Устройство для нагрева жидкостей

 

Изобретение относится к тепловой обработке продуктов питания и кормов, касается устройств для нагрева жидкостей без использования внешнего источника тепла и используется при пастеризации молока, тепловой коагуляции белков сока кормовых трав. Цель изобретения - интенсификация процесса нагрева жидкости и повышение производительности устройства за счет создания сложной турбулизации потока обрабатываемой жидкости. Устройство содержит статор и установленный в нем ротор , выполненный в виде диска, размещенИзобретение относится к тепловой обработке продуктов питания и кормов, касается устройств для нагрева жидкостей без использования внешнего источника тепла и может применяться, например, при пастеризации молока, производстве белково-витаминных концентратов из кормовых трав, где осуществляется тепловая коагуляция сока , полученного отжимом измельченной зеленой массы. Цель изобретения - интенсификация процесса нагрева жидкости и повышение производительности устройства за счет соного с образованием рабочего зазора для перемещения и нагрева обрабатываемой жидкости, и патрубки для подачи и отвода жидкости. На диске ротора по окружности установлены лопатки, выполненные в виде полуцилиндров и имеющие наклон 20-25° к оси ротора. Статор снабжен ответными лопатками аналогичной формы с равным наклоном и противоположным направлением. Шаг лопаток ротора может быть меньше шага лопаток статора на величину, равную суммарной толщине внутренних кромок лопаток статора. В роторе могут быть выполнены каналы для подачи жидкости в зону обработки. Исходный продукт подается по патрубку во вращающийся ротор и далее по каналам через дроссельные отверстия в рабочую зону между ротором и статором и попадает на лопатки. Нагрев жидкости происходит за счет интенсивного сдвига слоев жидкости, движущихся с разной скоростью, и образования вихрей. Нагретая жидкость отводится через патрубок под действием избыточного давления в статоре. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. здания сложной турбулизации потока обрабатываемой жидкости. На фиг. 1 изображено устройство для нагрева жидкостей, общий вид; на фиг. 2 - статор и ротор, разрез; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 5 - устройство, вид сбоку, с пояснением взаимного расположения лопаток ротора и статора. Устройство для нагрева жидкостей состоит из ротора 1, выполненного в виде диска , снабженного по окружности лопатками 2. Межлопаточное пространство имеет полуцилиндрическую форму. Образующие полсл XJ со СО VI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 (д

00 4 (21) 4712866/13 (22) 27.04.89 (46) 07.06.92. Бюл. N- 21 (71) Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйственного машиностроения (72) Г,И.Проценко, И.А,Хозяев, Н.И.Пройдак и О.P.Êèðèùèåâ (53) 621,642.3 (088.8) (56) Патент СССР N -316216, кл. А 23 С 3/03, 1968. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к тепловой обработке продуктов питания и кормов, касается устройств для нагрева жидкостей без использования внешнего источника тепла и используется при пастеризации молока, тепловой коагуляции белков сока кормовых трав, Цель изобретения — интенсификация

-процесса нагрева жидкости и повышение производительности устройства за счет создания сложной турбулизации потока обрабатываемой жидкости. Устройство содержит статор и установленный в нем ротор, выполненный в виде диска, размещенИзобретение относится к тепловой обработке продуктов питания и кормов, касается устройств для нагрева жидкостей без использования внешнего источника тепла и может применяться, например, при пастеризации молока, производстве белково-витаминных концентратов из кормовых трав, где осуществляется тепловая коагуляция сока, полученного отжимом измельченной зеленой массы.

Цель изобретения — интенсификация процесса нагрева жидкости и повышение производительности устройства за счет со Ы 1738717 А1 (я)5 В 65 D 88/74, В 65 G 69/20, А 23 С 3/00 ного с образованием рабочего зазора для перемещения и нагрева обрабатываемой жидкости, и патрубки для подачи и отвода жидкости. На диске ротора по окружности установлены лопатки, выполненные в виде полуцилиндров и имеющие наклон 20 — 25 к оси ротора. Статор снабжен ответными лопатками аналогичной формы с равным наклоном и противоположным направлением, Шаг лопаток ротора может быть меньше шага лопаток статора на величину, равную суммарной толщине внутренних кромок лопаток статора. В роторе могут быть выполнены каналы для подачи жидкости в зону обработки. Исходный продукт подается по патрубку во вращающийся ротор и далее по каналам через дроссельные отверстия в рабочую зону между ротором и статором и попадает на лопатки. Нагрев жидкости происходит за счет интенсивного сдвига слоев жидкости, движущихся с разной скоростью, и образования вихрей. Нагретая жидкость отводится через патрубок под действием избыточного давления в статоре. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. здания сложной турбулизации потока обрабатываемой жидкости, На фиг. 1 изображено устройство для нагрева жидкостей, общий вид; на фиг. 2— статор и ротор, разрез; на фиг. 3 — вид А на фиг. 2; на фиг. 4 — вид Б на фиг. 2; на фиг.

