RU2031735C1 - Whirling heat exchanging apparatus - Google Patents
Whirling heat exchanging apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2031735C1 RU2031735C1 SU5057144A RU2031735C1 RU 2031735 C1 RU2031735 C1 RU 2031735C1 SU 5057144 A SU5057144 A SU 5057144A RU 2031735 C1 RU2031735 C1 RU 2031735C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conical
- whirling
- swirl
- cylindrical
- swirls
- Prior art date
Links
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 45
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 24
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 16
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000013072 incoming material Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике тепломассообменных и химических процессов, в частности к разделению, подсушке и очистке газовым потоком сыпучего материала, и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой, химической и других отраслях промышленности. The invention relates to techniques for heat and mass transfer and chemical processes, in particular to the separation, drying and purification of bulk material by a gas stream, and can be used in agriculture, food, chemical and other industries.
Известен вихревой тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с боковым входным патрубком, торцевыми верхней и нижней стенками, конический завихритель, загрузочный и разгрузочный бункеры [1]. Known vortex heat and mass transfer apparatus, comprising a housing with a side inlet pipe, end upper and lower walls, a conical swirl, loading and unloading bins [1].
Однако такой аппарат имеет низкое качество очистки, перегрев обрабатываемого материала, небольшую производительность за счет низкого коэффициента теплопередачи и неравномерного распределения слоя по высоте завихрителя. However, such a device has a low quality of cleaning, overheating of the processed material, low productivity due to the low heat transfer coefficient and uneven distribution of the layer along the height of the swirl.
В процессе работы аппарата при увеличении расхода обрабатываемого материала происходит вытеснение поступающего материала на внутреннюю поверхность вращающегося слоя, где он обтекается уже отработавшим теплоносителем, что приводит к снижению коэффициента теплоотдачи от теплоносителя к проточному дисперсному материалу. Кроме того, находящийся в слое у стенки завихрителя материал перегревается, и время его контакта с теплоносителем не поддается регулировке, так как примеси, выведенные на внутреннюю поверхность, смешиваются с поступившим на обработку материалом. During the operation of the apparatus, with an increase in the consumption of the processed material, the incoming material is displaced onto the inner surface of the rotating layer, where it is flowed around by the spent heat carrier, which leads to a decrease in the heat transfer coefficient from the heat carrier to the flowing dispersed material. In addition, the material located in the layer near the wall of the swirl is overheated, and the time of its contact with the coolant is not adjustable, since the impurities removed to the inner surface are mixed with the material received for processing.
Наиболее близким к предлагаемому объекту является вихревой тепломассообменный аппарат, содержащий улиткообразный корпус с верхней и нижней торцевой стенками и кольцевыми щелями, боковой входной патрубок для теплоносителя, конический и цилиндрический завихрители с тангенциальными щелями, кольцевой канал, эжектор, камеру смешения, загрузочный и разгрузочный бункеры, центральный газоотводящий патрубок [2]. Closest to the proposed facility is a vortex heat and mass transfer apparatus containing a cochlear housing with upper and lower end walls and ring slots, a side inlet pipe for the coolant, a conical and cylindrical swirl with tangential slots, an annular channel, an ejector, a mixing chamber, loading and unloading bins, central gas outlet pipe [2].
Аппарат работает следующим образом. The device operates as follows.
Зерно из загрузочного бункера поступает в эжектор и принудительно, путем подачи теплоносителя в диффузор эжектора, подается в камеру смешения. Дисперсный материал, увлекаемый потоком газа, входит в камеру смешения по касательной и за счет центробежной силы прижимается к стенке, образуя ленточный жгут. Далее дисперсный материал в виде ленточного жгута опускается по винту под действием собственного веса через кольцевую щель в цилиндрический завихритель, где формируется кольцевой слой дисперсного материала. При дальнейшем поступлении дисперсного материала сформированный слой под действием собственного веса опускается на конический завихритель и формируется в виде цилиндра. Теплоноситель, пройдя через тангенциальные щели завихрителей, образует в рабочем объеме аппарата закрученный поток газовзвеси в виде вращающегося слоя, продуваемого потоком теплоносителя. The grain from the loading hopper enters the ejector and forcibly, by supplying the coolant to the ejector diffuser, is fed into the mixing chamber. The dispersed material, carried away by the gas flow, enters the mixing chamber tangentially and is pressed against the wall due to centrifugal force, forming a tape bundle. Next, the dispersed material in the form of a tape bundle is lowered by a screw under the action of its own weight through an annular gap into a cylindrical swirler, where an annular layer of dispersed material is formed. With the further receipt of the dispersed material, the formed layer under the action of its own weight is lowered onto a conical swirler and is formed in the form of a cylinder. After passing through the tangential slits of the swirlers, the coolant forms a swirling flow of gas suspension in the working volume of the apparatus in the form of a rotating layer blown through by the coolant flow.
