Тепломассообменник для термообработки сыпучих материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19,80 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯПРИ ГННТ СССР ИСАНИЕ РЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ л. У 1ло- и масс ме(54) ТЕПЛОМАССООБРАБОТКИ СЫПУЧИХ МА(57) Изобретениетепломассообменасифицировать теплном слое сыпучегообменных аппаратабами при выполнен НН 1 К ДЛЯ ТЕРМООБ-Е РИАЛОВ аристи пеносится к облас позволяет интен омассообмен в плот- материала в теплох с тепловыми труии их конденсаторов.В 557254, кл, Р ов, А.М. Марченко, Прудников и Я.С,Рап 6 В 17/12 Р 28 Э 15/О с поперечным оребрением. Сыпучий материал поступает в кожух 1 в пространство между нагретым оребрением 4верхнего конденсатора 2, после чегопоступает в зону воздействия ворошителя 6, который выполнен обогреваемым, а затем происходит окончательнатермообработка сыпучего материала внижнем конденсаторе 2. В результатеподачи электрического напряжения нанагреватели происходит испарение жидкого теплоносителя в испарителе 16,затем пар конденсируется, передаваяскрытую теплоту наружной трубе иоребрению 4, а конденсат попадаетв камеру 8 и жидкостную зону исптеля 16. Уменьшение неравномернонагрева по сечению аппарата обесчивается использованием в качестве стержнеи ворошителя 6 термосифонов, Сюна которых жестко укреплены пластины,4 з.п. Ф-лы, 8 ил.Изобретение относится к тепломассообменным устройствам и может бытьиспользовано для нагрева и предварительной сушки материалов с низкимконечным влагосодержанием, напримерполиамидов, поликарбонатов и т.д.Цель изобретения - интенсификациятепломассообмена в плотном слое сыпучего материала при выполнении кон Оденсаторов с поперечным оребрением.На фиг. 1 схематически изображенпредлагаемый тепломассообменник, продольный разрез; на фиг. 2 - разрезА-Ь на фиг. 1; на фиг, 3 - разрез 15Б-Б на фиг, 1; на фиг. 4 - ворошительсо стержнями в виде термосифонов вувеличенном масштабе, продольныйразрез; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг, 4; на фиг. 6 - ворошитель с 20 перемычкой между крайними стержнями в увеличенном масштабе; на фиг. 7 разрез Г-Г на фиг. 2 в увеличенном масштабе; на фиг. 8 - часть общего оребрения конденсаторов. 25Тепломассообменник содержит кожух1, внутри которого размещены конденсаторы 2 тепловых труб 3 с поперечным оребрением 4, В верхней части кожуха 1 установлен бункер 5 сыпучего мате риала. Между конденсаторами 2 размещен ворошитель 6, выполненный в виде набора пластин 7, параллельных оребрению 4, которые связаны стержнями 8. Ворошитель 6 через тягу 9 соединен с вибратором 10.В качестве стержней могут быть использованы термосифоны 11 . Конденса-. торы 2 могут выполняться в виде плоских змеевиков 12 типа труба в трубе, 40 из которых труба 13 является внутренней, а труба 14 - наружной, причем внутренняя труба 13 проложена по всей длине плоского змеевика 12 установлена с зазором относительно его торцовой заглушки 15 и герметично закреплена в верхней части стенки испарителя 16 и сообщена с паровой зоной 17. Наружная труба 14 герметично сообщена с камерой 18, которая также герметично присоединена к стенке испарителя 6, Кольцевой зазор 19 между трубами 13 и 14 через полость камеры 18 и сливную трубку 20 сообщен с жидкостной зоной 21 испари.55 теля 6, В жидкостной зоне 21 испарителя 16 размещены нагреватели 22, например ТЭНы (теплозлектронагреватели). Конденсаторы могут быть выполненыс общим оребрением 23, в котором выполнены окна 24 для размещения норошителя 6 (фиг. 4, 5, 6 и 8),Стержни 8 могут устанавливатьсяв коридорном порядке по отношению кконденсаторам 2,Крайние стержни 25 ворошителя 6соединены перемычкой 26, охваченноймагнитопроводом 27 трансформатора 28,Таким образом, перемычка 26 (вместес пластинами 7 и стержнями 8) представляет собой вторичную обмоткутрансформатора 28.Трансформатор 28 и вибратор 10сблокированы таким образом, что пода -ча напряжения на трансформатор производится после включения в работувибратора 10, а выключение вибратора 10 - после снятия напряжения странсформатора 28 и некоторой выдержки времени, необходимой для снижениятемпературы пластин 7 и стержней 8и 25,Тепломассообменник работает следующим образом,При подаче электрического напряжения на нагреватели 22 происходит испарение жидкого теплоносителя, например дистиллированной воды в испа"рителе 16. Пары теплоносителя из паровой зоны 17 проходят по внутреннейтрубе 13 до заглушенного торца наружной трубы 14 и попадают далее в кольцевой зазор 19. При этом пар конденсируется, передавая скрытую теплотунаружной трубе 14 и оребрению 4 (23),а конденсат из кольцевого зазора 19попадает в камеру 18 и по сливнойтрубке 20 в жидкостную зону 21 испарителя 16.