Теплообменный аппарат

Теплообменный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

о и:и ЁА:-и- -

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик м 727968

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)M. Кл. (22) Заявлено 05,12.77(21) 2551845/29 06

F 28 0 11/02 с присоединением заявки.%(23) ПриоритетГосударстввииый комитет ло делам изобретений-:и открытий (53) УДК 621,565. .94 2 (088. 8) Опубликовано 15.04.80. Бюллетень Ж 14

Дата опубликования описания 18.04.80

В. H. Вишняков, В. Г. Ушаков, Д. В. Баконин и Н. А. Коноваленко (72) .Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к химическому машиностроению, более конкретно к много шнековым теплообменным аппаратам, применяемым преимущественно для обработ-. . ки высоковязких сред.

Известен теппообменный аппарат преимущественно для концентрирования растворов синтетических каучуков, содержащий вращающиеся шнеки, витки каждого из которых входят во впадины сМежных шнеков $1).

Однако в известных аппаратах взаимная очистка торцовых поверхностей витков шнека (поверхностей теплообмена) может быть осуществлена путем сближе15 ния этих поверхностей до установления заведомо гарантийного зазора. Это позволяет произвести очистку только одной поверхности каждого шнека и не обеспечивает качественного .обновления пристенного слоя (скребкового эффекта), что . существенно снижает производительность аппарата.

Бель изобретения — повышение производительности аппарата путем качественного обновления пристенного слоя на геликоидальных теплообменных поверхностях витков»

Указанная цель достигается тем, что один иэ шнеков по периферии витков снабжен спиральной лентой, контактирующей с поверхностями впадин смежных шнеков. Лента на торцовых ее участках имеет переточные каналы. Лента снабжена упругим элементом волнообразной формы и выполнена из антифрикционного материала.

На фиг. 1 схематично изображен описываемый теплообменныйаппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — узел l на фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. Э - разрез А-А иа фиг. 2; на фиг. 4 - теплообменный аппарат с пятью шнеками; на фиг. 5 - с четырьмя шнеками»

Теплообменный аппарат для концентрирования растворов или синтеза мономе727968 4 ров,синтетических каучуков содержит по меньшей мере два вращающихся шнека 1 и 2, спиральные витки которых взаимно входят в спиральные впадины смежных витков, Может быть использовано несколько шнеков, как например, четыре на фиг. 5, пять на фиг. 4, где каждый из шнеков 2 самостоятельно взаимодействует со шнеком 1. При этом шнеки 2 располагают равномерно по концентрической окружнос . ти вокруг центрального шнека 1.

Шнеки 2 имеют полости в витках и в валу 3 дпя прохождения тепло- ипи хпадноситепя. Шнек 1 может иметь так же, как и шнек 2, внутренние теппообменные полости дпя прохождения теплоипи хпадоноситепя ипи же образовай из сплошного вала 4 (фиг. 1 и 5), перифе рийно расположенной тонкостенной полосы 5, согнутой одновременно по ципинд ру и спирали, и радиальных спиц 6, жестко связывающих полосы 5 с валом 4. К наружной поверхности шнека 1 прикреппе на с помощью болтов 7 и накладных планок 8 сплошная антифрикционная спираль ная лента 9, например иэ полимерного материала, края которой по внутреннему и-внешнему диаметрам острозаточены, т. е. выполнены в виде скребков.,Нпя шнека 1 с теппообменными полостями болт 7 вводится в витки шнека с внеш ней стороны.

Первоначальная ширина спиральной

:ленты 9 не меньше расстояния между

TopUoBbIMH сторонами спиральных . впадин в шнеках 2 с учетом износа ленты при приработке с поверхностями шнека 2.

Лента своими спирально-торцовыми поверхностями контактирует с поверхностть ми впадин смежных шнеков. Прижатие ленты осуществляется упругим элементом 10 (фиг. 2 и 3), имеющимвопнообразную форму с вершинами, смещенными в осе вом направлении и по спирали, обеспечивающей создание равномерных осевых усилий на ленту.

