RU24947U1 - Аппарат теплообменный - Google Patents

Abstract

1. Аппарат теплообменный, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус с рубашкой обогрева и установленный в нем ротор с винтообразными перемешивающими элементами на его внешней поверхности, узел подвода обрабатываемого сырья в пространство между корпусом и ротором, узел отвода готовой продукции и электропривод ротора, отличающийся тем, что, с целью его многоцелевого использования и обеспечения оптимальных режимов теплообменных процессов, он снабжен вариатором, установленным между приводным электродвигателем и клиноременной передачей ротора.2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, величина зазора между внутренней поверхностью горизонтального цилиндрического корпуса и режущей кромкой винтообразного перемешивающего элемента ротора составляет 0,00025-0,0025 внутреннего диаметра корпуса, а винтообразные элементы выполнены с переменным шагом, уменьшающимся в сторону перемещения обрабатываемого продукта.3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на изготовление и эксплуатацию, ротор выполнен в виде цельнометаллического вала с жестко насаженными на нем втулками с винтообразными перемешивающими элементами.

Description

и корпусом с рубашкой, являющейся камерой нагрева. Термообработка в большом объеме наряду с образованием налета и наличием погра1шчного пристенного слоя вызывает ухудшение условий теплообмена между стенкой рубашки и обрабатьшаемым материалом. Кроме того, конструкция лопастей аппарата не позво.11яет удалять пристенный слой материала, транспортировать и турбулизировать поток.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному техническому решению является конструкция устройства для термообработки вязких жидкостей, включающее горизонтальный цилиндрический корпус с рубашкой обогрева и установленнный в нем ротор с перемешивающими элементами на его внешней поверхности, узел подвода обрабатываемой жидкости в пространство между корпусом и ротором и узел отвода готовой прод кции, при этом каждый перемешивающий элемент образован внешней и параллельными передней и тыльной винтовыми поверхностями расположены под острым углом друг к друту с образованием кромки для разрушения пристенного слоя, образующегося в процессе эксплуатации аппарата, а при обработке жиросодержащего сырья величина зазора между стенкой корпуса и режущей кромкой составляет О, 0145 ч- 0,0146 внутреннего диаметра корпуса. (Авторское свидетельство № 1805570, кл. В 01 D 1/100, СП В 1/06, 1989г).

Однако данный аппарат имеет ряд существенных недостатков как эксплуатационного характера, так и в технологичности изготовления его узлов и элементов. В частности он функционирует только в одном режиме с постоянной скоростью вращения ротора.

рассчитанной на обработку определенного вида продукта с заданным температурным режимом термообработки.

Если обрабатываемый продукт в таком аппарате начинает пригорать на внутренней поверхности цилиндрического корпуса, то увеличение скорости перемещения продукта с целью предотвращения его пригорания не представляется возможным. Снижение же для этих целей температуры в рубащке, где циркулирует теплоноситель, займет достаточно много времени, а резкое снижение температуры вообще может вывести аппарат из строя. Если же возникнет необходимость обработки другого вида сырья, значительно отличающегося по своим характеристикам от ранее обрабатываемого, то скорость вращения ротора необходимо будет изменять в ту или иную сторону, что потребует дополнительную реконструкцию приводной системы ротора.

Кроме того, для дальнейшей транспортировки вьгходящей из аппаратв обработанной массы продукта к месту его подачи необходим нагнетательный насос, присоединенный к отвода продукта, так как величина напора, создаваемого вращающимся ротором с постоянным щагом винтообразных перемещивающих элементов недостаточна. Кроме этого, так как кольцевой зазор между вн тренней поверхностью цилиндрического Kopii ca и режущей кромкой перемещивающих элементов ротора в таком аппарате составляет 0,0145 -ь 0,0146 вн треннего диаметра, а это соответствует величине равной 1,15 т-1,20 мм, возникает частичный обратный перепуск транспортируемого в цилиндрической полости продзкта и, как следствие, падение давления нагнетания и уменьщение производительности аппарата, при этом создаются дополнительные предпосылки для образования пригара на внутренней поверхности цилиндрического корпгуса. Изготовление

цельнометаллическогоporopaсвинтообразными

перемешивающими элементами, имеющими достаточно сложн то геометрическ тю конфигурацию, технологически является весьма трудоемким и дорогостоящим процессом. В сл/у-чае же значительного износа или нарушения заостренных винтообразных перемешивающих элементов ротора, замене подлежит весь ротор целиком.

Задача полезной модели - многоуровневое использование и обеспечение необходимого диапазона режимов теплообменных процессов, увеличение производительности, снижение затрат на изготовление аппарата и его экспл)атацию.

Поставленная задача решается тем, что известный теплообмеимый аппарат, содержащий горизонтальный цилиндрический с рубашкой обогрева и установленный в нем ротор с перемешивающими элементами на его внешней поверхности, узел подвода обрабатываемой жидкости в пространство между корпусом и ротором, узел отвода готового и привод ротора, согласно заявленному техническому решению снабжен вариатором, установленным между электродвигателем и клиноременной передачей ротора.