5 — устройство, вид сбоку, с пояснением взаимного расположения лопаток ротора и статс ра.

Устройство для нагрева жидкостей состоит из ротора 1, выполненного в виде диска, снабженного по окружности лопатками

2. Межлопаточное пространство имеет полуцилиндрическую форму. Образующие пол1738717 уцилиндров имеют наклон в пределах 20—

25 к оси ротора. Статор 3 установлен снаружи ротора с образованием рабочего зазора, снабжен ответными лопатками 4 аналогичной формы, но наклон их имеет равное и противоположное направление, Шаг лопаток 2 ротора 1 может быть меньше шага Т лопаток 4 статора 3, что соответствует условию

Т вЂ” с = ib, где — число лопаток статора 3;

Ь вЂ” ширина кромки лопатки.

В роторе могут быть выполнены патрубок 5 и каналы 6 для подвода жидкости в рабочую зону (в зону обработки). На выходе каналов 6 установлены дроссели 7. Патрубок 8 с вентилем 9 предназначены для отвода нагретого продукта. Ротор 1 на валу 10 установлен в подшипниках 11 и приводится во вращение от электродвигателя. Для промывки устройства служит расположенный в нижней части статора патрубок 12 с вентилем 13.

Устройство для нагрева жидкостей работает следующим образом.

Исходный продукт по патрубку 5 подается в ротор 1 и далее по каналам 6 через дроссельные отверстия 7 попадает в рабочую зону лопаток 2 и 4, Наличие дросселей

7 способствует повышению центробежного давления внутри ротора 1, равномерному выходу жидкости через все дроссельные отверстия с повышенной скоростью, При входе жидкости в зону действия лопаток с большой скоростью интенсифицируется вихревое движение потока, в результате чего частота перерезания потока кромками лопаток увеличивается, т.е. увеличивается поверхность среза, что способствует лучшему прогреву. Наиболее интенсивный нагрев жидкости происходит тогда, когда диаметр ротора определяется соотношением

20000m

О а — л-д —. гре v — кинематическая вязкость жидкости, м /c;

n — частота вращения ротора, 1/с; д- зазор между ротором и статором, м, а угол наклона лопаток к оси составляет

20 — 25О. При его уменьшении интенсивность нагрева уменьшается, при увеличении— возникают значительные осевые усилия, которые приводят к повышенному износу устройства и преждевременному выходу из строя.

Наклон лопаток к оси ротора стремится придать потоку осевое направление, а про5 тивоположный наклон лопаток статора стремится сместить жидкость в противоположном направлении, что способствует повышению скорости деформации сдвига, т.е. также интенсификации нагрева.

10 В момент прохождения кромок лопаток ротора над кромками лопаток статора окружное сдвигающее усилие достигает максимального значения. Для равномерного распределения этого усилия по всей окруж15 ности ротора шаг t лопаток 2 ротора 1 выполнен меньше шага Т лопаток 4 статора 3.

Поэтому при вращении ротора максимум окружного усилия как бы равномерно перемещается по окружности радиального зазора

20 между лопатками 2 и 4. Условие Т вЂ” с = ib обеспечивает смещение максимума окруж. ного усилия на всю длину окружности радиального зазора за полный оборот ротора, Нагретая жидкость под действием из25 быточного давления внутри статора отводится через патрубок 8. Вентиль 9 служит для регулирования производительности установки и степени нагрева жидкости.

Формула изобретения

30 1. Устройство для нагрева жидкостей, включающее статор и установленный внутри него ротор, выполненный в виде диска, размещенный с образованием рабочего зазора для перемещения и нагрева обрабаты35 ваемой жидкости, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации процесса нагрева и повышения производительности устройства путем создания сложной турбулизации потока. обрабатываемой жид-.

40 кости, оно снабжено установленными.на диске ротора по окружности лопатками, выполненными .в виде полуцилиндров и имеющими наклон 20-25 к оси ротора, при этом статор снабжен ответными лопатками

45 аналогичной формы, наклон которых имеет равное и противопОложное направление, 2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что шаг лопаток ротора меньше шага лопаток статора на величину, равную

50 суммарной толщине внутренних кромок лопаток статора.

3. Устройство по пп,1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в роторе выполнены каналы для подачи жидкости в зону обработ55 ки, 1.738717

Фиг. 2

1738717

Составитель B. Шипов

Редактор Н. Тупица Техред М.Моргентал Корректор А, Осауленко

Заказ 1971 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101