DE2539971A1

DE2539971A1 - Vorrichtung zum erhitzen von hochviskosen medien oder medien mit hochviskosen oder festen bestandteilen, insbesondere von maische

Info

Publication number: DE2539971A1
Application number: DE19752539971
Authority: DE
Inventors: August Schemmel
Original assignee: BECKER APPARATEBAU GEB
Current assignee: BECKER APPARATEBAU GEB
Priority date: 1975-09-02
Filing date: 1975-09-02
Publication date: 1977-03-10

Description

Vorrichtung zum Erhitzen von hochviskosen Medien oder Medien mit hochviskosen oder festen Bestandteilen, insbesondere von Maische Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erhitzen von hochviskosen Medien oder Medien mit hochviskosen oder festen Bestandteilen, insbesondere von Maische mit einem vom Medium durchströmtnn Rohr, das außen vom Wärmeträger umgeben ist.
Es sind Wärmetauscher für hochviskose Medien bekannt, welche das zu erhitzende Medium in glattwandigen Rohren filhren und vom Wärmeträgermedium umströmt werden. Das Problem bei der Erhitzung von hochviskosen Medien besteht darin, eine gleichmäßige Erhitzung des hochviskosen Mediums sicherzustellen und örtliche Uberhitzungen zu vermeiden. Dieses Problem tritt insbesondere bei Produkten wie Maische auf, welche gegen örtliche Überhitzung besonders empfindlich sind.
Damit bei den bekannten Wärmetauschern akzeptable Ergebnisse möglich sind, kann das Temperaturgefälle zwischen Wärmeträgermedium und zu erhitzendem hochviskosem Medium nicht sehr groß sein. Zur Ubertragung der Wärme sind demzufolge relativ große Wärmeaustauschflächen erforderlich.
Es ist auch nicht möglich, die fehlende ausreichende Durchmischung in den Rohren durch Verringerung des Rohrdurchmessers beliebig zu vergrößern, da hierdurch entsprechend höhere Drücke erforderlich werden und die Verstopfungsgefahr wächst.
Auch bei anderen bekannten Lösungen, welche nicht mit Rohren arbeiten, sondern bei denen das Heizmedium und das zu erhitzende Produkt auf Spiralbahnen oder Schneckenbahnen geführt werden, tritt das Problem der örtlichen Überhitzung im gleichen Umfang auf. Darüberhinaus sind derartige Vorrichtungen schlecht zu reinigen und teuer. Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß eine gute Durchmischung des hochviskosen Mediums beim Durchströmen der Rohre erfolgt.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Rohr hintereinander angeordnete Einschnürungen und Erweiterungen aufweist.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind die aufeinanderfolgenden Einschnürungen und die aufeinanderfolgenden Erweiterungen gegeneinander versetzt angeordnet.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß jeweils die Einschnürungen und jeweils die Erweiterungen um cirka 900 gegeneinander versetzt sind.
Eine solche Ausbildung der Rohre erzeugt allein aufgrund des Vorsehens von Erweiterungen und Einschnürungen eine Wirkung, die mit dem Kneten von elastischen gefüllten Schläuchen vergleichbar ist. Durch diese Wirkung wird das hochviskose Medium ausreichend durchmischt. Bei entsprechenden Versuchen wurde festgestellt, daß die insbesondere bei Maische besonders kritischen, früher bei Glattrohren üblichen örtlichen Erhitzungen vollständig fehlen und daß die Maische gleichmäßig durchgeärmt wird.
Die Anordnung von Einschnürungen und Erweiterungen ist in zweckmäßiger Weise so gewählt, daß an der Stelle von zwei seitlichen einander gegenüberliegenden Einschnürungen jeweils zwei oben und unten gegenüberliegend angeordnete Erweiterungen vorgesehen sind.
Diese Anordnung läßt sich besonders leicht fertigen, weil sich durch das Eindrücken der Rohre zum Bilden der Einschnürungen die Erweiterungen zwangsläufig bilden. Es genügt zur Fertigung also, jeweils lediglich die Einschnürungen unter einer Presse an den vorgesehenen Stellen einzudrücken.
