and cooling solids or sludge-like Suspensions of solids in liquids, but also for evaporation and drying processes, are used today mainly heatable and coolable screws or devices used, those who have over-heated the goods by tapes or scratches or cooled surfaces is transported.

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Die verfahrentechnische Aufgabe, auf möglichst kleinem Raum durch grosse Wärmeaustauschflächen und guten Stoffaustausch eine möglichst grosse Wärmeleistung zu übertragen, wird in der vorstehenden Erfindung in hohem Mass erreicht.The process engineering task in the smallest possible space thanks to large heat exchange surfaces and good mass transfer Transferring the greatest possible heat output is achieved to a high degree in the above invention.

Die Erfindung ist beispielhaft in folgenden Skizzen dargestellt. Es zeigen:The invention is illustrated by way of example in the following sketches. Show it:

Fig. 1 Wärmeaustauscher im Längsschnitt,Fig. 1 heat exchanger in longitudinal section,

Fig. 2 Querschnitt durch den Wärmeaustauscher nach Linie I-II in Fig. 1,Fig. 2 cross section through the heat exchanger according to line I-II in Fig. 1,

Fig. 3 Querschnitt mit einer geänderten Form der Rührelemente ,Fig. 3 cross section with a modified shape of the stirring elements ,

Fig. 4 Querschnitt eines Wärmeaustauschers mit drei Rührern/Fig. 4 Cross section of a heat exchanger with three stirrers /

Fig. 5 Abwicklung eines Rührers mit Rührbarren als Verbindung zwischen den Scheibenelementen,Fig. 5 Development of a stirrer with stirring bars as a connection between the disk elements,

Fig. 6 Abwicklung eines Rührers mit Rührbarren, die einzeln auf den Scheibenelementen aufgesetzt sind, "Fig. 6 Development of a stirrer with stirring bars, the are placed individually on the disc elements, "

Fig. 7 Abwicklung eines Rührers wie Fig. 6, jedoch mit zu- ■ sätzlichem Transportwinkel der Rührbarren.Fig. 7 Development of a stirrer like FIG. 6, but with additional ■ additional transport angle of the stirring bars.

Fig* 8 Abwicklung eines Rührers für Chargenbetrieb,Fig * 8 Development of a stirrer for batch operation,

Fig. 1 und 2 stellen eine geschlossene Bauform des Erfindungsgegenstandes dar mit einem zylindrischen Gehäuse 1, das zur Beheizung mit einem DoppelmaTitel 2 versehen ist. Den seitlichen Abschluss des Gehäuses bilden die Stirnwände und 4, die mit den Stopfbüchsen 5 und 6 für die AbdichtungFIGS. 1 and 2 represent a closed design of the subject matter of the invention Dar with a cylindrical housing 1, which is provided with a DoppelmaTitel 2 for heating. The end walls 4 and 4 form the side closure of the housing, and those with the stuffing boxes 5 and 6 for sealing

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und mit den Lagersupporten 7 und 8 für die Lagerung der Rührwellen ausgerüstet sind. Im Gehäuse sind die Stutzen 9 und 10 für die Zu- und Abfuhr des Produkts bestimmt, während die Stutzen 11 und 12 der Abführung von Gasen und Brüden oder, zum Beispiel bei Reaktionsprozessen, auch der Zufuhr von Zusätzprodukten dienen. Die Rührwelle 13 dreht mit dem Wellenzapfen 14 in den Lagersupporten 7.und und wird vom Motor 15 über den Keilriementrieb 16 und das Aufsteckgetriebe 17 angetrieben. Auf der Rührwelle sind in mehreren radialen Ebenen die senkrecht auf der Wellenachse stehen, die Scheibenelemente 20, 21 und 22 befestigt.and with the bearing supports 7 and 8 for storing the Stirrer shafts are equipped. In the housing, the nozzles 9 and 10 are intended for the supply and discharge of the product, while the connection pieces 11 and 12 are also used for the discharge of gases and vapors or, for example, in reaction processes serve to supply additional products. The agitator shaft 13 rotates with the shaft journal 14 in the bearing supports 7. and and is driven by the motor 15 via the V-belt drive 16 and the slip-on gear 17. On the agitator shaft are in several radial planes that are perpendicular to the shaft axis, the disk elements 20, 21 and 22 attached.