Спиральная лента 9 на торцовых ее участках имеет переточные каналы 11 дпя радиального прохода обрабатываемого продукта - раствора синтетического каучука, обеспечивающе1 о его перемешивание, и повышения гибкости ленты, обеспечивающей полное припегание ее выс тупов к торцовым гепикоидапьным поверх ностям шнека 2. Спиральная лента и каналы 1 1 в местах вэаимодейс твия с торцовыми поверхностями шнеков 2

45 ностей витков шнеков 1 и 2.

Изобретением предусматривается установление практически минимальных зазоров между поверхностями шнеков после предварительного износа ленты 9 или же достижение беззаэорного прилегания при принудительном прижатии ленты к шнекам 2.

Спирапьная лента 9 не только повышает коэффициент теппоотдачи от теплообменной поверхности, но и улучшает наносные свойства шнеков 2. Обработка раствора синтетического каучука закпючается в нагреве (ипи охлаждении) и имеют остры е рабочие кромки по йаружному и внутреннему диаметрам дпя облегчения отделения пристенного слоя.

Спиральные ленты 9 могут быть снабжены тросами 12, упрочняющими ленту и препятствующими ее вывинчива. йию в процессе работы. Тросы прикреппены в концевых частях к радиальным спицам 6 ипи к полосам 5.

Валы теппообменных шнеков 1 и 2 связаны между собой, посредством шесте рен и соединены с приводом дпя их вращения (на фигурах не показан). Аппарат имеет корпус 13 (см. фиг. 4 и 5). Согласно фиг. 5 внутренняя поверхность корпуса 13 выполнена по внешнему пе риметру поверхностей шнеков 2 с установлением между ними заданных зазоров.

Шнек 1 выполнен без теппообменных полостей.

Теппообменный аппарат работает при заполнении его раствором ипи мономерами синтетического каучука, прохождении тепло- - ипи хладоноситепя через полости шнеков и их вращении. В результате вращения пристенный спой, находящийся на торцовых поверхностях шнеков 2,. встречается с перегородкой в виде спиральной ленты 9 и отделяется от теплообменных поверхностей шнеков 2. ПриФ чем снятие пристенного слоя осуществляется дважды: внутренней и внешней кромками ленты 9, взаимодействующими со шнеками 2, при этом вязкий пристенный слой перемещается в сторону, противопоо ложную движению шнека на 90 . Переточные каналы 11 снижают радиальные нагрузки на ленту за счет протечек раствора. Кромки каналов участвуют в снятии пристенного слоя.

Вращение шнеков 2 и ленты 9 обеспечивает их взаимный поворот, необходимый дпя сохранения взаимодействия смещающихся в осевом направлении поверх727968 перемещении его в спиральных впадинах шнеков 1 и в свободном пространстве, между валом и спиральной лентой. При этом отгонка растворителя из раствора в зависимости от поддерживаемого давления в аппарате может производиться как в аппарате, та и вне его.

Экономическая ективность изобретения заключается в, тижении повышенных и постоянных тепловых нагрузок 1( на аппарат для увеличения производительности, улучшении насосных возможностей шнеков 1 для исключения накопления отложений в аппарате и исключения зарас тания теплообменных поверхностей.

Формула изобретения

1. Теплообменный аппарат преимущественно для концентрирования растворов синтетических каучуков, содержащий вращающиеся шнеки, витки каждого из которых входят во впадины смежных шнеков, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, один из шнеков по периферии вит ков снабжен спиральной лентой, контактирующей с поверхностями впадин смежных шнеков.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а юm и и с я тем, что лента на торцовых ее участках имеет перето ные каналы.

3. Аппаратпоп. 1, отл ич а юm и и с я тем, что лента снабжена упругим элементом волнообразной формы, выполнена из антифрикпионного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент США № 2917284, кл. 165-87, спюбл. 1959.