ОХЛАЖДАЮЩИЙ ИЛИ ГРЕЮЩИЙ БАРАБАН Российский патент 1996 года по МПК F26B17/28 

Барабан охлаждающий или греющий предназначен для того, чтобы в процессе непрерывной обработки сырье подвергалось температурному воздействию. Для этого сырье наносят на внешнюю или внутреннюю сторону корпуса барабана, в то время как на соответственно другую сторону корпуса наносят охлаждающую или подогревающую рабочую жидкость. В результате вращения корпуса барабана в сырье поступает с места загрузки к месту выгрузки, подвергаясь воздействию температуры рабочей жидкости, проходящей по расположенному по периметру корпуса барабана теплопроводу, не вступая в непосредственный контакт с этой жидкостью. Таким образом, сырье при нанесении, например, теплой рабочей жидкости охлаждается, кристаллизуется или замораживается.

Известно, что для этой цели используют барабаны с массивным сварным или литым корпусом, толщина стенок которого выбирается достаточно большой в соответствии с требованиями прочности. Такой охлаждающий барабан для изготовления пищевого льда известен из описания к патенту ФРГ ДЕ-РS 940227. Из этого источника следует, что внутри неподвижного корпуса барабана установлено устройства выпаривания/конденсации. К корпусу подключен шланг охлаждения, расположенный по внутренней стороне корпуса, в котором циркулирует охлаждающая жидкость. На внешнюю сторону барабана подается замораживаемая вода, которая замораживается до тех пор, пока вращением барабана не будет доставлена к месту выхода, где образовавшийся лед снимают с внешней стороны корпуса барабана и разбивают на куски.

Неподвижное исполнение корпуса барабана требует для известных барабанов выполнения толстых стенок, соответствующих требованиям прочности, что ухудшает передачу тепла. К тому же такие барабаны имеют большой вес, и будучи рассчитаны на один вид сырья, трудно поддаются переоборудованию для другого вида.

Из описания к патенту ФРГ ДЕ-РS 611867 известен барабан со сменной обкладкой из таких материалов, как например, резина, резиновая смесь, войлок и т.п. Такая обкладка выполняется в виде бесшовного полого цилиндра и крепится на лицевой стороне барабана к натяжным деталям с сегментами для разъемного напряженного закрепления. Такая обкладка должна прикрепляться с внутренней стороны сегментными участками корпуса. Такой барабан не может быть предназначен для передачи тепла от его внешней к внутренней стороне,к тому же его внутренняя сторона должна иметь соответствующее уплотнение.

Наиболее близким из предшествующего уровня техники и заявленному является барабан охлаждающий или греющий, описанный в заявке ФРГ 2936948 и содержащий корпус в виде бесконечной ленты для теплообмена между нанесенными на одну из ее сторон греющей или охлаждающей жидкостью и соответственно на противоположную сырьем, причем лента снабжена устройством для ее натяжения, внешний периметр которого меньше периметра ленты.

Задачей изобретения является создание барабана, имеющего хороший теплообмен, малый вес и к тому же просто переоборудуемого для использования различных видов сырья.

Эта задача решается тем, что используемая в качестве корпуса барабана непрерывная лента натянута и уплотнена путем натягивания на расположенные на лобовой стороне барабана натяжные шкивы. Ленту можно свободно ослабить и легко снять, поскольку она по периметру имеет значительно большую длину по сравнению с натяжными шкивами. Таким образом можно одну ленту заменить на другую для обработки другого вида сырья, а не создавать новое устройство. В качестве материала для ленты можно использовать нержавеющую сталь, углеродистую сталь, медь, никель, титан или пластмассу.

В изобретении в качестве средства для натяжения бесконечной ленты могут быть использованы уплотнители из бесконечного полого профиля в виде надувных колец, расположенных по внешнему периметру натяжных шкивов. Такое уплотнение из полого профиля создает по всему периметру равномерное, направленное наружу радиальное натяжное усилие на бесконечную ленту, пока в полые профили вдувают уплотнитель. Когда воздух выпускают, прекращается плотное соединение между натяжными шкивами и беспрерывной лентой, ленту можно свободно снять со шкивов и заменить новой. Для равномерного эластичного уплотнения можно выполнить его вместо полого профиля из эластичного вулканизированного материала.

