Способ охлаждения контейнеров и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК F01P5/10 B01J17/08 

(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ КОНТЕЙНЕРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

I

Изобретение относится к способам и устройствам для охлаждения контейнеров и может быть использовано для охлаждения контейнеров в установках йля зонной плавки органических вещеетв

Известен способ охлаждения контейнеров путем радиационного отвода от них тепла 13 .

Радиационный способ охлаждения наиболее распространен при очистке неорганических веществ методом зонной плавки, где температура процесса высока ( 40О°С), Охлаждение контейнера осуществляют за счет создания градиента температур между поверхностями контейнера и холодильника. Теплоотток происходит через воздущный зазор между ними. Ввиду того, что теплопроводность воздуха мала, для эффективного охлаждения поверхности контейнера необходимо применять большие градиенты температур, что в свою очередь требует больших энергозатрат. Эффективность холодильншсов такого типа крайне мала.

Известен способ охлаждения контейнеров путем конвективного отвода от них тепла при обдуве потоком холодного газа 2.

Конвективный способ охлаждения осуществляется благодаря обдуву поверхности контейнера в межнагревательном пространстве потоком холодного газа. Эффективность холодильников этого типа зависит от скорости подачи холодной

10 струи и расхода хладагента в единицу времени.

Однако эти способы охлаждения не обладают достаточной эффективностью и не могут удовлетворить существую15щим требованиям к холодильникам в установках для зонной плавки органических веществ.

Известен способ охлаждения контейнеров установок для зонной плавки орга20нических веществ и устройство для его осуществления. Известный способ может быть использован для охлаждения горизонтальных вращающихся контейнеров

37

эошюй плавки путем нанесения хладагента на охлаждаемый участок контейнера и отвода хладагента. Устройство для ос 1нествлен1-ш этого способа охпаж,дешш содержит кольцевузо полость, охватывающую по диаметру горизонтально расположенный контейнер, н штуцера для подвода и отвода хладш ента о.

Однако для эф(|)ект11вной работы этого холодняьнтса требуется большой расход хладагента-, поскольку при контакте хладагента с поверхностью контейнера на поверхности раздела фаз (твердая поверхность контешера, ясз-щкая - поверхность хладагента ) существует 1фанич1& й слой, который снижает скорость отвода тепла от поверхности контейнера. Уменьшить влияние пограничггог о слоя на процес ; теплообмена моксно топъко повысив скорость подащ хладагента перпендикулярно к поверхности коз-1тейнера. Окончательно вли5П1ие пограшгчного слоя и члючлть нельзя. Попь Шеш1е скорости передало хладагента может вь звать его растекание и появляется вероятНость попадания хладагента даже в область нагреваемого 1астка контейнера, Повышслще скорости враще)шя контейж)ра вызывает тот же , для устраненшт которого необходимы усложення

в KOHcrpja iniji - установка са.Ш;.шжовых уплотнспз Й в области охлаждаемого участка {оптейнеро. По т пзаннь М причинам эти холодл1льигаси также не бь1ть npJEvieHGHLi для охлаждения вертикально расположенных контейнеров, которое наиболее оптимально для очистки органичесюгх ве;деств. Таким образом, недостатком известных способов и устройства являются малая Э(| фе7стивность охлаждения, большие энергетичесзгае затраты и узкая область пpШvIeнeиня.

Целью изобретения являетс5г устранение а(азан)плх недостатков.

Поставлеииая цель дост}Егается тем, что на охлаждаемый участок контейнера наносят нленку хладаге5гга. Теплоотток осусцествляется со стенок контедагера за счет погло1це Г 1я тепла при испаретп5и тонкой пленки хладагента.

Такой способ охлаждения межнахреаательного пространства может быть осуществлен устройством новой конструкШ{И, содержащим корпус с дшацем и крыкой и закрепленные в нем urrjuepa подаW. и слива хладагента и снабженное Г-образным пористым фитилем, загнутый конец которого размещен в корпусе. Для регулзфования уровня хладагента, штуцер

164

с.1шва хладагента закреплен в днище с воамоясностью возвратно.-поступательного пере.мещенз я в верт.шс,альном нагфавлен ш

На чертеже изображетго устройство, общий вид, продольный разрез.

