Устройство для теплообмена с радиальным перемешиванием

Изобретение относится к устройствам для теплообмена. Устройство (1) содержит желоб (2) с двумя свободно вращающимися валами (3), продолжающимися рядом друг с другом, причем каждый из валов (3) снабжен лопатками (7), разнесенными в осевом направлении на промежуточное расстояние. Лопатки (7) продолжаются, по существу, в радиальной плоскости относительно валов (3) и продолжаются в направлении вдоль окружности, по меньшей мере, по части окружности. В направлении по окружности лопатки (7) имеют, по меньшей мере, частично клиновидную форму. При вращении валов (3) в противоположных направлениях следующие одна за другой в осевом направлении лопатки (7) поочередно оказываются друг против друга, тем самым, неоднократно образуя суживающийся зазор. На каждом валу (3) следующие одна за другой лопатки (7) в осевом направлении расположены в шахматном порядке относительно друг друга, при этом в направлении по окружности они расположены под максимальным углом приблизительно 15°. Изобретение должно обеспечить исключение пиковых нагрузок на валы и привод. Это особенно относится к продуктам, имеющим высокую плотность и/или вязкость, как, например, обезвоженные отходы. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству, содержащему желоб с двумя свободно вращающимися валами, продолжающимися рядом друг с другом, причем каждый из валов снабжен лопатками, разнесенными в осевом направлении на промежуточное расстояние и продолжающимися, по существу, в радиальной плоскости относительно валов и продолжающимися в направлении вдоль окружности, по меньшей мере, по части окружности и имеющими, по меньшей мере, частично клиновидную форму в направлении по окружности, наряду с тем, что при вращении валов в противоположных направлениях следующие одна за другой в осевом направлении лопатки поочередно оказываются друг против друга, тем самым неоднократно образуя суживающийся зазор, который является ненаклонным в осевом направлении.

Уровень техники

Такое устройство, в общем, известно. Например, одна такая конструкция описана в JP 58117954 от имени Nara Machinery Company Ltd. В этом устройстве, благодаря отсутствию наклона оси в зазоре, продукт перемешивается, по существу, в радиальном направлении, поскольку усилия в осевом направлении фактически отсутствуют. Перемещение продукта в осевом направлении не вызвано действием лопаток, а происходит под влиянием внешнего усилия, например, под влиянием силы тяжести при наклонном расположении желоба и/или разности давления, связанной с непрерывной подачей продукта.

Лопатки и/или желоб предназначены для теплообменного контакта с продуктом. В этом устройстве продукт может охлаждаться, подвергаться сушке и/или нагреваться с применением радиального перемешивания продукта.

В таком устройстве все перемешивающие лопатки на каждом валу расположены в линию с целью максимального предотвращения воздействия осевых усилий лопаток на продукт. Недостаток такого расположения состоит в том, что может возникнуть пиковая нагрузка на валы и привод. Это особенно относится к продуктам, имеющим высокую плотность и/или вязкость, как, например, обезвоженные отходы.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить устройство такого типа, как упомянуто в начальном абзаце, с помощью которого можно предотвратить вышеуказанные недостатки, в то же время, сохраняя преимущества. С этой целью устройство по настоящему изобретению отличается тем, что на каждом валу следующие друг за другом в осевом направлении лопатки расположены в шахматном порядке относительно друг друга, при этом в направлении по окружности они расположены под углом. В результате лопатки на каждом валу не направляются в продукт все одновременно, и при вращении вала пиковая нагрузка является распределенной, в то время как осевые усилия, действующие на продукт, остаются ограниченными.

Согласно изобретению устройство содержит желоб с двумя свободно вращающимися валами, продолжающимися рядом друг с другом, причем каждый из валов снабжен лопатками, разнесенными в осевом направлении на промежуточное расстояние и продолжающимися, по существу, в радиальной плоскости относительно валов и продолжающимися в направлении вдоль окружности, по меньшей мере, по части окружности и имеющими, по меньшей мере, клиновидную форму в направлении по окружности, причем при вращении валов в противоположном направлении следующие одна за другой в осевом направлении лопатки поочередно оказываются друг против друга, тем самым неоднократно образуя суживающийся зазор, который является ненаклонным в осевом направлении, отличается тем, что на каждом валу следующие одна за другой лопатки в осевом направлении расположены в шахматном порядке относительно друг друга, при этом в направлении по окружности они расположены под углом, причем следующие друг за другом лопатки на каждом валу расположены в шахматном порядке под максимальным углом приблизительно 15°.

