DE2608623A1

DE2608623A1 - Mash cooler with coolant surrounding pipe for flow of mash - with constricted and wide zones one behind another along pipe

Info

Publication number: DE2608623A1
Application number: DE19762608623
Authority: DE
Inventors: August Schemmel
Original assignee: BECKER APPARATEBAU GEB
Current assignee: BECKER APPARATEBAU GEB
Priority date: 1976-03-02
Filing date: 1976-03-02
Publication date: 1977-09-15

Abstract

Cooler for high-viscosity media or media contg. high-viscosity or solid constituents, partic. mash, comprises a pipe through which the medium flow and which is surrounded by coolant. The pipe has constricted and wide zones one behind the other, pref. offset from each other by approx. 90 degrees. Pref. each pipe section comprises two opposed constricted zones at the sides and two opposed wide zones at the top and bottom, in which the constricted zones have a rectilinear shape and the wide zones have an outwardly curved convex shap. Pref. the constricted zone taper in the direction of flow, and the transitions between constricted and wide zones occur gradually. Thorough mixing of the medium on passage through the pipe is allowed.

Description

§'Vorrichtung zum Abkühlen von hochviskosen Medien § 'Device for cooling highly viscous media

oder Medien mit hochviskosen oder festen Bestandteilen, insbesondere Maische." Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abkühlen von hochviskosen Medien oder Medien mit hochviskosen oder festen Bestandteilen, insbesondere von Maische mit einem vom Medium durchströnten Rohr, das außen vom Kühlmittel umgeben ist. or media with highly viscous or solid components, in particular Mash. "The invention relates to a device for cooling highly viscous Media or media with highly viscous or solid components, especially of Mash with a pipe through which the medium flows and which is surrounded on the outside by the coolant is.

Es sind Wärmetauscher für hochviskose Medien bekannt, welche das zu kühlende Medium in glattwandigen Rohren führen und vom Kühlmittel umströmt werden. Das Problem bei der Abkühlung von hochviskosen Medien besteht darin, eine gleichmäßige Abkühlung für das gesamte Produkt sicherzustellen. Eine gleichmäßige Abkühlung muß vor allen Dingen dort gewährleistet sein, wo wärmeempfindliche oder kälteempfindliche Medien abgekühlt werden oder wo Reaktionen solcher Medien schnell und gleichmäßig gesteuert werden müssen. Damit bei den bekannten Wärmettauschern akt3eptable Ergebnisse möglich sind, kann das Temperaturgefälle zwischen Kühlmittel und abzukühlendem, hochviskosem Medium nicht besonders groß sein. Zur Übertragung der Wärme sind hdenzufolge relativ große Wärmeaustauschflächen erforderlich.There are known heat exchangers for highly viscous media, which to Guide the cooling medium in smooth-walled tubes and the coolant flows around it. The problem with the cooling of highly viscous media is to obtain a uniform Ensure cooling for the entire product. A uniform cooling must be Above all, be guaranteed where heat-sensitive or cold-sensitive Media are cooled or where such media reactions quickly and evenly need to be controlled. So with the known heat exchangers akt3eptable Results are possible, the temperature gradient between the coolant and the highly viscous medium should not be particularly large. In order to transfer the heat, there are relatively large heat exchange surfaces are required.

Es ist auch nicht möglich, die fehlende ausreichende Durchmischung in den Rohren durch Verringerung der Rohrdurchmesser beliebig zu vergrößern, da hierdurch entsprechend höhere Drücke erforderlich werden und die Verstopfungsgefahr wächst. It is also not possible because of the lack of adequate mixing in the pipes by reducing the pipe diameter arbitrarily, since as a result, correspondingly higher pressures are required and the risk of clogging grows.