Исполнение изобретения по п. 4 имеет то преимущество, что уплотнители, после поступления в них воздуха, со стороны ленты имеют плоскую, профилированную, радиальную поверхность, более широкую по сравнению с ней. Это обеспечивает высокий коэффициент сцепления между лентой и уплотнителем и обеспечивает как в осевом, так и радиальном направлении устранение скручивания и плотное крепление бесконечной ленты к натяжным шкивам.

Кроме того, удобно выполнить по внешнему периметру натяжных шкивов радиальный паз для прокладки уплотнительных полых профилей. Благодаря этому полые профили по сторонам надежно фиксируются на натяжных шкивах.

Можно выполнить натяжные шкивы с возможностью поворота на неподвижной оси барабана, так что ось барабана остается свободной от вращательного движения. Тогда можно очень просто выполнить ось с полыми каналами, по которым можно впускать внутрь барабана рабочую жидкость и выпускать из него. На внутреннюю сторону барабана с помощью неподвижного устройства для разбрызгивания по п. 8 можно наносить рабочую жидкость. Особенно хорошо для удаления рабочей жидкости использовать избыточное давление внутри барабана и установку с сифонными трубами по п. 9, благодаря чему жидкость высасывается из барабана.

В исполнении изобретения по п. 10 предусмотрены один или несколько опорных роликов, расположенных на той стороне корпуса барабана, напротив которой установлены устройства загрузки и выгрузки. Эти ролики компенсируют давление, оказываемое при работе устройств загрузки-выгрузки на относительно тонкую бесконечную ленту. На чертежах показаны примеры преимущественного исполнения изобретения:
фиг. 1 продольный разрез барабанного устройства.

фиг. 2 поперечный разрез барабана по фиг. 1,
фиг. 3 узел I на фиг. 1.

Устройство содержит барабан 1, укрепленный горизонтальной осью 6 на цоколе 12. Ось 6 закреплена на цоколе 12 неподвижно и имеет полые каналы 6а, 6в, служащие для ввода и вывода рабочей жидкости. При этом рабочая жидкость поступает в барабан по трубе 15 в направлении стрелки и выходит через трубу 11 на противоположной стороне. В качестве рабочей среды в зависимости от назначения используют охлаждающую или подогревающую среду, например, масляные пары или подогретое масло для подогрева и жидкий азот или аммиак в качестве охлаждающей среды. Внутри барабана приблизительно посередине между осью барабана 6 и корпусом барабана 2 вертикально приблизительно на одинаковом расстоянии расположены восемь разбрызгивающих труб 7а с соплами. Каждые две трубы 7а соединены в общий подвод 7, подсоединенный к оси 6 и соединенный с соответствующим каналом 6а для подвода рабочей жидкости. Через разбрызгивающие сопла рабочая жидкость попадает на перекрывающие друг друга разбрызгивающие конусы 8 на внутренней стороне 2а бесконечной ленты 2, служащей корпусом барабана. Впрыснутая рабочая жидкость стекает вниз по внутренней стороне корпуса 2а и охлаждает или подогревает изнутри корпус барабана 2. Кроме того, на оси 6 установлены две сифонные трубы 17, опускающиеся вниз от оси почти до внутренней стороны корпуса 2а. Сифонные трубы 17 соединены с выпускной трубой 11 через канал 6а в оси 6. При создании избыточного давления внутри корпуса барабана, для чего через подвод 14 вдувают сжатый воздух, скопившаяся внизу жидкость под воздействием труб 17 поднимается и достигает через каналы 6в в оси 6 выходного отвода 11, через который выводится отработанная рабочая жидкость.

Как уже сказано, в качестве корпуса барабана использована бесконечная лента 2, которая имеет относительно небольшую толщину, обычно 1,2 мм, 1,4 мм, и состоит из бесконечной сварной полосы из стали. Конечно, при возможности бесконечную ленту можно было бы изготовить и из другого металла или пластмассы. Бесконечная лента 2 натянута на натяжные шкивы 3, 4, расположенные на лобовых сторонах барабана. Натяжные шкивы 3, 4 установлены на подшипниках 16 с возможностью поворота на неподвижной оси 6 барабана. С помощью привода 13 натяжные шкивы приводятся во вращение и увлекают за собой натянутую бесконечную ленту 2, в то время как ось 6 барабана не вращается.

