Теплообменный аппарат для обработки вязких продуктов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6910 А БЫ ОПИСА ИЕ ИЗОБ довательский институт простем упрэвлеомплексами ти "Консерко и С.И.Гле 2863 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исслеи проектно-конструкторскийдуктов детского питания и синия агропромышленными кконсервной промышленносвпромкомплекс"(56) Патент США М 3587729, клопублик. 1971,(54) ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТДЛЯ ОБРАБОТКИ ВЯЗКИХ ПРОДУКТОВ(57) Изобретение относится к устройствам для нагревания либо охлаждения жидких и пастообразных продуктов и может найти применение в пищевой и консервной промышленности. Целью изобретения является интенсификация процесса теплообменэ и 1)5 Р 28 О 11/02, Р 28 0 1/12 снижение энергоемкости. Теплообменный аппарат содержит внутренний цилиндр 1 с винтовыми выступами и перегородками 3, на каждой из которых закреплен сильфон 4 в продуктовой камере 5 и сильфон 6 во внутреннем цилиндре 1, причем сильфон 4 имеет меньший диаметр, чем сильфон 6, На перегородке 3 имеется обратный клапан 7 и перепускное тормозное отверстие 12; Полости сильфонов заполнены высококипящей жидкостью. К верхнему основанию сильфонэ 4 присоединена стойка 13, имеющая кольцевой выступ 14 с опирающимся нэ него упругим элементом 15, упирающимся в поверхность скребка 16, имеющего окна 17. Продуктовая камера 5 образована наружной поверхностью внутреннего цилиндра 1 и греющей поверхностью наружного цилиндра 19, образующей с корпусом паровую рубашку. Конструкция теплообменного аппарата обеспечивает интенсификацию теплообмена и предупреждает пригорание продукта.6 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к устройствам для нагревания, либо охлаждения жидких и пастообразных продуктов, а точнее к теплообменникам с очищаемой поверхностью теплообмена, и может найти применение в пищевой и консервной промышленности для тепловой обработки вязких продуктов.Цель изобретения - интенсификация теплообмена и снижение энергоемкости.На фиг.1 изображен теплообменный аппарат, продольный разрез, и схема включения в процессе, обработки продукта; на фиг.2 - теплообменный аппарат, поперечный разрез, и узел крепления скребков до подачи пара; на фиг.З-то же, после подачи пара; на фиг.4 - узел крепления скребков; на фиг,5 - узел 1 на фиг.4; на фиг.6 - скребок,Теплообменный аппарат включает внутренний цилиндр 1 с выполненными на нем винтовыми выступами 2 и укрепленными на нем перегородками 3, на каждой из которой закреплен сильфон 4, расположенный в продуктовой камере 5 и сильфон 6, расположенный в полости внутреннего цилиндра 1, причем сильфон 4 имеет меньший диаметр, чем сильфон 6, на перегородке 3 имеется обратный клапан 7, состоящий из шарика 8, пружинки 9, корпуса 10 с отверстиями 11, и перепускное тормозное отверстие 12. Полости сильфонов 4 и 6 заполнены высококипящей жидкостью, верхнее основание сильфона 4 соединено со стойкой 13, имеющей кольцевой выступ 14, с опирающимся на него упругим элементом 15, упирающимся в поверхность скребка 16, имеющего окна 17, при этом наружная поверхность скребка 16 упирается в ограничитель 18, продуктовая камера 5 размещена в зазоре между наружной поверхностью внутреннего цилиндра 1 и греющей поверхностью наружного цилиндра 19, образующей с корпусом 20 паровую рубашку 21, Внутренний цилиндр 1, имеющий отверстие 22, соединен с распределителем 23 и приводом 24, в полость внутреннего цилиндра 1 введена труба 25 отвода конденсата, снабженная конденсатоотводчиком 26, соединенным с магистралью конденсата. Распределитель 23 и паровая рубашка 21 через регулятор пара 27 соединены с паровой магистралью . Регулятор давления продукта 29, установленный на выходе продукта из теплообменного аппарата, связан с емкостью ЗО, насосом 31, осуществляющим подачу продукта,Теплообменный аппарат работает следующим образом.