По мере движения дисперсного материала в слое происходит его сепарация, нагрев, подсушка. Примеси вместе с отработанным теплоносителем выводятся из рабочего объема аппарата через центральный патрубок вверх. Отработанный дисперсный материал, опустившись в нижнюю часть конического завихрителя, через щель выводится в разгрузочный бункер. As the dispersed material moves in the layer, it is separated, heated, and dried. Impurities together with the spent coolant are removed from the working volume of the apparatus through the central pipe up. Spent particulate material, dropping into the lower part of the conical swirl, through the slot is discharged into the discharge hopper.
В результате принудительной подачи материала в камере смешения образуется ленточный жгут, который опускается по винту на цилиндрический завихритель и не успевает смешиваться в кольцевом канале камеры смешения, неравномерно распределяется по диаметру цилиндрического завихрителя. As a result of the forced supply of material in the mixing chamber, a ribbon bundle is formed, which is lowered by screw onto the cylindrical swirler and does not have time to mix in the annular channel of the mixing chamber, is unevenly distributed over the diameter of the cylindrical swirler.
При дальнейшем поступлении материала давление в камере смешения начинает расти, так как происходит перекрытие кольцевой щели, а поступление материала продолжается. Давление в рабочем объеме завихрителей меньше, чем в камере смешения, так как вся энергия теплоносителя, поступающего в рабочий объем через тангенциальные щели, затрачивается на удержание и вращение дисперсного материала. With further supply of material, the pressure in the mixing chamber begins to increase, since the annular gap overlaps, and the flow of material continues. The pressure in the working volume of the swirls is less than in the mixing chamber, since all the energy of the coolant entering the working volume through the tangential slots is spent on holding and rotating the dispersed material.
Таким образом, в результате перепада давления между камерой смешения и рабочим объемом завихрителей происходит разрыв слоя в цилиндрическом завихрителе, и дисперсный материал проникает в рабочий объем конического завихрителя ленточным жгутом, опускаясь по винту. В результате толщина слоя по диаметру аппарата неодинакова и не весь поток газа участвует в теплообмене. Материал стекает по внутренней поверхности уже сформированного слоя и не успевает обмениваться с отработанным материалом. Все это снижает теплоотдачу, ухудшает тепломассообмен, качество сепарации и снижает производительность аппарата. Так в действующем аппарате, вследствие этих причин, при производительности аппарата, рассчитанной на 10 т/ч, перерабатывается только 5 т/ч. Thus, as a result of the pressure difference between the mixing chamber and the working volume of the swirlers, the layer breaks in the cylindrical swirler, and the dispersed material penetrates into the working volume of the conical swirler with a tape bundle, descending along the screw. As a result, the thickness of the layer along the diameter of the apparatus is not the same and not all of the gas flow is involved in heat transfer. The material flows down the inner surface of the already formed layer and does not have time to exchange with the spent material. All this reduces heat transfer, degrades heat and mass transfer, the quality of separation and reduces the performance of the apparatus. So in the current apparatus, due to these reasons, with a device capacity of 10 t / h, only 5 t / h is processed.
Конический завихритель известного аппарата имеет переменное проходное сечение для газового потока по высоте завихрителя. The conical swirl of the known apparatus has a variable flow area for gas flow along the swirl height.
В лабораторных и промышленных установках показано, что расход материала и масса вращающегося слоя в рабочем объеме находятся в определенном соотношении с расходом газового потока через слой дисперсного материала, следовательно, количество тангенциальных щелей и их проходное сечение зависит от боковой поверхности конического завихрителя. It has been shown in laboratory and industrial installations that the flow rate of the material and the mass of the rotating layer in the working volume are in a certain ratio with the flow rate of the gas stream through the dispersed material layer, therefore, the number of tangential slits and their cross section depends on the side surface of the conical swirler.
