Теплообменник

 

ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий корпус с греющей рубащкой и установленный внутри него ротор, выполненный в виде коаксиально расположенных одна в другой труб, на внещней из которых укреплены наклонные полые лопасти с плоскими перегородками внутри, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и повышения технологичности, внутренняя труба также имеет полые лопасти с плоскими перегородками внутри, входящие с зазором внутрь лопастей внещней трубы через их перегородки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК

„„SU„„1195173 А

1 у 4 F 28 D 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3754945/24-06 (22) 20.06.84 (46) 30.11.85. Бюл. № 44 (71) Грузинский ордена Ленина и ордена

Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) Т. Я. Мегрелидзе, Г. Л. Гугулашвили и В. В. Гвачлиани (53) 621.565.94 (088.8) (56) Патент ФРГ № 2547710, кл. F 28 D 11/02, опублик. 1977.

Патент США № 3263748, кл. 165 †, опублик. 1966. (54) (57) ТЕПЛООБМЕННИК, содержащий корпус с греющей рубашкой и установленный внутри него ротор, выполненный в виде коаксиально расположенных одна в другой труб, на внешней из которых укреплены наклонные полые лопасти с плоскими перегородками внутри, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и повышения технологичности, внутренняя труба также имеет полые лопасти с плоскими перегородками внутри, входящие с зазором внутрь лопастей внешней трубы через их перегородки.

1195173

45

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в пищевой и химической промышленности для охлаждения или нагревания различных сыпучих и пластических материалов.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена и повышение технологи ч ности.

На фиг, 1 изображен теплообменник, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Теплообменник содержит корпус 1 с греющей рубашкой 2 для подачи теплоносителя. Корпус 1 снабжен загрузочной 3 и разгрузочной 4 воронками. Рубашка 2 корпуса 1 в нижней части имеет патрубок 5 для подачи теплоносителя, а в верхней части патрубок 6 для его отвода. Внутри корпуса 1 с возможностью вращения на подшипниках 7 установлен ротор, выполненный в виде коаксиально расположенных одна в другой внешней и внутренней труб

8 и 9. Внешняя 8 и внутренняя 9 трубы имеют наклонные полые лопасти 10 и 11, установленные симметрично с постоянным зазором 12. Полые лопасти 10 герметично насажены на внешнюю трубу 8 относительно ее оси под углом, обеспечивающим перемещение материала вдоль корпуса 1 при вращении трубы 8. Между внутренней поверхностью лопасти 10 и внешней трубой 8 и наружной поверхностью, лопасти 11 и внутренней трубой 9 симметрично лопастям

10 и 11 вмонтирована плоская перегородка 13, герметично закрывающая поперечное сечение указанной полости на высоту лопасти 11 внутренней трубы 9. В свою очередь полые лопасти 11 внутренней трубы 9, выполненные с плоскими перегородками 14 внутри, входят с зазором внутрь лопасти 10 внешней трубы 8 через их перегородки 13.

Плоские перегородки 14 герметично перекрывают поперечное сечение внутренней полости трубы 9 и лопасти 11, оставляя в периферийной части лопасти 11 зазор 15, равный зазору 16 между внутренними стенками лопасти 11 и перегородкой 14 в продольном сечении. В местах выхода ротора из корпуса 1 расположены камеры 17 и 18 для подачи и отвода жидкого теплоносителя с патрубками для подачи 19 и 20 и отвода 21 и 22 теплоносителя. Каждая камера 17 и 18 состоит из двух секций 23 и 24, отделенных друг от друга уплотнительными устройствами 25. Устройство снабжено приводом (на фиг. 1 условно не показан), обеспечивающим вращение ротора.

Теплообменник работает следующим образом.

Включается привод и ротор начинает вращаться в подшипниках 7 корпуса 1.

После этого через загрузочную воронку 3 начинается подача материала внутрь корпуса 1. При вращении ротора наклонные лопасти 10 вызывают перемещение материала

ЭО

35 вдоль корпуса 1 к разгрузочной воронке 4.

