Центробежный пленочный теплообменный аппарат Советский патент 1982 года по МПК F28D11/02 F28D5/02 

(5) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ПЛЕНОЧНЫЙ ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к аппаратам роторного типа, в которых осуществля ются конвективные нагрев или охлаждение жидкости, и может быть использовано для утилизации тепла низкопотенциальных вод, например вторичных энергоресурсов в пищевой и медицинской промышленности. Известен центробежный пленочный теплообменный аппарат, содержащий вертикальный корпус с крышкой, внутри которого установлен враидающийся вал с коническими дисками, большими основаниями, направленными вверх, причем между малыми и большими основаниями конусов дисков установлены разделительные перегородки в виде ци линдрических втулок, имеющих аксиальные и радиальные отверстия, образующих каналы для рабочих сред, пода ваемых в полости между дисками L1. Однако известный теплообменник предназначен, в основном, для процес са упаривания жидкости, в нем в качестве греющего теплоносителя используется пар, а в качестве нагреваемогохимически и биологически чистые рабочие среды, поэтому он непригоден для утилизации тепла низкопотенциальных вод вторичных энергоресурсов, где в качестве греющего теплоносителя предполагается использование химически и биологически неочищенных вод. При использовании в теплообменнике, имеющем значительное количество сопрягаемых деталей, загрязненных сред приводит к снижению экономичности его работы из-за частых остановок на очистку деталей. Известен также центробежный пленочный теплообменный аппарат, содержащий корпус с крышкой и размещенные внутри корпуса роторные диски, укрепленные на вращающемся валу, и установленные между ними неподвижные диски, укрепленные на внутренней поверхности корпуса, причем все диски выполнены в виде усеченных конусов 2J., Данный теплообменник более компактен, проще-в конструктивном отношении по сравнению с вышеуказанным, в нем осуществляется как пленочная, так и капельная поверхности контакта фаз, однако он также не может быть использован для утилизации тепла низкопотенциальных вод, так как в нем нел зя избежать возможности контакта рат бомих сред, поскольку в.данном аппарате пар, греющий теплоноситель, контактирует с жидкостью, проходя противотоком через щелевые кольцевые зазоры (фиксированные и развиваемые в свободном объеме поверхности .контакта фаз между дисками. I .Цель изобретения - интенсификация работы в них. Цель достигается тем, что в центробежном пленочном теплообменном аппарате, содержащем корпус с крышкой и размещенные внутри корпуса роторные диски, укрепленные на вращающемся валу, и установленные между ними неподвижные диски, укрепленные на внутренней поверхности корпуса, все диски выполнены в виде усеченных конусов, а неподвижные диски с обеих сторон снабжены рубашками и имеют пе реточные отверстия. На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат, частичный разрез; на фиг. 2 один из неподвижных дисков аппарата. снабженный с обеих сторон рубашками. Центробежный пленочный теплообмен ный аппарат содержит корпус 1, крышку 2, роторные диски 3, укрепленные на валу , неподвижные диски 5, укре ленные на внутренней поверхности кор пуса, снабженные рубашками 6 и 7, и имеющие переточные отверстия В. . На валу k кроме дисков 3 установлены втулки 9 и дистанционирующие ша бы 10, имеющие сквозные соосные отверстия 11, образующие каналы 12 и 13 для подачи греющего теплоносителя и обрабатываемой жидкости соответ ственно. Отверстия 11 сообщаемы-с радиальными отверстиями 1 во втулках 9. К шайбам 10 присоединены распределитель 15 греющего теплоносителя и распределителя 16 обрабатываемой жидкости, на периферии дисков 3 размещены перегородки 17, под крышкой 2 установлены как распределитель- 55 ная емкость 18 для греющего теплоносителя с днищем 19, опирающимся на торец вала k, сообщающаяся с каналом 12, имеющая предохранительное кольцо 20 и присоединенная к патрубку 21 подвода греющего теплоносителя, так и коллектор 22 для обрабатываемой жид кости с отверстиями 23, примыкающими к каналу 13, снабженный предохранительным кольцом 2 и патрубком 25 для подвода обрабатываемой жидкости. На внутренней стороне корпуса 1 укреплены кольца 26 с каналами 27 и прокладками 20, фиксированные болтом 29. На корпусе 1 при помощи колец 26 и прокладок 28 закреплены также неподвижные диски 5 с отверстияг ми 8 на периферии. Рубашки 6 и 7 неподвижных дисков 5 присоединены к патрубку 30 подвода и патрубку 31 отвода теплоносителя. Под рубашками 7 установлены распределители 32 обрабатываемой жидкости, сообщающиеся с п атрубками 33 подвода обрабатываемой жидкости и укрепленные при помощи колец 26 с прокладками 28. На корпусе 1 при помощи колец 26 с прокладками 28 закреплены ловушки З жидкостей так, что их вершины расположены выше нижней кромки кольцевых перегородок 17. На корпусе 1 размещены патрубки 35 отвода охлажденного греющего теплоносителя и патрубки 36 отвода обработанной обрабатываемой жидкости, сообщающиеся каналами 27 с ловушками З. В крышке 2 аппарата расположено смотровое окно 37. В днище корпуса 1 размещен узел крепления вала t в подшипниках 39. Вал ( сопрягается со шкивом 0 приводного устройства (не показано,. Зазоры в рубашках 6 и 7 увеличиваются в сторону вала . Два роторных диска 3 с размещенным между ними неподвижным диском 5, заключенным в рубашки 6 и 7, образуют одну из секций аппарата. Аппарат работает следующим образом.. Греющий теплоноситель, подаваемый через патрубок 21 и канал 12 на диск 3, растекается пленкой по поверхности диска 3, обращенной к крышке 2 у данного диска, перемещается к периферии его, отдавая тепло обрабатываемой жидкости, подаваемой через патрубок 25 и коллектор 22 под диск 3, падает в ловушку З и отводится через патрубок 35.