Крепление натянутой бесконечной ленты 2 на натяжных шкивах 3, 4 показано на фиг. 3. Натяжные шкивы 3,4 по своему периметру имеют радиальный паз 9 полукруглого сечения. В этот паз 9 помещено уплотнение 5 из полого профиля, внутренний край которого по профилю соответствует пазу 9. Уплотнение из полого профиля состоит из эластичного вулканизированного материала и уложено в радиальные пазы 9 натяжных шкивов 3,4 по принципу шины автомобильного колеса. Через вентиль 10 это полое уплотнение надувают и спускают.

Для монтажа бесконечной ленты 2 ее сначала натягивают на натяжные шкивы 3, 4 в нужное положение. Это производится без затруднения, поскольку длина наружного объема натяжных шкивов 3,4 меньше внутренней длины 2а по периметру бесконечной ленты 2. Кроме того, уплотнения 5 обоих натяжных шкивов 3,4 через вентиль 10 подвергаются избыточному давлению и надуваются. Это производится обычно сжатым воздухом при избыточном давлении до 10 бар. Благодаря этому полое уплотнение 5 своей наружной поверхностью 5а раздувается до величины наружного радиуса круглого натяжного шкива 3,4, прижимается этой поверхностью 5п к бесконечной ленте 2 и прижимает ее по всему периметру равномерно. Равномерное давление по всему периметру гарантирует натяжение ленты по всему периметру и выравнивает ее натяжение по длине. Для обеспечения надежного уплотнения внутренности барабана и надежного контакта ленты 2 с уплотнениями 5 наружная радиальная поверхность 5а уплотнения 5 проходит в осевом направлении барабана несколько уплощенно и при этом параллельно соответствующей контактной поверхности бесконечной ленты 2. Дополнительно к плоскому широкому контактированию между уплотнением 5 и лентой 2 радиальная наружная сторона 5а уплотнения 5, усиливая уплотнение и крепление, обеспечивает необходимое профилирование 5в. При надутом уплотнении лента 2 гарантирована от скручивания в осевом и вращательном направлениях и внутренность барабана надежно уплотнена в области натяжных шкивов 3,4.

Надутое уплотнение 5 выполняет одновременно роль уплотнения между внутренностью барабана и внешней средой, передает момент вращения от натяжных шкивов 3,4 бесконечной ленте 2 и выполняет роль боковых направляющих для ленты 2, а также выравнивает тепловое расширение бесконечной ленты 2.

С внешней стороны 2а корпуса барабана 2 на расстоянии друг от друга установлены устройства загрузки 19 и выгрузки 20. В месте загрузки 19 сырье наносится на внешнюю сторону 2в барабана. Во время вращения натяжных шкивов 3,4 и, соответственно, бесконечной ленты 2 в направлении вращения происходит теплообмен между находящимся снаружи сырьем и впрыснутой внутрь барабана рабочей жидкостью. При достижении места разгрузки 20, удаленного в приведенном примере на расстоянии угла поворота приблизительно 320 от места загрузки 19, готовое нагретое или охлажденное сырье снимают с барабана. В зависимости от назначения на месте разгрузки/или загрузки устанавливают скребок, а на месте разгрузки соответственно, дробильный или отжимной валик.

Как видно из фиг. 2 внутри барабана 1 установлены два опорных ролика 21 и 22 соединенные деталью 23 с осью и зафиксированные параллельно оси барабана 6 на ней. Оба ролика 21 и 22 прилегают к внутренней стороне 2а бесконечной ленты 2. Один ролик расположен напротив устройства загрузки 19, второй 21 напротив устройства выгрузки 20. Они компенсируют усилия давления, возникающие при загрузке и разгрузке сырья и воздействующие на относительно тонкую беспрерывную ленту 2. Эти ролики надежно предохраняют бесконечную ленту 2 от деформации в особенно чувствительных областях устройств загрузки 19 и разгрузки 20 и от прогибания ленты 2 в средней части. Они препятствуют также повреждению ленты 2 в месте ее крепления к натяжным шкивам 3, 4. Поскольку никакие механические повреждения в других местах ленте 2 не возникают, то нет необходимости устанавливать дополнительные ролики.

