Устройство для охлаждения перерабатываемого в червячной машине полимерного материала

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПЕРЕРАБАТЫВАЕМОГО В ЧЕРВЯЧНОЙ МАШИНЕ ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА , содержащее смонтированную на цилиндре с червяком испарительную каме - и ВазЗух 00 1C со ру, соединенный с полостью испарительной камеры конденсатор, охватывающую наружную поверхность цилиндра охлаждающую рубашку и нагреватели, отличающееся тем, что с целью интенсификации процесса теплообмена и снижения его энергоемкости, конденсатор смонтирован посредством охватывающего его кожуха в верхней части испарительной камеры и образован карманами, соединенными открытыми концами с полостью испарительной камеры, а охлаждающая рубашка выполнена в виде набора сеток , соединенных концами в нижней части испарительной камеры с образованием фитиля вдоль образующей цилиндра. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на наружной боковой поверхности цилиндра выполнена нарезка.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц4 В 29 С 35/16, 35/00, 45/47

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ОюРух (21) 3708286/23-05 (22) 11.03.84 (46) 07.08.85. Бюл. № 29 (72) С. П. Кондраков, А. С. Дамов, Э. И. Симаненков и Н. Д. Шилова (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт резинотехнического машиностроения (53) 678.05 (088.8) (56) Патент США № 2796632, кл. 425 — 144, опублик. 1957.

Авторское свидетельство СССР № 1028522, кл. В 29 F 3/08, 1981. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПЕРЕРАБАТЫВАЕМОГО В ЧЕРВЯЧНОЙ МАШИНЕ ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА, содержащее смонтированную на цилиндре с червяком испарительную каме„„Я1 „„1171329 А ру, соединенный с полостью испарительной камеры конденсатор, охватывающую наружную поверхность цилиндра охлаждающую рубашку и нагреватели, отличающееся тем, что с целью интенсификации процесса теплообмена и снижения его энергоемкости, конденсатор смонтирован посредством охватывающего его кожуха в верхней части испарительной камеры и образован карманами, соединенными открытыми концами с полостью испарительной камеры, а охлаждающая рубашка выполнена в виде набора сеток, соединенных концами в нижней части испарительной камеры с образованием фитиля вдоль образующей цилиндра.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на наружной боковой поверхности цилиндра выполнена нарезка. 0

МФ

1171329

25

Изобретение относится к переработке полимерных материалов и может быть использовано в червячных машинах и другом резиноперерабатывающем оборудовании в особенности в шинной промышленности и производстве РТИ.

Цель изобретения — интенсификация процесса теплообмена и снижение его энергоемкости.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид с частичным поперечным разрезом; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство для охлаждения полимерного материала в червячной машине содержит испарительную камеру 1, смонтированную на цилиндре 2: Камера 1 частично заполнена хладагентом 3. В нижней части испарительной камеры 1 установлен нагреватель 4, а в верхней — установленный в кожухе 5 конденсатор, образованный оребренными с внешней стороны карманами 6, открытыми концами соединенных с полостью испарительной камеры 1. Между конденсатором и цилиндром 2 в испарительной камере 1 установлены отражательные пластины 7. На внешней боковой поверхности цилиндра 2 выполнена нарезка 8, которую охватывает рубашка 9, выполненная в виде набора сеток, концы которых соединены между собой посредством пайки с образованием фитиля !О в нижней части камеры вдоль образующей цилиндра 2. Внутри последнего размещен рабочий орган 11 в виде червяка. Один из карманов 6 конденсатора соединен посредством трубопровода 12 с ловушкой 13, установленной на входе в кожух 5, охватывающий конденсатор. Нижняя часть ловушки 13 посредством трубопровода 14 соединена с попостью испарительной камеры 1. Полость ловушки 13 через запорный орган 15 соединена со средством 16 для вакуумирования.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы производят разогрев цилиндра машины до заданной температуры. Для этого включают нагреватель 4, который доводит хладагент 3 до кипения. Пары хладагента конденсируются на поверхности цилиндра 2 и на внутренних поверхностях карманов 6 конденсатора. После достижения цилиндром 2 заданной температуры нагреватель 4 отключают, включают привод (не показано) рабочего органа 11 и начинает работать червячная машина. При переработке, например, резиновых смесей возникает необходимость отводить тепло от перерабатываемого материала путем охлаждения стенок цилиндров.

