Тепломассообменный аппарат

О П И С А Н И Е)918739ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическимиРеспублик(51) М. Кл,Г 26 В 11/04 Г 28 Р 11/02 Государственный комитет СССР Опубликовано 07.04.82. Бюллетень13Дата опубликования описания 17.04.82по делам нэооретеннй и открытий(72) Авторы изобретения И. И. Шишко, Г. А. Малых, Т. Е. СтахрЮ. С. Плышевский, Л. Л. Шинделевич и Б, Б В ская,СеЯ 4 М 9."1,:, у .;т ,р 71) Заявнтел 4) ТЕПЛОМАССООБМЕННЫй АППАРА поверхности консьма высокоэ екИзобретение относится к тепломассообмену, в частности к устройствам для охлаждения сыпучих материалов и может найти широкое применение в химической, металлургической, огнеупорной и других отраслях промышленности, связанных с процессами охлаждения порошкообразных пылящих продуктов.Известны многочисленные конструкции устройств для охлаждения сыпучих материалов путем конвективной, кондуктивной или 10 комбинированной передачи тепла от материала к хладагенту (жидкости или газу).В частности известен тепломассообменник, содержащий вращающийся барабан с насадкой внутри 1.Однако в данном тепломассообменнике на охлаждение сыпучих материалов требуются большие энергозатраты.Известны также тепломассообменные аппараты, содержащие камеру кипящего слоя с газораспределительной решеткой для подачи холодного воздуха и транспортирующим устройством для перемещения материаВследствие развитоитакта такие аппараты ве фф тивны 2.Однако одновременно с интенсивным охлаждением в этих аппаратах идет интенсивный вынос наиболее мелких фракций материала, для улавливания которых требуется дополнительная аппаратура. В итоге такая схема охлаждения оказывается громоздкой и весьма металлоемкой, особенно при охлаждении тонкодисперсных материалов,Известны охладители сыпучего материала с кондуктивной передачей тепла, которые содержат вертикальную шахту прямо- угольного или круглого сечения и трубчатые охлаждающие элементы, которые расположены вдоль или поперек шахты. Охлаждаемый материал под действием силы тяжести опускается в шахте при регулуемом выпуске снизу. Охлаждение осуществляется хладагентом, движущимся в трубчатых элементах 3.Существенным недостатком такого типа охладителей являются низкие значения средних коэффициентов теплопередачи от материала к хладагенту, вследствие образованиязастойных или малоподвижных зон материала у охлаждающих элементов. Попытки комбинировать кондуктивное охлаждение с конвективным, с целью интенсификации перемешивания материалв в межтрубном пространстве, неминуемо приводит к пылевыносу мел- з ких фракций, и как результат, к усложнению конструкции.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является тепломассообменный аппарат для охлаждения сыпучих материалов,1 В содержащий вращающийся барабан с трубчатыми элементами внутри дла перемещения материала, расположенными вдоль барабана в диаметральных плоскостях и подключенными по концам к распределительным каме- м рам 4.Поскольку в этом аппарате сыпучий материал движется в трубчатых элементах, которые выполнены прямыми, он характеризуется низкой интенсивностью охлаждения, обусловленной малой поверхностью тепло- передачи.Цель изобретения - интенсификация процесса охлаждения.Поставленная цель достигается тем, что, трубчатые элементы выполнены зигзагооб- ы разными по длине барабана и снабжены перераспределительными головками, причем последние и распределительные камеры выполнены в виде усеченных конусов.Кроме того, зиги трубчатых элементов расположены под углом к горизонтали, боль- зв шим угла естественного откоса материала.Причем распределительные камеры и перераспределительные головки выполнены с углом конусности, меньшим, угла естественного откоса материала. 