Теплообменник Советский патент 1980 года по МПК F28D7/10 F28G1/14 

Изобретение относится к пищевой промьпчпенности и может быть использовано для нагрева и охлаждения продуктов в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Известен теплообменник, содержащий теплоизолированный корпус с рубашкой и размещенную по его оси продуктовую камеру с торцовыми крышка ми и центрально расположенным цилинд рическим стержнем, снабженным очищающим и турбулизирующими элементами 1 . Использование в этом устройстве приводного вращающегося вала приводи к необходимости применения сгшьникового уплотнения, наличие которого в некоторых технологических процессах нежелательно. Например, при асептическом консервировании пищевых продуктов теплообменник должен быть гер метичен, а сальниковые уплотнения практически не гарантируют герметичность в течение длительного времени эксплуатации. Целью изобретения является повыше ние эксплуатационной надежности. Для достижения поставленной цели стержень установлен с возможностью осевого перемещения, а торцовые крыш ки выполнены двухстенными и в их полостях между стенками герметично укреплены мембраны, контактирующие с торцами стержня, причем стенки крышек, обращенные внутрь камеры, имеют отверстия с отбортовками для стержня, при этом стенки крышек выполнены по форме мембран в их крайних положениях. На фиг. 1 изображен теплообменник, продольный разрез; на фиг. 2 - варианты исполнения очищающих элементов. Теплообменник содержит теплоизолированный корпус 1 с рубашкой 2 и размещенную по его оси продуктовую камеру 3 с торцовыми крышками 4 и центрально расположенным цилиндрическим стержнем 5, снабженным очищающими 6 и турбулизирующими 7 элементами. На корпусе 1 укреплены фланцы 8, а патрубки 9 для входа и выхода продукта, патрубки 10 для теплоносителя. К торцовым крышкам 4 прикреплены фланцы 11, и патрубки 12 для подвода приводной гидравлической жидкости. Стержень 5 установлен с возможностью осевого перемещения, а торцовые крышки 4 выполнены двухстекннымн и в их полостях между стенками 13 герметично укреплены мембраны 14, контактирующие с торцами стержня 5, причем стенки 13 крышек 4, обращенные внутрь камеры 3 имеют отверстия с отбортовками, служащими направляющими для стержня 5. Стенки 13 крьвиек 4 выполнены по форме мебран 14 в их крайних положениях. В приведенном варианте теплообмен ника используется гидравлический при вод. Кроме гидравлического привода возможно применение механического привода. Очищающие элементы конструктивно могут быть выполнены различной формы в,зависимости от характера обрабатываемого продукта, его вязкости, текучести и других свойств. Ка фиг.2 приведены варианты исполнения очищаю щих элементов: а)элемент выполнен в виде чашечки с кольцевыг.ш прорезями для прохода продукта, угол наклона образующей конической поверхности элемента к об разующей цилиндра продуктовой камеры равен 45°. Очистка поверхности происходит при движении элемента в одно направлении, при этом продукт снимается с поверхности и проходит через кольцевые прорези навстречу турбулизирующему элементу и следующему очищающему элементу. При этом продукт совершает волновые колебательные дви жения, благодаря которым проис;ходит его турбулизация. При обратном движении очистка поверхности происходи менее интенсивно. б)элемент, выполнен в виде кольцг трапецеидального сечения, благодаря такой конструкции очистка поверхности происходит одинаково хорошо при движении элемента в обоих направлениях. Кроме того уменьшается гидравлическое сопротивление элемента. в)элемент выполнен в виде получа шечки. При сборке на центральном стержне элементы чередуются в шахмат ном порядке. Элемент аналогичен элементу а, но имеет меньшее гидравлическое сопротивление, г)элемент выполнен в виде спирал трапецеидального сечения, благодаря наклону витков улучшается снятие про дукта с теплопередающ ей поверхности. Кроме того, при такой конструкции очищающих элементов, центральный стержень можно сделать неподвижным;, а движение будет совершать только очищающая спираль. д)в устройстве применены два спи ральных очищающих элемента, которым сообщается возвратно-поступательное движение, один из которых очищает ружную поверхность центрального стер ня. Устройство работает следующим образом. В рубашку 2 посредством патрубков 10 осуществляется подача и отвод гре щей или охлаждающей среды (в зависимости от характера технологического процесса) зате.м в полости торцовых крышек 4 посредством патрубков 12 ос/ществляется поочередно подача и сброс приводной гидравлической жидКОСТИ, при этом мембраны 14 приходят в 1:олебательное движение, которое передается к центральному стержню 5 с укрепленными на кем очищающими 6 и турбулиэирующими 7 элементами. Затем через один из патрубков 9 в продуктовую камеру 3 подается под давлением продукт, который при прохогадении через продуктовуйэ камеру 3 подвергается действию возвратно-поступательно движущихся очищающих б и турбулизирующих 7 злементов, а также тепловому воздействию со стороны теплопередающей стенки продуктовой камеры 3. Очищающие элементы 6 благодаря скольжению их кромок с минимальным зазором вдоль - еплопередающей поверхности производят снятие налипшего продукта и тем самы-NS не допускают пригар продукта к гег1лопередающей поверхности. Рурбулизирующие злемекты 7 при своем дйУ.жении сообщают продукту волнообраз :::.э колебательное движение и м с :ым увеличивают интенсивность ло.„:. ::..за или охлаждения продукта. Теплообьк-гкиг; позволяет регулировать интечг;:лЗ, ;гь очистки теплспередающей r,..-ir.oTH и интенсивности нйгрева ИЛ: о.;:,л-д,:шения продукта путем измен-(:г:1 (дросселирования) скорости -|ГлСс1чи .аЕлической жидкости. .л: 1- „ла ;:ообретекия 1.л еплс-обме;-;;,к;. J содержащий теплоизолированный корпус с рубашкой и размеш, ло его оси продуктовую камеру с TOFUCEistt.iH крышками и центрально расположеьным цилиндрическим стержнем, снабжениьм очкщаюцими и турбулизирующимк элементами, о т л и-; а ю ai и Я с я тем, что, с целью повышения зксг1:луь:тацконной надежности, стержень установлен с возможностью осевого перемещения, а торцовые крышки выполнены двустеннныг и и в их полостях между стенками герметично укреплены мембраны, контактирующие с торцами стержня, причем стенки крышек, обращенные внутрь камеры, имеют отверс1ия с отборговками, слух ащими направляЕощими ,аля стержня. 2.Теплообменник по п. 1, от л и чающийся тем, что стенки крышек выполнены по мембран в их крайних положениях. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 3385354,. кл. 165-94, опубл1лк. 1968,

И -4

0ut.f

(Риг. 2