Гидролизёр Российский патент 2021 года по МПК C11B13/00 

Изобретение относится к кормопроизводству, а именно к устройству для переработки горчичного жмыха.

Известно устройство для переработки горчичного жмыха, содержащее корпус с рубашкой для обогрева, перемешивающее устройство с лопастными мешалками, загрузочное приспособление для ввода основного компонента и разгрузочное приспособление для вывода готового продукта, систему подвода увлажняющей жидкости в виде одной форсунки, систему вакуумирования (см. описание к патенту Российской Федерации на полезную модель №111026(B01J 8/10, опубл. 10.12.2011 г.).

Известное устройство имеет вертикальную компоновку. После проведения гидролиза увлажненная масса (суспензия) должна передаваться в следующий аппарат на отпарку, что ведет к потерям летучего и вредного аллилтиацианата (АИТЦ) в атмосферу, а также увеличивает себестоимость готового продукта.

В вертикальном аппарате перемешивающее устройство при очень вязкой увлажненной массе неэффективно. Процесс гидролиза может пройти не полностью, что приведет к большому остаточному количеству нитрилов в конечном продукте.

Неэффективна также система обогрева реактора с помощью теплообменной змеевиковой рубашки, установленной снаружи корпуса реактора.

Известно устройство для переработки горчичного жмыха, принятое за прототип, состоящее из горизонтально установленного корпуса с водяной рубашкой для обогрева, снабженного загрузочным люком на одном конце корпуса, разгрузочным люком на другом его конце, системой подвода водяного раствора внутрь корпуса в виде форсунок, установленных вдоль валов, и системой вакуумирования с запорной арматурой (см. Патент России №2560634, А23 К 1/14, опубл. 20.08.2015г.).

Загрузочный люк и разгрузочный люк снабжены клапанной вакуумной задвижкой. Внутри каждого полуцилиндра параллельно друг другу установлен вал с лопатками для перемешивания и с возможностью вращения валов навстречу друг другу.

Устройство позволяет: обеспечить возможность регулирования скорости перемешивания, исключить застойные «мертвые зоны», обеспечить равномерное распыление водного раствора для эффективного смачивания жмыха.

К недостаткам устройства относятся - сложность конструкции и низкая ремонтнопригодность, недостаточная степень поддержания вакуума из-за просачивания воздуха в местах закрепления валов на корпусе, что приводит к увеличению энергоёмкости и временных затрат при обработке жмыха.

Технической задачей и результатом предлагаемого гидролизёра являются: упрощение конструкции перемешивающего узла устройства, улучшение ремонтопригодности и снижение времени на ремонт, снижение энергоёмкости и временных затрат при обработке жмыха путем снижения потерь при вакуумировании, увеличение срока службы вала, увеличение производительности оборудования, исключение комкования при перемешивания жмыха.

Указанный технический результат достигается тем, что в гидролизёре, содержащем горизонтально установленный корпус с водяной рубашкой для обогрева, загрузочный люк, разгрузочный люк, систему подвода увлажняющей среды внутрь корпуса в виде установленных вдоль вала форсунок, систему вакуумирования с запорной арматурой, систему для перемешивания жмыха в виде вала с закрепленными на валу лопатками и привод, имеются отличия, а именно, использован один вал, который установлен в корпусе посредством удлиненных концов, расположенных в съёмных ступицах, выполненных с цилиндрической ступенчатой внутренней поверхностью, образующей полость под установку сальников и распорных колец, при этом удлиненные концы вала условно разделены на две части, одна из которых покрыта распорными кольцами, а другая покрыта маслом, содержащимся в масляной ванне, ограниченной сальниками с находящимся внутри и препятствующим сближению сальников фасонным кольцом, причём сальники установлены с возможностью перестановки с распорными кольцами, а лопатки закреплены на валу перпендикулярно оси вала четырьмя продольными винтообразными рядами, обеспечивающими расположение смежных лопаток в ряду с радиальным смещением относительно друг друга, и выполнены каждая с тремя лопастями, расположенными под углом 45 градусов к оси вала, при этом лопасти средней расположены нормально к верхней и нижней лопастям лопатки.