Сырой сыпучий материал загружается в бункер 5. Под действием сил гравитации сыпучий материал попадает вкожух 1 и в пространство между оребрением 4 (23) верхнего конденсатора2, Тепло от нагретого оребрения 4(23) передается обрабатываемому материалу. По мере движения сыпучего материала в проседающем плотном слоепрогреваются в основном те слои частиц, которые прилегают к поверхностиоребрения 4 (23). Для обеспеченияравномерного прогрева всего материала последний после верхнего конденсатора 2 подают в зону воздействияворошителя 6, Яри включении вибратора 10 колебательные движения через тягу 9 передаются жестко закрепленным на стержнях 8 пластинам 7, которые перемешивают проседающий плотный слой сыпучего материала путем его возвратно-поступательного перемещения. За счет вибрационного воздействия на проседающий плотный слой происходит перемешивание материала, 10 что способствует его равномерному разогреву и предотвращает зависание продукта в зазорах между оребрением 4 (23).После ворошителя 6 происходит 15 окончательная термообработка сыпучего материала в нижнем конденсаторе 2, При необходимости количество конденсаторов и ворошителей может быть увеличено. 20Возможен также вариант конструктивного исполнения теплообменника, при котором в верхнем и нижнем оребрениях 4 1,23) установлено по одному или по несколько автономных конден саторов, соединенных с несколькими автономными испарителями, В этом случае тепловые трубы 3 могут быть выполнены как с капиллярно-пористой структурой внутри, так и в виде обыч- З 0 ных гладкостенных термосифонов. Учитывая то, что при изготовлении оребрения 4 23) могут быть допущены некоторые отклонения шага оребрения, а также величин зазоров между оребрением и внутренней поверхностью кожуха 1, скорость движения сыпучего материала по сечению аппара- та будет величиной непостоянной. 40 Вследствие этого будет иметь место неравномерность нагрева материала по сечению аппарата.Уменьшение неравномерности.нагрева сыпучего материала по сечению ап парата может быть обеспечено использованием в качестве стержней термосифонов 11, на которых жестко укреплены пластины 7. В этом случае при наличии перепада. температур сыпучего 50 материала по сечению аппарата имеет место также перепад температур ио длине термосифонов 11. В более горячей зоне рабочий теплоноситель в термосифоне испаряется и, перенося тепло 55 в более холодную зону, конденсируется в ней, повышая температуру соответствующих пластин 7 и контактирующего с ними сыпучего материала. Интенсификация теплообмена в приседающем плотном слое сыпучего мате-риала обеспечивается за счет того,что норошитель 6 выполнен обогреваемым 1 ри подаче напряжения на пер"вичную обмотку трансформатора 28 вцепи вторичной обмотки, включающейв себя перемычку 26, крайние стержни25 и параллельно включенные междусобой пластины 7, протекает большойток при потенциале на концах перемычки 26 равном нескольким вольтам.Изменяя напряжение на первичной обмотке трансформатора 28, можно обеспечить требуемую технологией температуру пластин 7 и стержней 8.Размеры магнитопровода 27 и иеремыч"ки 26 выбираются такими, чтобы предотвратить контактирование перемычки26 с магнитопроводом 27 и первичной.обмоткой трансформатора 28 при вибрировании ворошителя 6,Формула изобретения1, Тепломассообменник для термообработки сыпучих материалов, содержащий кожух с загрузочным бункеромв верхней части и расположенныев кожухе горизонтальные конденсаторы тепловых труб, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью интенсификации тепломассообмена в плотномслое сыпучего материала при выполнении конденсаторов с поперечным ореб"рением, между конденсаторами дополнительно установлен ворошитель, выполненный в виде набора пластин, параллельных оребрению конденсаторов,соединенных между собой стержнями иподключенных к вибратору.2, Тепломассообменник по и. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтостержни выполнены в виде термосифонов.3, Тепломассообменник ио и. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоконденсаторы выполнены в виде плос-,ких змеевиков типа труба в трубе.4. Тепломассообменник по п. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтостержни и конденсаторы установленыв коридорном порядке,5, Тепломассообменник по и. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что ондополнительно содержит трансформатор,в горичная обмотка которого выполненав виде перемычки, соединяющей крайниестержни,1 449808 Составитель Ю, ИРедактор В. Бугренкова Техред Л.Олийнык тинчи орректор О, Кравцова дпис ри ГКНТ СССР Производственно-полиграфическое пр ул Проектная ие, г. Ужг Заказ 6954/39ВНИИПИ Государственно11303