An den Stirnwänden sind die Schaber-26 angebracht. Die Vorderkanten der Scheibenelemente 20 und des Schabers 26 sind hierbei durch die Rührbarren 23 so miteinander verbunden, dass beim Drehen des Rührers wie bei einer Transportschnecke das Produkt vom Einfüllstutzen 9 gegen den Ausfallstutzen 10 transportiert wird. Die Geschwindigkeit dieses Transports wird durch die Steigung des Rührbarrens 23 und die Drehzahl der Welle bestimmt. Ebenso können bei Bedarf auch die Scheibenelemente 21 -und 22 mit einem Rührbarren versehen werden. Neben der Transportwirkung ist für die Ausführung der Maschine mit mehreren Rührbarren auch die Forderung nach gutem Stoffaustausch massgebend, da die Rührbarren durch Umschaufeln des Produktes zwischen den Scheibenebenen diesen Stoffaustausch erhöhen. Andererseits lässt sich bei Verwendung nur eines Rührbarrens dio Wärmeübertragungsfläche vergrössern, wenn man zwischen den Scheibenelementen 21 und 22 sowie zwischen 22 und 20 die Lücken schliesst und nur die für den Transport notwendige Lücke zwischen 20 und 21 beibehält. Um eine gute Füllung der Maschine zu gewährleisten, ist vor dem Auslaufstutzen eine Stauplatte 24 angebracht. Es ist ferner zu erwähnen,The scrapers 26 are attached to the end walls. the Front edges of the disc elements 20 and the scraper 26 are connected to one another by the stirring bars 23 in such a way that that when turning the stirrer like a screw conveyor the product is transported from the filler neck 9 towards the discharge nozzle 10. The speed this transport is determined by the pitch of the stirring bar 23 and the speed of the shaft. Likewise can If necessary, the disc elements 21 and 22 can also be provided with a stirring bar. In addition to the transport effect If the machine is designed with several stirring bars, the requirement for good mass transfer is also decisive, because the stirring bars increase this mass transfer by shoveling the product between the disk levels. on the other hand can be used when using only one stirring bar dio Increase the heat transfer area if you place between the disk elements 21 and 22 and between 22 and 20 the Closes gaps and only keeps the gap between 20 and 21 necessary for the transport. To get a good filling of the machine is in front of the outlet nozzle a stowage plate 24 attached. It should also be mentioned

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dass man im Auslaufteil 25 des Gehäuses bei Bedarf zusätzliche Rührarme auf der Welle anordnen kann. Die Beheizung der hohlen Rührwellen und Scheibenelemente erfolgt in bekannter Weise, wobei Eintritt 27 und Austritt.28 des Heiz- oder Kühlmittels durch den Stopfbüchskopf 29 erfolgen. ■that you can arrange additional agitator arms on the shaft in the outlet part 25 of the housing if necessary. The heating the hollow stirrer shafts and disk elements are carried out in a known manner, with inlet 27 and outlet 28 of the Heating or cooling means are carried out through the stuffing box head 29. ■

Fig. 3 zeigt eine Variante, bei der die Scheibenelemente 30, 31 und 3.2 auf der Rührwelle 33 mit ihrem äusseren Durchmesser nicht bis an die Innenwand des Gehäuses 34 reichen, sondern um ca. die Dicke der Rührbarren 35, 36 und 37 von dieser Innenwand entfernt sind.Fig. 3 shows a variant in which the disc elements 30, 31 and 3.2 on the agitator shaft 33 with their outer The diameter does not extend as far as the inner wall of the housing 34, but rather by approximately the thickness of the stirring bars 35, 36 and 37 are removed from this inner wall.

Die Fig. 5, 6, 7 und 8 zeigen die Abwicklung verschiedener Rührervarianten, wobei die Umfangsflache von 360 des äussf Durchmessers in eine Ebene geklappt erscheint.'5, 6, 7 and 8 show the development of different stirrer variants, the circumferential area of 360 of the outer Diameter appears folded into one plane. '

In Fig. 3 sind die Rührbarren 40 jeweils zwischen zwei Scheibenelementen der Rührer 41, 42, 43 angeordnet. Der Transportwinkel ist mit 44 bezeichnet.In FIG. 3, the stirring bars 40 are each arranged between two disk elements of the stirrers 41, 42, 43. Of the Transport angle is denoted by 44.

