Wymiennik ciepla Przedmiotem wynalazku jest wymiennik ciepla przeznaczony do posredniego ogrzewania, suszenia lub chlodzenia wilgotnych substancji stalych lub pólstalych, takich jak artykuly zywnosciowe, pasza, proteiny olejowe i substancje o róznej granulacji, na przyklad maczki, który posiada stala, poziomo usytuowana oslone tworzaca komore z zamontowa¬ nym wewnatrz obrotowo korpusem.Znany wymiennik ciepla typu dyskowego przed¬ stawiony jest w norweskim opisie patentowym nr 95 490. Nosnikiem ciepla w znanym wymienniku jest skondensowana para.Wada znanego rozwiazania jest przypadkowa i nieregularna cyrkulacja nosnika, który ponadto skrapla sie i pozostaje w dyskach utrudniajac osagniecie zamierzonych efektów cieplnych.Celem wynalazku jest usuniecie tych niedogod¬ nosci. Cel ten osiagnieto opracowujac konstrukcje obrotowego korpusu wymiennika, która zapewnia kontrolowana cyrkulacje nosnika i umozliwia sto¬ sowanie nosników ciepla takich jak gorace oleje, stopiona sól, itp. z lepszym rezultatem.Wymiennik ciepla wedlug wynalazku jest przy¬ stosowany do pracy ciaglej lub okresowej, w zalez¬ nosci od potrzeby i kierunku wirowania korpusu wymiennika.Szybkosc wirowania korpusu dobiera sie tak, aby uzyskac optymalny wspólczynnik wydajnosci cie¬ plnej i utrzymac go takze przy malym przeplywie substancji przez wymiennik. Brzeplyw ten jest 10 15 20 25 30 mozliwy dzieki istnieniu szerokiego przelotu dla substancji, jaki istnieje miedzy zewnetrznym obrze¬ zem wirujacego korpusu a obudowa otaczajaca ten korpus. Mieszanie substancji dokonywane jest za pomoca wspomnianych lopatek, których ruch moze byc sterowany przez predkosc obrotowa korpusu.Dodatkowo mozna uzyskac regulacje przeplywu substancji w kierunku osi wymiennika przez zmia¬ ne kierunku wirowania korpusu.Bardzo korzystne jest sitosowanie organicznych nosników ciepla, na przyklad plynnej soli, jak rów¬ niez innych odpowiednich plynów i gazów. Naj¬ bardziej celowy jest nosnik, dla którego nie trzeba stosowac bezpiecznych sposobów pomiarów objeto¬ sciowych lub podobnych, jakie wymagane sa w przypadku stosowania pary nasyconej lub po¬ dobnych nosników, pracujacych z nadcisnieniem.Dalszym celem obecnego wynalazku jest uzyska¬ nie powierzchni o duzej intensywnosci grzania.Najwazniejsza czesc calkowitej powierzchni grzej¬ nej wymiennika ciepla moze znajdowac sie w wi¬ rujacym korpusie tak, aby uzyskac duza przepusto¬ wosc miedzy tym korpusem a. substancja, która ma byc grzana lub chlodzona. Glównym zadaniem wynalazku jest rozwiazanie problemu wirujacego, korpusu wymiennika.Dzieki opisanemu wyzej wykonaniu korpusu uzy¬ skano duza operatywnosc z mozliwoscia dokladnej regulacji temperatury substancji oraz duzy wspól- czynnik przenoszenia ciepla, który jest znacznie. 73338nm r lepszy od znanych wymienników ciepla, przezna¬ czonych do tych samych celów.Wymiennik ciepla wedlug wynalazku rozwiazuje problem skutecznego dostarczania lub odprowadza¬ nia ciepla z korpusu wymiennika przy uzyciu od¬ powiedniego nosnika, przeplywajacego przez ten korpus. Ponadto zapewnia takze usuniecie powie¬ trza z korpusu przed rozpoczeciem pracy wymien¬ nika.Wymiennik ciepla wedlug wynalazku posiada stala, poziomo usytuowana oslone tworzaca komore z zamontowanym wewnatrz obrotowo korpusem.Korpus ten sklada sie z cylindra zaopatrzonego w szereg wydrazonych. ,kojhnierzowych wystepów w ksztalcie dysków, któifc przeznaczone sa dla