Устройство охлаждения рабочих органов машин для переработки полимеров Советский патент 1986 года по МПК B29C47/84 B29C45/74 B29B13/04 

2. Устройство по п.1, о т л и- чающееся тем, что, с целью позонного регулирования температуры ротора, он снабжен рядом оболочек, установленных в продольной полости ротора на трубке для подвода хладагента с образованием испарительных

1

Изобретение относится к оборудованию для переработки полШ еров и может быть использовано в химической промьшшенности.

Цель изобретения - повьппение производительности устройства путем обеспечения надежной подачи хладагента на теплообменную поверхность ротора при увеличении скорости его вращения, а также позонное регулирование температуры потока.

На фиг. 1 изображено устройство продольный разрез; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. .

Устройство охлаждения рабочих органов машин для переработки полимеров содержит рабочий орган в виде ротора 1, имеющего концентрич- но расположенную продольную полость 2, которая с передней части iперекрыта запорным клапаном 3 с упруго компенсирующим элементом (не показан) , предназначенньм для отсоса воздуха, а с другой части - герметично установленным обменни- ком, корпус 4 которого герметизирован с помощью уплотнительных ко лец 5 и крепится заодно втулкой 6 на конце ротора 1 болтами 7. Втулка 6 имеет фланец а с вырезами и кольцевой выступ о . Б корпусе 4 жестко смонтированы конденсационный барабан 8, герметично установленый и имеющий по своей внутренней поверхности винтовые ребра 9, цилиндрическая оболочка 10, образующая совместно с конденсационным барабаном 8 охлаждакмцую рубашку с винтовыми каналами J1, коническая обечайка 12, диски 13 и- 14, предназначенные для защиты конденсационного барабана 8 от брызг. Диск 14, ПЛОТНО прилегающий к торцовой по1214461

камер, снабженных .наклонными каналами подачи хладаг-ента и сообщенных с проходным каналом отвода пара, который образован наружной поверхностью трубки для подвода хладагента и внутренними поверхностями оболочек.

верхности корпуса 4, имеет в своем теле тангенциально расположенные впадины черпаков 15 с воронками 16. Корпус 4 закрыт крьшкой 17, которая

в центральной части имеет канал Б для отвода охлаждающей воды из камеры, образованной крьщ1кой 17 и полостью конденсационного барабана 8. Конденсационный барабан 8 на своей

торцовой внутренней поверхности

имеет спиралеобразные ребра, образующие со ступицей 18 каналы 19, имеющие вход в ее центральной части и выход - в месте входа винтового

канала К Для подвода холодной воды для охлаждения конденсационного барабана 8 предназначена подающая трубка 20, имеющая фланец для неподвижного крепления ее к корпусу 21

уплотнения. На подающей трубке 20 жестко крепятся ступица 18, установленная с малым зазором относительно спиралеобразных ребер, и направляющая 22, образующая с ребром 9 эжекторную пару.

Для подачи хладагента из корпуса 4 теплообменника в продольную полость 2 ротора 1, особенно при больщой его скорости вращения, теплообменник снабжен шарнирно установленным на полой оси 23, запре- сованной во втулке 6, подающим черпаком 24, который представляет собой изогнутую трубку, верхний конец

которой изогнут так, что отверстие трубки имеет направление, противоположное направлению вращения ротора 1. Подающий черпак 24 в нижней части жес.тко крепится в ступице 25 с отверстием 1 и запрессованными в нее втулками 26, вьтолненными из синтетического материала. К зтой же ступице 25 под углом 90 относительно подающего черпака 24 жест

3

ко крепится балансир 27, ас наружной стороны корпуса А, выполненного из магнитопроницаемого материала, на основании 28 (фиг.2) установлен магнит 29, с помощью которого гасятся колебания балансира 27, удерживая его в неподвижном состоянии относительно вращающегося корпуса 4 теплообменника. Для усиления действия магнита 29 в теле баланси- ,ра 27 в его массивной части может .быть установлен другой магнит 30, имеющий сердечник и короткозамкнутую обмотку 31, взаимодействующую с обмоткой магнита 29 так, чтобы их полярность была разноименной.

