Устройство для термообработки длинномерных материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3791972/23-05 (22) 19.09.84 (46) 07.05.86. Бюл. № 17 (71) Калининский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) В. Д. Гвоздев, И. Г. Соловьев, А. Н. Чохонелидзе, А. В. Беляев и А. Г. Фомичев (53) 678.052.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 842362, кл. F 26 В 13/06, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1017892, кл. F 26 В 13/02, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ДЛИННОМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее камеру для размещения вдоль ее продольной оси обрабатываемого материала, попарно расположенные по высоте камеры симметрично относительно ее продольной оси соплообразующие элементы, которые в одной из смежных пар выполнены в виде крылообразных турбулизаторов с плоскими и обращенными вогнутой поверхностью к продольной оси камеры криволинейными

„„SU„„1229056 A 1 (5и 4 В 29 С 35 06 71 02 F 26 В 13 06 участками, и расположенныи с торцов камеры газоподвод, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат на транспортирование теплоносителя за счет уменьшения гидравлического сопротивления при обеспечении интенсивности теплообмена, плоские участки крылообразных турбулизаторов расположены к продольной оси камеры под углом 15 — 60, радиусы криволинейных участков крылообразных турбулизаторов выбраны от 1/8 до 1/3 ширины камеры, верхний и нижний концы крылообразных турбулизаторов расположены на плоскости, проходящей под углом 5 — 10 к продольной оси камеры, а соплообразующие элементы другой смежной пары выполнены в виде обращенных к продольной оси камеры выпук- Я лой поверхностью полуцилиндров, прилегающих к боковой стенке камеры, причем радиус каждого из полуцилиндров выбран от

0,25 да 0,4 ширины камеры, а шаг между С парами аналогичных друг другу соплообразующих элементов по высоте камеры выбран Я от 0,7 до 5,0 ширины камеры.

1229056

2Q

25 зо

S0

Изобретение относится к резинотехнической и текстильной промышленности, в частности к устройствам для вулканизации, термофиксации, сушки и других видов термообработки длинномерных материалов.

Цель изобретения — снижение энергетических затрат на транспортирование теплоносителя за счет уменьшения гидравлического сопротивления устройств при обеспечении интенсивности теплообмена.

1-!а фиг. I изображена камера, вертикальный разрез; на фиг. 2 — устройство, аксонометрия; на фиг. 3 — соплообразующие элементы.

Устройство содержит камеру 1 для размещения вдоль ее продольной оси обрабатываемого материала с клинообразными газоподводом 2 и газоотводом 3, с входной и выходной щелями 4 и 5 соответственно для входа и выхода обрабатываемого материала. В камере 1 симметрично относительно продольной оси ее установлены соплообразующие элементы: полуцилиндры 6 и 7, прилегающие к боковой стенке 8 камеры 1 и крылообразные турбулизаторы 9 и 10 с нижним концом а и верхним г.о ходу теплоносителя концом b.

Соплообразующие элементы 6 и 7 и 9 и 10, стенки 8 камеры 1 и обрабатываемый материал образуют три зоны потока: зона потока с между турбулизаторами 9 и 10 и боковой стенки 8 камеры 1, зона потока d между турбулизаторами 9 и 10 и полуцилиндрами

6 и 7 и зона потока е между турбулизаторами 9 и 10 и обрабатываемым материалом.

Профиль турбулизаторов 9 и 10 образован сочетанием криволинейного участка с частью касательной к нему плоскости g, проведенной под углом и = 15 — 60 к поверхности обрабатываемого материала. Увеличение угла а более 60 приводит к iioвышению сопротивления устройства из-за образования дополнительного вихря за плоским участком профиля. При значениях угла а меньше 15 снижается коэффициент теплоотдачи ввиду уменьшения нормальной к обрабатываемому материалу составляющей газового потока.

Турбулизаторы 9 и 10 должны быть повернуты на угол р= 5 — 10 в направлении от обрабатываемого материала к боковой стенке камеры 1. Угол р образован плоскостью, проходящей через верхний Ь и нижний а концы турбулизаторов 9 и 10.