odpowiednich nosników ciepla. Na dyskach znaj¬ duja sie lopatki, za pomoca których uzyskuje sie mieszanie oraz. przeplyw substancji przez komore wzdluz osi cyliadra. Dyski sa polaczone ze soba na obrzezu cylindra w jeden lub dwa oddzielne rzedy, umozliwiajace przeplyw nosnika przez cy¬ linder. Przeplyw nosnika wewnatrz dysków odbywa sie kanalami w kierunku od wlotu do wylotu nosnika. Wlot i wylot nosnika znajduja sie na obrzezu cylindra.Wydrazone dyski, polaczone szeregowo z przej¬ sciem przez cylinder, zapewniaja regulowany prze¬ plyw przez caly korpus wymiennika a w kombi¬ nacji z przeplywem, który wewnatrz poszczegól¬ nych dysków odbywa sie jednoczesnie w przeciw¬ nych kierunkach, uzyskuje sie efektywny przeplyw nosnika wzdluz powierzchni przekazujacych cieplo.Jednoczesny przeplyw w przeciwnych kierunkach w jednym i tym samym dysku uzyskuje sie dzieki zastosowaniu plytki prowadzacej usytuowanej wo¬ kól obrzeza cylindra. Pierwszy odcinek tej plyliki zamocowany jest prostopadle do obrzeza cylindra miedzy wlotem a wylotem nosnika a drugi odcinek tworzac luk o dlugosci odpowiadajacej katowi wiekszemu od 180° jest uksztaltowany wspólsrod- kowo z obrzezem cylindra i konczy sie naprzeciw scianki oddzielajacej usytuowany promieniowo od obrzeza cylindra do wewnetrznych obrzezy dysku.Zaleca sie, aby wydrazone dyski laczone byly poprzez kanaliki, jakie znajduja sie na zewnatrz cylindra, na przyiklad kanaliki o przekroju pólrur- kowym, przyspawane do obrzeza cylindra równo- legie' do jego osi; Umieszczenie wlotu i Wylotu nosnika w kazdym wydrazonym dysku w poblizu scianki oddzielajacej zapewnia efektywne wykorzystywanie jego wne¬ trza, przy czym wlot i wylot nosnika znajduja sie po c*btf stronach plaszczyzny przechodzacej wzdluz osi cylindra i' w poblizu pierwszego odcinka plytki prowadzacej i: W celu uzyskania wymienionych uprzednio zalet dwa'sasiadujace ze soba dyski wraz ze sciankami oddzielajacymi' i ' plytkami prowadzacymi przesu¬ niete sa wzgledem siebie o kat odpowiedni do od¬ leglosci kitowej* tni^dzy osiami wlotu i wylotu nos¬ nika tego samego dysku.W wymienniku ciepla z cylindrem i dwoma od¬ dzielnymi rzedami szeregowo laczonych wydrazo¬ nych dyskowi"W którym korpus jest specjalnie do¬ stosowany do stopniowo lub skokowo przebiegaja- 10 20 25 30 35 40 45 50 60 65 cego procesu nagrzewania lub cBlodzeniasuto^aflciif ^ wspomniany cylinder i dyski ysa podzielone! "po¬ przecznie na dwie sekcje, posiadajace óddzie!lne ka¬ naly dla przeplywu dwu rodzajów nosników cie¬ pla lub zimna o róznych temperaturach.W przypadku procesu, który obejmuje róznego rodzaju karmy dla zwierzat futerkowych skladaja¬ cej sie z maczki z zawartoscia weglowodanów, istotne jest szybkie ochlodzenie jej ód temperatury okolo 100°C do okolo 40°C. W jednym koncu wy¬ miennika ciepla moze istniec cyrkulacja wody, przy czym woda odplywajaca, na przyklad o tempera¬ turze 90—i00°C, moze byc wykorzystywana jako dodatek do karmy, zmniejszajacy znacznie JtaMiiecz- ny stopien nagrzania. W drugim koncu wymiennika ciepla moze znajdowac sie odpowiedni: plyn, (Sjfiip- dzacy, na przyklad solanka o temperaturze 15^'C* Wymiennik ciepla wedlug wynalazku jest przed¬ stawiony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wymiennik ciepla ¦ wedlug pierwszego przykladu wykonania w prze¬ kroju osiowym, fig. 2 — przekrój wzdluz linii II—II na fig. 1, fig. 3 — korpus wymiennika ciepla w wi¬ doku perspektywicznym z usunieta plyja boczna wydrazonego dysku, fig. 4 — korpus wymiennika ciepla wedlug drugiego przykladu wykonania w przekroju osiowym, iig. 5 — wymiennik ciepla o dwóch oddzielnych korpusach w przekroju, fig. 6a-c — powiekszone widoki wycinka z pierw¬ szego przykladu systemu lopatkowego z mozliwos¬ cia i bez mozliwosci transportu substancji wzdluz osi, fig. 7a-c — powiekszone widoki wycinka in¬ nej wersji wymiennika ciepla, fig. 8 — szkic sy¬ stemu cyrkulacyjnego w obudowie wymiennika ciepla.Wymiennik ciepla wedlug fig. 1 do 3 zawiera nieruchoma horyzontalna obudowe 10, która razem ^ ze skrajnymi sciankami 11 tworzy komore 12 dla ' materialu przepuszczanego przez wymiennik cie¬ pla. Przy jednym koncu obudowy znajduje sie wlot 13 substancji a po przeciwnej wylot 14 z regulowa- ' 1: wanym przelewem 15 (fig. 2). Wymiennik ciepla " przewidziany jest dla pracy ciaglej (suszenie lub ' chlodzenie) a substancja przepuszczana jest poptzezs komore, na ogól w kierunku Wzdluz osi, przyczyni" kierunek ten jest celowo odwrotny do kierunku przeplywu nosnika ciepla lub zimna przez wymien- "- nik. W komorze 12 znajduje sie obrotowy korpus 16 wymiennika, który napedzany jest za pomoca sil¬ nika 17 poprzez odpowiednia przekladnie z ewen¬ tualnym regulatorem predkosci. ' Korpus 16 zaopatrzony jest z jednej strony w czop 18a z otworem przelotowym, który moze stanowic wlot dla nosnika ciepla lub zimna do korpusu wy-" miennika i który spoczywa w lozysku l9a przy ' jednym koncu obudowy 10. Przy drugim koncu obudowy korpus 16 posiada drugi czop 18b z otwo¬ rem przelotowym, który moze stanowic wylot dla nosnika ciepla lub zimna z korpusem wymiennika i który spoczywa w lozysku 19b. Czop 18b moze byc jednoczesnie jednym z elementów przenosza¬ cych naped z silnika 17 na korpus 16.Korpus 16 sklada sie z cylindra 20. Do zewnetrz¬ nego obrzeza tego cylindra przyspawany jest'rzad' ; wydrazonych dysków 21. Dyski te moga byc wy-5 ;-r, 73336 6 konane znanym sposobem przez uzycie dwóch,-lekko ^ stozkowych, okraglych plyt z otworem w sirodku, . zwróconych do siebie stronami wkleslymi i zespa- wanie< wzdluz • ich krawedzi stykowej i przyspawa- nie'wzdluz krawedzi przy' otworze srodkowym do ' zewnetrznego obrzeza cylindra.¦ ¦¦'. Strzalki 22 na fig. 1 wskazuja kierunek wplywu r nosnika ciepla lufo zimna do cylindra 20 korpusu 16 poprzez wydrazony czop 18a. Nosnik prowadzony jest za pomoca • oddzielajacej plylki sciennej 28 przez otwór 24 w cylindrze 20 do wnetrza pierw- - szego dysku 21 w rzedzie i dalej za pomoca = ze¬ wnetrznych kanalów 25 Kanaly; te maja ksztalt rury przecietej, na pól wzdluz swojej osi i przyspa- wane sa do cylindra i sasiednich dysków. Z ostat- niego dysku w rzedzie nosnik wprowadzony jest i przez otwór/ 26 z powrotem do cylindra. ."' Z tig: 2 i 3 widac, ze kieruneik przeplywu nos- r. nika iw dysku nastepuje od wlotu 27 kanalu 25 na lohrzezu cylindra do zewnetrznego promieniowego ¦ -kanalu 28, nastepnie jest kierowany do wewmeftrz- f nego promieniowego kanalu 29, z którego nosnik : wychlodzi otworem 30, znajdujacym sie na obrzezu •^ cylindra, skad poprzez kanal 25 dochodzi do na¬ stepnego dysku. Wnetrze wydrazonego dysku po- . dzielone jest scianka oddzielajaca 31, usytuowana ; promieniowo na zewnatrz od obrzeza cylindra do wewnetrznej czesci dysku 21 w plaszczyznie osio¬ wej.."