Для позонного регулирования температуры ротора 1 он снабжен рядом оболочек 32 с торцовыми стенками 33, установленных в продольной полости 2 :на трубке 34 для подвода хладаген- та в продольную полость 2 ротора 1. с образованием испарительных камер 35, снабженных наклонными каналами 36 подвода хладагента и сообщенных с проходным каналом 37 отвода пара, который образован наружной поверхностью трубки 34 для подвода хладогента и внутренними поверхностями оболочек 32,

Втулка 6 фланцем о жестко прикреплена к диску 14 и имеет бобьщ1ку для крепления трубки 34 для подвода хладагента. Требуемый уровень теплоносителя в продольной полости 2 определяется кольцевым выступом Ь , а фланец q втулки 6 и диска 14 выполнен с радиальными отверстиями 38 сообщающими воронки 16 с трубкой 34 для подвода хладагента и каналами 39 сообщающими продольную полость 2 лабиринтными каналами 40 диска 14, имеющего на своей поверхности отверстие 41 для подачи конденсата в черпаки 15 и отверстия 42 подачи хладагента к конденсационному барабану 8.

Устройство охлаждения работает следующим образом.

Тепло, образующееся в перерабатываемом материале за счет вязкого трения, передается ротору 1 ( фиг-./ Хладогент, находящийся в продольной полости 2 ротора 1, при его вращении растекается по внутренней поверх ности и под действием тепла начинает кипеть и при этом интенсивно испаряется. Пары теплоносителя уст144614

ремляются от горячей поверхности ротора к холодной поверхности конденсационного барабана 8. В разреженном от воздуха пространст5 не ротора 1 и корпуса 4 теплообменника устанавливается сверхвысокая теплопроводность, Идет интенсквньпт отвод тепла от ротора 1 к конденсационному барабану 8 за счет смеtO ны агрегатного состояния теплоно- ситя. Сконденсировавшийся на наружной поверхности конденсационного барабана 8 хладагент в виде капель под действием гравитационного поля

15 и центробежной силы стекает вниз под коническую обечайку 12, затекает в черпаки 15, а при повороте ротора 1, если его скорость невелика, выливается через воронки 16 и

20

втулку 6 в ротора 1.

продольную полость 2

25

30

35

40

45

50

55

При высокой скорости вращения ротора 1, когда гладагент за счет центробежной силы прижимается к цилиндрической стенке корпуса 4 и перестает заливаться в черпаки 15, подача его в продольную полость 2 ротора 1 осуществляется с помощью подающего черпака 24. В этом случае подающий черпак 24, удерживаемый от вращения весом балансира 27 и притягивающим действием магнитов 29 и 30, под действием динамического напора вращающейся жидкости начинает наполняться через его открытое отверстие, расположенное напротив движения жидкости в корпусе 4 . За счет разностей уровней жидкости, находящейся в трубке подающего черпака 24 и в продольной полости 2 ротора , хладагент под действием собственного веса поступает в ступицу 25 подающего черпака 24 и из нее через отверстие полой оси 23, трубку 34 и наклонные каналы 36 выливается струями на поверхность продольной полости 2 ротора 1 .

Количество хладагента, необходимое для Охлаждения данной зоны ротора 1, определяется сечением наклонных каналов 36, Испаривщийся на поверхности продольной полости 2 хладагент в виде пара или в виде пузырьков, если эта поверхность закрыта хладагентом, выходит из зоны через проходной канал 37 (на чертеже показано стрелкой). Наличие проходного канала 37 исключает возможность теплового воздействия от переноса тепла паром из одной зоны в другую.

Увеличение силы притяжения электромагнита 29, обмотка которого питается переменным током, осуществляется за счет возникновения электродвижущей силы в короткозамк- нутой обмотке 31 путем наведения на нее переменного магнитного поля. Тепло конденсации отводится от оребренной поверхности конденсационного барабана 8 водой, движущей ся под давлением магистрали через трубку 20 и канал 19. Из этого канала 19 вода, обтекая с большой скоростью направляющую 22, через малый зазор между направляющей 22 и ребром входит в винтовый 11

2144616

увлекая за собой за счет разрежения образующегося между направляющей 22 и цилиндрической оболочкой 10, воду, вышедшую из винтовых каналов 11, 5 Такая циркуляция снижает расход воды, поскольку за один проход ее температура поднимается незначи тельно.

Использвание изобретения позво- 10 ляет повысить производительность оборудования путем обеспечения подачи хладагента к теплообменной поверхности на форсированных скоростных режимах. Кроме того воз- 15 можно использование предлагаемого устройства в оборудовании с вертикальным расположением ротора с обеспечением надежной подачи хладагента на теплообменную поверхность

20 ротора.

27

28 2930

16

2

15

ВНИИПИ Заказ 834/24 ираж 640 По писное Филиал 1ШП Патент г.Ужгород к ул. Проектная, 4

Фиг. 2