Fig. 4 zeigt Rührbarren 50, die jeweils symmetrisch nach beiden Seiten ausladend auf einem Scheibenelement der Rührer 51, 52, 53 befestigt sind.Fig. 4 shows stirring bars 50, each symmetrically projecting to both sides on a disk element of the Stirrers 51, 52, 53 are attached.

Während in Fig. 4 der Winkel, auf dem die Rührbarren gegenüber der axialen Achse sitzen, auch der Winkel ist, auf dem die Vorderkanten der Scheibenelemente angeordnet sind, sind in Fig. 5 die Rührbarren 60 zur Erhöhung der Transportwirkung in· einem grösseren Winkel 61 angestellt als Winkel für die Vorderkanten der Scheibenelemente 63, 64 und 65.While in Fig. 4, the angle at which the stirring bars sit with respect to the axial axis, is also the angle on which the front edges of the disc elements are arranged, the stirring bars 60 in FIG. 5 are used to increase the transport effect set at a larger angle 61 than the angle for the front edges of the disk elements 63, 64 and 65.

Die bisher besprochenen Figuren 1, 5, 6, 7 zeigen ausnahmslos kontinuierlich arbeitende Apparate. Fig. 8 zeigt dieFigures 1, 5, 6, 7 discussed so far show without exception continuously operating apparatus. Fig. 8 shows the

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Anordnung der Scheibenelemente und Rührbarren für einen chargenweise arbeitenden Wärmeaustauscher. Scheibenelemente 70, 71 und 72 und Rührbarren 73 transportieren hierbei das Produkt von links zur Mitte, Scheibenelemente 75, 76 und mit Rührbarren 74 das Produkt von rechts zur Mitte des Apparates. Das dort aufgestaute Produkt läuft im oberen Teil des Austauschers von der Mitte wieder gegen die Stirnwände zurück, so dass eine gewünschte interne Zirkulation entsteht.Arrangement of the disc elements and stirring bars for one batch heat exchanger. Disc elements 70, 71 and 72 and stirring bars 73 transport this Product from left to center, disc elements 75, 76 and with stirring bars 74 the product from right to center of the Apparatus. The product accumulated there runs in the upper part of the exchanger from the middle again against the end walls back so that a desired internal circulation is created.

Die Anordnung mehrerer Rührer in einem gemeinsamen Trog zeigt Fig. .4. In dem Trog 80 mit Doppelmantel 81 und Deckel 82 laufen 3 parallele Rührwellen 83, 84 und 85 mit den Scheibenelementen 86, 87 und 88 sowie die Rührbarren 89, 90 und 91.The arrangement of several stirrers in a common trough is shown in Fig. 4. In the trough 80 with double jacket 81 and Cover 82 run 3 parallel agitator shafts 83, 84 and 85 with the disk elements 86, 87 and 88 as well as the agitator bars 89, 90 and 91.

Die Heizung und Kühlung der Wärmeübertragungsflächen erfolgt in bekannter Weise mittels Dampf oder flüssigem Heiz- und Kühlmedium, im Spezialfall auch elektrisch oder mittels Heizgasen. ".' · ·' ■The heat transfer surfaces are heated and cooled in a known manner by means of steam or liquid heating and cooling medium, in special cases also electrically or by means of heating gases. ". ' · · '■

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Claims

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Claims

Heat exchanger, especially for free-flowing products, consisting of a cylindrical or trough-shaped housing with a rotating stirrer in it, which is arranged as a central shaft with it in several radial planes Disc elements is formed, characterized in that on these disc elements in the axial direction Extensive stirring bars are attached. ·

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that one or more stirring bars are in the form of a Draw a continuous line from one end wall of the housing to the other.

3. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that - That the stirring bars connect two or more disc elements to one another in individual pieces.

4. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that each stirring bar individually on one disk element is supported.

5. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that seen in the direction of rotation, the Front edges of the stirring bars are arranged at an angle to the axial surface lines of the stirring body.

6. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the outer diameter the .Scheibenelemente up to the inner wall of the housing and the stirrer bars are attached to the front edges of these disc elements.

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7. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the stirring bars, in radial Viewed in the direction on which the disc elements are placed, so that the outer diameter of these disc elements is removed from the inner wall of the housing in accordance with the radial thickness of the stirring bars.

8. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that baffles are built into the housing to maintain a certain filling level are.

9. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that to enlarge the heat transfer surfaces several agitator shafts are arranged in a housing.

September 20, 1973
Qu / li

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