¦ ¦ Zewnetrzny kanal 29 ograniczony jest przeciw-* - leglymi stronami scianki oddzielajacej 31, scianka¬ mi dysku iv plylki prowadzacej 32, która biegnie po- 'czatkowo od obrzeza cylindra na zewnatrz na od¬ leglosc równa okolo V* promienia dysku, a nastep¬ nie zakrzywiona jest w luk na dlugosc kata okolo 270° i siega do oddzielajacej scianki 31, Plytka 32 zamocowana jest promieniowo i równolegle do cy¬ lindra. Kanal wewnetrzny 29 utworzony jest mie¬ dzy wewnetrznymi sciankami dysku, plytka prowa- " dzaca 32 i obrzezem cylindra i ograniczony jest oddzielajaca scisnka 31 z jezdnej a plytka prowa- « dzaca 32 z" drugiej strony. Wewnetrzna strona plyt¬ ki 32 znajduje sie miedzy wlotem 27 a wylotem 30, zas plytka 31 umieszczona jest blisko przeciwnej strony wlotu 27.Z fig. 2 i 3 widac, ze w sasiednich wydrazonych 'dyskach plylki 31 i 32 sa przesuniete wzgledem sie- : bie o!kat, odpowiadajacy lukowej odleglosci miedzy osiami wlotu i wylotu danego dysku. Rozmieszcze¬ nie kanalów 25 przewidziane jest wzdluz linii sru¬ bowej wokól cylindra, celem uzyskania symetrii systemu.¦* Nosnik skierowany jest najpierw do wnetrza dy¬ aku zgodnie ze strzalka 22a i zgodnie z kierunkiem obrotu korpusu 16, pokazanym strzalka 33. Ma to na celu zmniejszenie strat przeplywu cieczy przez wymiennik, gdyz w kanale wewnetrznym 29, w któ¬ rym sily odsrodkowe sa mniejsze, nastepuje prze¬ plyw zgodnie ze strzalka 22b, a wiec przeciwnie do kierunku 33 obrotów korpusu. W ten sposób uzyskuje sie w momencie rozpoczecia pracy wy¬ miennika kolejne napelnienie poszczególnych dys¬ ków, poczawszy od zewnejtrznej krawedzi. Predkosc obrotowa moze byc tak dobrana, ze przyspieszenie odsrodkowe jest wieksze od przyspieszenia grawi¬ tacyjnego, dzieki czemu usuniete zostaje powietrze z kolejnych dysków. : -, -.»¦ Z otworu 26 nosnik przeplywa do zewnetrznego kanalu 34 utworzonego miedzy wewnetrzna po- s wierzchnia cylindra a zewnetrzna, powierzchnia we- , wnetrznej rurki 35, dolaczonej do wylotu 16b, da¬ lej do oddzielajacej scianki 23, po czym 0r prze- plyiwu zakrzywia sie, by dojsc do wylotu lWb po- * przez wewnetrzny kanal 36, znajdujacy sie,we- io winatrz rurki 35. Rurka 35 opiera sie wewnetrznym koncem na rozpórce 37 miedzy kanalami 34 a 36.Na rysunkach pokazane jest polaczenie rcjiedzy dyskami na zewnatrz cylindra, przy czyinjistnieje mozliwosc polaczenia miedzy dyskami przez wne- 15,. trze cylindra na przyklad za pomoca rurek Niejest to pokazane na rysunku. Najwiekszy odstep miedzy przeciwnymi, lekko stozkowymi plytkami dysku mo¬ ze byc staly, w zaleznosci od potrzeby w zakresie od 1 do 20 cm. Ma ix na celu regulacje przekroju 20 dysku stosownie do ilosci plynu uzytego do ogrze¬ wania lub chlodzenia zawartosci wymiennika, aby uzyskac maksymalna sprawnosc i efektywnosc.Zamiast rzedu laczonych szeregowo wydrazonych dysków w drugim przykladzie wykonania zastoso- 25 wino dwa oddzielne rzedy dysków 41 i 42 jeden za drugim, pracujace w systemie wymiennika o dwóch strefach temperatury. Oba te systemy sa wewnetrznie oddzielone scianka 43 wewnatrz cy¬ lindra. W ten sposób utworzona jest pierwsza sek- 30 cja 44 tego cylindra oraz sekcja druga 45, zaopa¬ trzone w rzedy dysków 41 i 42.Do sekcji 44 cylindra nosnik doprowadzony Jest zewnetrznym kanalem 46 we wlocie 47 do malej komory 48 i dalej promieniowo na zewh*|trz przez 35 otwór 49 do sasiedniego dyskul Powrót nosnika do sekcji 44 nastepuje przez otwór 50 do komory po¬ dluznej 51. Dalej nosnik przechodzi