Ошпарювач бурякової стружки протитечійний

Реферат: UA 98550 U UA 98550 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до обладнання харчової промисловості, а саме до цукрової промисловості. Відомий ошпарювач стружки типу "ОС", що має циліндричний корпус, в якому закріплені контрлопаті, сік відбирається на виробництво за допомогою лобових та бокових сит, які мають патрубки для продувки сит, через колектор, який зв'язаний з боковими і лобовим ситами, обертання передається від приводу на трубовал, який на теплообмінній ділянці за допомогою трикутних лопатей перемішує бурякову стружку, що потрапляє в ошпарювач через шахту на корпусі, в мішальній частині апарата на трубовалі знаходяться вузькі трикутні лопаті, що перемішують бурякову суміш і переміщують її до патрубка для відбору на подальшу переробку, спирається на чотири опори [Гребенюк СМ. Технологическое оборудование сахарных заводов. Μ.: Лег. и пищ. пром-сть, 1983. - С. 118]. Найближчим аналогом є протитечійний ошпарювач фірми "Buckau-Wolf [P.W. van der Poel. Sugar technology. Beet and Cane Sugar Manufacture / P.W. van der Poel, H. Schiweek, T. Schwartz. - Berlin: Veriag Dr. A. Bartens, 1998. - 1120 p.; Vieten R. The development of Buckau-Wolf diffusers since 1952 // Zuckerindustne. - 1997. - № 4. - S. 294-299; Goddertz L Developments in tower extraction: a new dimension // Zuckerindustne. - 2001. - Vol. 126, Nr. 10. - S. 812-815]. Протитечійний ошпарювач містить горизонтальний циліндричний корпус з торцевими кришками. У передній кришці вмонтовано сито для відбору дифузійного соку з ошпарювача на подальшу переробку. В верхній задній частині корпусу вмонтовано циліндричне сито для відбору частини циркуляційного соку з піною. Ошпарювач поділяється на дві частини, які мають різне призначення. Перша частина - протитечійна, вона починається від лобового сита і займає трохи більше половини довжини ошпарювача. Друга частина - прямотечійна, і розташована у межах від задньої кришки до протитечійної частини. В корпусі встановлено трубовал, який спирається на підшипникові вузли, що вмонтовані у передню та задню кришки. Трубовал має змогу обертатися за допомогою приводу, який встановлено на цапфі трубовала. На протитечійній ділянці трубовала закріплено транспортуючі лопаті трикутного перерізу, які мають певний кут атаки відносно напряму свого руху. Лопаті, які розташовано біля лобового сита, оснащено шкребками-ситоочищувачами. На прямотечійній ділянці трубовала встановлено перемішуючі кулаки круглого перерізу. На протитечійній ділянці внутрішньої поверхні корпусу закріплено нерухомі радіальні контрлопаті, кут атаки яких є протилежним до кута атаки лопатей. До ошпарювача приєднано: - до циліндричного корпусу біля передньої кришки, на початку протитечійної ділянки вертикальну шахту для завантаження стружки, яка має прямокутний переріз, що збільшується в напрямку зверху донизу; - до циліндричного корпусу між його протитечійною та прямотечійною ділянками - штуцер підведення циркуляційного соку, що не нагрівається; - до циліндричного корпусу між його протитечійною та прямотечійною ділянками - штуцер підведення циркуляційного соку, що нагрівається; - до передньої кришки знизу - штуцер відбору дифузійного соку на подальшу переробку із простору між передньою кришкою ошпарювача та лобовим ситом; - до задньої кришки знизу - штуцер відбору сокостружкової суміші до дифузійного апарата чи пресів на подальшу екстракцію; - до циліндричного корпусу у його прямотечійній частині зверху - штуцер відбору соку з піною із простору між циліндричним корпусом та верхнім циліндричним ситом; - до задньої кришки посередині - штуцер повернення до ошпарювача знепіненого дифузійного соку; - до корпусу і кришок - оглядові віконця та пристрої для приєднання датчиків системи контролю, вимірювання та автоматичного керування. Недоліком протитечійного ошпарювача є відхилення процесу теплообміну між соком та стружкою від протитечії на ділянці завантаження стружки через вертикальну шахту. Після завантаження найбільш холодні порції свіжої стружки знаходяться в верхній частині ошпарювача. Контактуючи з соком, стружка нагрівається і повільно просувається навколо трубовала в напрямку його обертання. Внаслідок цього виникає значна нерівномірність температурного поля у зоні першого ряду лопатей. Під завантажувальною шахтою температура стружки найнижча, з протилежного боку стружка вже прогріта і має більшу температуру. Така гідродинамічна та теплова нерівномірність знижує загальну ефективність теплообміну між соком та стружкою і примушує збільшувати довжину протитечійної ділянки. 