Если коэффициенты, определяющие физические свойства двухфазного дисперсного потока, известны, то в первом приближении производительность аппарата будет зависеть от расхода газа, его скорости и геометрических размеров завихрителя. Рассмотрим, как влияет переменное проходное сечение боковой поверхности завихрителя на эффективность тепломассообмена и сепарацию дисперсного материала. If the coefficients that determine the physical properties of a two-phase dispersed flow are known, then, to a first approximation, the productivity of the apparatus will depend on the gas flow rate, its velocity, and the geometric dimensions of the swirl. Let us consider how the variable passage section of the side surface of the swirler affects the efficiency of heat and mass transfer and separation of dispersed material.
Эффективность тепломассообмена в аппарате будет зависеть от действия разности двух сил: центробежной Fц и аэродинамической Fа, сопротивления частиц в слое, а также от плотности этих частиц: Fц - Fа ≠ ≠0. Для выполнения этих условий необходимо, чтобы радиус равновесной орбиты Rр для частиц заданной плотности находился за пределами завихрителя R3 на величину Δr. В данном случае ΔRсл по высоте слоя неодинакова: вверху больше, внизу меньше и, соответственно, скорости вращения частиц в слое будут разные, т.е. Fц - Fа > 0 в верхней части и Fц - Fа < 0 в нижней части завихрителя. В результате возникает градиент сил и вторичные течения потока, которые затягивают частицы, находящиеся на поверхности слоя, вниз. Это приводит к ухудшению сепарации в целом, так как не происходит разделение материала по фракционному составу, и к снижению тепломассообменных процессов, так как для поддержания требуемых тепломассообменных характеристик необходимо распределение теплоносителя по высоте слоя. На практике это не представляется возможным ввиду неоднородности материала и сложности изготовления системы для распределения теплоносителя по высоте завихрителя.The efficiency of heat and mass transfer in the apparatus will depend on the action of the difference of two forces: centrifugal F c and aerodynamic F a , particle resistance in the layer, and also on the density of these particles: F c - F a ≠ ≠ 0. To fulfill these conditions, it is necessary that the radius of the equilibrium orbit R p for particles of a given density be outside the swirl ring R 3 by Δr. In this case ΔR slab height varies layers: the top is greater at the bottom and smaller, respectively, the rotation speed of the particles in the layer are different, i.e., F n - F and> 0 at the top and F n - F a <0 at the bottom of the swirler. As a result, a gradient of forces and secondary flow flows arise, which pull down particles located on the surface of the layer. This leads to a deterioration of the separation as a whole, since there is no separation of the material according to the fractional composition, and to a decrease in heat and mass transfer processes, since in order to maintain the required heat and mass transfer characteristics, it is necessary to distribute the coolant along the layer height. In practice, this is not possible due to the heterogeneity of the material and the complexity of manufacturing a system for distributing the coolant along the height of the swirl.
Таким образом, анализ работы известного аппарата, принятого за прототип, показал, что при номинальной производительности аппарат не обеспечивает удовлетворительное качество сепарации и разделение по фракционному составу, что приводит к снижению производительности. Кроме того, такой аппарат сложен в изготовлении, имеет высокую материалоемкость за счет наличия эжектора, коллектора распределения и подачи дисперсного материала, а также узлов, их соединяющих. Thus, the analysis of the work of the known apparatus adopted for the prototype showed that at nominal productivity the apparatus does not provide a satisfactory separation quality and fractional composition, which leads to a decrease in productivity. In addition, such an apparatus is difficult to manufacture, has a high material consumption due to the presence of an ejector, a distribution manifold and a feed of dispersed material, as well as nodes connecting them.
Цель изобретения заключается в расширении функциональных возможностей, улучшении тепломассообменных характеристик и повышении производительности вихревого аппарата. The purpose of the invention is to expand the functionality, improve heat and mass transfer characteristics and increase the productivity of the vortex apparatus.
