Контактный теплообменник для двух несмешивающихся жидкостей Советский патент 1982 года по МПК F28C3/04 

(5) КОНТАКТНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК ДЛЯ ДВУХ НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ Изобретение относится к конструкциям контактных теплообменников с встроенными насадками, осуществляющими передачу тепла от одной жидкости к другой путем непосредственного контакта, и предназначенных для использования в термоопреснительных выпарных, холодильных, экстракционных и других установках при нагреве охлаждений или экстракции несмешиваю щихся жидкостей. Известны контактные теплообменНики для двух несмешивающихся жидкостей, содержащие корпус, в котором размещена насадка в виде вертикальных стержней, укрепленных по торцам в дисках и свободно пропущенных в средней части через отверстия распределительных решеток 1. В известных теплообменниках процесс покрытия стержней жидкостью основан на увлажнении их жидкостью, им ющей лучшую смачиваемость по сравнению с другой жидкостью, а отсюда и лучшую сцепляемость этой жидкости с поверхностью прутков. Последнее вызывает торможение движения жидкости, покрывающей прутки вплоть до прекращения ее движения при критической толщине пленки, когда силы сцепления жидкости с поверхностью прутка становятся равными силам, пробуждакяцим движение пленки, т.е. гравитационным силам. При таком методе увлажнения нельзя регулировать толщину пленки жидкости на поверхности прутков, при которой гравитационные силы превосходили бы силы сцепления, т.е. нельзя воздействовать на создание организованного турбулентного движения пленки при определенной скорости, и как следствие, нельзя интенсифицировать процессы теплообмена и гидродинамики в контактном теплообменнике. Этот недостаток вызывает низкую производительность аппарата при сравнительно больших габаритных размерах. Цель изобретения - интенсификация теплообмена. Цель достигается тем, что стержни в нижнем диске укреплены подвижно посредством натяжных пружин. Отверстия распределительных решеток выполнены в виде конусов, расширяющихся по ходу движения среды, смачивающей стержни. При этом стержни насадки имеют винтообразную поверхность. На фиг. 1 изображен контактный теплообменник общий вид; на фиг.2 узел крепления насадки в нижнем дис ке. Контактный теплообменник имеет корпус 15 в рабочую часть которого вмонтирована свободно плавающая вертикальная насадка в виде с тержней 2. На концах корпуса на фланцах крепятся камеры 3 и k для ввода и вывода жидкостей, перегороженные распределительными решетками 5 со множеством конических отверстий 6, по центру которых проходят стержни 2. В крышках корпуса размещены диски 7, к верхнему из которых стержни крепятся неподвижно, а к нижнему подвижно, с помощью натяжных пружин 8. На камерах 3 и 1 размещены патруб ки 9 и 10 соответственно для подвода и отвода диспергированной жидкости и патрубки 11 и 12 для подвода и отвода жидкости, находящейся в сплошной фазе. Стержни 2 насадки имеют винтообразную поверхность. Контактный теплообменник работает следующим образом. Греющая жидкость (синтетическое масло, жидкий парафин, минеральное масло) подается через патрубок 9 в камеру 3 под давлением, превышающим давление в рабочей части корпуса теп лообменника. Это создает определенны перепад давлений на входе и выходе конических отверстиР в распределител ной решетке и подаче с определенной скоростью греющей жидкости вдоль поверхности насадки. Величина орошения и толщина пленки на поверхности стержней 2 регулируется изменением перепада давления в подающей камере 3 и рабочей части корпуса 1 теплобменника. Сбор диспергированной на ленки жидкости осуществляется в сборной камере 4, откуда она отводится от контактного теплообменника через патрубок 10. Вторая жидкость, в частности высокоминерализованная вода, подается в камеру k через патрубок 11, проходит сплошным потоком между движущих ся в противотоке вдоль направляющих стержней 2 пленок греющей жидкости, и подогретая выводится через патрубок 12 из теплообменника. Для нагрева высокоминерализованной воды выше теплообменник работает под давлением, исключающим процесс вскипания воды. Предлагаемая конструкция контактного теплообменника позволяет создавать оптимальные режимы гидродинамики и тепломассообмена, при которых значительно .чивастсг, производительность контактного теплообменника по сравнению с другими конструкциями таких теплообменников. Формула изобретения 1.Контактный теплообменник для двух несмешивающихся жидкостей, содержащий корпус, в котором размещена насадка в виде вертикальных стержней, укрепленных по торцаМ в дисках и свободно пропущенных в средней части через отверстия распределительных решеток, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплооимена, стержни в нижнем диске укреплены подвижно посредством натяжных пружин. 2.Теплообменник по п.1, о т л ичающийся тем, что отверстия распределительных решеток выполнены в виде конусов, расширяющихся по хо ду движения среды, смачивающей стержни. 3.Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что стержни насадки .имеют винтообразную поверхность. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Англии 1071231, кл. 31 F опублик. 1967.