35На фиг, 1 схематически изображен предлагаемый тепломассообменный аппарат; на фиг. 2 - . разрез А - А на фиг. 1. Тепломассообменный аппарат содержит наклонный вращающийся барабан 1 с теп ф лообменными трубчатыми элементами 2 внут. ри, выполненными зигзагообразными по дли. не барабана. Элементы 2 расположены в диаметрально-продольных, плоскостях вблизи внутренней поверхности стенки барабана 1 4 и жестко прикреплены к ней. На обоих концах барабана имеются распределительные камеры 3 и 4 в виде усеченных конусов, к которым подключены элементы 2. По длине барабана 1 расположены одна или несколько (в зависимости от длины барабана) пе- в рераспределительных головок 5 аналогичной с камерами 3 и 4 конструкции. С обоих торцов барабан 1 закрыт крышками 6, к которым герметично присоединяются обе распределительные камеры 3 и 4. Зиги элементов 2 расположены к горинтали под углом, большим угла естественного откоса материала, а угол конусности камер 3, 4 и головок 5 меньше угла естественного откоса материала. Ввод охлаждающей. воды или другого хладагента во внутреннюю полость бараба-, на 1 осуществляется по трубе 7, которая расположена по его оси и заканчивается раз-. брызгивающим насадком 8. Регулировка уровня хладагента в барабане 1 осуществляется изменением высоты расположения отверстий 9 в крышке 6, примыкающей к камере 4. Барабан имеет загрузочную течку 10, разгрузочный бункер 11 и сливную воронку 12 для воды.Теплом ассообменный аппарат работает следующим образом.Охлаждаемый сыпучий материал подается при вращении барабана 1 через течку 10 в верхнюю распределительную камеру 3 и распределяется по всем теплообменным трубчатым элементам 2, В элементах 2 он совершает сложное возвратно-поступательное движение, перемещаясь по ним и по перераспределительным головкам 5 в нижнюю камеру 4 барабана 1 и затем выгружается через бункер 11; Охлаждающая вода, подаваемая по трубе 7 через насадок 8, орошает теплообменные элементы 2 и стекает в нижнюю часть барабана. Уровень воды в барабане регулируется высотой расположения отверстий 9. Вода сливается через воронку 12. При вращении барабана 1 трубчатые элементы 2 попеременно погружаются в воду в нижней части барабана. Далее, с помощью трубчатых элементов 2 часть воды поднимается и интенсивно орошает нижерасположенные элементы 2. Углы зигов элементов 2 и конусность камер 3, 4 и головок 5 подобраны так, чтобы исключить забивание элементов материалом,Таким образом, вследствие интенсивного перемешивания охлаждаемого материала в трубчатых элементах и рациональной организации контакта этих элементов с охлаждающей водой в аппарате достигаются высокие значения коэффициентов теплопередачи. формула изобретения1. Тепломассообменный аппарат преимущественно для охлаждения сыпучих материалов, содержащий вращающийся барабан с трубчатыми элементами внутри для перемещения материала, расположенными вдоль барабана в диаметральных плоскостях и подключенными по концам к распределительным камерам, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса охлаждения, трубчатые элементы выполнены зигзагообразными по длине барабана и снабжены перераспределительными головками, причем головки и распределительные камеры выполнены в виде усеченных конусов.2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что зиги трубчатых элементов расположены под углом к горизонтали, большим угла естественного откоса материала.918739 Составит Редактор А. Шандор Техред А Заказ 2112/21 Тираж 73 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж - 35, Рау филиал ППП Патент, г. Ужголь Ю. МартинБойкас икКорректор В. БутяПодписноеР комитета СС и от крытий шская наб., д род, ул. Проек 4/5тная, 4 3. Аппарат по п. 1, отличающийся тем,что распределительные камеры и перераспределительные головки выполнены с углом конусности, меньшим угла естественного откоса материала,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Балайка Б., Сикора К. Процессы теплообмена в аппаратах химической промышленности, М., Машгиз, 1962, с. 242 - 243. 2. Романков П. Г., Рашковская Н., Б.Сушка в кипящем слое. М., - Л., Химия,1964, с. 125, 126. 3. Горбис 3. Р. Теплообменники с проточными дисперсными теплоносителями. М., Химия, 1975, с. 99. 4, Филиппов В, А. Техника и технологиясушки угля, М., Недра, 1975, с, 120 - 121.