Вертикальный пленочный теплообменник
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
0Ю (11) рр F 28 D 3/0
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1177639 (21) 3759634/24-06 (22) 04.07.84 (46) 30.01.86. Бюл. ¹ 4 (71) Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт (72) А.Д.Корнеев, С.Д.Корнеев, Э.И.Перов и А.И.Попов (53) 621.565.94(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 903685, кл. F 28 D 3/04, 1978 °
Авторское свидетельство СССР
¹ 1177639, кл. F 28 D 3/04, 1984. (54) (57) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ПЛЕНОЧНЫЙ
ТЕПЛООБИЕННИК по авт. св. ¹- 1177639, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежной работы теплообменника при повьппенных тепловых нагрузках, на нижней поверхности горизонтальной перегородки укреплен цилиндрический стакан, установленный с.кольцевым зазором относительно теплообменной трубы, а подвижная запорная пластина имеет на нижней поверхности кольцевой паз.
1208453
Изобретение относится к теплообменной технике, может быть использовано в устройствах для отвода тепла в процессах биосинтеза и является усовершенствованием изобретения по авт. св. и 1177639.
Цель изобретения - обеспечение надежной работы теплообменника при повышенных тепловых нагрузках„
На фиг. 1 изображен вертикальный пленочный теплообменник, продольный разрез, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1, на фиг, 3 — разрез Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 — предложенный теплообменник, общий вид.
Вертикальный пленочный теплообменник содержит подводящий 1 и отводящий 2 горизонтальные коллекторы, соединенные пучком теплообменных труб 3, каждая из которых снабжена входным 4 и промежуточным 5 пленочными распределителями. Каждый промежуточный 5 пленочный распределитель установлен в рассечку соответствующей теплообменной трубы 3 и снабжен ресивером 6 и перераспределительным кольцевым коробом 7, разделенным горизонтальной перегородкой 8, имеющей отверстия 9,, на две секции, нижняя из которых снабжена подвижной запорной пластиной 10 и подключена к ресиверу 6.
Верхник концы теплообменных труб
3 расположены внутри коллектора 1, выполнены с прорезями 11 по их окружности. Входной 4 пленочный распределитель выполнен в виде вставки 12 с конической обечайкой 13 в виде усеченного конуса, установленной соосно с зазором и имеющей спираль 14 для закрутки потока теплоносителя. По оси перераспределительного кольцевого короба 7 концентрично с трубой 3 установлена втулка
15, а в верхней части трубы "- выполнены прорези 16 для прохода теплоносителя. На нижней поверхности горизонтальной перегородки 8 укреплен цилиндрический стакан 17 установленный с кольцевым зазором относительно трубы 3. Подвижная запорная пластина 10 имеет на нижней поверхности соосно с отверстиями
18 кольцевой паз 19.
Вертикальный пленочный теплообменник работает следующим образом.
В нормальном режиме в процессе микробиологического синтеза тепло
30 от культуральной жидкости, циркулирующей.в межтрубном пространстве аппарата, отводится охлаждающейжидкостью, циркулирующей по трубам
3. Охлажцающая жидкость из подводящего коллектора 1 через прорези
11 поступает в трубу 3, вставкой
12 направляется на внутреннюю ее поверхность и в виде равномерно сформированной пленки стекает в промежуточный распределитель 5, отбирая тепло от культуральной жидкости.
Через отверстие 9 жидкость попадает на подвижную запорную пластину
10„, которая нри этом находится у днища перераспределительного кольцевого короба 7, Затем охлаждающая жидкость через прорези 16 поступает в трубы 3 через кольцевой зазор между цилиндрическим стаканом 17 и трубой 3 и в виде равномерной пленки стекает в отводящий коллектор 2.
При экстремальных нагрузках в резупьтате прохожцения охлаждающей жидкости в виде пленки по внутренней поверхности труб сверху вниз жидкость ул;е на начальном участке достигает предельного теплового насыщения, т.е. температура пленки охлаждающей жидкости приближается к температуре культуральной жидкости, на нижнем участке трубы 3 тепло от культуральной жидкости не отводится и, следовательно, от та"кой пленки, достигшей теплового насыщенияя, необходимо избавиться или ее необходимо обновить.
С этой целью в ресивер 6 подают охлаждающий хладагент, который, проходя через равномерно размещенные отверстия 18, перемещает запорную пластину 10 вверх и перекрывает отверстия 9. Хладагент через прорези 16 поступает в кольцевой зазор между внутренней поверхностью трубы
3 и стаканом 17, с помощью которого осуществляется разделение потоков хлацагента и отработанной жидкости, выходящей из втулки 15, к затем поток хладагента стаканом 17 направляется на внутреннюю поверхность трубы 3 и в виде пленки стекает в нижний коллектор 2, отбирая тепло от культуральной жидкости, омывающей трубы 3.
В этом случае охлаждающая жидкость из верхней части трубы 3 стекает в виде пленки в перераспреде1208453
10 лительный кольцевой короб 7, отбирая при этом тепло от культуральнои жидкости в верхней части труб, и в перегретом виде попадает на перегородку 8, отверстия 9 которой перекрыты подвижной запорной пластиной
10 под воздействием напора хладагента. Из перераспределительного кольцевого короба 7 хладагент сливается через втулку 15 по центру трубы 3 в отводящий коллектор 2.
B случае, когда повышается расход охлаждающей жидкости через подводящий коллектор 1, последняя направляется внутрь вставки 12, стекает в виде пленки в кольцевой зазор между вставкой 12 и обечайкой 13, закручивается спиралью(14 и в виде пленки стекает по внутренней поверхности трубы 3, отбирая тепло от культуральной жидкости.
При стерилизации аппарата внутри ферментатора температура достигает
138-140 0, что нарушает работоспособность теплообменника, выполнение же кольцевого паза 19 на нижней поверхности поцвижной запорной пластины 10 позволяет уменьшить поверхность соприкосновения пластины и днища короба и соответственно пре-, дотвратить пригорание пластины к днищу короба.
1208453
13
Щиг,3
Составитель В.Сон
Техред. Л.Чикеш
Редактор М.Дыпын
Корректор В.Бутяга филиал ППП "Патент", r . Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 245/53 Тираж 590 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
