Теплообменник Советский патент 1992 года по МПК F28D11/02 F28C3/06 

Изобретение относится к металлургии и химической промышленности и, в частности к устройствам, в которых газ и жидкость контактируют на пленкообразующей поверхности.

Известен аппарат для концентрирования жидкостей при нагреве их газом, в котором жидкость движется в виде пленки, покрывающей поверхность вращающихся дисков, а газы перемещаются перпендикулярно оси вращения. Сухой остаток удаляется с поверхности дисков скребковым приспособлением.

Однако, поскольку пленка движется на дисках под действием центробежных сил, необходимо быстрое вращение ротора, что снижает надежность устройства, кроме того, скребковое приспособление загромождает сечение для прохода газов между дисками, что приводит к неравномерному и неполному смыванию поверхности газами.

Известен также теплообменник являющийся наиболее близким к предложенному по сущности и достигаемому эффекту. Этот теплообменник содержит корпус с патрубками для ввода и вывода рабочих сред и размещенные в нем горизонтальный ротор в виде вала с насаженными на него дисками имеющими в приосевой зоне окна, разделенные между собою перемычками, и дис- танционирующие проставки между дисками и радиальные скребки.

Недостатки его состоят в следующем: ркна в дисках ослабляют последние и потому дисковый ротор имеет недостаточную жесткость и надежность; по той же причине аппарат не может иметь значительную производительность по испаряемой, влаге.

Целью изобретения является повышение производительности и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в теплообменнике, содержащем корпус с патрубками ввода и вывода рабочих сред и

VI

|СО

ico

00 О 10

размещенные в нем горизонтальный ротор в виде вала с насаженными на него дисками, имеющими в приосевой зоне окна, разделенные между собой перемычками, и дис- танционирующие проставки между дисками и радиальные скребки, каждая дистанцио- нирующая проставка выполнена в виде звезды вписанной в перемычки между окнами диска, а все диски и проставки насажены на валу с плотным прилеганием их боковых поверхностей друг к другу.

Кроме того, диски могут быть размещены на валу секциями, а дистанционирую- щие проставки между секциями выполнены с толщиной большей толщины проставок внутри секций.

На фиг. 1 изображен предлагаемый теп- лообменик; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.; 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Теплообменник содержит корпус 1, в котором помещен горизонтальный ротор, включающий вал 2, диски 3, дистанциониру- ющие проставки 4, упоры 5 и стяжные гайки 6. Диски 3 имеют в приосевой зоне окна 7. Дистанционирующие проставки 4 имеют форму звезды, посаженной на вал 2 и вписанной в перемычки между окнами диска. Диски 3 и проставки 4 стянуты между собою плотно по боковым поверхностям с помощью упоров 5 и гаек 6 и образуют в сово- купности жесткий дисковый ротор. Последний может иметь одну или несколько групп (секций) дисков. На фиг. 1 изображен секционированный ротор, в котором проставки 4 имеют между секциями большую толщину, чем проставки между дисками внутри секций. Ротор опирается на подшипники 7 и имеет привод (не показан). Между дисками помещены радиальные скребки 9, закрепленные в корпусе 1. К последнему присоединены патрубки 10 и 11 для подвода и отвода газа. Патрубки 10 примыкают к приосевой зоне дисков в месте расположения окон 7. На корпусе имеются также патрубки 12 и 13 для подвода нагретой и отвода охлажденной воды. Они расположены в нижней части корпуса по разную сторону от скребков 9.

Устройство работает следующим образом.

Нижняя часть корпуса до обреза окон 7 заполнена водой, которая поступает по патрубку 12 и отводится по патрубку 13. Ротор вращается с заданной скоростью в направлении от патрубка 13 к патрубку 12. При этом диски смачиваются водой и на них остается ее тонкая пленка. Выше уровня воды диски обдуваются радиально холодным воздухом, который поступает в корпус по патрубкам 1 и через окна 7 вводится в зазоры

между дисками 3. Нагретый воздух удаляется через патрубок 11. По мере вращения дисков в газовой полости они сами и пленка воды на них охлаждаются, а при окунании в

воду слева от скребков 9 диски снова нагреваются. Дальнейший нагрев дисков происходит при смывании их нагретой водой справа от скребков 9. Часть этой воды в виде пленки транспортируется вместе с дисками

0 через газовую полость. Толщина пленки воды на дисках зависит от скорости их вращения. Последняя выбирается такой, чтобы воздушный поток при скорости на выходе из дисков 3-5 м/с не срывал жидкости с плен5 кообразующей поверхности.

