Вихревая камера для проведения процессов тепло-массообмена

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соци листическик

Республик («)1002031 (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 946682 (22) Заявлено 13.05.81 (21) 3289547/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 0703,83. Бюллетень № 9 (511М. Кп.

В 04 С 3/00

В 07 В 7/08

26 В 17/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.928..37(088.8) Дата опубликования описания 07.03.83

P. А. Волков, Г. И. Глухих, A. Н. Кайдан и Н. П. Смирнов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт теплофиэики Сибирского отделен (54) ВИХРЕВАЯ КАМЕРА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ

ТЕПЛО-ИАССООБМЕНА

Изобретение относится к технике тепло-массообменных процессов, в частности к подсушке и очистке газовым потоком дисперсного материала, и может .быть использовано в сель.ском хозяйстве, в пищевой, химической и друглх отраслях промьзаленности.

По основному авт, св. 9 946682 известна вихревая камера для проведения процессов тепло-массообмена, содержащая цилиндрический корпус с коллектором для ввода газа и с осевыми выходными патрубками и закручивающий конический аппарат с наклонными лопатками, установленный по оси внутри коллектора для ввода газа 1 1.

Недостатком известной вихревой камеры является то, что дисперсный материал вводится в приосевую область камеры. В приосевой части вихревой камеры существует разрежение, поэтому введение дисперсного материала в эту область камеры предпочтительно. Однако наличие слоя обрабатываемого материала у эакручивающего аппарата приводит к тому, что разрежение в приосевой зоне вихревой камеры становится незначительным (50-100 Па), а в большинстве случаев при наличии слоя толщиной 10-20 мм в приосевой зоне вихревой камеры наблюдается не разрежение, а давление, поэтому ввести обрабатываемый дисперсный материал в вихревую камеру невозможно, так как он выносится выходящим из камеры через патрубок газовым потоком.

Кроме того, дисперсный материал,, подаваемый из приосевой зоны в уже сформировавшийся слой, стекает по его внутренней поверхности практически не обмениваясь с обработанным материалом, находящимся в слое.

Цель изобретения — обеспечение возможности разделения дисперсного материала и улучшение теплообмена дисперсного материала с теплоносителем.

Поставленная цель достигается тем, что вихревая камера для проведения процессов тепло-массообмена снабжена бункерами для загрузки и .выгрузки дисперсного материала, установленными соответственно над камерой и под ней и сообщающимися с камерой через кольцевые щели, выполненные в верхней и нижней стенках камеры у конического закручивающего аппарата.

1002031

На чертеже изображена вихревая камера.

Камера содержит коллектор 1 для ввода Газа,.эакручивающий конический аппарат 2 с наклонными щелями, верхнюю стенку 3 с осевым выходным патрубком, кольцевую щель в верхней стенке 4, бункер 5, расположенный над щелью 4, нижнюю стенку 6, выполненную с щелью 7 у закручивающего аппарата, бункер очищенного зерна 8, плотно прилегающий к корпусу коллектора под кольцевой щелью 7.

Камера работает следующим образом

Зерно иэ бункера 5 через кольцевую цель 4 поступает на верхнюю часть конического закручивающего аппарата 2. Пройдя через закручивающий аппарат, газ образует в рабочем объеме камеры вихревой газовый поток.

Использование конического закручивающего аппарата позволяет получить газовый поток, имеющий три составляющих скорости: тангенциальную, радиальную и осевую, Осевая составляющая скорости направлена вверх. Зерновой материал под воздействием закрученного газового потока образует в верхней части камеры вращающийся слой зернового, материала, который по мере накопления под действием собственного веса опускается вниз по закру 1ивающему аппарату. При этом он продувается газовым пото;ом. Так как -зерхняя стенка 3 выполнена с щелью у закручивающего аппарата, то дисперсный материал, поступающий через эту щель на эакручивающий аппарат, вытесняет вниз уже обработанный материал, что способствует хорошему тепло-массообмену между газом и дисперсным материалом.

В вихревой камере вблизи закручивающего аппарата давление максимальное, поэтому для подачи зернового материала самотеком необходимо, чтобы э нижней части загрузочного бункера, сообщающегося с камерой, давление было равно давлению вблизи закручивающего аппарата. Это обеспечивается плотным соединением бункера с загрузочной щелью и наличием в бункере во время работы достаточного количества зернового материала, который предотвратить проникновение газового потока из камеры в бункер.

Для обеспечения хорошей .сепарирующей способности устройства необходимо, чтобы газовый поток после слоя зернового материала направлял-. ся к выходным осевым патрубкам в верхней и нижней стенках. Плотное соединение бункера, в котором собирается очищенный материал> с вихревой камерой предотвращает попадание в него газовзвеси, так как давление в бункере будет такое же, как и в вихревой камере.

На действующей модели были провЕдены исследования по эффективности разделения зернового вороха, имевшего исходную засоренность до 10Ъ, что соответствует засоренности зерна, поступающего на элеватор. Эффективность очистки зернового материала от примесей, имеющих большее аэродинамическое сопротивление, чем зерновой материал, составила 99%. При

10 этом давление перед закручивающим аппаратом не превышало 3000 Па. Вихревые камеры с протоком дисперсной фазы и с загрузкой в приоесвую область камеры имеют эффект очистки до 70% (с цилиндрическим закручивающим аппаратом — 40-50%, с коническим - до 70%).

На модели предлагаемого устройства были проведены также опыты по нагреву зерна. Это необходимо для интенсификации процессов сушки в шахтных эерносушилках. Зерно, находящееся в слое вихревой камеры, достигало заданной температуры 45 С в течение 3-5 с при темпеРатУРе теплоносителя 70 С.

В существующих шахтных сушилках время нагрева зерна до 45 С составляет несколько минут при температуре теплоносителя 130 С.

Разработка предлагаемого технического решения была вызвана целесообразностью создания малогабаритной камеры для очистки зерна от легких примесей и предварительного его

З5 нагрева, что обеспечит интенсифика- цию процесса сушки. В результате производительность шахтной эерносушилки повысится на 15-20%.

Использование предлагаемой вих40 ревой камеры обеспечивает улучшение тепло-массообмена при протоке дисперсного материала через камеру.

Это достигается за счет лучшего кон.такта дисперсного материала с газом (теплоносителем).

Формула изобретения

Вихревая камера для проведения процессов тепло-массообмена по авт. св. Р 946682, о. т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью обеспечения возможности разделения дисперсного

- материала и улучшения теплообмена дисперсного материала с теплоноси. телем, она снабжена бункерами для загрузки и выгрузки дисперсного ма.териала, установленными соответственно над камерой и под ней и сообщающимися с камерой через кольцевые щели, выполненные в верхней и нижней стенках камеры у конического 0 закручиваюшего аппарата.

Источники информации, приня ые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 946682, кл. В 04 С 3/00, 1981 б5 (прототип).

1002031

Составитель В. Апарии

Редактор С, Титова Техред Л,Пекарь Корректор М. шароши

Заказ 1682/4 Тираж 577 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по. делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4