RU2046627C1 - Heat-and-mass transfer apparatus - Google Patents

Heat-and-mass transfer apparatus Download PDF

Info

Publication number
RU2046627C1
RU2046627C1 RU94016569A RU94016569A RU2046627C1 RU 2046627 C1 RU2046627 C1 RU 2046627C1 RU 94016569 A RU94016569 A RU 94016569A RU 94016569 A RU94016569 A RU 94016569A RU 2046627 C1 RU2046627 C1 RU 2046627C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
heat
scrapers
auxiliary supports
contact surfaces
Prior art date
Application number
RU94016569A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94016569A (en
Inventor
Борис Евсеевич Сельский
Original Assignee
Борис Евсеевич Сельский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Борис Евсеевич Сельский filed Critical Борис Евсеевич Сельский
Priority to RU94016569A priority Critical patent/RU2046627C1/en
Publication of RU94016569A publication Critical patent/RU94016569A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2046627C1 publication Critical patent/RU2046627C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil refining industry, may be used for crystallization in mineral oil deparaffinizing unit and deoiling of oil gases. SUBSTANCE: heat-and-mass exchanging apparatus has heat-exchanging tubes incorporating shaft with spring-biased supporting members arranged in pairs one opposite the other and strip-shaped scrapers fixed in them for radial displacement, auxiliary supports, with scrapers being radially spaced with respect to contact surfaces of auxiliary supports. Auxiliary supports are formed as helical blades secured on shaft. Radial space is not in excess of 0,4(Rin-Rout), where Rin is inner radius of heat-exchanging tube, Rout is shaft outer radius. Contact surfaces of auxiliary supports may be formed as end webs of through slots made in blade bodies. Scrapers are positioned for displacement in slots. Auxiliary supports may be formed as helical centrators mounted between spring-loaded supporting members along shaft body or as single-threaded or multiple-thread augers positioned along shaft length. EFFECT: increased efficiency, simplified construction and enhanced reliability in operation. 4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию нефтеперерабатывающей, нефтехимической и смежной с ними областям промыш- ленности, а именно, к устройствам для кристаллизации в установках депарафинизации минеральных масел и обезмасливание нефтяного газа. The invention relates to equipment for oil refining, petrochemical and related industries, in particular, to devices for crystallization in plants for dewaxing of mineral oils and deoxidation of oil gas.

Из уровня техники известны тепломассообменные аппараты в виде скребковых кристаллизаторов, содержащие несколько секций типа труба в трубе, соединенных между собой с помощью двойников шнековые скребковые валы, установленные на опорах внутри секций [1]
Основным недостатком таких кристаллизаторов является образование в процессе работы пробок из отложенной твердой фазы в областях опор скребкового вала, так как в этих областях из-за кольцевых выступов, образованных опорами на скребковом валу отсутствуют шнековые лопасти.
The prior art heat and mass transfer apparatus in the form of scraper crystallizers, containing several sections of the pipe-in-pipe type, interconnected by twins with screw scraper shafts mounted on supports inside the sections [1]
The main disadvantage of such crystallizers is the formation during operation of plugs from the deposited solid phase in the areas of the supports of the scraper shaft, because in these areas due to the annular protrusions formed by the supports on the scraper shaft there are no screw blades.

Известен также тепломассообменный аппарат в виде скребкового кристаллизатора, включающего теплообменную трубу, внутри которой расположен вал из упругих колец с полосовыми скребками, установленными с возможностью перемещения в радиальном направлении [2]
Однако из-за большой жесткости упругих колец, необходимой для обеспечения работоспособности упругого вала, в процессе работы на его вращения необходим повышенный крутящий момент, обусловленный значительными силами трения между полосовыми скребками и поверхностью теплообменной трубы. Это снижает ресурс безотказной работы кристаллизатора и повышает эксплуатационные затраты.
Also known is a heat and mass transfer apparatus in the form of a scraper mold, including a heat transfer tube, inside of which there is a shaft of elastic rings with strip scrapers mounted for radial movement [2]
However, due to the high rigidity of the elastic rings necessary to ensure the operability of the elastic shaft, an increased torque is required during its rotation due to the significant frictional forces between the strip scrapers and the surface of the heat exchange tube. This reduces the lifetime of the mold and increases operating costs.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по совокупности признаков является тепломассообменный аппарат в виде скребкового кристаллизатора, включающего теплообменные трубы, в каждой из которых на опорах расположен вал с попарно установленными протиповоложно друг другу подпружиненными опорными элементами, в которых закреплены полосовые скребки [3]
Недостатком этого кристаллизатора является низкая эффективность, обусловленная образованием пробок из отложений твердой фазы в области опор скребкового вала. Для удаления этих пробок необходимо периодически останавливать и очищать аппарат.
The closest to the proposed device in terms of features is a heat and mass transfer apparatus in the form of a scraper crystallizer, including heat transfer pipes, each of which has a shaft with supports mounted in pairs protruded to each other by spring-loaded support elements in which strip scrapers are fixed [3]
The disadvantage of this mold is the low efficiency due to the formation of plugs from the deposits of the solid phase in the area of the supports of the scraper shaft. To remove these plugs, you must periodically stop and clean the device.

