SE514560C2 - Anordning för evapoativ kylning av en vätskeformig produkt - Google Patents

Description

20 25 30 35 514 560 L De olika i dag befintliga anordningama för att kondensera ångan är förhållandevis dyrbara att tillverka, då det i det första fallet erfordras ett extra vakuumkärl, alternativt att det behövs någon form av Kondensor. För den konventionella metoden att kondensera ångan, åtgår dessutom en stor mängd kylvatten, vilket bör vara av god kvalitet för att undvika kalkbeläggning och korrosion på plattor eller tuber i kondensorn.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning för evaporativ kylning av en vätska, där kondenseringen av den frigjorda ångan skeri samma vakuumkärl och där det inte erfordras någon dyrbar och komplicerad kondensor Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att kylvätskan som kondenserar ångan, cirkuleras i en sluten krets vilket minskar förbrukningen av kyivatten och att problemet med kalkbeläggning och korrosion kan undvikas.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att anordningen av den inledningsvis beskrivna typen, getts kännetecknen av att kärlet är uppdelat i ett första och ett andra utrymme, koncentriskt anordnade i kärlet och öppna mot kärlets övre gavel och där det i det första utrymmet produktens inlopp och utlopp är placerade, samt att det i andra utrymmet utloppet för den kondenserade ångan år placerat.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen har vidare getts de av underkraven framgående kännetecknen.

Två föredragna utföringsformer av uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar av vilka: F ig. 1 visar en första föredragen utföringsform av uppfinningen F ig. 2 visar en andra föredragen utföringsform av uppfinningen En anordning för evaporativ kylning av en vätskeformig produkt, innefattar ett vakuumkärl 1, med en yttervägg 2 och gavlar 3, 4. inuti kärlet 1 finns ytterligare en vägg 5, koncentriskt anordnad i förhållande till ytterväggen 2. Väggarna 2, 5 skapar tillsammans två koncentriska utrymmen inne i kärlet 1, ett första 6 och ett andra 7. l den första föredragna utföringsformen av uppfinningen (Fig. 1), är det första utrymmet 6 placerat innanför det andra utrymmet 7, under det att i den andra utföringsformen (Fig. 2), är det första utrymmet 6 placerat utanför det andra utrymmet 7.

Den inre väggen 5 är tätt fastsatt i kärlets 1 nedre gavel 4, medanden slutar en bit under kärlets 1 övre gavel 3, så att de båda utrymmena 6, 7 är öppna uppåt. Kärlets 1 övre gavel 3 är avrundad medan den nedre gaveln 4 är konisk inåt kärlets 1 mitt. Den nedre gaveln 4 kan även vara avrundad eller på annat sätt lämpligt utformad för ett vakuumkårl. 10 15 20 25 30 '35 514, sen s ln till vakuumkärlet 1 finns en rörledning 8 för den ångbemängda, upphettade produkten. Rörledningen 8 mynnar i ett inlopp 9, tangentiellt anordnat in i kärlets 1 första utrymme 6. l den första föredragna utföringsformen av uppfinningen (Fig. 1), innebär detta att produktinloppet 9 är anordnat i den inre väggen 5 och att produktinloppet 9 i den andra utföringsformen (Fig. 2), är placerat i den yttre väggen 2.

Inloppet 9 är företrädesvis spaltformat, så att en vertikal spalt är upptagen i kärlets 1 vägg 2, 5. l det första utrymmet 6 är i bottengaveln 4 anordnat ett utlopp 10 för den avkylda produkten. Till produktutloppet 10 är anslutet en rörledning 11 med en centrifugalpump 12. Från pumpen fortsätter en rörledning 13 ut från anordningen. l det andra utrymmet 7 i kärlet 1 är anordnat ett utlopp 14 för den kondenserade ångan och okondenserbara gaser som lämnar produkten. Utloppet 14 är anordnat som ett bräddavlopp. Bråddavloppet 14 är via en rörledning 15 anslutet till en vakuumpump 16. Från vakuumpumpen 16 går en rörledning 17 vidare, vanligen direkt till avlopp. l det andra utrymmet 7, i den nedre gaveln 4 är också anordnat ett avlopp 18 för kylvatten. Avloppet år anslutet till en rörledning 19, med en centrifugalpump 20. Från pumpen 20 går en rörledning 21 till en kylare 22, som t. ex. kan vara en plattvärmeväxlare. Kylaren 22 är också ansluten till en kallvattenledning 23.