Следующие друг за другом лопатки на каждом валу в осевом направлении могут быть расположены в форме спирали.

Предпочтительно, валы продолжаются в направлении, которое соответствует маршруту между впускным устройством и выпускным устройством желоба.

Целесообразно, чтобы конец лопатки был снабжен упорной пластиной.

Лопатки предназначены для теплообменного контакта с продуктом.

Желоб предназначен для теплообменного контакта с продуктом.

На каждом перемешивающем валу в каждом случае ряд перемешивающих лопаток, в частности две лопатки, расположен в одной и той же радиальной плоскости.

Перемещение подлежащего обработке продукта в направлении вдоль валов обеспечивается транспортирующим средством, расположенным снаружи относительно валов и лопаток.

Предпочтительно, транспортирующее средство содержит уклон желоба.

Наружное транспортирующее средство может содержать поршневой поток, создаваемый за счет подачи.

За счет расположения следующих друг за другом лопаток на каждом валу по спирали пиковая нагрузка фактически распространяется в пределах вращения вала. Это приводит практически к равномерно распределенной нагрузке на вал и привод.

За счет расположения следующих друг за другом лопаток на каждом валу в шахматном порядке под максимальным углом примерно 15°, осевые усилия, которые могли бы воздействовать на продукт со стороны лопаток, могут оставаться ограниченными.

Краткое описание чертежей

Объяснение изобретения далее будет даваться на основе примерного варианта выполнения, представленного на чертеже. На чертежах:

фиг.1 - схематичный вид сбоку на устройство по изобретению;

фиг.2 - схематичный вид сверху и перспективный вид валов с расположенными по спирали лопатками в первой конфигурации;

фиг.3 - схематичный вид сверху и перспективный вид валов с расположенными по спирали лопатками во второй конфигурации;

фиг.4 - схематичный вид спереди на валы с лопатками в первой конфигурации;

фиг.5 - схематичный вид спереди на валы с лопатками во второй конфигурации;

фиг.6 - схематичный вид сверху и перспективный вид валов с лопатками, расположенными в форме волнистой линии;

фиг.7 - схематичный вид сверху и перспективный вид валов с произвольно расположенными лопатками;

фиг.8 - схематичный вид спереди на лопатки, предназначенные для теплообменного контакта;

фиг.9 - схематичный вид сверху и вид сбоку на лопатку.

Следует отметить, что фигуры являются только схематичными представлениями предпочтительных вариантов выполнения изобретения, которые описаны в виде неограниченных примерных вариантов выполнения. На фигурах одни и те же или соответствующие части обозначены одними и теми же ссылочными номерами.

Осуществление изобретения

Фиг.1 показывает устройство 1, которое содержит желоб 2. На фиг.1 желоб 2 частично разрезан, так чтобы был виден вал 3. Желоб 2 содержит два свободно вращающихся вала 3, продолжающихся рядом друг с другом. Устройство 1 снабжено впускным устройством 4, по которому подлежащий обработке продукт подается в желоб 2, и выпускным устройством 5, по которому продукт выгружается из желоба 2. Валы 3 расположены в направлении, которое соответствует маршруту между впускным устройством 4 и выпускным устройством 5 желоба 2. Валы 3 приводятся в действие с помощью привода 6.

Валы 3 снабжены лопатками 7, разнесенными в осевом направлении на промежуточное расстояние и расположенными в форме спирали, как показано на фиг.1. Лопатки 7 продолжаются в направлении по окружности, по существу, в радиальной плоскости на части окружности. Лопатки 7 имеют, по меньшей мере, частично клиновидный контур, как видно из фиг.9.

При стандартном применении лопатки 7 предназначены для теплообменного контакта с продуктом. С этой целью лопатки 7 могут иметь полую конструкцию, как показано на фиг.8, и могут быть заполнены паром и/или горячей или холодной жидкостью. Кроме того, устройство 1 может использоваться для сушки, охлаждения и/или нагрева продукта. Сушка, охлаждение или нагрев становятся более эффективными за счет использования радиального перемешивания продукта. В процессе обработки продукт подается через впускное устройство 4 в желоб 2. Благодаря спиральной конфигурации при вращении валов 3 в противоположных направлениях следующие друг за другом лопатки 3 поочередно оказываются друг против друга, тем самым образуя суживающийся зазор. В результате продукт перемешивается в радиальном направлении и продукт сжимается у лопаток 7 с целью обеспечения наилучшего возможного теплообменного контакта между продуктом и лопатками 7. Суживающийся зазор является ненаклонным в осевом направлении и поэтому не вынуждает подлежащий обработке продукт перемещаться в осевом направлении.