Целью изобретения является увеличение производительности и снижение гидравлического сопротивления за счет полной очистки рабочего объема аппарата. The aim of the invention is to increase productivity and reduce hydraulic resistance due to the complete cleaning of the working volume of the apparatus.

Это достигается тем, что в тепломассообменном аппарате, включающем теплообменные трубы, в каждой из которых расположен вал с попарно установленными противоположно друг другу подпружиненными опорными элементами и закрепленными в них с возможностью радиального перемещения полосовыми скребками, согласно изобретению, скребки установлены по всей длине вала с радиальным зазором по отношению к контактным поверхностям дополнительных опор, выполненных в виде винтовых лопастей, закрепленных на валу, при этом радиальный зазор составляет не более 0,4 (Rв-Rн), где Rв внутренний радиус теплообменной трубы;
Rн наружный радиус вала.
This is achieved by the fact that in the heat and mass transfer apparatus, including heat exchange tubes, in each of which there is a shaft with spring-loaded supporting elements installed in pairs oppositely to each other and secured by radial movement of strip scrapers, according to the invention, the scrapers are installed along the entire length of the shaft with a radial the gap with respect to the contact surfaces of the additional supports made in the form of screw blades mounted on the shaft, while the radial clearance is not greater its 0,4 (R a -R n), wherein R in the inner radius of the heat exchange tube;
R n is the outer radius of the shaft.

Кроме того, контактные поверхности дополнительных опор могут быть выполнены в виде концевых перемычек сквозных прорезей в теле лопастей, при этом полосовые скребки установлены с возможностью перемещения в упомянутых прорезях. В вариантах выполнения дополнительные опоры могут быть выполнены или в виде винтовых центраторов, установленных между подпружиненными опорными элементами по всей длине вала, или в виде одно- или многозаходного шнека, размещенного по всей длине вала. In addition, the contact surfaces of the additional supports can be made in the form of end bridges through the slots in the body of the blades, while the strip scrapers are installed with the possibility of movement in these slots. In embodiments, additional supports can be made either in the form of screw centralizers installed between the spring-loaded support elements along the entire length of the shaft, or in the form of a single or multiple feed screw located along the entire length of the shaft.

На чертежах представлен тепломассообменный аппарат, где: на фиг. 1 изображен вариант выполнения тепломассообменного аппарата продольный разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 общий вид варианта выполнения тепломассообменного аппарата (продольный разрез); на фиг. 5 сечение В-В на фиг. 4. The drawings show a heat and mass transfer apparatus, where: in FIG. 1 shows a longitudinal embodiment of a heat and mass transfer apparatus; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 section BB in FIG. 1; in FIG. 4 is a general view of an embodiment of a heat and mass transfer apparatus (longitudinal section); in FIG. 5 section BB in FIG. 4.

Тепломассообменный аппарат содержит теплообменные трубы 1, внутри которых расположен вал 2 с попарно установленными противоположно друг другу подпружиненными опорными элементами 3, на которых с возможностью радиального перемещения в радиальном направлении по всей длине вала закреплены полосовые скребки 4. Кроме того, на валу закреплены дополнительные опоры, выполненные в виде или винтовых центраторов 5 (см. фиг. 1, 3), или в виде одно- или многозаходного шнека 6 (см. фиг. 4 и 5). The heat and mass transfer apparatus comprises heat exchange tubes 1, inside of which there is a shaft 2 with spring-loaded support elements 3 arranged in pairs oppositely to each other, on which strip scrapers 4 are mounted with the possibility of radial movement in the radial direction along the entire length of the shaft 4. In addition, additional bearings are fixed to the shaft, made in the form of either screw centralizers 5 (see Figs. 1, 3), or in the form of a single or multiple feed screw 6 (see Figs. 4 and 5).

Скребки установлены на подпружиненных опорных элементах 3 (конструкция которых аналогична конструкции этих элементов в прототипе) с радиальным зазором b по отношению к контактным поверхностям 7 дополнительных опорных элементов. Зазор b составляет не более 0,4 (Rв-Rн), где Rв внутренний диаметр теплообменной трубы 1;
Rн наружный диаметр вала 2.
The scrapers are mounted on the spring-loaded support elements 3 (the design of which is similar to the design of these elements in the prototype) with a radial clearance b with respect to the contact surfaces 7 of the additional support elements. The gap b is not more than 0.4 (R in -R n ), where R in the inner diameter of the heat exchange pipe 1;
R n the outer diameter of the shaft 2.

