Теплообменный аппарат

(23) Приоритет ло делам изобретенийи открытий(54) ТЕПЛООБМЕННЫЙ АППАРАТ 1Изобретение относится к химическому машиностроению, более конкретно к много. шнековым теплообменным аппаратамприменяемым преимущественно для обработ-.: ки высоковязких сред.5 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 сближе 15 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. 2Пель изобретения - повышение производительности аппарата путем качественного обновления пристенного слоя на геликоидальных теплообменных поверхностях витковУказанная 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; иа фиг. 2 - узел 1 на фиг, 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - разрез А-А иа фиг. 2; на фиг. 4 - теплообменный аппарат с пятью шнеками; на фиг. 5 - с четырьмя шнекамиеТеплообменный аппарат для концентрирования растворов или синтеза мономеров,синтетических каучуков содержит поменьшей мере два вращающихся шнека 1и 2, спиральные витки которых взаимновходят в спиральные впадины смежныхвитковМожет быть использовано несколькошнеков, как например, четыре на фиг, 5,пять на фиг. 4, где каждый из шнеков 2самостоятельно взаимодействует со шнеком 1. При этом шнеки 2 располагаютравномерно по концентрической окружнос .ти вокруг центрального шнека 1,Шнеки 2 имеют полости в витках ив валу 3 дпя прохождения тепло- ипихпадноситепя. Шнек 1 может иметь также, как и шнек 2, внутренние теппообменные полости дпя прохождения теплоипи хпадоноситепя ипи же образовай изсплошного вала 4 (фиг. 1 и 5), периферийно расположенной тонкостенной полосы 5, согнутой одновременно по дилингру и спирали, и радиальных спиц 6, жестко связывающих полосы 5 с валом 4. Кнаружной поверхности шнека 1 прикреппена с помощью болтов 7 и накладных планок 8 сплошная антифрикционная спиральная лента 9, например иэ полимерногоматериала, края которой по внутреннемуи внешнему диаметрам острозаточены,т. е. выполнены в виде скребков. Дпя. шнека 1 с теппообменными полостямиболт 7 вводится в витки шнека с внешней стороны,Первоначальная ширина спиральнойленты 9 не меньше расстояния междуторцовыми сторонами спиральных . впадинв шнеках 2 с учетом износа ленты приприработке с поверхностями шнека 2.Лента своими спирально-торцовыми поверхностями контактирует с поверхностями впадин смежных шнеков. Прижатиеленты осуществляется упругим элементом 10 (фиг. 2 и 3), имеющим волнообразнуюформу с вершинами, смещенными в осевом направлении и по спирали, обеспечивающей создание равномерных осевыхусилий на ленту,Спиральная лента 9 на торцовых ееучастках имеет переточные каналы 11дпя радиального прохода обрабатываемого продукта - раствора синтетическогокаучука, обеспечивающе 1 о его перемешивание, и повышения гибкости ленты,обеспечивающей полное припегание ее выступов к торцовым гепикоидапьным поверхностям шнека 2. Спиральная лента иканалы 11 в местах взаимодействияс торцовыми поверхностями шнеков 2 имеют остры е рабочие кромки по йаружномуи внутреннему диаметрам дпя облегченияотделения пристенного слоя.Спиральные ленты 9 могут бытьснабжены тросами 12, упрочняющимиленту и препятствующими ее вывинчивайию в процессе работы, Тросы прикреп-пены в концевых частях к радиальнымспицам 6 ипи к полосам 5.10 Валы теппообменных шнеков 1 и 2связаны между собой, посредством шестерен и соединены с приводом дпя их вращения (на фигурах не показан). Аппаратимеет корпус 13 (см. фиг. 4 и 5). Согласно фиг. 5 внутренняя поверхностькорпуса 13 выполнена по внешнему пе риметру поверхностей шнеков 2 с установлением между ними заданных зазоров.Шнек 1 выполнен без теппообменныхполостей,Теппообменный аппарат работает призаполнении его раствором ипи мономерами синтетического каучука, прохождениитепло. ипи хладоноситепя через полостишнеков и их вращении. В результатевращения пристенный спой, находящийсяна торцовых поверхностях шнеков 2,.встречается с перегородкой в виде спиральной ленты 9 и отделяется от теплообменных поверхностей шнеков 2. Прифчем снятие пристенного слоя осуществляется дважды: внутренней и внешней кромками ленты 9, взаимодействующими сошнеками 2, при этом вязкий пристенныйслой перемещается в сторону, противопооложную движению шнека на 90, Переточные каналы 11 снижают радиальныенагрузки на ленту за счет протечекраствора, Кромки каналов учаСтвуют вснятии пристенного слоя.Вращение шнеков 2 и ленты 9 обеспечивает их взаимный поворот, необходимый дпя сохранения взаимодействия сме-щающихся в осевом направлении поверх 45костей 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.Спиральная лента 9 не только повышает коэффициент теппоотдачи от тепло- обменной поверхности, но и улучшает наносные свойства шнеков 2. Обработка раствора синтетического каучука закпючается в нагреве (ипи охлаждении) и72 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 на аппарат для увеличения производительности, улучшении насосных возможностей шнеков 1 для исключения накопления отложений в аппарате и исключения зарас тания теплообменных поверхностей. Формула изобретения1. Теплообменный аппарат преимущественно для концентрирования раство 7968ров синтетических каучуков, содержапийвращающиеся шнеки, витки каждого изкоторых входятво впадины смежныхшнеков, отличающийся тем, 5 что, с целью повышения производительности, один из шнеков по периферии витков снабжен спиральной лентой, контактирующей с поверхностями впадин смежных шнеков.1 2. Аппаратпоп, 1, о тл ич а ющ и й с я тем, что лента на торцовыхее участках имеет перетоные каналы.З,Аппаратпоп. 1, отличающ и й с я тем, что лента снабженаупругим элементом волнообразной формы,выполнена из антифрикционного материала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе ь 1. Патент США2917284,кл. 165-87, апзтбл. 1959.