Efter kylaren 22 finns en rörledning 24, som mynnar inne i vakuumkärlet 1. I den första föredragna utföringsformen av uppfinningen (Fig. 1) mynnar rörledningen 24 i en ringformad rörledning 25, vilken ärförsedd med en mängd hål, fördelade på den ringformiga ledningen 25. Den ringformade rörledningen 25 är placerad i den övre delen av kärlets 1, andra utrymme 7. Utloppet 18, centrifugalpumpen 20, kylaren 22, rörledningarna 19, 21 och 24 samt den ringformiga rörledningen 25 utgör tillsammans en cirkulationskrets för kylvatten. l den andra föredragna utföringsformen av uppfinningen (Fig. 2) mynnar rörledningen 24 i en fördelardosa 29, vilken är försedd med en mängd hål.

Fördelardosan 29 är placerad i den övre delen av kärlets 1, andra utrymme 7. Utloppet 18, centrifugalpumpen 20, kylaren 22, rörledningarna19, 21 och 24 samt fördelardosan 29 utgör tillsammans en cirkulationskrets för kylvatten.

För övervakning av anordningen är anslutet en tryckregulator 26, placerade på rörledningen 15 in till vakuumpumpen 16. Tryckregulatorn 26 övervakar att rätt tryck upprätthålles inne i vakuumkärlet 1. Till anordningen hör också en rörledning 27 för disk. Rörledningen 27 avslutas med en spraydysa 28.

Produkten som har värmebehandlats innan den kommer till anordningen har vanligen en temperatur av 70-100°C. Produkten hettas upp genom att den direkt tillföres ånga, i en injektor eller en infusor (ej visade i bild). Produkten upphettas vanligen till en temperatur av 100-150°C och hålles sedan vid denna temperatur, i en hållarcell (ej 10 15 20 25 30 35 514 560 q, visad i bild), under ett visst bestämt tidsintervall, vilket är beroende av behandlingstemperaturen.

Efter hållarcellen kommer produkten som är blandad med ånga, under tryck in till anordningen genom rörledningen 8. Den ångbemängda produkten passerar in i vakuumkärlet 1 genom det tangentiella inloppet 9, in i det första utrymmet 6, vilket innebär att produkten, i den första föredragna utföringsformen av uppfinningen (F ig. 1) kommer in i det inre av de två utrymmena 6, 7, som bildas av väggarna 2 och 5. l den andra utföringsformen (Fig. 2) kommer produkten in i det yttre av de två utrymmena 6, 7. Genom den tangentiella utformningen av inloppet kommer produkten att följa respektive vägg 5, 2 genom s.k. cykloneffekt. Då produkten under tryck kommer in i vakuumkärlet 1 kommer vätskan att koka vid det plötsliga tryckfallet och ånga och okondenserbara gaser frigöres från produkten. Den tyngre produkten faller nedåt i vakuumkärlet 1, under det att den lättare ångan och de okondenserbara gaserna stiger.

Produkten som frigjorts från ånga har nu en temperatur som motsvarar den temperatur som den hade innan värmebehandlingen, dvs. 70-100°C. Produkten samlas i den nedre delen av vakuumkärlet 1 och lämnar detta genom utloppet 10. Via rörledningarna 11 och 13 samt centrifugalpumpen 12, transporteras produkten vidare till ytterligare kylning, alternativt till annan behandling. Ångan och de okondenserbara gaserna som stigit uppåt i vakuumkärlet 1, dras mot det andra utrymmet 7 i kärlet 1. Ångan och gaserna kommer här att duschas med kylvatten från den ringformiga rörledningen 25 respektive fördelardosan 29. Kylvattnet kan hålla en temperatur av 10-40°C. Ju högre temperatur kylvattnet har, desto större mängd kylvåtska åtgår för att kondensera ångan.

Den kondenserade ångan, kylvattnet och de okondenserbara gaserna samlas i vakuumkärlets 1 nedre del, i det andra utrymmet 7. Ett bräddavlopp 14 är så anordnat att tillskottet av kondenserad ånga och gaser lämnar vakuumkärlet 1 genom bräddavloppet 14. Via rörledningen 15 och vakuumpumpen 16 tappas överskottet till avlopp, genom rörledningen 17. Trycket i kårlet 1 hålles konstant genom tryckregulatom 26, placerad på inloppet till vakuumpumpen 16.