1 UA 98550 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності протитечійного теплообміну між соком та стружкою шляхом наближення до протитечії гідродинамічного режиму на ділянці завантаження стружки. Поставлена задача вирішується тим, що у ошпарювачі бурякової стружки протитечійному, що складається з циліндричного корпусу з передньою та задньою кришками, на внутрішній поверхні якого закріплені контрлопаті, встановленого всередині трубовала з транспортуючими лопатями, причому на передній кришці розміщено лобове сито для відбору соку, на задній кришці знаходяться патрубки відбору сокостружкової суміші, а на корпусі розташовані завантажувальна шахта та патрубки подачі дифузійного соку, згідно з корисною моделлю, у центрі передньої кришки є отвір, у який входить шнек для завантаження стружки, а завантажувальна шахта знаходиться над шнеком поза межами корпусу ошпарювача. Стружка транспортується шнеком крізь центральний отвір у лобовому ситі та лопатями першого ряду розподіляється у вигляді шару по поверхні лобового сита ошпарювача. При обертанні трубовала лопаті першого ряду знімають шар стружки з лобового сита та переміщують його в напрямку до прямотечійної частини ошпарювача. На очищене сито шнеком подається наступний шар свіжої стружки. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом полягає у наступному. Свіжа бурякова стружка при кожному оберті трубовала розподіляється рівномірним шаром по поверхні лобового сита. При наступному оберті цей шар переміщується лопатями в напрямку від сита до прямотечійної частини ошпарювача. На звільнене місце на поверхні сита розподіляється новий шар свіжої холодної стружки. Таким чином, у протитечійній частині ошпарювача на лобовому ситі послідовно створюються шари стружки, які транспортуються від сита до прямотечійної частини ошпарювача. Дифузійний сік, який у протитечійній частині ошпарювача рухається до лобового сита, послідовно фільтрується крізь кожен шар стружки аж до лобового сита. Тобто гідродинамічний режим руху стружки в ошпарювачі, який має запропоновані ознаки, найліпшим чином відповідає принципу протитечії: - дифузійний сік, що надходить до протитечійної частини ошпарювача, обмінюється теплом із останнім шаром стружки, який залишає теплообмінну частину; - свіжа холодна стружка, що надходить до протитечійної частини ошпарювача, обмінюється теплом з дифузійним соком, що відбирається з протитечійної частини ошпарювача крізь лобове сито; - щільність шарів стружки рівномірно розподілена по поперечних перерізах протитечійної частини внаслідок центрально-симетричної конструкції вузла завантаження та транспортномішальної системи. Досконалий протитечійний режим теплообміну між соком та стружкою забезпечує найбільшу ефективність теплообміну, що надає можливість скоротити тривалість нагріву, знизити втрати цукру від розкладання цукрози та зменшити довжину протитечійної частини ошпарювача. Таким чином, запропоновані ознаки в поєднанні з раніше відомими забезпечують новий позитивний ефект, який полягає у підвищенні ефективності протитечійного теплообміну між соком та стружкою. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: на фіг. 1 - поздовжній переріз ошпарювача; на фіг. 2 - поперечний переріз ошпарювача; на фіг. 3 - поперечний переріз завантажувальної шахти; на фіг. 4 - поперечний переріз ошпарювача по лобовому ситу. Ошпарювач складається з горизонтального циліндричного корпусу 1, який встановлено на опорах 2. До корпусу прикріплено передню кришку 3, яку оснащено лобовим ситом 4, та задню кришку 5. По осі корпусу встановлено з можливістю обертання трубовал 6. Цапфи трубовала спираються на підшипникові вузли 7, які прикріплено до кришок ошпарювача 3 та 5. Цапфи трубовала проходять крізь сальникові ущільнювачі 8, які встановлено на кришках ошпарювача 3 та 5. На одній із цапф трубовала 6 встановлено привід 9. На трубовалі 6 закріплено рядами транспортуючі лопаті 10 та перемішуючі кулаки 11. На лопатях 10, які розташовано біля сита 4, встановлено шкребки-ситоочищувачі 12. До внутрішньої поверхні корпусу прикріплені нерухомі контрлопаті 13. Частина трубовала 6, яка знаходиться поза межами корпусу перед лобовим ситом 4, має зменшений діаметр і до неї прикріплено витки завантажувального шнека 14. Над шнеком 14 розташована завантажувальна шахта 15, стінки якої охоплюють шнек 14 знизу. 