Следует также заметить, что в предлагаемом барабане 1 вращаются только натяжные шкивы 3,4 и беспрерывная лента 2, вокруг оси 6, в то время как сама ось 6, трубоподводы 15 и 11 для рабочей жидкости и разбрызгиватели 7,7а для разбрызгивания жидкости закреплены неподвижно.

Разумеется, что возможно нанесение рабочей жидкости на внешнюю сторону барабана, а сырья на внутреннюю сторону. Кроме того, можно вместо предложенного уплотнения 5 из полого профиля использовать другое, подобным образом действующее средство для натяжения бесконечной ленты 2, например, расположенные на равном расстоянии друг от друга и оказывающие по всему периметру на натяжные шкивы давление множество пружинных элементов или веерообразные натяжные шкивы, наружный радиус которых может изменяться веерным устройством, приводимым в движение двигателем.

Преимуществом предлагаемого устройства являются простота его перестройки для различных видов сырья. Спустив воздух из уплотнений, ленту снимают с одного из натяжных шкивов и натягивают другую, которая по материалу и структуре соответствует другому сырью. ЫЫЫ2

Использование: для сушки жидкого сырья. Сущность изобретения: барабан, охлаждающий или греющий содержит корпус, который служит для теплообмена между нанесенной на его внутреннюю сторону или внешнюю сторону рабочей жидкостью и нанесенным соответственно на противоположную сторону сырьем, выполненным в виде бесконечной ленты, а на лобовых сторонах барабана расположены натяжные шкивы 3,4 с периметром, меньшим периметра бесконечной ленты 2, причем по внешнему периметру шкивов расположены средства 5 для разъемного и уплотненного натяжного крепления бесконечной ленты 2. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Барабан охлаждающий или греющий, содержащий корпус в виде бесконечной ленты для теплообмена между нанесенными на одну из ее сторон греющей или охлаждающей жидкостью и соответственно на противоположную сырьем, причем лента снабжена устройством для ее натяжения, внешний периметр которого меньше периметра ленты, отличающийся тем, что устройство для натяжения ленты выполнено в виде шкивов, расположенных на лобовых сторонах корпуса и снабженных на внешних периметрах средствами для разъемного и уплотненного натяжения ленты. 2. Барабан по п.1, отличающийся тем, что средства для разъемного и уплотненного натяжения ленты выполнены в виде полых надувных колец, установленных с возможностью вращения и имеющих в зоне контакта с лентой уплотняющее приспособление. 3. Барабан по п. 2, отличающийся тем, что уплотняющее приспособление выполнено из эластичного вулканизированного материала. 4. Барабан по п. 2 или 3, отличающийся тем, что уплотняющее приспособление в зоне контакта с лентой имеет плоскую поверхность, в которой выполнены вдоль ленты канавки. 5. Барабан по одному из пп. 2 4, отличающийся тем, что на внешней поверхности натяжных шкивов выполнены радиальные уплотняющие пазы. 6. Барабан по одному из пп. 1 5, отличающийся тем, что шкивы установлены с возможностью вращения на неподвижной оси. 7. Барабан по п.6, отличающийся тем, что в неподвижной оси выполнены каналы для ввода и вывода охлаждающей или греющей жидкости. 8. Барабан по п.7, отличающийся тем, что на оси в зоне выхода из соответствующего канала охлаждающей или греющей жидкости дополнительно неподвижно закреплено разбрызгивающее устройство для подачи этой жидкости на внутреннюю поверхность бесконечной ленты. 9. Барабан по п.8, отличающийся тем, что он снабжен трубой, заведенной выходным концом во внутреннюю полость корпуса для создания в последнем избыточного давления, и сифонными трубами, размещенными во внутренней полости корпуса, направленными вниз, закрепленными на неподвижной оси и сообщенными с ее каналом для вывода охлаждающей или греющей жидкости. 10. Барабан по одному из пп. 1 9, отличающийся тем, что он снабжен одним или несколькими опорными роликами, оси вращения которых расположены жестко параллельно неподвижной оси, контактирующие с лентой соответственно в зонах загрузки и выгрузки сырья, размещенных на противоположных сторонах корпуса.