Перемещение подлежащего обработке продукта в осевом направлении вдоль валов 3 обеспечивается транспортирующим средством, расположенным снаружи относительно валов 3 и лопаток 7. Наружное транспортирующее средство в этом примерном варианте выполнения содержит поршневой поток, создаваемый за счет подачи. За счет устойчивой и непрерывной подачи продукта через впускное устройство 4 продукт двигается по желобу 2 к выпускному устройству 5, так чтобы образовывался так называемый поршневой поток. Для дополнительного облегчения осевого перемещения продуктов наружное транспортирующее средство содержит, кроме того, установку желоба под уклон. Нижняя часть желоба расположена под уклон относительно валов 3, так чтобы подлежащий обработке продукт перемещался от впускного устройства 4 к выпускному устройству 5 под влиянием силы тяжести.

В преимущественном варианте выполнения лопатки 7 снабжены на концах упорными дисками 8, как показано на фиг.9. С помощью упорных пластин 8 удаляется выемка, оставляемая в продукте лопаткой 7, с целью достижения более оптимального радиального перемешивания.

Максимальный угол между следующими друг за другом лопатками 7 на валу в этом примере составляет примерно 15°, например, приблизительно 10°. С учетом такого небольшого угла нагрузка по валу 3 может быть распределена сравнительно равномерно, и осевое усилие лопаток 7, действующее на продукт, может оставаться небольшим, так чтобы перемешивание происходило только в радиальном направлении.

Фиг.2, фиг.3, фиг.6 и фиг.7 показывают разные варианты выполнения, в которых могут быть установлены лопатки 7. Следующие друг за другом лопатки 7 могут быть расположены в форме спирали, как показано на фиг.1, фиг.2 и фиг.3. Кроме того, следующие друг за другом лопатки 7 могут быть расположены в форме волны, как показано на фиг.6. В другом варианте выполнения следующие друг за другом лопатки 7 могут быть расположены произвольно, как показано на фиг.7.

Такие расположения могут быть внедрены в двух возможных конфигурациях: конфигурации, в соответствии с которой на каждом перемешивающем валу в одной и той же радиальной плоскости расположены две или более лопаток, так называемой парной конфигурации, как показано на фиг.3 и фиг.4, и конфигурации, в соответствии с которой на каждом перемешивающем валу в одной и той же радиальной плоскости расположена одна лопатка, так называемой конфигурации с шахматным расположением, как показано на фиг.2 и фиг.5.

В парной конфигурации (фиг.3 и фиг.4) в направлении по окружности на каждом валу в одной и той же радиальной плоскости в этом примере расположены две лопатки. При желании в направлении по окружности на каждом валу в одной и той же радиальной плоскости также могут быть расположены, например, три лопатки. При вращении валов 3 в противоположных направлениях лопатки 7 поочередно оказываются друг против друга. Между лопаткой 7 первого вала 3 и следующей лопаткой 7 второго вала 3 образуется суживающийся зазор 9. Зазор 9 является широким в начале лопаток 7 и становится узким у упорных дисков 8 у концов лопаток 7. В парной конфигурации на каждом валу 3 следующие лопатки 7 находятся в той же радиальной плоскости, как и предыдущие лопатки 7, так что после закрывания одного зазора следующий зазор открывается аналогичным образом в той же радиальной плоскости.

В конфигурации с шахматным расположением (фиг.2 и фиг.5) в соответствующей радиальной плоскости на каждом валу 3 имеется только одна лопатка 7. Суживающийся зазор 9 образуется между лопаткой 7 первого вала 7 и следующей лопаткой 7 второго вала 3. Зазор 9 является широким в том месте, где клиновидные лопатки встречаются друг с другом, и становится узким у упорных дисков 8 лопаток 7. Во время вращения на каждом валу 3 следующая лопатка 7 смещена в осевом направлении относительно предыдущей лопатки 7, так что во время вращения следующий зазор 9 расположен в шахматном порядке в осевом направлении относительно зазора, образованного ранее во время вращения.

Понятно, что изобретение не ограничивается до представленных здесь вариантов выполнения. Возможны многие изменения и они, разумеется, должны находиться в пределах объема изобретения, как определено в следующей формуле изобретения.

