PL67183B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 67183 KI. 12e,4/01 31.1.1973 MKP BOlf 7/24 UKD Twórca wynalazku: Zofia Grzelczyk Wlasciciel patentu: Instytut Chemii Przemyslowej, Warszawa (Polska) Aparat do wymiany ciepla lub/i homogenizacji, zwlaszcza substancji gestych i past Przedmiotem wynalazku jest aparat do wymiany ciepla lub/i homogenizacji gestych cieczy i past lub materialów sypkich — typu mieszalnika slima¬ kowego, w którym miedzy ostrzem wstegi spiralnie nawinietej na wal mieszadla, a ogrzewana lub chlodzona sciana naczynia znajduje sie niewielki przeswit. W aparacie tym uzyskuje sie dobra wymiane ciepla z jednoczesnym dokladnym ujed¬ noliceniem wlasnosci surowca, zwlaszcza w przy¬ padku cieczy lepkich lub posiadajacych wlasnosci nienewtonowskie. Aparat ten moze sluzyc jedno¬ czesnie jako wytlaczarka. Dlatego moze on znalezc zastosowanie w przemysle chemicznym, ceramicz¬ nym, materialów budowlanych, spozywczym i ko¬ smetycznym.Znane dotychczas aparaty typu slimakowego charakteryzuja sie tym, ze posiadaja ciagla, gladka spirale slimaka nawinieta na wale, przy czym ostrze slimaka znajduje sie w niewielkiej odleg¬ losci od sciany naczynia tworzac szczeline. Do tego typu aparatów zalicza sie wytlaczarki slimakowe z jednoczesnym przeponowym ogrzewaniem lub chlodzeniem wytlaczanej substancji. Czesto jednak istnienie nawet niewielkiej szczeliny miedzy ostrzem slimaka, a ogrzewana lub chlodzona sciana naczynia — nie zapobiega tworzeniu sie nieru¬ chomej warstewki cieczy przy scianie aparatu.Warstewka ta ulega spiekaniu w procesie ogrze¬ wania lub zageszczaniu, a nawet krzepnieciu nie¬ których substancji w procesie chlodzenia. 10 15 25 30 Niezaleznie od tego warstwa wewnetrzna cieczy w poblizu walu w niewielkim stopniu miesza sie z warstwa zewnetrzna powodujac powstawanie duzych gradientów temperatur pomiedzy obu tymi warstwami. Jest to szczególnie niekorzystne przy ogrzewaniu (chlodzeniu) tylko zewnetrznej sciany aparatu. Oba te czynniki silnie pogarszaja wy¬ miane ciepla obnizajac sprawnosc aparatu. Znane sa takze wymienniki ciepla z malym przeswitem stosowane do past i mas gestych, które posiadaja mieszadla w postaci rotora z lopatkami zbieraja¬ cymi ogrzewana, lub chlodzona substancje z po¬ wierzchni wymiany ciepla o ksztalcie gladkiego cylindra. Aparaty z lopatkami skrobiacymi wy¬ magaja precyzyjnego wykonania, zuzywaja znaczne ilosci energii, a wymiana zuzytych, czesto wyla¬ manych lopatek, stwarza koniecznosc wylaczenia aparatu z cyklu produkcyjnego nieraz na czas dluzszy.Celem wynalazku bylo skonstruowanie aparatu umozliwiajacego zwiekszenie ruchu cieczy w ca¬ lym przekroju kanalu oraz zlikwidowanie nieru¬ chomej warstewki surowca na grzanej (chlodzo¬ nej) scianie naczynia bez uzycia powierzchni tra¬ cych.Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie od¬ powiednio uksztaltowanego mieszadla obracajacego sie w cylindrycznej obudowie, otoczonej komora, do której doprowadzony jest czynnik grzejny lub chlodzacy. Mieszadlo sklada sie z cylindra z na- 67 18367 3 winieta na nim spiralna wstega, pozostawiajaca minimalna szczeline pomiedzy krawedzia spirali a sciana naczynia. Na powierzchni czolowej spi¬ ralnej wstegi, a wiec powierzchni widocznej od strony wylotu surowca z wymiennika, znajduje sie szereg naciec, które stanowia istote wynalazku. Na¬ ciecia te tworza powierzchnie, których tworzace sa równolegle do osi aparatu i w przekroju plasz¬ czyzna prostopadla do tej osi daja krzywe wypukle, wypukloscia skierowane w kierunku obrotu mie¬ szadla. Przy ruchu obrotowym mieszadla naciecia te powoduja zagarnianie i odrzucanie surowca z glebi kanalu slimaka w kierunku od osi apara¬ tu na zewnatrz, a nastepnie rozgniatanie mieszanej substancji na grzanej (chlodzonej) scianie naczy¬ nia.W zaleznosci od zadanego cisnienia surowca przy wylocie wymiennika ciepla spirala mieszadla moze byc ciagla lub posiadac naciecia obwodowe tworzac szereg oddzielnych lopatek, ustawionych na wale w linii spiralnej. Naciecia obwodowe na spirali cylindra mieszajacego' umozliwiaja czesciowy po¬ wrotny przeplyw masy, wystepujacy przy dlawie¬ niu wyplywu produktu z wymiennika bez znacz¬ nego zwiekszenia oporów wirowania, umozliwiaja¬ cego zarazem stosowanie szybkich obrotów cylin¬ dra mieszajacego. Przeplyw masy plynacej w ka¬ nale slimaka przez naciecia obwodowe w spirali powoduje dodatkowe mieszanie warstw surowca odleglych od sciany naczynia.Wymiennik moze byc wykonany w ukladzie jed- noslimakowym lub kilkuslimakowym.Urzadzenie to nadaje sie szczególnie do mieszania dwóch lub wiecej substancji gestych o róznych lep- kosciach, a takze do ogrzewania lub chlodzenia substancji gestych, wrazliwych na miejscowe prze¬ grzania oraz cial lepkich o strukturze tiksotropowej pozwalajac na otrzymanie produktów o mniejszych lepkosciach, o wlasnosciach jednorodnych pod wzgledem reologicznym i temperaturowym, dogod¬ nych do formowania i przetlaczania. Urzadzenie to moze byc równiez zastosowane do grzania (chlo¬ dzenia) substancji sypkich o srednicy ziarna mniej¬ szej od szerokosci szczeliny miedzy ostrzem wstegi slimaka, a sciana naczynia. Moze takze spelniac role rozgniatacza wiekszych aglomeratów czastek takiego materialu jesli do ich rozkruszenia wystar¬ cza przylozenie stosunkowo niewielkiej sily.Przedmiot wynalazku wyjasniaja dokladniej przy¬ kladowe rozwiazania aparatu pokazane na rysun¬ kach, na których fig. 1 przedstawia przekrój po¬ dluzny aparatu, fig. 2 — ogólny jego widok, a fig. 3 183 4 — przekrój poprzeczny wzdluz plaszczyzny A—A, fig. 4 pokazuje przekrój podluzny wycinka aparatu w powiekszeniu, na którym pokazano ksztalt na¬ ciec wstegi slimaka, stanowiacych istote wyna- 5 lazku, fig. 5 przedstawia inna wersje naciec sli¬ maka, fig. 6 pokazuje w powiekszeniu przekrój po¬ przeczny aparatu w miejscu A—A dla naciec po¬ kazanych na fig. 4, oraz w miejscu B—B dla na¬ ciec przedstawionych na fig. 5, fig. 7 pokazuje na- io ciecia obwodowe wstegi slimaka.Aparat wedlug wynalazku sklada sie z cylin¬ drycznego naczynia 1 zaopatrzonego w króciec 2 sluzacy do doprowadzania substancji mieszanej oraz w króciec 3 do jej odprowadzenia. Naczynie 1 15 otoczone jest plaszczem grzejnym (chlodzacym) 4 tworzac komore 5, przez która przeplywa medium grzejne (chlodzace) doprowadzane króccem 6, a od¬ prowadzane króccem 7. Wewnatrz naczynia 1 znaj¬ duje sie cylinder 8 polaczony z jednej strony z wa- 20 lem napedowym 9 ulozyskowanym w pokrywie 10, zas z drugiej strony z wydrazonym walem 11, slu¬ zacym do doprowadzania i odprowadzania czynnika wymiany ciepla i ulozyskowanym w pokrywie 12.Wal 11 zaopatrzony jest w króciec 13 do dopro¬ wadzania medium grzejnego (chlodzacego), oraz w króciec 14 do doprowadzania tego medium. Do cy¬ lindra 8 przymocowana jest spiralna wstega 15, po¬ siadajaca naciecia 16, lub ewentualnie 17, stano¬ wiace istote wynalazku. Spirala mieszadla 15 mo- 30 ze posiadac naciecia obwodowe 18 tworzac szereg oddzielnych lopatek 19 ustawionych na wale 4 w linii spiralnej. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 35 1. Aparat do wymiany ciepla lub/i homogeniza¬ cji, zwlaszcza do substancji gestych i past, typu mieszalnika z malym przeswitem miedzy ostrzem wstegi spiralnie nawinietej na wal mieszadla, 40 a ogrzana lub chlodzona sciana naczynia, znamien¬ ny tym, ze spirala nawinieta na wal lub cylin¬ der, stanowiaca mieszadlo aparatu, posiada po stronie czolowej naciecia (16, 17) ksztaltujace po¬ wierzchnie, których tworzace sa równolegle do osi 45 aparatu, a w przekroju plaszczyzna prostopadla do tej osi daja krzywe wypukle, wypukloscia skie¬ rowane w kierunku obrotu mieszadla.

2. Aparat wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 50 spirala nawinieta na wal lub cylinder, stanowiaca mieszadlo aparatu jest ciagla lub posiada naciecia obwodowe (18), tworzac oddzielne lopatki 19.KI. 12e,4/01 67183 MKP BOlf 7/24KI. 12e,4/01 67 183 MKP BOlf 7/24 \\\\\\\\\v\\\\\\\\l\\\\\\\\\\\\\ ; / s / / / s //////////// ////////////// /////////////-ZL ////////;/;;//;/;; \\\\\\\\\\\\ \ZS \\ \\ \V \\A\\ \V\\\ S-^y" 16 Fig. iKI. 12e,4/01 67 183 MKP BOlf 7/24 /S/S/SS/SS/J//JJS/S ; s ; ; / , s ; s ; s ; ~^^- ^\\\\\\\\\\K\\\\\\\\ \\\\\\\\\\\\\\^- IL^LJ- / ////// / ZZZ T-—-^-^^~y '/!// / / / /' 7 / / 7—/ ~^~x—\ \ \ \ \ 3^l -y \ \ v \-^~-y\ \ vrTTT"JLA-i-^: '77 Fip.5.KI. 12e,4/01 67183 MKP BOlf 7/24 B-B A-A Fig.6. ZF „Ruch" W-wa, z. 1106-72, nakl. 110 + 20 egz. Cena zt 10,— PL PL