./стройстБО для охлаждения контейнеров содержит корпус 1 с хладагентом 2, в нижней части которого установлены штуцер 3 подачи хладагента и iirrjTiep 4 сл.1та, снабжешаз й системой сальшгковых уплотне1шй 5, Верхний срез штуцера 4 определяет уровень хладагента 2. В корпусе 1 установлен пористый фитиль 6, нижний конец которох-о контактирует с хладагентом 2, а верхний - с охлаждаемытч- iacTKoM контейнера 7, который расположен между нагревателями 8, Вернлй конец фитилл 6 снабжеи прухшной 9 jr установлен в направляющей 10 с помошью стопора 11. В верхзгей части корпуса установлена крыика 12,

Предлагаемый способ охлаждения реализуется следующ1т4 образом.

В корпус 1 через штуцер 3 подается хладат-ент 2, который смачивает порист лй фитиль 6, Хладшент за счет капиллярных сил подкмгмается по пористому фзггияю 6 и наносится в виде тошотй пленки Ига вращающуюся поверхность контейнера 7 в область между двумя соседними нагревателями 8. Толщина наносимой пленю подбзграется экснерзл -1ентаяьно из ус7ювня ее поллого 31с;паре1шя за один оборот контешюра и зависит от физшсо Э1мических сдойств хладагента, температуры ы скорости вращения контейнера.

Скорость подачи хладагента 2 регулз,руется изменением его уровня в полости 1, ме)шя вертикальное нолонсешге сливного щт чтера 4 за счет примененных сальниковых -х-ллотнений 5. Постоянство то,тща1ы слоя хладагеита 2, наносимогчэ на поверхнос7-ь к.о)1тейнера 7, обеспечивается поджи -гао пружзпюй 9 и стопорным винтом 11. Для т1орядоченного расположения пористог о фитиля 6 служит крьшлса 12.

Предлагаемый способ и устройство для eio осуществления позволяет охлаждать поверхность контейнера за счет поглощения тепла при iicnapeiDUi TOHKoii пленки 1а1дкости, наиесешюй на поверхность контейнера.

В результате исиолъзования этого способа охлаждения и устройства для его осуществлетиш снижаются энер1 етические затраты на осуществление процесса о шаждения межнагревательного

пространства. За счет повышения эффективности охлаждения появляется возможность уменьшить расстояние между двумя соседними нагревателями и тем самым увеличить общее число их в установке, что повышает производительность .процесса зонной плавки.

Таким образом, предлагаемые способы охлаждения вращающихся контейнеров установок для зонной плавки органических веществ и устройство для его осуществления позволяют повысить эффективность охлаждения, снизить энергетические затраты и расширить область их применения.

Формула изобретени

1. Способ охлаждения контейнеров для зонной плавки п-утем подвода жидкого хладагента к поверхности контейнера и его последующего испарения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, подвод хладагента осуществляют путем нанесения пленки на поверхность контейнера.

2.Устройство для охлаждения контейн х в, содержащее корпус с днищем и крышкой и закрепленные в днище штуцеры для ввода и слива хладагента,

отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения за счет нанесения на контейнеры жидкого хладагента в виде пленки, оно снабжено Г-образным пористым фитилем, загнутый конец которого размещен в корпусе.

3.Устройство по п. 2, о т л и ч а ющ е е с ятем, что, с целью регулирования уровня хладагента, штуцер слива

хладагента закреплен в днище с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальном направлении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе i Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М., Химия, 1973, с. 324.

2.V.C}sao,K.Hiroshi,lJ. Kelnhe : Вунсэки кагаку, JapA«i.23, № 7, 1974, с. 769-776.

3. Авторское свидетельство СССР № 293786, кл. В О1 3 17/08, (прототип).