HU182274B - Szabadalmi leírás szolgálati találmány - Google Patents

Description

Ezt a követelményt az ellenáramú hőcserélő elégítheti ki annál kedvezőbben, minél kisebb a berendezésben az ellenáram és a hűtendő pép közötti hőmérsékletkülönbség válto182274 zása, vagyis ha a pépben minél kisebb hölépcsök keletkeznek, s ezek a hölépcsök minél kevésbé térnek el az elméleti folyamatos hűtési görbétől.

Az eddig ismeretes rendszerek azonban ezt a követelményt nem tudták megfelelő módon kielégíteni.

A kezdeti berendezésekben nem használtak ellenáramú hűtést, ennélfogva ezek hatásfoka közelítőleg sem volt kielégítő. A korszerű készülékekben már több olyan ellenáramú hűtőoszlopot és általában egy visszamelegitö oszlopot alkalmaztak, amelyekben a hőcserélés ellenáramú folyadékkal történt. Ezeknek főleg két változata ismeretes.

Az egyik változatban az oszlopban a hűtőfolyadékot a lefelé áramló péppel szemben felfelé több, vízszintes síkban kialakított csőkígyóban áramoltatják s ezek között a pépet kavarólapátokkal kavarják. Ennek hátránya, hogy nemcsak az egyes szintekben elrendezett csőkígyók hűtőhatására keletkezik a pép hőmérsékletében nagyobb lépcső, hanem még egy-egy vízszintes síkban a csőkígyóban is megváltozó hőmérsékletű hűtőfolyadék és a köztük kavart pép különböző hőmérséklete e nagyobb lépcsőkön belül is rendezetlen állapotot teremt, s rontja a hűtés egyenletességét.

A másik változat ehhez hasonló azzal a különbséggel, hogy itt a vízszintesen elhelyezett csőkígyókat hűtőtárcsák helyettesítik, amelyben a hűtővíz egyenletesebben helyezkedik el, de amely még mindig nem küszöbölheti ki a szakaszos hűtés folytán a pépben keletkező nagyobb hőlépcsőket. Ez ismét bizonyos kisebb kristályos gócok keletkezéséhez vezet

Mindkét rendszernek közös hátránya még, hogy ha a hűtőfolyadékot vezető csőrendszerben hibásodás következik be, pl. a cső kilyukad, akkor az egész oszlopot s igy általában

-1182274 az egész rendszert hosszabb időre le kell állítani, ami a gyártás folyamatában igen komoly kiesést okoz.

A jelen találmány célja ezeket a hátrányokat kiküszöbölni és olyan berendezést szolgáltatni, amelyben a hőcserélés sokkal folyamatosabban, az elméleti hűtőgörbéhez képest sokkal több, de elhanyagolható kis lépcsővel történik, s amelynek egyik különösen előnyös alakjában a hűtőfolyadék csőrendszerének meghibásodása esetén egy-egy hűtőoszlop hűtése is csak részben károsodik, ami mellett a gyártási folyamat tovább folytatódhat.

A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy ha nem a pépet kavarjuk, hanem a hűtőcsőrendszert forgatjuk benne, akkor mindezeknek a célkitűzéseknek meg lehet felelni.

Ennek megfelelően a találmány szerinti, több sorbakapcsolt hűtő, illetve visszamelegítő oszlopot tartalmazó folyadékellenáramú hőcserélő berendezés lényege, hogy az oszlopok belsejében a palástjukhoz rögzített fékezőkarokkal és ezek között forgatható, függőleges síkokban elrendezett csőkígyókkal vannak ellátva. A berendezés egyik kiviteli alakjában az oszlopok tetején egy alsó és egy felső kamrából összetett vízelosztó feje van, amelynek alsó kamrájában a forgatható, függőleges síkú csőkígyók pl. dugóval lezárható felső csővégződései és a megfelelő külső csatlakozó csőcsonk, a felső kamrájában a csőkígyók alsó végződéséhez vezető összekötő vezetékek pl. dugóval lezárható felső csővégződései vannak elrendezve.

A következőkben a találmányunk szerinti berendezést és annak működését a berendezés egy célszerű kiviteli példáján a mellékelt rajzokra való hivatkozással részletesebben is megvilágítjuk.

