Устройство для холодильной обработки воздуха

 

Использование: в холодной технике для обработки воздуха в дисперсных слоях наполнителя , используемого в дальнейшем для термообработки пищевых продуктов. Сущность изобретения: устройство содержит корпус, заполненный дисперсными наполнителями, и разделенный вертикальной перегородкой на два сообщенных один с другим отсека. В нижней части корпуса установлена решетка , под которой образована камера, сообщенная с патрубком для подвода воздуха. Один отсек образован над решеткой и в нем установлен теплообменник. Одна из стенок в другом отсеке выполнена наклонной с обеспечением создания в верхней части корпуса над перегородкой циклона. В нижней части наклонная стенка имеет участок, установленный по отношению к решетке под углом, обеспечивающим перемещение наполнителя в отсек над решеткой. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 25 О 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835401./13 (22) 05.06.90 (46) 15.04.92. Бюл. hh 14 (71) Белорусский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт мясной и молочной промышленности (72) А.И.Подберезский (53) 621.565(088.8) (56) Рассолов В.И. и др, Интенсификация теплообмена в воздухоохладителях с помощью псевдослоя. М.: Пищевая промышленность, 1976, с. 33-42. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ

ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА (57) Использование: в холодной технике для обработки воздуха вдисперсных слоях наполнитв

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к устройствам холодильной обработки воздуха в дисперсных слоях наполнителя, используемого в дальнейшем для термообработки пищевых продуктов при непосредственном контакте с последним. В мировой практике нет использования направленных циркулирующих слоев дисперсного состава наполнителя для охлаждения воздуха.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство холодильной обработки воздуха в псевдоожиженном слое дисперсного наполнителя, содержащее корпус с патрубками для подвода и отвода воздуха, горизонтальную решетку, установленную в нижней части корпуса с образованием под ней камеры, сообщенной с патрубками для

„„SU „„1726932 А1 ля, используемого в дальнейшем для термообработки пищевых продуктов. Сущность изобретения: устройство содержит корпус, заполненный дисперсными наполнителями, и разделенный вертикальной перегородкой на два сообщенных один с другим отсека. В нижней части корпуса установлена решетка, под которой образована камера, сообщенная с патрубком для подвода воздуха.

Один отсек образован над решеткой и в нем установлен теплообменник. Одна из стенок в другом отсеке выполнена наклонной с обеспечением создания в верхней части корпуса над перегородкой циклона, В нижней части наклонная стенка имеет участок, установленный по отношению к решетке под углом, обеспечивающим перемещение наполнителя в отсек над решеткой. 1 ил; подвода воздуха, размещенные в полости над решеткой теплообменник и дисперсный на пол нитель.

Недостатки этого устройства — примерзание частиц наполнителя к теплообменнику, агломерация и невысокая холодопроизводительность вследствие небольшого удельного расхода воздуха через сечение устройства.

Цель предлагаемого изобретения— устранение примерзания, агломерации на пол нителя и увеличение холодоп роизводительности.

На чертеже схематически изображено устройство холодильной обработки воздуха.

Устройство содержит корпус 1, горизонтальную решетку 2, дисперсный

1726932 наполнитель 3, состоящий из крупной и мелкодисперсной фракций, теплообменник 4, патрубок 5 для отвода отработанного воздуха, циклон 6, вертикальную перегородку 7 для разделения на отсеки, участок наклон- 5 ной стенки 8, установленный под углом, патрубок 9 для подвода воздуха, вентилятор 10.

Устройство работает следующим образом.

Воздух поступает в патрубок 9 для под- 10 вода воздуха при помощи вентилятора 10, который затем через горизонтальную решетку 2 поступает в отсек над решеткой корпуса 1 и, фильтруясь через дисперсный наполнитель 3, приводит последний в дви- 15 жение. Скорость фильтрации воздуха через наполнитель устанавливают такой, чтобы частицы мелкодисперсной фракции наполнителя 3 циркулировали по контуру, показанному стрелками, причем эту скорость 20 устанавливают такой, чтобы она была выше критической скорости примерзания наполнителя и агломерации частиц, Для прототипа это осуществить невозможно вследствие ограничения скорости фильтрации воздуха 25 величиной расширения слоя. Критическую скорость примерзания для каждого наполнителя устанавливают экспериментально.

Регулирование скорости фильтрации можно осуществлять, например, изменени- 30 ем числа оборотов электродвигателя вентилятора 10.

Частицы наполнителя 3 совместно с фильтрующимся воздухом направленно поднимаются, "омывают" теплообменник 4, 35

"снимают" с последнего холод и попадают в циклон 6. В последнем происходит разделение воздуха, перенасыщенного влагой, и частиц наполнителя. При омывании теплообменника 4 двухфазной средой (части- 40 цы наполнителя + воздух), частицы наполнителя 3 охлаждаются и передают холод воздуху, B связи с большой суммарной поверхностью циркулирующих частиц наполнителя в объеме коэффициент тепло- 45 передачи между фильтрующимся воздухом и теплообменником превышает коэффициент теплопередачи в обычных воздухоохладителях более чем на порядок и практически одинаковый с коэффициен- 50 том теплопередачи в аппаратах с псевдоожижен н ым слоем.

В процессе циркуляции мелкодисперсной фракции наполнителя по контуру более крупная часть при некоторых скоростях 55 фильтрации воздуха не циркулирует по контуру, а возвращается в слой непосредственно из отсека. При охлаждении фильтрующегося воздуха происходит понижение его энтальпии и выделение влаги в виде льда как на поверхности теплообменника 4, так и на поверхности частиц наполнителя 3. Частицы наполнителя находятся в движении, поэтому они обмениваются энергией (соударения между собой и теплообменником). В результате такого движения в охлажденном фильтрующем воздухе образуется мелкодисперсная среда льда, т.е. воздух становится перенасыщенном влагой.