Обрабатываемая жидкость, образовав пленку на поверхности диска 3, обращенной к днищу корпуса 1, забрав тепло у теплоносителя, ударяется о кольцевую перегородку 17, которая предотвращает смешение обеих жидкостей, летит к корпусу 1 и стекает по внутренней его стенке на наружную поверхность рубашки 6. Обрабатываемая жидкость, упавшая с диска 3, растекается пленкой по поверхности рубашки 6, обращенной к крышке 2, падает на следующий ниже диск и отводится через ловушку 3 и патрубок Зб из корпуса 1.

В это хе время обрабатываемая: жидкость подается через патрубок 33 и распределитель 32 на поверхность рубашки 7, обращенную к днищу, растекается по ней пленкой и тоже, нагреваясь, стекает на поверхность следующего ниже диска 3 обращенную к крышке 2. Тут происходит смешение, дву потоков одной и той же обрабатываемой жидкости и общий нагретый поток обрабатываемой жидкости отводится через патрубок 36.

Обрабатываемая жидкость, орошающая рубашки 6 и 7 забирает тепло У теплоносителя, подаваемого через патрубо| 30 и циркулирующего в рубашках 6 и 7 вокруг неподвижного диска 5

В это же время по поверхности, обращенной к днищу данного диска 3, растекается пленкой греющий теплоноситель, введенный через распределитель 15. Теплоноситель, ударившись о перегородку 17, падает в ловушку 3 и отводится через патрубок 35.

Таким образом, пленочное распределение сред осуществляется на всех поверхностях роторных дисков и на всей наружной поверхности рубашек, что интенсифицирует процесс теплообмена в аппарате, при этом исключено смешение двух жидких сред в аппарате.

Формула изобретения

Центроб.ежный пленочный теплообменный аппарат, содержащий корпус с крышкой и размещенные внутри корпуса роторные диски, укрепленные на вращающемся валу, и установленные между ними неподвижные диски, укрепленные на внутренней поверхности корпуса, причем все диски выполнены в виде усеченных конусов, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации теплообмена и повышения экономичности, неподвижные диски с обеих сторон снабжены рубашками и имеют переточные отверстия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. 28 Б 11/02, 1979.

с, k2k, рис. 229.

tftj

Af /# 19 ie

tr 3t ев