Auch bei anderen bekannten Wärmetauschern, welche nicht. mit Rohren arbeiten, sondern bei denen das Kühlmedium und das zu erhitzende Produkt auf Spiralbahnen oder Schneckenbahnen geführt werden, tritt das Problem der örtlich ungleichmäßigen Abkühlung in gleichem Umfang auf. Wegen der nicht stets ausreichenden Durchmischung des abzukühlenden Mediums entsteht ein Temperaturgradient von der mit Kühlmittel beaufschlagten Wand zum Kern des abzukühlenden Produktes. Die bekannten Vorrichtungen sind außerdem schlecht zu reinigen und teuer. Even with other known heat exchangers, which are not. with pipes work, but where the cooling medium and the product to be heated on spiral tracks or screw tracks are guided, the problem of locally uneven Cooling down to the same extent. Because of the not always sufficient mixing of the medium to be cooled creates a temperature gradient different from that of the coolant acted on wall to the core of the product to be cooled. The known devices are also difficult to clean and expensive.

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.The invention is therefore based on the object of a device of the type mentioned in such a way that thorough mixing of the highly viscous Medium takes place when flowing through the pipes.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Rohr hintereinander angeordnete Einschnürungen und Erweiterungen aufweist. This object is achieved according to the invention in that the tube has constrictions and widenings arranged one behind the other.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind die aufeinanderfolgenden Einschnürungen und die aufeinanderfolgenden Erweiterungen gegeneinander versetzt angeordnet. According to a further proposal of the invention, the successive Constrictions and the successive widenings offset from one another arranged.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß jeweils die Einschnürungen und jeweils die Erweitungen um cirka 900 gegeneindander versetzt sind. It has proven to be useful that each of the constrictions and the extensions are offset from one another by around 900.

Eine solche Ausbildung der Rohr 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. Hierdurch werden örtlich ungleichmäßige Abkühlungen vermieden. Dies ist besonders torteilhaft bei Produkten, bei denen Reaktionsabläufe über den gesamten Produktquerschnitt gleichmäßig beeinflußt werden müssen.Such a design of the tube is generated solely by virtue of the provision of enlargements and constrictions an effect that with the kneading of elastic is comparable to filled hoses. This makes it highly viscous Medium mixed sufficiently. This results in locally uneven cooling avoided. This is particularly disadvantageous for products that have reaction processes must be influenced evenly over the entire product cross-section.

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.The arrangement of constrictions and extensions is more appropriate Way chosen so that in the place of two lateral, opposite one another Constrictions each two extensions arranged opposite one another at the top and bottom are provided.

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.This arrangement is particularly easy to manufacture because it is through the pressing in of the tubes to form the constrictions the widenings inevitably form. It is therefore sufficient for production, in each case only the constrictions below a press in the designated places.

Bei dieser Fertigungsart ergeben sich zwangsläufig die Erweiterungen, die nach einem weiteren Merkmal der Erfindung einen nach außen gewölbten Längsschnitt aufweisen.With this type of production there are inevitably the extensions, According to a further feature of the invention, an outwardly curved longitudinal section exhibit.

Für eine weitere Verbesserung der Durchmischungswirkung hat es sich zweckmäßig erwiesen, daß die Einschnürungen sich An Strömungsrichtung des hochviskosen Mediums jeweils verengen.There has been a further improvement in the mixing effect It has been found expedient that the constrictions are in the direction of flow of the highly viscous Narrow the medium in each case.

Hierdurch treten örtlich unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten im Verlauf des Rohrs auf, die eine Verbesserung der Durchmischungswirkung mit sich bringen.This results in locally different flow velocities in the course of the pipe, which leads to an improvement in the mixing effect bring.

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.This avoids that at the transitions between the extensions and constrictions the highly viscous medium can deposit, take place after another Feature of the invention the transitions are gradual.

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.A preferred embodiment of the invention is illustrated below the drawing described in detail. Show it: Fig. 1 is a perspective View of a heat exchanger tube, FIG. 2 is a schematic side view of a Heat exchanger, Fig. 3 is an end view of the heat exchanger shown in Fig. 2, 4 shows a section through the pipe according to FIG. 1 in the vertical direction, FIG. 5 a section analogous to FIG. 4 in the horizontal direction.

