RU209116U1

RU209116U1 - Шнек барабана-испарителя для очистки его внутренней поверхности

Info

Publication number: RU209116U1
Application number: RU2021113945U
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Рогожкин; Дарья Руслановна Рогожкина; Григорий Игоревич Кознов
Priority date: 2021-05-17
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2022-02-02

Abstract

Полезная модель относится к установкам по выпариванию, концентрированию текучих жидких продуктов. Устройство состоит из барабана-испарителя (6), шнека (3), спирали (4) с режущей кромкой, перегородок (2) и шариков (5). Шнек (3) размещен внутри горизонтального барабана-испарителя. Спираль (4) имеет режущую кромку и навита на поверхности шнека (3). Барабан-испаритель (6) установлен с возможностью вращения. Внутреннее пространство шнека (3) разделено на ячейки, заполненные шариками (5). Шарики (5) имеют разную массу, одинаковую комплектность в каждой ячейке и размещены с возможностью свободного перемещения внутри ячеек. Частные случаи реализации устройства. Во-первых, шнек (3) размещен горизонтально свободно на дне барабана-испарителя (6), при этом диаметр шнека (3) меньше внутреннего диаметра барабана-испарителя (6). Во-вторых, шнек (3) полностью размещен ниже уровня выпариваемого раствора. Технический результат - повышение производительности и работоспособности выпарной установки с барабаном-испарителем. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Полезная модель относится к установкам по выпариванию и концентрированию текучих жидких продуктов и применяется для удаления солевых отложений с греющей внутренней поверхности барабана-испарителя, образующихся в процессе выпаривания влаги из высоковязких растворов в выпарных установках барабанного типа.

Известна выпарная установка для концентрирования жидких растворов (патент на изобретение RU 2619768), в которой нагрев раствора, испарение растворителя из пленки раствора, выгрузка концентрированного продукта осуществляется внутри специального вращающегося барабана, стенки которого подогреваются снаружи. Для формирования и удерживания тонкой пленки раствора на внутренней поверхности барабана эта поверхность должна быть смачиваемой, что обеспечивается использованием соответствующих материалов и обработкой поверхности.

Недостаток известного устройства состоит в том, что при упаривании на внутренней поверхности барабана будет происходить отложение трудноудаляемых солей (накипи), которые могут содержать, в том числе, и радиоактивные примеси.

Известно устройство Способ изготовления шнека и шнек (патент RU 2361692), которое представляет собой спираль, установленную на ось.

Недостатком данного устройства является отсутствие системы, которая обеспечивает сброс срезаемых солей с поверхности режущей спирали, ввиду чего на режущей кромке шнека будет происходить налипание солей, что в итоге приведет к обрастанию отложениями режущей кромки, в результате чего она перестанет выполнять свои функции и обеспечивать доставку солей к месту выгрузки. Это может привести к частым остановкам на планово-предупредительный ремонт устройства, в котором будет размещен шнек.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению по наибольшему количеству существенных признаков можно отнести устройство «Шнековая центрифуга со сплошным ротором, содержащая срезающий диск, и способ ее эксплуатации» (патент RU 2283188), имеющее охватывающий центрифугирующую камеру вращающийся барабан с горизонтальной осью вращения, вращающийся шнек, установленный с возможностью вращения внутри барабан, по меньшей мере, одно устройство выгрузки жидкости и, по меньшей мере, одно устройство выгрузки осадка. Выгрузку жидкости производят с помощью срезающего диска, за которым находится затворная камера.

Недостатком данной конструкции является нарушение шнеком поверхности пленки испаряемого раствора, что будет приводить к брызгам от соударения шнека с поверхностью раствора и образованию пены, что повлечет унос продукта упаривания вместе с паром. В устройстве отсутствует система сброса соли и очистки шнека, в результате чего он будет обрастать солевыми отложениями, что будет только усиливать недостатки этого устройства.

Заявляемое техническое решение избавлено от указанных недостатков и позволяет, работать с различными средами, в том числе и с высоким содержанием поверхностно активных веществ (ПАВ), и представляет собой пассивную систему очистки внутренней поверхности барабана-испарителя, имеющую следующие основные характеристики:

устройство действует за счет гравитационных сил и момента вращения передаваемого от барабана;

отсутствие креплений шнека внутри барабана обуславливает максимальную силу трения между режущей кромкой шнека и поверхностью барабана, что делает процесс удаления отложений с поверхности наиболее эффективным;

конструкция шнека обеспечивает перемещение срезанных солей к месту выгрузки;

наличие пассивной системы, обеспечивающей сбрасывание солей со шнека;

возможность работы со средами с высоким содержанием ПАВ.

Для исключения указанных недостатков в устройстве для очистки внутренней поверхности барабана-испарителя от солевых отложений, представляющем собой расположенный соосно внутри вращающегося горизонтального барабана-испарителя шнек с режущей кромкой в виде навитой на поверхность шнека спирали, предлагается

внутреннее пространство шнека разделить на ячейки;

ячейки заполнить шариками разной массы и одинаковой комплектности в каждой ячейке, размещенными с возможностью свободного перемещения внутри ячеек.