2 UA 98550 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 В верхній частині корпусу над перемішуючими кулаками встановлено верхнє сито 16. Ошпарювач оснащено патрубками: для підведення соку, що нагрівається, - 17; для підведення соку, що не нагрівається, - 18; для відбору дифузійного соку на переробку - 19; для відбору сокостружкової суміші - 20; для відбору соку з піною на дегазацію - 21; для повернення в ошпарювач дегазованого соку - 22. Працює ошпарювач наступним чином: Свіжа бурякова стружка подається у завантажувальну шахту 15 та опускається в ній донизу, занурюючись у дифузійний сік, яким заповнено ошпарювач. Трубовал 6 обертається навколо горизонтальної осі приводом 9. Бурякова стружка в нижній частині завантажувальної шахти 15 захоплюється витками шнека 14 та транспортується в ошпарювач. Стружка надходить до ошпарювача безперервним потоком крізь кільцевий отвір між поверхнею трубовала 6 та внутрішніми краями центрального отвору у кришці 3 та ситі 4. Після надходження у ошпарювач потік стружки підхоплюється першим рядом транспортуючих лопатей 10 і розподіляється по всій поверхні сита 4. При цьому шкребкиситоочищувачі 12 механічно регенерують поверхню сита, що забезпечує безперервний відбір дифузійного соку на переробку крізь штуцер 19. При обертанні трубовала 6 з транспортуючими лопатями 10 щільні шари бурякової стружки транспортуються від сита до задньої частини ошпарювача. Стружка рівномірно заповнює увесь внутрішній об'єм ошпарювача, при цьому нерухомі контрлопаті 13 гальмують обертальний рух стружки навколо горизонтальної осі і спрямовують стружку в бік задньої частини ошпарювача. Потік дифузійного соку, що не нагрівається, надходить до ошпарювача крізь штуцер 18, розподіляється по поперечному перерізу ошпарювача і фільтрується, послідовно проходячи крізь шари стружки в напрямку до сита 4. Таким чином у ошпарювачі на ділянці від сита 4 до штуцера 18 створюється гідродинамічний режим досконалої протитечії. При цьому щільність сокостружкової суміші в ошпарювачі регулюється шляхом варіювання частоти обертання трубовала 6 за допомогою приводу 9. Теплообмін між дифузійним соком та буряковою стружкою, який відбувається у режимі досконалої протитечії, характеризується високою ефективністю і дозволяє рекуперувати значну частину тепла дифузійного соку для нагріву бурякової стружки. Дифузійний сік, що нагрівається, подається в ошпарювач крізь штуцер 17. Бурякова стружка, яка надходить до місця, де знаходиться штуцер 17, змішується з нагрітим соком і підігрівається у режимі прямотечії. При обертанні трубовала 6 перемішуючі кулаки 11 перемішують сокостружкову суміш на ділянці від штуцера 17 до задньої кришки 5, що забезпечує рівномірність її густини та її плинність. Газові бульбашки, які виділяються із бурякової стружки при її нагріванні, підіймаються догори і проходять крізь верхнє сито 16, після чого з потоком дифузійного соку видаляються з ошпарювача крізь штуцер 21 на дегазацію. Після дегазації дифузійний сік повертається у ошпарювач крізь штуцер 22. Сокостружкова суміш відбирається з ошпарювача крізь штуцер 20 і спрямовується в дифузійний апарат або на преси. Технічний результат від завантаження свіжої стружки у ошпарювач крізь отвір, розташований у центрі лобового сита, за допомогою шнека полягає в забезпеченні досконалого протитечійного режиму теплообміну між дифузійним соком та буряковою стружкою, що в остаточному результаті забезпечує зниження витрат пари на технологічні потреби, а також дає можливість скоротити час нагрівання стружки, знизити втрати цукру від розкладання та зменшити довжину ошпарювача. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Ошпарювач бурякової стружки протитечійний, що складається з циліндричного корпусу з передньою та задньою кришками, на внутрішній поверхні якого закріплені контрлопаті, встановленого всередині трубовала з транспортуючими лопатями, причому на передній кришці розміщено лобове сито для відбору соку, на задній кришці знаходяться патрубки відбору сокостружкової суміші, а на корпусі розташовані завантажувальна шахта та патрубки подачі дифузійного соку, який відрізняється тим, що у центрі передньої кришки є отвір, у який входить шнек для завантаження стружки, а завантажувальна шахта знаходиться над шнеком поза межами корпусу ошпарювача. 3 UA 98550 U 4 UA 98550 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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 5