Из циклона 6 перенасыщенный влагой воздух подается по патрубку 5, а нагретые в процессе теплообмена с воздухом частицы наполнителя возвращаются на горизонтальную решетку 2, В циклоне 6 снижается скорость воздуха, а частицы дисперсного материала за счет своей массы продолжают двигаться по заданной в циклоне 6 кривой и далее вниз. При этом в процессе движения частицы в этой зоне вниз сила трения ее о воздух становится значительно меньше гравитационной и силы в результате полученной кинетической энергии, Удельная масса частиц на три порядка воздуха, поэтому сила, приобретенная за счет кинетической энергии частицы, на три порядка выше, чем у воздуха. Этим свойством и пользуются в циклонах для сепарации различных веществ. Использование циклона может быть любым. Основная цель циклона — отделение частиц наполнителя от перенасыщенного влагой воздуха.

Обычно отделяемый перенасыщенный воздух, поступающий в циклон, закручивается в цилиндрической части корпуса циклона, образующей кольцевое пространство, частицы отбрасывается к стенкам и ссыпаются в нижнюю часть циклона. Воздух удаляется через верхнюю часть или боковую в зависимости от вида циклона. В зависимости от устройства сепарации (циклона} наклонная стенка устройства может быть выполнена вертикально.

По мере возвращения на газораспределительную решетку 2, частицы наполнителя попадают на участок наклонной стенки 8, угол наклона которой обеспечивает перемещение наполнителя в отсек над горизонтальной решеткой. Внешний угол наклона стенки 8 установлен больше относительно горизонтальной плоскости угла естественного откоса наполнителя, так как в противном случае может прекратиться циркуляция наполнителя.

Дисперсный наполнитель по наклонной стенке 8 через зазор между решеткой и вертикальной перегородкой 7 попадает в отсек над горизонтальной решеткой. Далее процесс продолжается. Зазор между решеткой и вертикальной перегородкой должен быть

1726932

50

55 в пределах 10 — 12 эквивалентных диаметров частиц. При меньшем зазоре уменьшается подача наполнителя в отсек над горизонтальной решеткой, что приводит к нарушению циркуляции наполнителя. При зазоре 5 более 12 эквивалентных диаметров происходит прорыв фильтрующего потока воздуха в отсек, где опускается наполнитель и поэтому нарушается интенсивность циркуляции наполнителя. 10

Скорость фильтрации воздуха в устройстве значительно превышает скорости фильтрации в устройстве с псевдоожиженным слоем, При такой скорости подачи воздуха возрастает удельная холодопроиз- 15 водительность устройства вследствие увеличения расхода воздуха через аппарат, В аппарате с псевдоожиженным слоем максимальный расход воздуха лимитирован скоростью уноса, т.е. расход должен быть 20 таким, чтобы частицы наполнителя не уносились из аппарата. В аппаратах с псевдоожиженным слоем числа псевдоожижения находятся в пределах 1,5 — 3,0. Поэтому для большинства частиц наполнителя скоро- 25 сть фильтрации воздуха ниже критической скорости примерзания частиц к теплообменнику. В результате примерзания к теплообменнику частиц наполнителя и их агломерации получается, что псевдоожи- 30 женный слой перестает существовать.

В предлагаемом устройстве числа псевдоожижения могут быть выше скорости уноса наполнителя и могут достигать значений порядка 20-40. 35

В результате возрастает кинетическая энергия частиц наполнителя. Они уже не могут,агломерировать и примерзать к поверхности теплообменника, при чем энергия этих частиц участвует в дроблении 40 намерзшего на поверхности частиц и теплообмен ника льда, Такое свойство наполнителя и увеличение удельной холодопроизь.)q".— тельности возможно только за счет исгол»зования циклона, разделительн; и перегородки, участка наклонной повер. ности внешним углом относительно к горизс нтальной плоскости большего угл. естественного откоса наполнителя и зазо,".а между вертикальной перегородкой и решеткой, Формула изобретения

Устройство для холодильной обработк;. воздуха, содержащее корпус с патрубками для подвода и отвода воздуха, горизонтальную решетку, установленную в нижней части корпуса с образованием под не;; камеры, сообщенной с патрубком для подвода воздуха, размещенные под решеткой теплообменник и дисперсный наполнитель, о т л и ч а ю щ ее, я тем, что, с целью увеличения производительности путем обеспечения возможности увеличения скорости пропускания воздуха и устранения примерзания и агломерации наполнителя, корпус разделен вертикально перегородкой на два сообщенных один с другим отсека, один из которых образован над решеткой, и теплообменник раз.".ещен в этом отсеке, при этом перегородка у-.тановлена с образованием зазоров ме::кду ней, решеткой и крышкой корпуса, она с к.— ка корпуса в первом отсеке выполнена -...".ртикальной, а противоположная ей стенк,:о втором отсеке выполнена наклонной с обеспечением создания в верхней чести корпуса под перегородкой циклона, а в нижней части обе стенки соединены с противоположнымии сторонами решетки, причем наклонная стенка имеет участок, установленный по отношению к решетке под углом, обеспечивающим перемещение наполнителя в отсек над решеткой, 1726932

50

Составитель А,Подберезский

Техред M.Ìoðãåêòàë Корректор M.Êó÷åðÿâàÿ

Редактор С.Лисина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 1269 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5