Bei dieser Fertigungsart ergeben sich zwangsläufig die Erweiterungen, die nach einem weiteren Merkmal der Erfindung einen nach außen gewölbten bauchigen Durchschnitt aufweisen.
Für eine weitere Verbesserung der Durchmischungswirkung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Einschnürungen sich in Strömungsrichtung des hochviskosen Mediums jeweils verengen.
Hierdurch treten örtlich unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten im Verlauf des Rohrs auf, die eine Verbesserung der Durch mischungswirkung mit sich bringen.
Damit vermieden wird, daß sich an den Übergängen zwischen den Erweiterungen und Einschnürungen das hochviskose Medium ablagern kann, erfolgen nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Übergänge allmählich.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Wärmeaustauscherrohrs, Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines Wärmeaustauschers, Fig. 3 eine Stirnansicht des in Fig. 2 gezeigten Wärmeaustauschers, Fig. 4 einen Schnitt durch das Rohr gemäß Fig. 1 in vertikaler Richtung, Fig 5 einen analogen Schnitt zu Fig. 4 in horizontaler Richtung.
Ein Wärmeaustauscher 1 besitzt acht über Rohrbögen hintereinander geschaltete Wärmeaustauscherrohre 4, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind. Über den Eintrittsstutzen 2 wird dem Wärmetauscher Heizmedium zugeführt, welches am Austrittsstutzen 3 abläuft. Das Heizmedium kann dampfförmig oder flüssig sein.
Es umspült die Rohre 4 auf ihrer Außenseite.
Das zu erhitzende hochviskose Medium tritt an der Stirnseite an der Stelle 5 in den Wärmetauscher ein, durchläuft sämtliche hintereinander geschalteten Rohre 4 und tritt dann aus dem Rohrende 6 wieder aus.
Das Rohr 4 wird in Richtung des Pfeils 7 vom hochviskosen Medium durchströmt. Das Rohr 4 besitzt Einschnürungen 8 und Erweiterungen 9. Wie aus den Fig. 1, 4 und 5 ersichtlich ist, sind die Einschnürungen 8 und Erweiterungen 9 in zueinander senkrechten Ebenen jeweils gegeneinander versetzt. Durch diese Aufeinanderfolge und Anordnung der Einschnürungen und Erweiterungen wird auf das hochviskose Medium ein Kneteffekt ausgeübt, der für eine gute Durchmischung des hochviskosen Mediums sorgt. Das hochviskose Medium wird deshalb nicht nur an den Randbereichen sondern auch im Mittelbereich erhitzt, ohne daß es hierzu an den Randbereichen zu schädlichen Überhitzungen kommt.
Die Einschnürungen verengen sich in Strömungsrichtung des hochviskosen Mediums. Dies führt zu einer weiteren Verbesserung der Durchmischung.
Patent risprüche

Claims

Patentansprüche L Vorrichtung zum Erhitzen von hochviskosen Medien oder Medien mit hochviskosen oder festen Bestandteilen, insbesondere von Maische, mit einem vom Medium durchströmten Rohr, das außen vom Wärmeträger umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) hintereinander angeordnete Einschnürungen-(8) und Erweiterungen (9) aufweist.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden Einschnürungen (8) und die aufeinanderfolgenden Erweiterungen (9) gegeneinander versetzt sind.

3.) Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Einschnürungen und jeweils die Erweiterungen um cirka 900 gegeneinander versetzt sind 4.) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle von zwei seitlichen, einander gegenüberliegenden Einschnürungen (8) jeweils zwei oben und unten gegenüberliegend angeordnete Erweiterungen (9) vorgesehen sind, 5.) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterungen (9) einen nach außen gewölbten bauchigen Querschnitt aufweisen.

6.) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürungen (8) geradlinige Querschnittsform aufweisen.

7.) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürungen (8) sich in Strömungsrichtung (7) des hochviskosen Mediums jeweils verengen.

8.) Vorrichtung nach einem oder meheren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergänge zwischen Einschnürungen (8) und Erweiterungen (9) allmählich erfolgen.