Контактные поверхности 7 дополнительных опор 5 или 6 образованы концевыми перемычками сквозных прорезей 8, выполненных в теле лопастей. Кроме того, наружная поверхность дополнительных опор 5 и 6 может быть выполнена с радиусом меньшим на величину b, чем радиус, по которому располагаются нижние кромки скребков 4 (на чертеже не показано). В этом случае контактными поверхностями дополнительных опорных элементов 5 и 6 являются их наружные поверхности. Винтовые центраторы 5 могут быть закреплены на валу 2 с помощью хомутов 9 и болтов 10. The contact surfaces 7 of the additional supports 5 or 6 are formed by end bridges of the through slots 8, made in the body of the blades. In addition, the outer surface of the additional supports 5 and 6 can be made with a radius smaller by b than the radius along which the lower edges of the scrapers 4 are located (not shown in the drawing). In this case, the contact surfaces of the additional support elements 5 and 6 are their outer surfaces. Screw centralizers 5 can be mounted on the shaft 2 with the help of clamps 9 and bolts 10.

Тепломассообменный аппарат работает следующим образом. Heat and mass transfer apparatus operates as follows.

Нефтяное сырье, из которого выкристаллизовываются парафиновые углеводороды, поступает в теплообменную трубу 1, заполняя ее рабочий объем. В процессе работы аппарата осуществляется вращение вала 2. При этом подпружиненные скребки 4 счищают выкристаллизовывающуюся на внутренней поверхности теплообменой трубы твердую фазу, которая удаляется из трубы за счет совместного действия энергии потока жидкости нефтяного сырья и винтовых лопастей дополнительных опор 5 или 6. За счет того, что скребки 4 имеют возможность радиального перемещения на величину b, они при вращении вала полностью удаляют твердую фазу с поверхности трубы, компенсируя местные несоосности теплообменной трубы и вала 2, возникающие из-за их искривлений и неточностей изготовления. Соосность вала 2 и трубы 1 обеспечивается также дополнительными опорами, контактные поверхности которых не позволяют скребкам отходить к центру вала дальше установленного предела. Crude oil, from which paraffin hydrocarbons crystallize, enters the heat exchange pipe 1, filling its working volume. In the process of operation of the apparatus, the shaft 2 rotates. In this case, the spring-loaded scrapers 4 clean off the solid phase that crystallizes on the inner surface of the heat exchange pipe and is removed from the pipe due to the combined action of the energy of the liquid flow of oil feedstock and screw blades of additional supports 5 or 6. Due to that the scrapers 4 can radially move by a value of b, they rotate the shaft completely remove the solid phase from the surface of the pipe, compensating for the local misalignment of the heat exchange pipe and ala 2 arising from their distortions and inaccuracies of manufacture. The alignment of the shaft 2 and the pipe 1 is also provided by additional supports, the contact surfaces of which do not allow the scrapers to move to the center of the shaft beyond the set limit.

Расположение скребков 4 в прорезях 8 позволяет передать на скребки большее усилие, а также максимально перекрыть сечение трубы 1 винтовыми лопастями дополнительных опор, что позволяет более эффективно использовать их в качестве винтовых насосов. Полосовые скребки 4 при вращении вала способствуют также закручиванию потока жидкости, чем обеспечивается частичная сепарация более легких фракций (в том числе и счищенных со стенок трубы парафиновых фракций) к поверхности вала 2. The location of the scrapers 4 in the slots 8 allows you to transfer more force to the scrapers, as well as block the cross section of the pipe 1 with screw blades of additional supports, which allows you to more effectively use them as screw pumps. The strip scrapers 4 during rotation of the shaft also contribute to the twisting of the fluid flow, which ensures partial separation of lighter fractions (including paraffin fractions cleaned from the pipe walls) to the surface of the shaft 2.

Это значительно увеличивает эффект теплообмена, т.к. непосредственно у поверхности теплообменной трубы происходит постоянное обновление слоя жидкого нефтяного сырья, а низкотеплопроводные парафиновые фракции эффективно удаляются. После прохождения всего объема кристаллизатора рабочая смесь выводится из аппарата. This significantly increases the heat transfer effect, as Directly at the surface of the heat exchanger tube, the layer of liquid petroleum feed is constantly updated, and low-heat-conducting paraffin fractions are effectively removed. After passing through the entire volume of the mold, the working mixture is removed from the apparatus.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение производительности и эффективности с одновременным снижением материальных затрат при проведении процесса депарафинизации нефтяного сырья. The technical result from the use of the invention is to increase productivity and efficiency while reducing material costs during the process of dewaxing of crude oil.