В частных случаях выполнения устройства предлагается

во-первых, шнек разместить горизонтально свободно на дне барабана-испарителя, при этом диаметр шнека сделать меньше внутреннего диаметра барабана-испарителя.

во-вторых, шнек полностью разместить ниже уровня выпариваемого раствора.

Сущность полезной модели состоит в следующем.

На фигуре изображен продольный разрез устройства, на котором приняты следующие позиционные обозначения: 1 - ось вращения шнека; 2 - перегородка; 3 - шнек; 4 - спираль с режущей кромкой, навитая; на поверхность шнека; 5 - шарики; 6 - барабан-испаритель.

Устройство для очистки внутренней поверхности барабана-испарителя от солевых отложений состоит из барабана-испарителя 6, шнека 3, спирали 4 с режущей кромкой, перегородок 2 и шариков 5.

Шнек 3 расположен соосно внутри вращающегося горизонтального барабана-испарителя 6.

Шнек 3 имеет режущую кромку в виде навитой на его поверхность спирали 4.

За счет спирали обеспечивается срезание с внутренней поверхности барабана-испарителя 6 солевых отложений и их перемещение к месту выгрузки при вращении барабана-испарителя 6.

Частные случаи исполнения устройства:

во-первых, шнек 3 размещается свободно и горизонтально на дне барабана-испарителя 6;

во-вторых, шнек 3 находится ниже уровня выпариваемого раствора.

Во втором частном случае шнек 3 не оказывает влияния на пленку выпариваемого раствора.

Внутреннее пространство шнека 3 разделено на ячейки, заполненные шариками 5 разной массы и одинаковой комплектности в каждой ячейке.

Шарики 5 размещены с возможностью свободного перемещения внутри ячеек.

Шарики 5, например, выполнены из стали или стали или свинца.

В каждой ячейке обеспечена одинаковая комплектность шариков 5.

Одинаковая комплектность шариков 5 внутри каждой ячейки необходима для исключения перекоса шнека 3 внутри барабана-испарителя 6.

Пассивная очистка греющей внутренней поверхности барабана-испарителя 6 от солевых отложений непосредственно во время работы выпарной установки позволит избежать необходимости ее остановки для выполнения операций по очистке поверхности барабана-испарителя 6, которая требует специальных мер обращения, поскольку такая очистка выполняется с использованием специальных химических растворов и требует для этого прерывания технологических процессов.

Перемещение шариков 5 различной массы при вращении шнека 3 обеспечивает его неравномерное вращение, увеличивая количество касаний режущей кромки спирали 4 шнека 3 с теплопередающей поверхности барабана-испарителя 6, а возникающие при этом вибрации не дают закрепиться срезаемым солям на поверхности режущей кромки спирали 4 шнека 3.

Устройство работает следующим образом.

При вращении барабана-испарителя 6 вокруг горизонтальной оси происходит смещения шнека 3, расположенного на дне барабана-испарителя 6. При этом шарики 5 различной массы, свободно перемещаясь внутри секций, обеспечивают смещение центра масс шнека 3, что приводит к его неравномерному вращению вокруг оси, увеличивая количество касаний теплопередающей поверхности барабана-испарителя 6 с режущей кромкой спирали 4 шнека 3. При этом режущая кромка спирали 4 шнека 3 срезает солевые отложения, образующиеся в результате упаривания раствора на внутренней поверхности барабана-испарителя 6, и за счет вращения шнека 3 перемещает их к месту выгрузки солей. Помимо этого, шарики 5 разной массы за счет соударений между собой и с поверхностью шнека 3 вызывает его вибрации, которые не дают закрепиться солям на поверхности режущей кромки спирали 4 шнека 3, обеспечивая их сбрасывание с режущей кромки шнека.

В процессе работы шнек 3 полностью находится ниже уровня упариваемого раствора, вследствие чего он не будет оказывать влияние на поверхностную пленку раствора, и его вращение не будет приводить к образованию брызг и пены на поверхности.

Технический результат - повышение производительности и работоспособности выпарной установки с барабаном-испарителем.

Claims

1. Устройство для очистки внутренней поверхности барабана-испарителя от солевых отложений, представляющее собой расположенный свободно на дне относительно оси вращающегося горизонтального барабана-испарителя шнек с режущей кромкой в виде навитой на поверхность шнека спирали, отличающееся тем, что внутреннее пространство шнека разделено на ячейки, заполненные шариками разной массы и одинаковой комплектности в каждой ячейке, размещенными с возможностью свободного перемещения внутри ячеек.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр шнека меньше внутреннего диаметра барабана-испарителя.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что шнек полностью размещен ниже уровня выпариваемого раствора.