Технический результат заключается в обеспечении улучшения тепломассообмена дисперсного материала с теплоносителем, повышении эффективности разделения материала по фракционному составу и увеличении производительности. The technical result consists in providing improved heat and mass transfer of the dispersed material with a coolant, increasing the efficiency of the separation of the material by fractional composition and increasing productivity.
Для этого вихревой тепломассообменный аппарат, содержащий корпус с торцевыми верхней и нижней стенками с кольцевыми щелями, камеру смешения, цилиндрический и конический завихрители с тангенциальными щелями, центральный газоотводящий патрубок, загрузочный и разгрузочный бункеры, снабжен распределительным конусом, установленным на верхней торцевой стенке симметрично оси аппарата, и дополнительными разделительными стенками с кольцевой щелью, конический завихритель выполнен в виде набора идентичных конических завихрителей, установленных соосно один над другим, внутренняя поверхность которых выполнена в форме параболы с вершиной, смещенной к расширенной части завихрителя, центральный газоотводящий патрубок выполнен в виде набора цилиндрических обечаек, расположенных по оси завихрителей, количество которых равно числу конических завихрителей, установленных коаксиально с зазором относительно друг друга с возможностью вертикального перемещения, при этом длина каждой последующей обечайки по ходу движения материала меньше длины предыдущей на высоту рабочего объема предыдущего завихрителя, а дополнительные разделительные стенки расположены под каждым коническим завихрителем набора. For this, the vortex heat and mass transfer apparatus, comprising a housing with end upper and lower walls with annular slots, a mixing chamber, a cylindrical and conical swirl with tangential slots, a central gas outlet, loading and unloading bins, is equipped with a distribution cone mounted on the upper end wall symmetrically to the axis of the apparatus , and additional dividing walls with an annular gap, the conical swirl is made in the form of a set of identical conical swirls, installed coaxially one above the other, the inner surface of which is made in the form of a parabola with the tip shifted to the expanded part of the swirl, the central gas outlet pipe is made in the form of a set of cylindrical shells located along the axis of swirls, the number of which is equal to the number of conical swirls installed coaxially with a gap relative to each other each other with the possibility of vertical movement, while the length of each subsequent shell along the course of movement of the material is less than the length of the previous one by the height of the working volume previous swirl, and additional dividing walls are located under each conical swirl set.
Отличительными признаками изобретения являются:
- аппарат снабжен распределительным конусом, установленным на верхней торцевой стенке симметрично оси аппарата;
- дополнительно установлены разделительные стенки с кольцевой щелью;
- конический завихритель выполнен в виде набора идентичных конических завихрителей;
- внутренняя поверхность каждого конического завихрителя выполнена в форме параболы с вершиной к расширенной части завихрителя;
- центральный газоотводящий патрубок выполнен в виде набора цилиндрических обечаек, установленных коаксиально с зазором относительно друг друга с возможностью вертикального перемещения;
- количество обечаек равно числу конических завихрителей, длина каждой последующей обечайки меньше длины предыдущей на высоту рабочего объема предыдущего конического завихрителя;
- дополнительные разделительные стенки расположены под каждым коническим завихрителем набора.Distinctive features of the invention are:
- the apparatus is equipped with a distribution cone mounted on the upper end wall symmetrically to the axis of the apparatus;
- additionally installed separation walls with an annular gap;
- conical swirl made in the form of a set of identical conical swirls;
- the inner surface of each conical swirl is made in the form of a parabola with a vertex to the extended part of the swirl;
- the central gas outlet pipe is made in the form of a set of cylindrical shells mounted coaxially with a gap relative to each other with the possibility of vertical movement;
- the number of shells is equal to the number of conical swirls, the length of each subsequent shell is less than the length of the previous one by the height of the working volume of the previous conical swirl;
- additional dividing walls are located under each conical swirl set.
Совокупность этих признаков обеспечивает достижение технического результата. The combination of these features ensures the achievement of a technical result.
Поиск по различным источникам информации не выявил среди аналогов признаков, идентичных существенным признакам, а также признаков, совпадающих с отличительными признаками. Следовательно, предлагаемое изобретение обладает новизной и изобретательским уровнем. A search by various sources of information did not reveal among the analogues signs that are identical to the essential signs, as well as signs that match the distinctive signs. Therefore, the present invention has a novelty and inventive step.