Claims (4)

1. ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ, включающий теплообменные трубы, в каждой из которых расположен вал с попарно установленными противоположно друг другу подпружиненными опорными элементами и закрепленными в них с возможностью радиального перемещения полосовыми скребками, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными опорами, скребки установлены по всей длине вала с радиальным зазором по отношению к контактным поверхностям дополнительных опор, выполненных в виде винтовых лопастей, закрепленных на валу, при этом радильный зазор составляет не более 0,4 (Rв Rн), где Rв внутренний радиус теплообменной трубы, Rн наружный радиус вала.1. HEAT AND MASS TRANSFER APPARATUS, including heat exchange tubes, in each of which there is a shaft with spring-loaded supporting elements installed in pairs oppositely mounted to each other and secured with the possibility of radial movement of strip scrapers, characterized in that it is equipped with additional bearings, scrapers are installed along the entire length of the shaft with a radial clearance in relation to the contact surfaces of the additional supports made in the form of screw blades mounted on the shaft, while the radial clearance was it is not more than 0.4 (R in R n ), where R is the inner radius of the heat exchanger pipe, R n is the outer radius of the shaft. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что контактные поверхности дополнительных опор выполнены в виде концевых перемычек сквозных прорезей в теле лопастей, при этом полосовые скребки установлены с возможностью перемещения в прорезях. 2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the contact surfaces of the additional supports are made in the form of end bridges of through slots in the body of the blades, while the strip scrapers are installed with the possibility of movement in the slots. 3. Аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что дополнительные опоры выполнены в виде винтовых центраторов, установленных между подпружиненными опорами элементами по всей длине вала. 3. The apparatus according to claims 1 and 2, characterized in that the additional bearings are made in the form of screw centralizers installed between the spring-loaded bearings elements along the entire length of the shaft. 4. Аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что дополнительные опоры выполнены в виде шнека, непрерывные или многозаходные лопасти которого, размещены по всей длине вала. 4. The apparatus according to claims 1 and 2, characterized in that the additional supports are made in the form of a screw, continuous or multi-starting blades of which are placed along the entire length of the shaft.
RU94016569A 1994-05-20 1994-05-20 Heat-and-mass transfer apparatus RU2046627C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94016569A RU2046627C1 (en) 1994-05-20 1994-05-20 Heat-and-mass transfer apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94016569A RU2046627C1 (en) 1994-05-20 1994-05-20 Heat-and-mass transfer apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94016569A RU94016569A (en) 1995-09-27
RU2046627C1 true RU2046627C1 (en) 1995-10-27

Family

ID=20155575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94016569A RU2046627C1 (en) 1994-05-20 1994-05-20 Heat-and-mass transfer apparatus

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2046627C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6074548A (en) * 1997-07-16 2000-06-13 Schumann Sasol Gmbh & Co. Kg Process for obtaining paraffin or paraffin fractions

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 627836, B 01D 9/00, 1978. *
2. Авторское свидетельство СССР N 1554922, кл. B 01D 9/00, 1990. *
3. Вихман Г.Л. и др. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов. М.: Машиностроение, 1978, с.201-202. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6074548A (en) * 1997-07-16 2000-06-13 Schumann Sasol Gmbh & Co. Kg Process for obtaining paraffin or paraffin fractions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2143656C1 (en) Heat exchanger
US1335506A (en) Oil-cooler
US2023965A (en) Heat transfer
US3298527A (en) Chromatographic flow column
KR102601037B1 (en) heat exchanger
US10222147B2 (en) Firetube scraper
RU2046627C1 (en) Heat-and-mass transfer apparatus
CN1847768A (en) Multi-turn double-pipe heat exchanger
RU2081659C1 (en) Heat- and mass-transfer apparatus
US5022852A (en) Rotary kiln
US11287196B2 (en) Helically baffled heat exchanger
NZ200587A (en) Cooling device for wall of electric arc furnace:tube ends joined by elbow members
CN101639328A (en) Pipe heater and method for transferring heat between at least two food flows
RU2046626C1 (en) Heat-and-mass transfer apparatus
US5882510A (en) Contact filter block of joined tube sections
CN210765165U (en) Heating rotor device of oil-based drilling cutting thermal desorption treatment equipment and thermal desorption furnace
CN110527541B (en) Heating rotor device of oil-based drilling cuttings thermal analysis treatment equipment and thermal analysis furnace
SU1287910A1 (en) Scraping shaft for tubular mould
SU1304937A1 (en) Arrangement for cleaning inner surface of tube
RU94016569A (en) HEAT AND MASS EXCHANGE DEVICE
JPS5815009B2 (en) Mixing ball mill equipment
SU1746183A1 (en) Heat exchanger
RU2194936C1 (en) Thermosiphon heat exchanger
RU2037124C1 (en) Method and device for cleaning heat-exchanger tubes
RU2133143C1 (en) Static mixer