A rajzok közül az 1. ábra a berendezés általános működési vázlatát ábrázolja metszetben, a 2. ábra a hőcserélés folyamatát diagramban vetíti elénk, mégpedig annak egyik szakaszában az ismert berendezésekkel elért, míg a többi szakaszában a találmányunk szerinti berendezéssel elérhető hőfokgörbéivel, a 3. ábra a találmányunk szerinti berendezés egyik hőcserélő oszlopának részleteit feltűntető hosszmetszete, a 4. ábra az erre merőleges, vízszintesen vett metszet, az 5. ábra pedig a berendezésben alkalmazott folyadékelosztó fej metszete.

Az 1. ábrán bemutatott berendezés négy A,B,C,D szakaszban dolgozó, sorbakapcsolt három 1 hűtőoszlopból és egy 2 visszamelegítő oszlopból áll. A kezelendő 3 pép az A szakaszban a 4 tartályból a vastag vonallal rajzolt 5 vezetéken átjut a 6 hígítón és a 7 csővezetéken át az 1 oszlopba, ahol szintjét a 8 szintérzékelő szabályozza állandó értékre a 9 szivattyú vezérlésével. A pép megfelelő viszkozitásáról a 10 viszkozitásérzékelő gondoskodik a 11 szelep megfelelő nyitásával, amely a 12 víz hozzáadását szabályozza. A 3 pép és a 13 fenéknyíláson át újabb 5 vezetéken át kerül a B és C szakasz következő 1 oszlopához, ahol a sűrűbbé vált pép újabb hígításáról és állandó szinten tartásáról a már ismertetett érzékelők itt is gondoskodnak.

A péppel ellenáramban kering a három 1 oszloppal kapcsolatos zárt 14 vezetékrendszerben a hűtőfolyadék. A zárt rendszerben felmelegedett folyadéknak a 20—25 °C-ra történő hűtéséről a 15 hőérzékelő által vezérelt 16 szelep útján beengedett hűtővízzel a 17 hőcserélő gondoskodik. Ez a hűtőfolyadék—példánkban a találmányunknak megfelelően —felülről a 18 vízelosztó fejen át, a tengelyben elhelyezett összekőtőcsövön át kerül az alsó szintre s innen halad ezen az ábrán nem ábrázolt hűtőrendszeren át a péppel ellenáramban felfelé, majd ismét a 18 vízelosztó fejen át a kővetkező 1 hűtőoszlop megfelelő 18 tömszelencéjébe.

A 3 pép a C szakaszban elérkezvén a harmadik oszlop 13 fenéknyílásához, innen most már a D szakaszban a 2 visszamelegítő oszlop 13 fenéknyílásán át felfelé nyomul az előző oszlopok pépszintje által meghatározott nyomás következtében, majd fent a 19 bukónyíláson át kerül a pép feldolgozásának következő fázisába, a centrifugáláshoz. A 2 visszamelegítő oszlopnak külön zárt 20 melegítőfolyadék-rendszere van, amelyben a visszamelegítés következtében lehűlt melegítőfolyadékot a 21 hőérzékelő vezérlése által nyitott-zárt 22 szelepen átfolyó forróvízzel működtetett 23 hőcserélő melegíti fel a szükséges 60—65 °C-ra. A melegítőfolyadék itt is áthalad a 18 vízelosztó fejen, csak a hűtőoszlopokban leirt iránnyal ellentétes irányban — itt a tengelyben elhelyezett összekötőcsővön halad felfelé és a melegítő csőrendszeren lefelé

Amennyiben a vázolt oszlopokban nem a találmány szerinti, hanem attól eltérő, eddig is ismeretes, pl. tárcsás hőcserélő rendszer üzemel, akkor a hőcsere mindvégig a 2. ábrán az első A oszlopnak megfelelő ábraszakaszban ábrázolt lépcsős görbe szerint történik, míg ha a találmányunk szerinti berendezéssel, akkor mindvégig az ábrán a második szakasztól kezdve (B-C-D) ábrázolt folytonosnak tekinthető görbe szerint. Az ábrán közölt diagramban az abszcissza tengely az idő órákban, az ordináta tengely pedig a hőmérséklet °C-ban. A pép hőmérsékletét a 24 görbe, a hőcserélő folyadék hőmérsékletét a 25 görbe ábrázolja. Mint látható, ha a hűtés az ismert berendezésekben történik, akkor az A oszlopban a pép 24 görbéje nem párhuzamos a hőcserélő folyadék 25 görbéjével, saját berendezésünkben párhuzamossá és ezzel optimálissá válik.