Если этот угол больше 10, понижается коэффициент теплоотдачи под турбулизатором из-за уменьшения внутреннего вихря.

Если же угол р меньше 5, то это приводит к повышению гидравлического сопротивления устройства в связи с увеличением вихря под турбулизатором.

Соплообразующие элементы 6 и 7 и 9 и 10 выполнены расположенными симметрично относительно продольной оси камеры 1.

Первый вид соплообразующих элементов

6 и 7 -- полуцилиндры радиуса 0,25 — 0,4 ширины,S камеры 1, установленные с шагом

0,7 — 5,0 ширины камеры 1, между которыми размещены соплообразующие элементы второго вида — крылообразные турбулизаторы

9 и 10. Профиль их представляет собой сочетание четверти цилиндра радиуса r от 1/8 до 1/3 ширины S камеры 1.

Если радиус Я полуцилиндров 6 и 7 будет

0,25 ширины камеры 1, поток теплоносителя в зазоре между полуцилиндрами 6 и 7 обрабатываемым материалом не достигает скоросги, необходимой для интенсификации теплообмена, а при радиусе более 0,4 недопустимо возрастет гидравлическое сопротивление устройства.

Если радиус четверти цилиндра r туроу, изаторов 6 и 7 меньше 1/8 S, то размеры вихря под турбулизатором 9 и 10 недостаточны для требуемой активизации теплообмена, а при радиусе более 1/3 5 турбулизатор 9 и 10 перекрывает значительную часть ширины камеры 1, создав черезмерное сопротивление движению потока теплон ос ител я.

Соплообразующие элементы 9 и 10 также, как полуцилиндры 6 и 7 должны быть расположены по высоте камеры 1 с шагом 0 7—

5,0 ее ширины S. Шаг 0,7 5 минимально возможный при описанных размерах элементов, а при шаге более 5,0 S расстояние между элементами, а, значит, и зонами активного теплообмена возрастает нестолько, что снижается средний по высоте камеры коэффициент теплоотдачи.

Устройство работает следующим образом.

Обрабатываемый материал поступает снизу через входную щель 4 в канал клиноооразного воздухоподвода 2 и, пройдя его, движется по оси камеры 1. Симметрично установленные относительно оси камеры полуцилиндры 6 и 7, крылообразные турбулизаторы 9 и 10 создают у поверхности материала активный гидродинамический режим, Нагретый газ — — теплоноситель подается с торца камеры в клинообразный воздухоподвод 2, распределяющий поток равномерно iio ширине камеры 1. Теплоноситель движется в камере снизу вверх и встречает на своем и ути первый соплообразующий элемент — полуцилиндр 7 (картина движения газовых потоков симметрична относительно обрабатываемого материала). Газ обтекает соплообразующий элемент 7. Скорость его движения увеличивается, что приводит к интенсификации теплообмена. Миновав ближайшую к поверхности материала точку полуцилиндра, поток газа расширяется. То что соплообразующий элемент 2 имеет замкнутый контур, дает возможность уменьшить образование за крайней его точкой обрат1229056

GC2. 2

Составитель A. Бесфамильный

Редактор М. Бланар Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Заказ 22! 6/14 Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного вихря, значительно увеличивающегося гидравлическое сопротивление устройства.

Далее расширяющийся поток теплоносителя обтекает крылообразный турбулизатор

9, разделяясь на два потока. Поток е движется вдоль обрабатываемого материала в канале между материалом турбулизатором 9.

На нижней по ходу теплоносителя кромке а турбулизатора 9 происходит отрыв газового потока, образуется вихрь под турбулизатором 9, поджимающий поток теплоносителя к материалу за счет чего возрастает интенсивность теплообмена в этой зоне.

Второй поток с движется между боковой стенкой 8 камеры 1 и турбулизатором 9, наружная поверхность которого по форме близка к крылообразной, что обеспечивает невысокое гидр авл ическое сопротивление устройства. Попав между турбулизатором 9 и следующим полуцилиндром 7, поток d наклонно падает на обрабатываемую поверхность. Нормальная к материалу составляющая потока увеличивает коэффициент тепло10 отдачи. Здесь оба потока смешиваются и процесс повторяется.