Det kylvatten som samlas under bräddavloppet 14 i den nedre delen av vakuumkärlet 1 ingår i, den i det närmaste, slutna cirkulationskretsen för kylvatten, som innefattas i anordningen. Via utloppet 18 och rörledningen 19 pumpas kylvattnet från vakuumkärlet 1, medelst cirkulationspumpen 20 till en kylare 22. Kylaren 22 kan exempelvis utgöras av en plattvärmeväxlare och som kylmedia användes företrädesvis _ kallvatten, av en temperatur av 10-40°C. Kallvattnet kommer in till kylaren 22 genom rörledningen 2,3.

Efter kylaren 22 passerar kylvattnet genom rörledningen 24 tillbaka in i den övre delen av vakuumkärlet 1. Beroende på utföringsform, mynnar rörledningen 24 i en ringformig rörledning 25, respektive en fördelardosa 29. Kylvattnet fördelas i båda 10 15 20 25 514 sen å. fallen, genom små hål i rörledningen 25, respektive fördelardosan 29 och bringas att ånyo duscha den ånga och okondenserbara gaser, som kommer in i kärlet 1.

För att önskad temperatur skall kunna upprätthållas inne i va_kuumkärlet 1, finns i dess övre del anordnat en temperaturgivare 30. Temperaturgivaren 30 ger signal till en temperaturregulator 31 som styr en ventil 32 anordnad på rörledningen 24, där det nedkylda kylvattnet lämnar kylaren 22. Genom ventilen 32 regleras mängden kylvatten som skall passera i ledningen 24 in till den ringformiga rörledningen 25, respektive till fördelardosan 29. Ovan beskrivna metod att reglera temperaturen i kärlet 1, medger en steglöst variabel produktkapacitet i värmebehandlingsanläggningen som föregår anordningen enligt uppfinningen. Ett billigare alternativ, som medför en fast produktkapacitet, är konstantflödesreglering.

Kylvattnet hålles vid önskad temperatur genom en temperaturgivare 33, placerad omedelbart i anslutning till kylvattnets utlopp från kylaren 22. Temperaturgivaren 33 ger signal till en temperaturregulator 34 som styr en ventil 35 placerad på kallvattenledningen 23 in till kylaren 22. Genom att anpassa kylvattnets temperatur, så att det kylvatten som lämnar vakuumkärlet 1 genom utloppet 18, inte överstiger en temperatur av ca 65°C, undvikes kalkutfällning i kylvattenledningarna.

Som framgått av ovanstående beskrivning, åstadkommes med föreliggande uppfinning en anordning för evaporativ kylning av en vätskeformig produkt, som är billigare i utförande än tidigare kända anordningar. Anordningen utnyttjar endast ett vakuumkärl och är ej heller utrustad med komplicerade och dyrbara kondensorer.

Anordningen har vidare en sluten cirkulationskrets för kylvatten, vilket medför minskad àtgång av vatten vid den evaporativa kylningen.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 514 560 ß PATENTKRAV

1. Anordning för evaporativ kylning av en vätskeformig produkt, innefattande ett vakuumkärl (1) med ett inlopp (9) för ångbemàngd produkt, ett utlopp (10) för produkten samt ett utlopp (14) för kondenserad ånga, anordningen innefattar också en cirkulationskrets för kylvätska, kännetecknad därav att kärlet (1) är uppdelat i ett första (6) och ett andra (7) utrymme, koncentriskt anordnade i kärlet (1) och öppna mot kärlets övre gavel (3) och där det i det första utrymmet (6) produktens inlopp (9) och utlopp (10) är placerade samt att det i andra utrymmet (7) utloppet (14) för den kondenserade ångan är placerat.

2. Anordning i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att det första utrymmet (6) är placerat innanför det andra utrymmet (7).

3. Anordning i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att det första utrymmet (6) är placerat utanför den andra utrymmet (7).

4. Anordning i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att avloppet (14) för den kondenserade ångan är ett bräddavlopp.

5. Anordning i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att cirkulationskretsen för kylvätska utgöres av ett utlopp (18) för kylvätskan, en centrifugalpump (20), en kylare (22) och rörledningar (19, 21, 24) samt en ringformig röriedning (25). i

6. Anordning i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att cirkulationskretsen för kylvätska utgöres av ett utlopp (18) för kylvätskan, en centrifugalpump (20), en kylare (22) och rörledningar (19, 21, 24) samt en fördelardosa (29).

7. Anordning i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att inloppet (9) för produkt är tangentiellt anordnat i väggen (2, 5) och utformat som en vertikal spalt.