Az 1 oszlop részleteit hosszmetszetben a 3. ábra, reá merőleges vízszintes metszetben pedig a 4. ábra szemlélteti. Az 1 oszlop palástját képező falhoz egyes szinteken belülről a fékezőkarok vannak erősítve, míg a hőcserélő folyadékot tartalmazó, a 26 fékezőkarok között kialakított 29 csőkígyók a 27 csőtengely üregében elhelyezett függőleges 28 összekötő vezetékekhez csatlakoznak. Példánkban nyolc 29 csőkígyó van függőleges síkokban kiképezve. A 29 csőkígyók vízszintes szakaszait a 27 csőtengelyhez mereven erősített 30 támkarok merevítik. A 28 összekötővezetékek és a 29 csőkígyók egyaránt a 18 vízelosztó fejben végződnek, mig a csőtengelyt a 31 fogaskerékrendszer forgatja. A pép vezetésére a 32 csőcsonk szolgál. A hűtőoszlop működése a következő. A 32 csőcsonkon át érkező pép a toronyban gravitációsan lefelé halad. A 18 vízelosztó fejből érkező hűtőfolyadék a 28 összekötő vezetékeken kerül alul a 29 csőkígyókba és áramlik felfelé ugyancsak a 18 vízelosztó fejbe, amelynek szerepét külön ismertetjük. A csőkígyókat lassan, 0,8—1,0 fordulat/perc sebességgel forgatja a 31 fogaskerékrendszer által forgatott 27 csőtengely. Mialatt a 29 csőkígyók forgó mozgást végeznek, a 3 pép forgómozgást gyakorlatilag nem végez, mivel a lassú forgás mellett a kisátmérőjű 29 csőkígyó ellenállása kicsiny s a 3 pép forgásirányú mozdu'atlanságát a 26 fékezőkarok is segítik. A nyolc csőkígyóbar a hűtőfolyadék szintenként egyforma hőmérsékletű s így ε sűrű vízszintes szakaszok következtében a hűtés egyenletes. Ha a torony visszamelegítést szolgál, akkor a berendezése azonos marad, csak az áramlás lesz fordított: a pép áramlik felfelé és a hőcserélő folyadék lefelé.

A 18 vízelosztófej szerepét az egyik 1 hűtőoszlopból kina-2182274 gyított metszeti 5. ábrán mutatjuk be. Az eltávolítható 33 fedéllel ellátott vízelosztó fej két, elszigetelt részre oszlik: az eltávolítható 34 felső és a 35 alsó kamrára. A 34 felső kamrába vezet be a 36 csőcsonk, amihez a hőcserélő folyadék bevezetését csatlakoztatjuk és ide nyúlnak a 28 összekötő vezetékek felső 37 végződései. A 35 alsó kamrához csatlakozik a hőcserélő folyadék elvezetésére szolgáló 38 csőcsonk és itt vannak az egyes 29 csőkígyók 39 végződései. Ha bármikor valamelyik csőkígyóban hibásodás, lyukadás fordul elő, a 34 felső kamra eltávolítása után a megfelelő 29 csőkígyóba vezető 28 összekötőcső 37 végződését le kell dugaszolni. Ezzel ez az egy csőkígyó a hőcserélés folyamatából ki van ugyan iktatva, de a fennmaradó többi — esetünkben hét — csőkígyó elegendő mértékben elláthatja feladatát olyanynyira, hogy az utótermék-pép kezelési folyamatát emiatt leállítani nem kell mindaddig, amig a gyártás szünetében a csőkígyót nem lehet kijavítani, vagy kicserélni.

Claims (2)

1. Szabadalmi igénypontok:

   1. Cukorgyári utótermék-pép kezelésére szolgáló folyadékellenáramú hőcserélő berendezés, amely berendezés több,

   5 sorbakapcsolt hűtő- illetve visszamelegítő oszlopból áll, azzal jellemezve, hogy az oszlopok (1,2) belsejében a palástjukhoz rögzített fekezőkarok (26) és ezek között forgatható, függőleges síkokban elrendezett csőkígyók (29) vannak.
2. 2. Az i. igénypontban meghatározott berendezés kiviteli

   10 alakja azzal jellemezve, hogy az oszlopok (1, 2) tetején egy alsó és egy felső kamrából összetett vízelosztó fej (18) van, amelynek alsó kamrájában (35) a forgatható, függőleges síkú csőkígyók (29), pl. dugóval lezárható felső csővégződései (39) és a megfelelő külső csatlakozó csőcsonk (38), a felső

   15 kamrájában (34) a csőkígyók alsó végződéseihez vezető öszszekötő vezetékek (28) pl. dugóval lezárható felső csővégződései (37) vannak elrendezve.