Тепломассообменный аппарат Советский патент 1991 года по МПК F26B17/18 

Изобретение относится к технологическому оборудованию для проведения непрерывных процессов в различных отраслях народного хозяйства, а именно к шнековым аппаратам, в которых осуществляется процесс теплообмена например сушка или кристаллизация.

При наличии у транспортируемых веществ адгезионных и когезионных свойств в этих аппаратах используется шнек, часть винтовой нарезки которого выбрана, сам шнек наряду с вращением совершает возвратно-поступательное движение, а на корпусе устанавливается гребенка, состоящая из ряда очистных пластин, взаимодействующих с элементами винтовой нарезки.

Известен тепломассообменный аппарат, содержащий продольный обогреваемый корпус со шнеком, винтовая нарезка которого прерывается пазами и таким образом как бы разделена на отдельные винтовые лопасти. В пазы между винтовыми лопастями входят месительные зубья, стационарно расположенные на корпусе. Взаимодействие винтовых лопастей шнека с месительными зубьями корпуса происходит при одновременном вращательном и

возвратно-поступательном движениях шнека, обеспечивающих интенсивное перемешивание и перемещение материала.

Недостатком известной конструкции является малая поверхность теплообмена, образуемая винтовыми лопастями и месительными зубьями, что является следствием необходимости диагональных перемещений при вращательном и возвратно-поступательном движениях. Для обеспечения возможности такого движения лопасти и зубья имеют малые геометрические размеры и расположены с большим шагом.

Целью изобретения является повышение эффективности теплообмена.

Указанная цель достигается тем, что в шнековом аппарате, содержащем продольный корпус с рубашкой и жестко закрепленными на нем зубьями, винтовая нарезка шнека составлена из плоских перекрывающих друг друга секторов, установленных с зазором, плоскость которых перпендикулярна продольной оси шнека. Кроме того, сектора шнека в зависимости от свойств перерабатываемого продукта выполняются таким образом, что передняя кромка сектора образует с касательной к дуге сектора

сл С

о ю

00

о о сл

острый угол либо переходит в дугу по плавной кривой, например по дуге окружности

Предложенный тепломассообменный аппарат отличается от известного тем, что винтовая нарезка шнека составлена из плоских секторов, установленных с зазором, плоскость которых перпендикулярна продольной оси шнека. Кроме того, передней кромке секторов придана специальная форма, отличная от формы зубьев прототипа,

На фиг, 1 изображен продольный разрез тепломассообменного аппарата; на фиг. 2 - фрагмент аппарата в аксонометрической проекции; на фиг. 3, 4 - варианты винтовой нарезки в виде поперечного сечения шнека.

Тепломассообменный аппарат содержит продольный корпус 1 с рубашкой 2, образующие между собой полость 3 для прохода теплоносителя. С одной стороны корпуса 1 на нем установлен ряд плоских пластин 4 в виде гребенки, образующих одну из внутренних поверхностей теплообмена. Внутри корпуса 1 размещен шнек, представляющий собой полый вал 5, через который проходит теплоноситель. На валу по винтовой линии расположены плоские сектора 6, плоскость которых перпендикулярна оси вала 5. Винтовая нарезка шнека образует еще одну развитую поверхность теплообмена. Корпус 1 снабжен крышкой 7 со штуцером 8 для подачи продукта Выгрузка продукта осуществляется через штуцер 9, расположенный с противоположной стороны в нижней части корпуса 1. Отвод паров, например, при сушке производится через штуцера 10. При переработке продуктов, обладающих высокой адгезией, используют шнек с винтовой нарезкой, выполненной в виде плоских секторов, передняя сторона которых образует с касательной к дуге сектора острый угол (90°) (фиг. 3). В этом случае сектора нарезки выполняют дополнительную функцию резцов, сдирающих с корпуса 1 прилипший продукт. При переработке комкующихся продуктов применяют шнек с секторами, передняя сторона которых переходит в дугу по плавной кривой, например, по дуге окружности с радиусом (фиг. 4). При набегании таких секторов на комки материала происходит их раздавливание между корпусом 1 и секторами 6.

При использовании тепломэссообмен- ного аппарата в качестве сушилки он работает следующим образом.

После введения шнека во вращение и

подачи теплоносителя в рубашку и в вал в аппарат через штуцер 8 подают влажный продукт, который подвергается интенсивному перемешиванию мехду плоскими секторами винтовой нзрезки 6 и плоскими

пластинами корпуса 4. Одновременно с перемешиванием и измельчением происходит вытеснение продукта вдоль аппарата. Вследствие высокой развитости поверхности теплообмена и интенсивного перемешивания в аппарате происходит эффективный теплообмен и испарение влаги из высушиваемого аппарата. Испаренная влага отводится из аппарата газообразным носителем через штуцер 10, а сухой продукт высыпается из сушилки через штуцер 9.

Выполнение винтовой нарезки шнека в виде плоских секторов, плоскость которых перпендикулярна продольной оси шнека, позволяет увеличить поверхность теплообмена на 30-50% и, следовательно, на такую же величину повысить производительность аппарата. Придание секторам специальной формы обеспечивает измельчение комкующихся и налипающих продуктов в процессе

их обработки, что дополнительно интенсифицирует процесс тепломассообмена и в значительной мере расширяет область применения аппарата.

Формула изобретения

1. Тепломассообменный аппарат содержащий горизонтальный корпус с рубашкой и очищающей гребенкой, размещенной на его внутренней поверхности, транспортирующий винтовой шнек, устройства загрузки и разгрузки продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса тепломассообмена путем увеличения поверхности теплообмена, вал шнека выполнен полым, а его

винтовая навивка - в виде плоских секторов, установленных с зазором и взаимным перекрытием, при этом плоскость секторов перпендикулярна оси шнека.

2. Аппарат по п. 1, отличающий0 с я тем, что передняя сторона и касательная дуга каждого сектора образуют острый угол.

«4tP

ИЗ

Изобретение относится к технологическому оборудованию, а именно к шнековым аппаратам, в которых осуществляется процесс тепломассообмена, например сушка или кристаллизация. Целью изобретения является повышение эффективности тепломассообмена путем увеличения поверхности теплообмена. Вал шнека выполнен полым л его винтовая навивка - в виде плоских сзктороп тпоскослъ которых перпендикулярна JCH шьека. 1 з п ф-лы, 4 ил.

00

J

- X

«o 5J

-S

Г

0)

Фиг. 2

ФигЗ

Фиг. 4