Вихревая камера для проведения процессов тепло-массообмена

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоци листическикРеспублик 1002031 Гф ф М(23) ПриоритетОпубликовано 070383. Бюллетень М 9 9 И 11 М. Кп. В 04 С 3/00В 07 В 7/08Г 26 В 17/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий53 УДК 621 928 ,37(088.8) Дата опубликования описания 07,03,83 Р. А. Волков, Г. И. Глухих, А, Н. Кайдани Н. П, Смирнов 72) Авторыизобретени 1) Заявител нститут теплофиэики Сибирского отделен(54) ВИХРЕВАЯ КАМЕРА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ПЛО-ИАССООБМЕНА Изобретение относится к техникетепло-массообменных процессов, вчастности к подсушке и очистке газовым потоком дисперсного материала,и может .быть использовано в сель.ском хозяйстве, в пищевой, химической и друг х отраслях промышленностиПо основному авт, св. 9 946682известна вихревая камера для проведения процессов тепло-массообмена,содержащая цилиндрический корпусс коллектором для ввода газа и сосевыми выходными патрубками и закручивающий конический аппарат снаклонными лопатками, установленныйпо оси внутри коллектора для вводагаза 1 1,Недостатком известной вихревойкамеры является то, что дисперсныйматериал 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 эакручивающегоаппарата приводит к тому, что разрежение в приосевой зоне вихревойкамеры становится незначительным(50-100 Па), а в большинстве случаев при наличии слоя толщиной 10-20 ммв приосевой зоневихревой камерынаблюдается не разрежение, а давление, поэтому ввести обрабатываемыйдисперсный материал в вихревую камеру невозможно, так как он выносится выходящим из камеры через патрубок газовым потоком.Кроме того, дисперсный материалподаваемый из приосевой зоны в ужесформировавшийся слой, стекает поего внутренней поверхности практически не обмениваясь с обработаннымматериалом, находящимся в слое.Цель изобретения - обеспечениевозможности разделения дисперсногоматериала и улучшение теплообменадисперсного материала с теплоносителем.Поставленная цель достигаетсятем, что вихревая камера для проведения процессов тепло-массообменаснабжена бункерами для загрузки и.выгрузки дисперсного материала, уста-" 25 новленными соответственно над камерой и под ней и сообщающимися с камерой через кольцевые щели, выполненные в верхней и нижней стенках камеры у конического закручивающего30 аппарата.На чертеже изображена вихреваякамера.Камера содержит коллектор 1 дляввода Газа, эакручивающий коническийаппарат 2 с наклонными щелями, верхнюю стенку 3 с осевым выходным патрубком, кольцевую щель в верхнейстенке 4, бункер 5,расположенныйнад щелью 4, нижнюю стенку б, выполненную с щелью 7 у закручивающегоаппарата, бункер очищенного зерна 8,плотно прилегающий к корпусу коллектора под кольцевой щелью 7,Камера работает следующим образомЗерно иэ бункера 5 через кольцевую цель 4 поступает на верхнюючасть конического закручивающего аппарата 2. Пройдя через закручивающийаппарат, газ образует в рабочем объеме камеры вихревой газовый поток.Использование конического закручивающего аппарата позволяет получитьгазовый поток, имеющий три составляющих скорости; тангенциальную, радиальную и осевую, Осевая составляющая скорости направлена вверх. Зерновой материал под воздействием закрученного газового потока образуетв верхней части камеры вращающийсяслой зернового. материала, которыйпо мере накопления под действиемсобственного веса опускается внизпо закру 1 ивающему аппарату. При этомон продувается газовым потоком. Таккак верхняя стенка 3 выполнена сщелью у закручивающего аппарата, тодисперсный материал, поступающий через эту щель на эакручивающий аппарат, вытесняет вниз уже обработанныйматериал, что способствует хорошемутепло-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 загрузочногобункера, сообщающегося с камерой,давление было равно давлению вблизизакручивающего аппарата. Это обеспечивается плотным соединением бункера с загрузочной щелью и наличиемв бункере во время работы достаточного количества зернового материала,который предотвратить проникновениегазового потока из камеры в бункер,Для обеспечения хорошей .сепарирующей способности устройства необходимо, чтобы газовый поток послеслоя зернового материала направлялся к выходным осевым патрубкам вверхней и нижней стенках. Плотноесоединение бункера, в котором собирается очищенный материал с вихревой камерой предотвращает попаданиев него газовзвеси, так как давлениев бункере будет такое же, как и ввихревой камере. На действующей модели были провЕдены исследования по эффективности разделения зернового вороха, имевшего исходную засоренность до 10, что соответствует засоренности зерна,5 поступающего на элеватор. Эффективность очистки зернового материала от примесей, имеющих большее аэродинамическое сопротивление, чем зерновой материал, составила 99. При 10 этом давление перед закручивающимаппаратом не превышало 3000 Па. Вихревые камеры с протоком дисперснойФазы и с загрузкой в приоесвую область камеры имеют эффект очисткидо 70 (с цилиндрическим закручива"ющим аппаратом - 40-50, с коничес"ким - до 70).На модели предлагаемого устройства были проведены также опыты понагреву зерна. Это необходимо дляинтенсификации процессов сушки вшахтных эерносушилках, Зерно, находящееся в слое вихревой камеры,достигало заданной температуры 45 Св течение 3-5 с при температуретеплоносителя 70 С.В существующих шахтных сушилкахвремя нагрева зерна до 45 С составляет несколько минут при температуре теплоносителя 130 рС.Разработка предлагаемого технического решения была вызвана целесообразностью создания малогабаритной камеры для очистки зерна от легких примесей и предварительного его35 нагрева, что обеспечит интенсифика-цию процесса сушки, В результатепроизводительность шахтной эерносушилки повысится на 15-20.Использование предлагаемой вих 40 ревой камеры обеспечивает улучшениетепло-массообмена при протоке дисперсного материала через камеру.Это достигается за счет лучшего контакта дисперсного материала с газом(теплоносителем).Формула изобретенияВихревая камера для проведенияпроцессов тепло-массообмена по авт.св. Р 94 бб 82, о, т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью обеспечениявозможности разделения дисперсногоматериала и улучшения теплообменадисперсного материала с теплоноси. телем, она снабжена бункерами длязагрузки и выгрузки дисперсного ма.териала, установленными соответственно над камерой и под ней и сообщающимися с камерой через кольцевыещели, выполненные в верхней и нижней стенках камеры у конического60 закручиваюшего аппарата.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 946682, кл. В 04 С 3/00, 198165 (прототип),1002031 Составитель В, АпаринТитова Техред Л,Пекарь Корректор М, Ш Реда илиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная Заказ 1682/4 Тираж 5 ВНИИПИ Государстве по делам иэобрет 113035, Москва, Ж7 ного ко ний и о Раушск Подписноеета СССРытийнаб., д, 4/5