Гидролизёр иллюстрирован чертежами, где : на фиг.1 изображена принципиальная схема гидролизёра-продольное сечение; на фиг. 2 - вал с гнёздами для крепления лопаток; на фиг.3 - лопатка с закрепленными лопастями - общий вид; на фиг.4 - расположение сальников на валу в исходном начальном положении; фиг.5 - расположение сальников на валу после переустановки (рокировки); на фиг.6 сечение А - А на фиг.1; на фиг.7 сечение Б - Б на фиг.1.

Устройство (см. фиг.1) для переработки горчичного жмыха состоит из горизонтально установленного корпуса 1, снабженного водяной рубашкой 2 для обогрева, загрузочным люком 3 и разгрузочным люком 4, а также системой подвода увлажняющей среды (подогретая вода или водный раствор) внутрь корпуса 1, выполненной в виде форсунок 5, и входом 6 для подключения системы вакуумирования.

Водяная рубашка 2 для обогрева имеет вход 7 и выход 8 теплоносителя (горячая вода). Загрузочный люк 3 и разгрузочный люк 4 снабжен клапанной вакуумной задвижкой (клапанные вакуумные задвижки на чертеже не показаны).

Внутри цилиндрического корпуса 1 установлен вал 9 с лопатками 10 для перемешивания, приводимый во вращение от привода 11. На валу 9 выполнены конусные гнёзда 12 (см. фиг.2) для крепления (установки) конусных стержней 13 лопаток 10. На каждом стержне 13 перпендикулярно к его оси приварены по три лопасти, при этом средняя лопасть 14 расположена плоскостью под углом 90° к плоскостям соседних лопастей 15 и 16, находящихся в одной плоскости (см. фиг.3).

Указанное расположение лопаток 10 на валу 9 при включении привода 11 позволяет лопаткам 10 входить в контакт при перемешивании жмыха с водой постепенно, поочередно, что ведёт к снижению нагрузки на привод 11, улучшая его работу.

Конусные гнёзда 12 на валу 9 расположены четырьмя продольными винтообразными рядами, обеспечивающими расположение смежных (соседних) лопаток 10 в ряду с радиальным смещением относительно друг друга. Причём все лопасти 15, 16 и 14 при креплении лопаток 10 на валу 9 своей плоскостью расположены под углом 45 градусов к оси вала, что позволяет двигать продукт вдоль оси влево и вправо. Каждая лопасть двигает продукт на своей глубине.

Удлиненные концы вала 9 установлены в корпусе 1 посредством съёмных ступиц 17 и зафиксированы относительно вала 9 зажимной гайкой 18 и крышкой 19 на одном конце и крышкой 20 на другом конце вала 9.

Ступицы 17 выполнены с цилиндрической ступенчатой внутренней поверхностью, образующей полость под установку подшипников 21, сальников 22, 23 и 24 и прижимных колец 25 и 26 малых и больших соответственно.

Удлиненные концы вала 9 условно разделены на две части, одна из которых покрыта маслом и ограничена сальниками 22 и 23, разделенными подвижным, препятствующим сближению сальников 22 и 23 фасонным кольцом 27, образуя масляную ванну 28, в которой масло находится под атмосферным давлением. Масло самотёком заходит в пространство между сальниками из резервуара от источника масла (на чертеже не показан). На второй части удлинённого конца вала установлены распорные кольца 25 и 26 и сальник 24 (см. фиг. 4).

В процессе эксплуатации при создании вакуума в полости гидролизёра на одну часть конца вала 9, покрытую маслом, продолжает действовать атмосферное давление, масло давит на сальник 23 с усилием 1кг на см2, а рабочая часть сальника 23 прижимается к волу с большим усилием, так как с обратной стороны нет давления, там вакуум, что приводит к образованию на поверхности вала 9 деструктивных канавок, которые со временем приводят к выходу из строя вала 9, после чего вал 9 обычно меняют. Вторая часть конца вала 9, покрытая кольцами 25 и 26, не имеет масляного покрытия, и при создании вакуума в гидролизёре также вакуумируется.