С помощью привода 24 производится пуск внутреннего цилиндра 1, после чего продукт из емкости 30 насосом 31 подается в теплообменный аппарат, До подачи пара в паровую рубашку 21, внутренний цилиндр 1 и регулятор давления продукта 29 рабочая кромка скребка 16 образует с греющей поверхностью наружного цилиндра 19 зазор, что снижает энергозатраты, предотвращает избыточное истирание скребков 16 и повышает время их работы. Пар с помощью регулятора пара 27 через распределитель 23 и отверстие 22 подается во внутренний цилиндр 1, паровую рубашку 21, а через вентиль 28 - на регулятор давления продукта 29, При этом устанавливается одинаковое давление продукта в продуктовой камере 5 и пара в паровой рубашке 21 и во внутреннем цилиндре, что предотвращает вскипание и пригорание продукта,Так как сильфон 6 имеет больший диаметр, чем сильфон 4, то происходит перемещение жидкости из полости сильфона 6 в полость сильфона 4 и при этом производится сближение и контакт скребка 16 с греющей поверхностью цилиндра 19. Так как полости сильфонов 4 и 6 разделены перегородкой 3, снабженной перепускным тормозным отверстием 12 и обратным клапаном 7, то перемещение скребка 16 с греющей поверхности цилиндра 19 происходит сразу, как только создается давление в продуктовой камере 5 и во вращающемся внутреннем цилиндре 1.При этом жидкость иэ полости сильфона 6. поднимая шарик 8 и сжимая пружину 9, поступает в полость сильфона 4. Такой переход жидкости происходит и через перепускное отверстие 12 благодаря быстрому перетеканию с греющей поверхности цилиндра 19, что обеспечивает ускорение процесса вывода теплообменного аппарата на режим. По завершению процесса тепловой обработки производится отключение подачи пара. При этом происходит закрытие обратного клапана 7 и избыточная жидкость из полости сильфона 4 поступает в полость сильфона 6 только через перепускное тормозное отверстие 12. При этом перемещение скребка 16 от греющей поверхности цилиндра 19 и образование зазора между ними происходит мгновенно, в течение времени, требуемого для остывания продукта, что предотвращает пригорание продукта на горячей поверхности цилиндра 19. Плавность работы скребка 16 обеспечивается упругим элементом 15, расположенным между кольцевым выступом 14 стойки 13 и скребком 16, Фиксация скребка 16 на стойке 13 обеспечивается ограничителем 18, При движении скребка 16 продуктпроходит впрорези 17, что снижает сопротивление движению, аследовательно, расход энергии на вращение внутреннего цилиндра 1, Конденсат отводится иэ внутреннего цилиндра 1 с помощью трубы 25 и конденсатоотводчика 26. Направление вращения внутреннего цилиндра 1 вы бирается таким, чтобы обеспечить ход витков навивки выступов 2 против осевого направления движения продукта. При этом увеличивается интенсивность турбулентных пульсаций в пограничном слое продукта, прилегающего к 10 внутреннему цилиндру 1, Величина выступа 2 и их шаг таковы, что не происходит отрыва турбулентных вихрей в ядро потока, благодаря чему увеличивается интенсивность теплоотдачи от поверхности внутреннего цилиндра 1, 15 предотвращается явление "массовой ротации" без существенного увеличения гидравлического сопротивления.Во вращающийся цилиндр подается пар, при этом получается дополнительная грею щая поверхность, что позволяет увеличить производительность аппарата, Конструкция узла крепления скребка не требует дополнительной системы управления скребком, включающей подачу инертного газа, В теп лообменном аппарате удлиняется межремонтный период, так как скребки не пад. вержены быстрому истиранию, износу.формула изобретенияТеплообменный аппарат для обреаеткн вязких продуктов, содержащий корпус, подключенный к конденсатоотводчмку и трубопроводам для подачи продуктов и пара, снабженным регуляторами давления, причем в корпусе коаксиально установлены наружный и внутренний цилиндры, в зазоре между которыми размещены скребки и узлы крепления скребков с сильфонами, эакреп- / ленными на внутреннем цилиндре, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена и снижения энерго. емкости, каждый скребок выполнен с окнами, на наружной поверхности внутреннего цилиндра выполнены винтовые выступы, а в полости внутреннего цилиндра по одной оси с сильфонами узлов крепления размещены дополнительные сильфоны большего диаметра, причем полости силь- фонов разделены закрепленной на внутреннем цилиндре перегородкой с перепускным тормозным отверстием, снаб-. женной обратным клапаном.1666910 ю 111217Составитель О,АкимоваРедактор Н,Горват Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова Заказ 2517 Тираж 384 Подписное ВНИИПИ ГоСударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101