wewnetrznym kanalem 52 wlotu 47.Do sekcji 45 cylindra nosnik dochodzi do drugiej 40 strony przez wewnetrzny kanal 5S do podluznej komory 54 i przet otwór 55 dó wnetrza dysku od strony sekcji 44. Powrót nosnika z konca rzedu dysków do sekcji 45 nastepuje przez otwór 56 do malej komory 57 i zewnetrznym kanalem 58 wlotu 45 do wymiennikaciepla. ; Wymiennik ciepla wedlug fig. 4 dostosowany jest do pracy dwustopniowej w samym wymienniku, w którym nastepuje doplyw nosnika plynnego lub innego o róznych temperaturach do wspomnianych 50 dwóch seksiji. Oba te systemy stanowia mniej wie¬ cej dwie równe polowy korpusu. W zaleznosci od potrzeby oba systemy moga posiadac rózne wy¬ miary, na przyklad z trzema dyskami w jednym a z siedmioma w drugim rozwiazaniu., 55 Fig. 5 ilustruje wymiennik ciepla o dwóch kor¬ pusach 60 i 61 w jednej wspólnej obudowie. Wy¬ drazone dyski umieszczone sa miedzy soba. Na górze obudowy znajduja sie stale zgarniaM 62, skierowane ukosnie w dól, ku cylindrowi korpusu 60 wymiennika, miedzy dyskami, które znanym spo¬ sobem powoduja przemieszczanie materialu znaj¬ dujacego sie miedzy dyskami. Zgamiaki moga byc zainstalowane w kazdym miejscu miedzy dyskami.Na zewnetrznej krawedzi dysków zamocowane sa 65 promieniowo stale lopatki 63, na przyklad w licz-73338 8 bie czterech na kazdy dysk. Lopatki 63 skierowane sa na zewnatrz tak, aby spowodowac dodatkowe mieszanie materialu znajdujacego sie miedzy dys¬ kami oraz zgarniakami 62.Na fig. 6a pokazana jest lopatka 63, która nie jest przewidziana do przemieszczania substancji do przodu lecz wylacznie do jej mieszania. Moze ona byc zamocowana na dysku 21 i wykonana z katow¬ nika zelaznego z krawedzia 64, którego ramiona 65 sa symetryczne do dysku 21 i moga byc do niego przyspawane.Fig. 6b ilustruje lopatke 63 i 66, skladajaca sie ze zlaczonych sruba 67 katowników z fig. 6a. Przy przesunieciu zgodnie ze strzalka 68 substancja jest przemieszczana wzdluz osi w kierunku strzalki 69.W .polozeniu przeciwnym do 68 przmieszczenie sub¬ stancji jest minimalne i bez praktycznego zna¬ czenia.Ramie 66 przestawione w kierunku strzalki 68 powoduje przemieszczanie substancji w kierunku wzdluz osi, zgodnie ze strzalka 70.Lopatki 71 w ksztalcie T maja czesc srodkowa 72, umieszczona w plaszczyznie promieniowej dysku i czesc poprzeczna 73 prostopadla do czesci 72. Lo¬ patka 71 moze byc zastosowana jako lopatka poje¬ dyncza bez wykonywania osiowo-wzdluznego prze¬ mieszczenia substancji oraz jako wspornik dla dru¬ giej lopatki 74—77, skladajacej sie z nachylonej plytki 75, posiadajacej czesc wsipornikowa 76 i stale sruby 77 dla zamocowania lopatki 71. Na fig. 7b lopatki 74—77 sa stale, oo daje osiowo^wzdluzne przemieszczenie substancji wedlug strzalki 69, pod¬ czas gdy na fig. 7c przemieszczenie to dokonuje sie w kierunku strzalki 70.Fig. 8 ilustruje schematycznie przemieszczenie nosnika ciepla i zimna w obudowie wymiennika po linii lamanej, przebiegajacej z jednej strony wy¬ miennika na druga wzdluz jego obrzeza, jak to za¬ znaczono pelnymi liniami 80 i przerywanymi 81 ze zmianami kierunku w punktach 82 i 83 lezacych na . przemian na przedniej i tylnej czesci wymiennika.Wlot nosnika znajduje sie w punkcie 84, zas wylot w punkcie 85.. Zamiast przeplywu tego samego nosnika, mozna stosowac dwa oddzielne systemy przeplywu nosni¬ ka o róznych temperaturach w dwóch oddzielnych sekcjach wymiennika ciepla. PL PL PL PL