Ein Wärmeaustauscher 1 besitzt acht über Rohrbögen hintereinandergeschaltete Wärmeaustauscherrohre 4, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind. Über den Eintrittsstutzen 2 wird dem Wärmetauscher Ktihlmedium zugeführt, welches am Austrittsstutzen 3 abläuft. Das Kühlmedium spült die Rohre 4 auf ihrer Außenseite.A heat exchanger 1 has eight connected in series via pipe bends Heat exchanger tubes 4, as shown in FIG. 1. Via the inlet nozzle 2, cooling medium is fed to the heat exchanger, which runs off at the outlet connection 3. The cooling medium washes the tubes 4 on their outside.

Das abzukühlende hochviskose oder hochviskose Bestandteile enthaltende Medium tritt an der Stirnseite an der Stelle 5 in den Wärmetauscher ein, durchläuft sämtliche hintereinandergeschaltete Rohre 4 und tritt dann aus dem Rohrende 6 wieder aus.Containing the highly viscous or highly viscous components to be cooled Medium enters the heat exchanger at point 5 on the front side and passes through it all pipes 4 connected in series and then emerges from the pipe end 6 again the end.

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 abgekühlt, ohne daß es hierzu an den Randbereichen zu einer schädlichen Unterkühlung kommen kann.The highly viscous medium flows through the pipe 4 in the direction of the arrow 7. The tube 4 has constrictions 8 and widenings 9. As shown in FIGS. 1, 4 and 5 as can be seen, the constrictions 8 and widenings 9 are perpendicular to one another Levels offset against each other. Through this sequence and arrangement the constrictions and widenings have a kneading effect on the highly viscous medium exercised, which ensures thorough mixing of the highly viscous medium. The highly viscous Medium is therefore not only found in the edge areas but also in the central area cooled without causing harmful hypothermia at the edge areas can come.

Die Einschnürungen verengen sich in Strömungsrichtung des hochviskosen Mediums. Dies führ zu einer weiteren Verbesserung der Durchmischung.The constrictions narrow in the direction of flow of the highly viscous Medium. This leads to a further improvement in the mixing.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zum Abkühlen oder Erhitzen von allen Arten von Medien benutzt werden,.also auch von niedrigviskosen Medien. Auch bei der Verwendung für niedrigviskose Medien führt die Durchmischungswirkung zu einer gleichmäßigen Wärmeübertragung. Mit besonderem Vorteil wir die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt bei hochviskosen Medien oder Medien mit hochviskosen oder festen Bestandteilen.The device according to the invention can be used for cooling or heating all types of media can be used, including low-viscosity media. Even when used for low-viscosity media, the mixing effect leads to an even heat transfer. With particular advantage we the invention Device used with highly viscous media or media with highly viscous or solid components.

- Patentansprüche -- patent claims -

Claims

Claims h Üi. Device for cooling highly viscous media or media with highly viscous or solid components, especially mash with a pipe through which the medium flows and which is surrounded on the outside by the coolant, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the tube (4) arranged one behind the other Has constrictions (8) and extensions (9).

2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the successive constrictions (8) and the successive Extensions (9) are offset from one another.

3. Device according to claims 1 and 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that in each case the constrictions and in each case the widenings around about 900 are offset from one another.

4. Device according to one or more of claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that at the point of two lateral, opposing constrictions (8) each two above and below opposite arranged extensions (9) are provided.

5. Device according to one or more of claims 1 to 4, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the extensions (9) one to the outside have a domed bulbous cross-section.

6. Device according to one or more of claims 1 to 5, d a it is indicated that the constrictions (8) have a straight cross-sectional shape exhibit.

7. Device according to one or more of claims 1 to 6, d a it is indicated that the constrictions (8) extend in the direction of flow (7) constrict each of the high viscosity medium.

8. Device according to one or more of claims 1 to 7, d a it is indicated that the transitions between constrictions (8) and extensions (9) take place gradually.