Теплообмінник для цукрового утфелю

Реферат: Винахід належить до теплообмінного обладнання і може бути використаний для термічної обробки утфелю останнього ступеня кристалізації на підприємствах цукрової промисловості. Теплообмінник для цукрового утфелю містить циліндричний корпус з сорочковою поверхнею теплообміну, вал зі шнеком. При цьому вал встановлений в підшипникових вузлах, на торцях вала виконані осьові отвори, шнек виконаний пустотілим і приварений з обох сторін до вала і до труб з отворами, закріплених на валу, та є одночасно нагрівним і транспортуючим органом, притому теплообмінник обладнаний збирачем води. Винахід забезпечує збільшення питомої поверхні теплообміну і дає можливість регулювати продуктивність підігрівача по утфелю і температуру утфелю зміною числа обертів приводу шнека. UA 108431 C2 (12) UA 108431 C2 UA 108431 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до теплообмінного обладнання і може бути використаний для термічної обробки утфелю останнього ступеня кристалізації на підприємствах цукрової промисловості. Відомий теплообмінник типу "труба в трубі" (Патент Російської Федерації № 2359192, F28D7/10) містить внутрішню трубу з зовнішніми циліндричними ребрами, виконаними у вигляді порожнистих труб, і встановленим у ній турбулізатором у вигляді спіральної стрічки, навитої на стрижень, тангенціальний патрубок для підведення міжтрубного середовища і патрубок для її виведення має циліндричні ребра, виконані по всій довжині у вигляді прямих труб, встановлені на зовнішній поверхні внутрішньої труби за допомогою вигнутих металевих пластин і виведені в загальні патрубки підведення і відведення середовища внутрішньої труби через трубні дошки. Недоліком такого пристрою є недостатньо велика поверхня теплообміну. Теплообмінники з сорочковою поверхнею теплообміну відомі, також відомі шнекові транспортні робочі органи машин і апаратів, але використання виключно сорочкової поверхні теплообміну не забезпечує необхідну її питому поверхню, а отже, і необхідну кількість переданого тепла до середовища, що нагрівається. В основу винаходу поставлена задача розробки теплообмінника з максимально можливою поверхнею теплообміну, який би забезпечив одночасно підігрів і транспортування утфелю. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що теплообмінник для цукрового утфелю, який складається з циліндричного корпусу з сорочковою поверхнею теплообміну, вала, шнека, згідно з винаходом, додатково включає підшипникові вузли, в яких обертається вал з двома осьовими отворами з обох кінців, на якому приварений пустотілий шнек, який з обох сторін приварений до труб з отворами, закріплених на валу, і є одночасно нагрівним і транспортуючим органом, та додатково включає збирач води. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованим технічним рішенням та очікуваним результатом полягає в тому, що встановлена додаткова поверхня теплообміну у вигляді пустотілого шнека. Встановлення шнека збільшує питому поверхню теплообміну і дає можливість регулювати продуктивність підігрівача по утфелю і температуру утфелю зміною числа обертів приводу шнека. Переріз загального виду теплообмінника зображений на Фіг. 1, на Фіг. 2 - переріз вала в місці входу води у шнек, на Фіг. 3 - переріз збирача води. Трубний корпус апарата 2, виконаний з листової сталі, обгорнутий в іншу циліндричну оболонку на деякій відстані від нього. З'єднуються вони торцевими стінками, до яких кріпляться болтами на фланцях. Простір 1 між двома оболонками заповнюється гарячою водою і виконує роль основної теплообмінної поверхні. Корпус має 4 отвори з патрубками, два з яких (3, 4) для подачі і відводу води з нагрівної "сорочки", два інші (5, 6) - для подачі і відводу утфелю. На торцях вала шнека виконані осьові отвори 9 для проходу води. На початку вала до нього приварюється труба 10 з отворами. Отвори розміщені по прямій, вздовж якої приварюється перший завиток шнека. Також отвори 11 виконані у самому валу по кривій, яка повторює криву привареного до вала шнека. Ці отвори виконані тільки на півоберта шнека 12 і виходять до осьового отвору вала. Така система розташована з обох сторін вала. Вал зі шнеком обертається в підшипникових вузлах 8, де встановлені підшипники ковзання, причому підшипниковий вузол, що знаходиться праворуч, включає патрубок 7 підводу води у шнек. За межами корпусу на опорі встановлені підтримувач 19 і збирач води 14. Підтримувач виконує функції опори для вала, виконаний у вигляді підшипника ковзання на підставці. Збирач води має вигляд циліндричної камери, через яку проходить вал, затиснений ущільненнями 18 з обох сторін. Вал, через який вода виходить зі шнека, має осьовий канал 13, який продовжується аж до кінцевої частини збирача води, причому в місці збирання води, вал також має повздовжній отвір 15, через який вода і виходить з вала до камери 16 і далі через патрубок 17. Для приведення шнека в рух встановлений планетарний триступінчатий мотор-редуктор потужністю 0,75 кВт, який приводить вал в рух через пальцеву муфту. Нагрівання утфелю відбувається наступним чином. Вода для нагрівної "сорочки" 1 подається в корпус 2 через патрубок 3 з верхнього правого боку і рухається назустріч утфелю до патрубка 4 знизу з лівого боку. Утфель же подається з кристалізатора зверху ліворуч 5 і виходить знизу з іншої сторони через патрубок 6. Нагрівання утфелю через теплообмінну поверхню шнека відбувається так. Вода приходить з патрубка подачі води 7, який приєднується до спеціального підшипникового вузла апарата 8, далі через висвердлений у валу отвір 9 подається у трубку 10, приварену до вала. Трубка перфорована отворами по прямій лінії з одного боку - там, де приварюється шнек. Пустотілий шнек приварюється до трубки і вода через отвори надходить до нього. Також вода проходить через отвори 11 безпосередньо у валу, які розміщені по кривій приварювання шнека до вала, оскільки труба використовується здебільшого для надання жорсткості шнеку. Рухаючись шнеком 12, вода підігріває утфель, який 1 UA 108431 C2 5 рухається назустріч. Пройшовши через шнек, вода виходить подібним чином з іншого боку і направляється по осьовому отвору у валу 13 до збирача води 14. В збирачі вода виходить через просвердлений наскрізь перпендикулярно до осі вала отвір 15 і потрапляє до круглої камери 16, з якої виходить через патрубок 17. Щільність забезпечується ущільненнями 18 з обох сторін камери. Вал підтримується опорою 19. Утфель в апараті нагрівається від 50 до 60 °C. Технічний результат досягається тим, що додаткова поверхня теплообміну виконана у вигляді пустотілого шнека, який суміщає функції транспортуючого засобу і теплообмінної поверхні. 10 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 Теплообмінник для цукрового утфелю, який містить циліндричний корпус з сорочковою поверхнею теплообміну, вал зі шнеком, який відрізняється тим, що вал встановлений в підшипникових вузлах, на торцях вала виконані осьові отвори, шнек виконаний пустотілим і приварений з обох сторін до вала і до труб з отворами, закріплених на валу, та є одночасно нагрівним і транспортуючим органом, при цьому теплообмінник обладнаний збирачем води. 2 UA 108431 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3