При толщине дисков 2 мм и зазоре между ними 4 мм в аппарате компактность поверхности характеризуется величиной 180-200 м2/м3.

0Скребки 9 предназначены для удаления

с дисков пленки охлажденной жидкости и осадка солей.

Теплообменник предназначается преимущественно для охлаждения оборотных

5 вод газоочисток. Трудности эксплуатации градирен в таких системах состоят в том, что охлаждаемая вода загрязнена тонкими частичками и содержит много растворенных солей, склонных к выпадению при

0 охлаждении. Вследствие этого насадка в градирнях быстро заносится отложениями, а в градирнях брызгального типа забиваются распределители воды. Поэтому, например, градирни водооборотов доменных

5 газоотчисток отводят летом на 50-70% тепла меньше, чем должно быть по расчетам.

Теплообменник заменяет насадочную градирню, от которой он отличается тем, что:

0 в нем применена более развитая (в 3-4 раза) пленкообразующая поверхность;

имеется возможность, изменяя число оборотов ротора, регулировать толщину пленки воды на дисках;

5 можно применять большую скорость охлаждающего воздуха, т.к. на тонких пленках не опасен брызгоунос;

пленкообразующая поверхность непрерывно очищается.

0 Основная трудность при создании роторных охладителей состоит в том, что в центральной зоне ротора необходимо разместить канал-распределитель воздуха. Диаметр его оказывается таким, что

5 существенно ослабляются тонкие диски и жесткость их недостаточна.

Предлагаемое техническое решение эти трудности устраняет, так как звездообразные проставки, сжатые между собою дисками, образуют в приосевой зоне ротора

жесткую ферму и придают устойчивость дискам.

Изобретение может быть применено и в других вариантах: при выпаривании сточных вод и шламов, при нагреве суспензий. В этих случаях меняется направление газового потока, который вводится в ротор по периферии дисков и выводится через центральную зону ротора. Скребки устанавливаются относительно дисков так, чтобы отделяемый осадок выводился из корпуса помимо ванны с жидкостью.

Формула изобретения 1. Теплообменник, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода рабочих сред и размещенные в нем горизонтальный ро0

5

тор в виде вала с насаженными на него дисками, имеющими в приосевой зоне окна, разделенные между собой перемычками, и дистанционирующими проставками между дисками и радиальные скребки, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и надежности, каждая дистанционирующая проставка выполнена в форме звезды, вписанной в перемычки между окнами диска, а все диски и простав- ки насажены на валу с плотным прилеганием их боковых поверхностей-друг к другу.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что диски размещены на валу секциями, а дистанционирующие проставки между секциями выполнены с толщиной, большей толщины проставок внутри секций.

Изобретение относится к металлургии и химической промышленности, в частности к аппаратам, в которых газ и жидкость контактируют на пленкообразующей поверхности. Цель - повышение производительности и надежности. Устройство содержит корпус 1, снабженный патрубки для ввода и вывода рабочих сред, в котором горизонтально установлен ротор в виде вала 2 и дистанцио- нированных дисков 3, разделенных проставками 4. Диски имеют в приосевой зоне окна 7, разделенные перемычками, а проставки 4 насажены на вал 2 и имеют форму звезды, вписанной в перемычки между окнами дисков. Диски 3 и проставки 4 плотно стянуты между собою по боковым поверхностям и образуют жесткий составной ротор. Между дисками радиально помещены скребки 9. Диски могут быть собраны на валу секциями, разделенными проставками увеличенной толщины. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

-