В предлагаемом техническом решении в процессе эксплуатации устройства вал 9 менять не требуется. Вместо этого, производят замену сальника 23 и установку его на ту вторую не выработанную часть конца вала 9, которая раньше не была покрыта слоем масла, перемещая часть распорных колец 25 и 26 со второй части конца вала 9 на первую, и устанавливая их между фасонным кольцом 27 и сальником 23. В результате увеличивается длина масляной ванны 28, а вторая часть конца вала 9 уменьшается (см. фиг 5). Длина второй части конца вала 9 позволяет производить такую замену неоднократно, выбирая для нового положения сальника 23 невыработанные участки на валу 9, тем самым, снижается стоимость и трудоёмкость ремонта по сравнению с ремонтом устройства с полной заменой вала

Гидролизёр работает следующим образом. Подогретый измельченный жмых через загрузочный люк 3 подают в предварительно прогретый водяной рубашкой корпус 1 при включенном приводе 11. После окончания загрузки жмыха загрузочный люк 3 закрывают и через форсунки 5 подают увлажняющую среду. Одновременно с подачей воды через форсунки 5 производят перемешивание лопатками 10. При температуре 50-70° создают вакуум. Происходит бурный процесс кипения и испарения летучей фазы АИТЦ. Процесс сушки под вакуумом продолжается 15 минут. Уносимая пароэфирная смесь, содержащая эфирные горчичные масла, опасные для здоровья и жизни животных, направляется в систему улавливания, включающую механический фильтр и холодильник (система улавливания на чертеже условно не показана).

По окончании сушки вакуум отключают, включают привод 11 вала 9, открывают выгружной люк 4 и высушенный обезвреженный жмых выгружают нижними лопатками 10 в промежуточный бункер для дальнейшей фасовки в потребительскую тару (промежуточный бункер на чертеже условно не показан).

Изобретение относится к кормопроизводству, а именно к устройству для переработки горчичного жмыха. Гидролизёр содержит горизонтально установленный корпус с водяной рубашкой для обогрева, загрузочный люк, разгрузочный люк, систему подвода водяного раствора внутрь корпуса в виде форсунок, установленных вдоль вала, систему вакуумирования с запорной арматурой, систему для перемешивания горчичного жмыха в виде вала с установленными на валу лопатками, работающего от привода. Вал имеет удлиненные концы, которые установлены в корпусе посредством съёмных ступиц, выполненных с цилиндрической ступенчатой внутренней поверхностью, образующей полость под установку сальников и распорных колец. Удлиненные концы вала условно разделены на две части, одна из которых покрыта распорными кольцами, а другая покрыта маслом, содержащимся в масляной ванне. Ванна ограничена сальниками с находящимся внутри и препятствующим сближению сальников фасонным кольцом. Сальники установлены с возможностью перестановки местами с распорными кольцами. Лопатки закреплены на валу перпендикулярно его оси четырьмя продольными винтообразными рядами, обеспечивающими расположение смежных лопаток в ряду с радиальным смещением относительно друг друга. Каждая лопатка выполнена с тремя лопастями, расположенными под углом 45 градусов к оси вала, лопасти средней расположены под углом 90 градусов к верхней и нижней лопастям лопатки. Использование изобретения позволит упростить конструкцию перемешивающего узла устройства, улучшить ремонтопригодность гидролизёра, снизить энергоёмкость и временные затраты при обработке жмыха путем снижения потерь при вакуумировании. 7 ил.

Гидролизер, содержащий горизонтально установленный корпус с водяной рубашкой для обогрева, загрузочный люк, разгрузочный люк, систему подвода увлажняющей среды внутрь корпуса в виде установленных вдоль вала форсунок, систему вакуумирования с запорной арматурой, систему для перемешивания горчичного жмыха в виде вала с закрепленными на нем лопатками и привод, отличающийся тем, что вал имеет удлиненные концы, которые установлены в корпусе посредством съёмных ступиц, выполненных с цилиндрической ступенчатой внутренней поверхностью, образующей полость под установку сальников и распорных колец, при этом удлиненные концы вала условно разделены на две части, одна из которых покрыта распорными кольцами, а другая - маслом, содержащимся в масляной ванне, ограниченной сальниками с находящимся внутри и препятствующим сближению сальников фасонным кольцом, причем сальники установлены с возможностью перестановки местами с распорными кольцами, а лопатки системы перемешивания размещены на валу перпендикулярно его оси четырьмя продольными винтообразными рядами, обеспечивающими расположение смежных лопаток в ряду с радиальным смещением относительно друг друга, при этом каждая лопатка выполнена с тремя лопастями, расположенными под углом 45 градусов к оси вала, а лопасти средней расположены под углом 90 градусов к верхней и нижней лопастям лопатки.