Одновременно с включением привода начинается подача теплоносителя через патрубки

5, 19 и 20. Поступающий через патрубок 5 в нижнюю часть рубашки 2 теплоноситель перемещается в направлении, противоположном направлению движения материала, охлаждает его и выводится через патрубок 6 в холодильную установку для охлаждения, после чего вновь направляется к патрубку 5. Подаваемый через патрубок 19 теплоноситель попадает в секцию 23 камеры 18, откуда через отверстия во внешней трубе 8 поступает в полость между внешней 8 и внутренней 9 трубами. Перемещаясь вдоль указанной полости, теплоноситель набегает струей на перегородку 13, изменяет направление движения под углом 90 и через зазор 12 вновь попадает в полость между трубами

8 и 9, обтекая при этом внутренние поверхности лопасти 10 и наружные поверхности лопасти 11. При этом теплоноситель четыре раза меняет свое направление под углом 90, что способствует возникновению в жидкости значительных центробежных сил, создающих циркулярные токи так называемой вторичной циркуляции, увеличивающей теплообмен между жидкостью и стенками лопастей 10, находящихся в соприкосновении с перемещаемым ими материалом.

Кроме того, при изменении направления теплоносителя имеет место и другое явление— охлаждение поверхностей лопастей 10 перпендикулярно набегающей на них струей теплоносителя, что в свою очередь дополнительно увеличивает теплообмен между теплоносителем и материалом. Пройдя таким образом все лопасти 10 внешней трубы 8 ротора, теплоноситель попадает в секцию 23 камеры 17 и через патрубок 21 направляется в холодильную установку для дополнительного охлаждения. При этом теплоноситель движется в противотоке с материалом, способствуя его интенсивному охлаждению. При теплообмене с материалом теплоноситель постоянно нагревается и в последних по ходу жидкости лопастях 10 может достичь температуры, исключающей протекание теплообмена в них. Такая возможность предотвращена вторым теплоносителем, перемещающимся в противотоке с первым во внутренней трубе 9. Второй теплоноситель через латрубок 20 подается в секцию 24 камеры 17, откуда попадает в трубу 9.

Перемещаясь во внутренней трубе 9, теллоноситель набегает струей на перегородку 14, изменяет направление движения под углом

90 и через зазоры 15 и 16 вновь попадает во внутреннюю трубу 9, обтекая при этом внутренние поверхности лопасти 11.

Второй теплоноситель, как и первый, четыре раза меняет свое направление под углом 90; что за счет вторичной циркуляции и эффекта охлаждения поверхности лопасти 11 перпендикулярно набегающей струей жидкости обеспечивает интенсивный теплообмен с пер1195173 иг.г

Составитель В. Коврижных

Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Тираж 622 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 А. Гулько

Заказ 7405 44 вым теплоносителем, проходящим между внешней 8 и внутренней 9 трубами ротора.

Пройдя все лопасти 11 внутренней трубы 9, второй теплоноситель попадает в секцию 24 камеры 18 и через патрубок 22 направляется в холодильную установку для охлаждения перед повторной подачей в патрубок 20.

Охлажденный материал через разгрузочную воронку 4 выгружается из корпуса 1 теплообменника и направляется на следующую технологическую операцию.

Расположение лопастей 11 внутренних труб 9 внутри лопастей 10 внешних труб 8 обеспечивает высокую интенсивность теплопередачи между ними и соответственно повышение интенсивности теплообмена между первым теплоносителем и перемещаемым материалом, а также равномерность тепловой обработки последнего при его движении через теплообменник.

Предложенная конструкция также способствует повышению технологичности изготовления теплообменника, так как расположенные одна в другой полые лопасти 10 и 11 значительно доступнее при сварочных

10 и слесарных работах, чем спиральные перегородки, кроме этого, появляется возможность изготовить ротор без ограничения количества лопастей, что обеспечивает увеличение интенсивности работы устройства без увеличения его длины.