1. Устройство, содержащее желоб (2) с двумя свободно вращающимися валами (3), продолжающимися рядом друг с другом, причем каждый из валов (3) снабжен лопатками (7), разнесенными в осевом направлении на промежуточное расстояние и продолжающимися, по существу, в радиальной плоскости относительно валов (3) и продолжающимися в направлении вдоль окружности, по меньшей мере, по части окружности и имеющими, по меньшей мере, клиновидную форму в направлении по окружности, причем при вращении валов (3) в противоположном направлении следующие одна за другой в осевом направлении лопатки (7) поочередно оказываются друг против друга, тем самым, неоднократно образуя суживающийся зазор, который является ненаклонным в осевом направлении, отличающееся тем, что на каждом валу (3) следующие одна за другой лопатки (7) в осевом направлении расположены в шахматном порядке относительно друг друга, при этом в направлении по окружности они расположены под углом, причем следующие друг за другом лопатки (7) на каждом валу (3) расположены в шахматном порядке под максимальным углом приблизительно 15°.

2. Устройство по п.1, в котором следующие друг за другом лопатки (7) на каждом валу (3) в осевом направлении расположены в форме спирали.

3. Устройство по п.1, в котором валы (3) продолжаются в направлении, которое соответствует маршруту между впускным устройством и выпускным устройством желоба (2).

4. Устройство по п.1, в котором конец лопатки (7) снабжен упорной пластиной (8).

5. Устройство по п.1, в котором лопатки (7) предназначены для теплообменного контакта с продуктом.

6. Устройство по п.1, в котором желоб (2) предназначен для теплообменного контакта с продуктом.

7. Устройство по п.1, в котором на каждом перемешивающем валу (3) в каждом случае ряд перемешивающих лопаток (7), в частности две лопатки, расположен в одной и той же радиальной плоскости.

8. Устройство по п.1, в котором перемещение подлежащего обработке продукта в направлении вдоль валов (3) обеспечивается транспортирующим средством, расположенным снаружи относительно валов (3) и лопаток (7).

9. Устройство по п.8, в котором транспортирующее средство содержит уклон желоба (2).

10. Устройство по п.8 или 9, в котором наружное транспортирующее средство содержит поршневой поток, создаваемый за счет подачи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для выпаривания жидкости, содержащейся в сыпучей продукции, посредством перегретого пара в качестве сушильного агента. .

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к устройствам для сушки зерна. .

Изобретение относится к области переработки рисовой шелухи в диоксид кремния и может быть использовано для термообработки сыпучих материалов. .

Изобретение относится к медицинской и фармацевтической промышленности для сушки порошков и другим отраслям народного хозяйства. .

Сушилка // 2038557
Изобретение относится к энергетическому оборудованию, применяемому для сушки пластичных сыпучих материалов, и может быть использовано в производстве строительных материалов, а также в строительной, химической и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к теплообменному оборудованию, преимущественно для сушильной техники, и может использоваться в химической, строительной и других отраслях промышленности.

Сушилка // 1460564

Данное устройство для сушки/коксования состоит из множества труб, расположенных внутри сушильной камеры, с одного конца которых сформировано входное отверстие, а с другого конца - сформировано выходное отверстие, верхние и нижние концы труб соединены друг с другом для формирования единой цепи, внутри труб имеются вращаемые шнековые конвейеры, которые обеспечивают перемещение материала коксования в противоположном направлении по длине цепи в вертикальном направлении; горизонтальных труб, которые закреплены с соответствующим интервалом вдоль продольного направления множества труб со шнековыми конвейерами, которые являются горизонтальными газоотводными трубами, вертикальных труб, которые соединены с концами горизонтальных труб, и нижней накопительной трубы, которая расположена горизонтально в нижней части устройства, соединяет концы вертикальных труб и удаляет газ. Изобретение включает второй вариант выполнения устройства, а также способ сушки/коксования. 3 н. и 14 з.п ф-лы, 9 ил.

