Вихревой тепломассообменный аппарат Советский патент 1984 года по МПК F26B17/10 

Изобретение относится к технике тепломассообменных и химических процессов, в частности к подсушке и очистке газовым потоком сыпучего материала, и может быть использовано в сельском хозяйстве, в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Известна вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена, содержащая улиткообразный коллектор, закручивающий аппарат с тангенциально расположенными щелями ввода теплоносителя, верхнюю и нижнюю профилированные торцовые стенки с центральными патрубками. Между торцовыми стенками с зазором относительно направляющего, аппарата установлен диск, в центре которого находится завихритель, выполненный в виде раз.мещенных один над другим кольцевых лопаточных коллекторов. Над верхним центральным патрубком установлен бункер с загрузочной течкой, входящей в рабочий объем камеры ll.

Известная вихревая камера работает следующим образом.

Зерно из бункера через загрузочную течку самотеком поступает на завихритель, где вовлекается во вращательное движение потоком теплоносителя, выходящим из коллекторов. Под действием центробежной силы зерно отбрасывается к направляющему аппарату и продувается выходящим из него закрученным периферийным потоком теплоносителя. Тяжелые фракции зерна проходят через зазор между закручивающим аппаратом и диском и выводится из камеры через центральный патрубок, а отработанный теплоноситель вместе с легкими фракциями выбрасывается через верхний патрубок.

Недостатком известной вихревой камеры являются большие энергозатраты, возникающие из-за непроизводительного использования газового потока для отбрасывания зернового вороха напериферию, так как обрабатываемый материал вводится в приосевую область камеры, где тангенциальная составляющая скорости газового потока мала, воздух же, выходящий из закручивающего аппарата под центральным диском, не участвует в процессе сепарации. Недостатком является также низкое-качество очистки. Это объясняется следуквдим. Подаваемый на очистку зерновой ворох движется навстречу газовому потоку, выводящему примеси из вращающегося слоя зернового вороха. Подаваемый зерновой ворох имеет радиальную скорость движения к периферии больше, чем движущийся ему навстречу газовый поток с выводимыми примесями. Встречаясь с газовым потоком, подаваемым

на очистку, зерновой ворох увлекает к периферии часть примесей из этого потока. В результате примеси накапливаются в слое и вместе с зерном выводятся из камеры через зазор между направляющими аппаратом и диском. Следовательно, качество очистки снижается.

Известен также вихревой тепломассообменный аппарат, содержащий

0 корпус с боковым входным патрубком для теплоносителя и торцовыми верхней и нижней стенками, конический завихритель, обращенный расширенной частью вверх, загрузочный и разгруг зочный бункеры Гз,

Вихревой тепломассообменный аппарат работает следующим образом.

Зерно из загрузочного бункера через кольцевую щель верхней стенки поступает в конический завихритель.

0 Под действием закрученного газового потока дисперсный материал образует вращающийся слой, который опускается вниз по завихрителю. При этом слой . продувается газовым потоком. Обра5 (ботанный Материал выводится из аппарата в загрузочный бункер через щель в нижней торцовой стенке. Отработанный газовый, поток вместе с примесямк выводится и.з аппарата через .

0 осевые выходные отверстия .в торцбвых стенка с. . .

Недостатком известной вихревой камеры является малая лроизводительность..

5 При увеличении расхода дисперсного материала через этот аппарат происходит вытеснение поступающего материала на внутреннюю поверхность вращающегося слоя, где он обтекается уже отработавшим теплоносителем, прошедшим через слой, что приводит к cнижeниtoкоэффициента теплоотдачи от теплоносителя к проточному дисперсному материалу. В то же время находящийся в слое у стенки завихри5 теля материал перегревается, и время его контакта с теплоносителем не поддается регулировке. Одновременно снижается эффект очистки материала, так как примеси, выведенные на внут0 реннюю поверхность слоя, смешиваются с поступившим на обработку материалом.

Цель изобретения - повышение производительности.

5 Поставленная цель достигается

тем, что вихревой теплообменный ап: парат, содержащий корпус с боковым входным патрубком для теплоносителя и торцовыми верхней и нижней стенками, конический завихритель,обращенный расширенной частью вверх, загрузочный и разгрузочный бункеры, дополнительно содержит цилиндрический завихритель, расположенный над коническим завихрителем и имеющий

5 диаметр, превышающий диаметр последнего, и по крайней мере один эжектор, подключенный приемной камерой к загрузочному бункеру, а камерой смешения - к цилиндрическому завихрителю при помощи кольцевого канала ,со щелью в его нижней части, к которому камера смешения направлена по касательной.

На фиг, 1 схематически изображен предлагаемый вихревой тепломассообменный аппарат, вертикальный разрез на фиг, 2 - то же, вид сверху.

Вихревой тепломассообменный аппарат содержит улиткообразный корпус -1 с верхней 2 и нижней 3 торцовыми стенками, боковой входной патрубок 4 для теплоносителя, конический 5 и цилиндрический б завихрители с тангенциальными щелями, кольцевой канал 7, эжектор 8, загрузочный 9 и разгрузочный 10 бункеры, центральный газоотводящий патрубок 11,

В верхней торцовой стенке 2 выполнена кольцевая щель 12, ав нижней торцовой стенке 3 - кольцевая щель 13

Вихревой тепломассообменный аппарат работает следующим образом,

Зерно из бункера 9 поступает в эжектор 8, установленный по касательной к образующей кольцевого канала 7 В канале 7 дисперсный материал получает окружную скорость и через коль цевую щель .13 поступает в цилиндрический завихритель б, а затем в когнкческий завихритель 5, Теплоноситель, пройдя через тангенциальные щели завихрителей 5 и б, образует в рабочем объеме аппарата закрученный поток газовзвеси в виде вращающегося слоя, продуваемого потоком теплоносителя.

По мере движения дисперсного материала в слое происходит его сепарация, нагрев, подсушка. Примеси вместе с обработанным теплоносителем выводятся из рабочего объема аппарата через центральный патрубок 11 Отработанный дисперсный материал, опустившись в нижнюю часть конического завихрителя 5, выводится через щель 13 в бункер 10.

Нижняя торцовая стенка 3 препятствует проникновению в бункер 10 вторичных вихрей, сопутствукацих закрученным потокам и несущих легкие примеси.

При меньших габаритных размерах и металлоемкости предлагаемый вихревой аппарат имеет по сравнению с нагревательными колонками большую производительность. Время контакта зерна с топочными газами сокращается в 4 раза, что улучшает качество зерна (уменьшается количество канцерогенных веществ, оседающих на зерне во время нагрева), повышается эффект очистки от легких примесей в несколько раз.

ВИХРЕВОЙ ТЕПЛОМАССООВМЕННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус с боковьш входным патрубком для теплоносителя и торцовыми верхней и нижней стенками, конический завихритель, обращенный расширенной частью вверх, загрузочный и разгрузочный бункера, отлич ающийс я тем, что, с делью повышения производительности, он дополнительно содержит цилиндрический завихритель, расположенный над коническим завихрителем и имеющий диаметр, превышающий диаметр последнего, и по крайней мере один эжек - тор, подключенный приемной камерой к загрузочному бункеру, а камерой смешения - к цилиндрическому завихрителю при помощи кольцевого канала со щелью в его нижней части, к которому камера смешения направлена по касательной.о О) Jtmtoimunefk F СП О5 СО