Отличительный признак - вариатор дает возможность достаточно плавно в необходимом диапазоне регулировать скорость вращения ротора, осуществляя тем самым перемешивание и перемещение в рабочем пространстве термообрабатываемого с различными характеристиками. Кроме того, в случае, когда этот продукт начинает пригорать на внутренней поверхности цилиндрического корпуса, создавая тем самым предпосылки для образования достаточно твердого уплотненного слоя, при соприкосновении с которым происходит интенсивный износ или

поломка заосфенных винтообразных гребней (захупление, образование сколов, выкрашивание металла), путем ъеличения скорости вращения ротора при помощи вариатора у-меныпается время контакта перемещиваемого продукта с нагретой поверхностью, тем самым предотвращается образование на ней пригорающего слоя.

В заявленном аппарате величина зазора стенкой циш1ндрического корпуса и режущей кромкой винтообразного элемента ротора составляет 0,00025 -г 0,0025 внутреннего диаметра, что соответствует 0,02 0,2 мм, в зависимости от величины внутреннего диаметра корпуса.

Наличие относительно небольшого кольцевого зазора позволяет в большей степени избежать перепуска обрабатываемой жидкости, что способствует увеличению напора продутста, исходящего из узла готовой продукции и, как следствие - производительности. Этому способствует и сама конструкция винтообразных элементов ротора, имеющих переменный щаг, уменьшающийся в сторону движения обрабатьшаемого продукта.

Значительное увеличение напора на выходе готовой прод тсции позволяет отказаться от испо.1ьзования нагнетательного насоса для ее транспортировки к подачи.

Целесообразно ротор вьшолнить составным, состоящим из цельнометаллического вала и жестко насаженных на него В1улок с плавно сопрягаемыми в собранном состоянии винтообразными перемещивающими элементами с переменным щагом, что обеспечивает относительно быструю замен вышедших из строя элементов, сохраняя при этом остальные части ротора.

Изготовление небольших по длине втулок с винтообразными элементами технологически значительно проще и дешевле, чем подобный элемент, равный по величине длине всего ротора.

На фиг.1 изображен аппарат, продольный разрез.

На фиг. 2 - тоже, поперечный разрез А - А.

На фиг. 3 - с винтообразным перемещаюш;им элементом. Теплообменный аппарат содержит цилиндрический корпус 1, ротор, состоящий из приводного вала 2, установленного в подшипниковых узлах 3, на который жестко насажены втулки 4 с винтообразными перемешивающими элементами 5. Вращающиеся элементы установлены в кожухе 6, который имеет подводящий 7 и отводящий 8 теплоноситель патрубки, снаружи закрытом термоизоляцией 9.

Цилиндрический 1, наружняя поверхность которого с внутренней поверхностью 6 образуют камеру нагрева 10, имеет сверх} узел подвода обрабатываемой жидкости 11, а с торца узел отвода готовой продукции 12. Нриводной вал 3 ротора посредством клиноременной передачи 13 соединен с вариатором 14, который посредством муфты 15 присоединен к электродвигателю 16.

Теплообменный аппарат работает след ющим образом. Греющая среда (пар) через патрубок 7 поступает в камеру нагрева 10 и, прогревая аппарат до требуемой температуры., отводится через патрубок в отводн ю систему в виде конденсата. Нагреваемая среда через узел 11 подается в рабоч 1о полость, представляющую собой кольцевой зазор между внутренней поверхностью корпуса 1 и наружной поверхностью роторных втулок 4. Включением электродвигателя 16 посредством вариатора 14 и клиноременной передачи 13 ротор приводится во вращение, его винтообразные

элементы 15 захватывают на1реваем то среду и перемещают ее с заданной скоростью вдоль рабочей полости к разгрузочному узл 12, при этом винтообразующие элементы выполняют роль перемешивающих устройств (турбулизаторов) и транспортирующего органа, а их кромки удаляют слой продутста, препятствуя образованию нагара на вн тренней поверхности цилиндрического корпуса 1. Теплообмен осуществляется в тонком слое при минимальной толщине пограничного слоя и дополнительной т фбулизации потока, эффективность теплоотдачи при этом резко возрастает, а время термообработки сокращается.

Регулируя скорость вращения ротора посредством вариатора можно при необходимости термообрабатывать на одном и том же теплообменном аппарате разные виды прод тстов, имеющие различные технические характеристик.

Claims (3)

1. Аппарат теплообменный, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус с рубашкой обогрева и установленный в нем ротор с винтообразными перемешивающими элементами на его внешней поверхности, узел подвода обрабатываемого сырья в пространство между корпусом и ротором, узел отвода готовой продукции и электропривод ротора, отличающийся тем, что, с целью его многоцелевого использования и обеспечения оптимальных режимов теплообменных процессов, он снабжен вариатором, установленным между приводным электродвигателем и клиноременной передачей ротора.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, величина зазора между внутренней поверхностью горизонтального цилиндрического корпуса и режущей кромкой винтообразного перемешивающего элемента ротора составляет 0,00025-0,0025 внутреннего диаметра корпуса, а винтообразные элементы выполнены с переменным шагом, уменьшающимся в сторону перемещения обрабатываемого продукта.

3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на изготовление и эксплуатацию, ротор выполнен в виде цельнометаллического вала с жестко насаженными на нем втулками с винтообразными перемешивающими элементами.