Дозированный отбор тепла от стенок цилиндра происходит следующим образом.

После окончания разогрева цилиндра 2 до

55 заданной температуры в полости испарительной камеры 1 и конденсатора создают отрицательное давление с помощью средства !6 для вакуумирования, величина которого регулируется запорным органом 15.

Так как температура кипения жидкости при определенном давлении постоянна, задают предельную температуру наружной поверхности цилиндра 2. При превышении этой величины происходит кипение теплоносителя, который конденсируется на внутренней поверхности карманов 6 конденсатора при продувке его оребренных поверхностей воздухом, который принудительно прогоняют через кожух 5 во время работы червячной машины.

При охлаждении внешних поверхностей карманов 6 последние работают как тепловой насос, пары хладагента испарительной камеры 1 поступают в полость карманов 6 и конденсируются на его стенках. Этот процесс идет с резким уменьшением объема хладагента за счет перехода паровой фазы в жидкую. Это разрежение вызывает подсос пара из испарительной камеры 1 в карманы 6 тем сильнее, чем выше перепад температур в испарительной камере 1 и карманах 6. Стекающий из карманов 6 конденсат поступает на цилиндр 2 непосредственно из карманов 6, либо отсекая по отражательным пластинам 7 и, проходя через набор сеток рубашки 9, поступает в межвитковое пространство нарезки 8, распределяясь по поверхности цилиндра 2 как в продольном, так и поперечном направлениях. При этом часть хладагента в виде конденсата может отсекать в нижнюю часть испарительной камеры 1.

При увеличении температуры стенки, либо при снижении давления в испарительной камере для подъема этой температуры при регулировке во время работы червячной машины возрастает интенсивность испарения, при этом по фитилю 10 в испарительно-конденсационный цикл будет вовлекаться и хладагент из нижней части испарительной камеры 1. При необходимости изменения температуры стенки цилиндра 2 с помощью запорного органа 5 производят откачку паров из конденсатора и испарительной камеры 1.

При этом пары теплоносителя по трубопроводу 12 поступают в ловушку 13, конденсируются на стенках ее и в виде конденсата возвращаются по трубопроводу в полость испарительной камеры 1. Процесс отвода тепла при новом режиме будет аналогичен описанному выше.

Предлагаемое устройство способствует возрастанию скорости переноса тепла от цилиндра в конденсатор за счет сокращения расстояния между зоной конденсации и зоной испарения до минимума, исключения сопротивления между ними в виде трубопро1171329

Составитель И. Буслаева

Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Ти раж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Тупица

Заказ 4804/18 водов, редукционных клапанов, трубопроводов и запорной арматуры.

3а счет исключения компремирования паров теплоносителя и дополнительного испарения воды при термостатировании, а также перекачки воды из зоны нагрева в зону отвода тепла и продавливания ее через отверстия распылителей, отпадает необходимость в компрессоре, а транспортировка и распределение сконденсированных паров теплоносителя на поверхности цилиндра осуществляется за счет гравитационных сил и не требует дополнительного расхода энергии.

Кроме того, в предлагаемом устройстве обеспечивается отвод тепла непосредственно от поверхности цилиндра, что уменьшает инерционность при отводе тепла, исключает возможность перегрева отдельных участков цилиндра червячной машины, позволяет обеспечить оптимальный процесс парообразования. Так как процесс испарения идет с увеличением объема рабочего тела, то набор сеток подбирается так, чтобы ближе к стенке цилиндра была сетка с меньшим размером ячейки, а с внешней — с большим.

При этом достигается равномерное распределение хладагента по поверхности цилиндра и обеспечивается постоянное поддержание поверхности цилиндра в увлажненном состоянии за счет подачи теплоносителя из нижней части испарителя на внешнюю поверхность цилиндра под действием капиллярных сил