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и газовой промышленности. Трубчатая сушилка - горизонтальный кожухотрубный аппарат включает корпус, теплообменные трубы, загрузочную и разгрузочную камеры, привод, штуцера для подвода и отвода сырья, продукта, теплоносителя. К одному торцу кожухотрубного аппарата присоединена распределительная камера, к другому торцу - сепарационная камера, а внутрь теплообменных труб помещены вращающиеся гибкие металлические спирали, к концам которых жестко прикреплены: с одной стороны - трубы с прорезями, с другой - металлические стержни, закрепленные в подшипниках крышки сепарационной камеры, при этом трубы с прорезями размещены в распределительной камере и соединены с помощью зубчатой передачи с приводом. Изобретение должно обеспечить высокую эффективность теплопередачи за счет непосредственного контакта дымовых газов с сырьем в трубах при интенсивном перемешивании продукта вращающимися гибкими металлическими спиралями и эффективном теплообмене при обтекании дымовыми газами труб в противотоке в межтрубном пространстве. 4 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для сушки зерна. Устройство для сушки зерна содержит цилиндрический кожух, внешняя поверхность которого покрыта слоем теплоизолирующего материала, загрузочный бункер, выгрузное окно, соосно установленный внутри кожуха с возможностью вращения транспортирующий рабочий орган, нагревательные элементы, размещенные на внешней поверхности кожуха под слоем теплоизолирующего материала между загрузочным бункером и выгрузным окном, а также вентилятор. Транспортирующий рабочий орган включает в себя соединенные между собой спиральный винт и шнек. Спиральный винт установлен со стороны загрузочного бункера. Шнек установлен со стороны выгрузного окна. На торцевой поверхности кожуха внутри спирального винта установлен полый цилиндрический стакан. Внутри стакана установлен вентилятор. На торцевой поверхности кожуха со стороны загрузочного бункера и на торце цилиндрического стакана выполнены отверстия. Изобретение должно обеспечить улучшение качества готового продукта. 1 ил.

Изобретение раскрывает способ торрефикации высушенной и нагретой биомассы, включающий в себя этап охлаждения упомянутой биомассы в течение реакции торрефикации в зоне торрефикации агрегата для торрефикации, так чтобы по меньшей мере частично нейтрализовать повышение температуры в зоне торрефикации, возникающее от экзотермических реакций торрефикации в зоне торрефикации, причем упомянутая биомасса является древесной биомассой из ели или эвкалипта. Также раскрывается агрегат для торрефикации. Указанные способ и агрегат предусматривают точный контроль температуры торрефикации, которая является решающей для тщательного контроля качества и свойств обжигаемого материала. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение описывает способ торрефакции биомассы в торрефакционном реакторе с получением обожженной биомассы и газов торрефакции, в котором в торрефакционный реактор в первом положении реактора подают содержащий кислород газ так, чтобы кислород вступил в реакцию с компонентами газов торрефакции с выделением теплоты, и в котором газы торрефакции отводят из торрефакционного реактора во втором положении торрефакционного реактора, и в котором первое положение расположено ниже по потоку от второго положения относительно направления движения биомассы в торрефакционном реакторе, так что газы торрефакции двигаются в торрефакционном реакторе в противоток движению биомассы, и при котором биомасса на входе в торрефакционный реактор имеет температуру от 30°С до 230°С. Также раскрывается вариант способа торрефакции биомассы, применение распыленной обожженной биомассы и система для торрефакции биомассы. Технический результат заключается в предоставлении процесса торрефакции, который повышает выход энергии в процессе торрефакции, повышает плотность энергии в обожженном продукте и сокращает потребность в энергии, необходимой для измельчения обожженного материала в мелкодисперсный порошок. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к способу производства галобутилкаучуков, а именно к способу сушки влажной крошки этих каучуков. Техническим результатом является повышение эффективности сушки каучука без снижения его качества. Технический результат достигается способом удаления влаги из мокрой крошки галобутилкаучуков, полученных путем прямого галоидирования растворенного в инертном растворителе бутилкаучука, в сушильном агрегате, состоящем из 2-х или более червячных машин, в последней из которых происходит термическое выпаривание влаги, с подачей в зону сжатия этой машины азота высокого давления. При этом превышение давления азота над давлением в зоне сжатия составляет 2,0-5,0 МПа, а точка ввода азота находится в 35-50 см от фильерной плиты последней червячной машины. 1 табл., 10 пр.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Устройство для сушки зерна содержит раму, цилиндрический кожух, шнек, нагревательные элементы и камеры сушки и охлаждения. Нагревательные элементы расположены на внешней поверхности нижней части кожуха в камере, где нижняя и боковые стенки покрыты теплоизоляционным материалом. Вентилятор соединен с воздушным солнечным коллектором и с тепловым аккумулятором и обеспечивает движение теплоносителя к внутренней полости кожуха. Теплоноситель обеспечивает нагревание поверхности цилиндрического кожуха и проведение процесса сущки зерна. Устройство для сушки зерна снижает затраты на процесс испарения влаги, не подвергая зерно длительному воздействию высоких температур. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для теплообмена

Наверх