Загрузочный бункер и установленный под ним распределительный конус, расположенные симметрично относительно оси аппарата, позволяют одновременно с подачей материала, поступающего самотеком в камеру смешения, достигать равномерного распределения дисперсного материала в камере смешения. Равномерно распределенный материал смешивается, выравнивается газовым потоком в кольцевой щели верхней торцевой стенки и поступает в цилиндрический завихритель. Это позволяет улучшить тепломассообмен, сепарацию по фракционному составу и увеличить производительность аппарата. Кроме того, это упрощает конструкцию, снижает материалоемкость, так как отпадает необходимость в эжекторе и подаче зерна газовым потоком через коллектор. The feed hopper and the distribution cone mounted beneath it, located symmetrically with respect to the axis of the apparatus, allow, at the same time as feeding the material coming by gravity to the mixing chamber, to achieve uniform distribution of the dispersed material in the mixing chamber. The uniformly distributed material is mixed, leveled by gas flow in the annular gap of the upper end wall and enters the cylindrical swirler. This allows you to improve heat and mass transfer, separation by fractional composition and increase the productivity of the apparatus. In addition, this simplifies the design, reduces material consumption, since there is no need for an ejector and grain supply by gas flow through the collector.
Выполнение внутренней поверхности конического завихрителя в виде набора установленных друг на друга идентичных завихрителей позволяет равномерно распределить поток теплоносителя по высоте завихрителей в рабочем объеме, а значит улучшить тепломассообмен. Кроме того, это позволяет отказаться от коллектора распределения газового потока по высоте завихрителей. The implementation of the inner surface of the conical swirl in the form of a set of identical swirls mounted on top of each other allows you to evenly distribute the flow of coolant along the height of the swirls in the working volume, and thus improve heat and mass transfer. In addition, this allows you to abandon the collector distribution of the gas stream along the height of the swirlers.
В зоне вершины параболы происходит концентрация и плотная упаковка дисперсного материала за счет распределения и взаимодействия трех сил: центральной, осевой, направленной верх, и осевой, направленной вниз, результирующая которых направлена к центральной оси выходного патрубка. Это создает оптимальные условия для сепарации по фракционному составу. Смещение вершины параболы в верхнюю часть завихрителя позволяет дополнительно сконцентрировать слой дисперсного материала в зоне вершины параболы, что также позволяет улучшить тепломассообменные характеристики. Отработанный дисперсный материал, одновременно опускаясь вниз на следующий завихритель, нагревается и подсушивается. In the area of the parabolic apex, concentration and dense packing of the dispersed material occurs due to the distribution and interaction of three forces: the central, axial, directed upward, and axial, directed downward, the resulting of which is directed to the central axis of the outlet pipe. This creates optimal conditions for separation by fractional composition. The displacement of the parabolic tip to the upper part of the swirl allows you to further concentrate the dispersed material layer in the area of the parabolic tip, which also improves heat and mass transfer characteristics. The spent dispersed material, while falling down onto the next swirler, is heated and dried.
Таким образом, выполнение внутренней боковой поверхности конических завихрителей в форме параболы позволяет повысить скорость радиальной компоненты газового потока, эффективность тепломассообмена и сепарацию материала по фракциям. Thus, the implementation of the inner side surface of the conical swirls in the form of a parabola can increase the speed of the radial components of the gas stream, the efficiency of heat and mass transfer and separation of the material into fractions.
Причем количество конических завихрителей в наборе можно увеличивать в n раз в зависимости от глубины разделения по фракционному составу. Moreover, the number of conical swirls in the set can be increased n times depending on the depth of separation according to the fractional composition.
Дополнительные разделительные стенки, расположенные под каждым коническим завихрителем, разделяют конические завихрители между собой, тем самым, делят слой обрабатываемого дисперсного материала на оптимальную величину, не давая ему осыпаться с внутренней поверхности вниз, а также создают оптимальный режим сепарации и тепломассообмена. Additional dividing walls, located under each conical swirl, divide the conical swirls among themselves, thereby dividing the layer of the processed dispersed material by the optimal value, preventing it from crumbling from the inner surface down, and also create the optimal mode of separation and heat and mass transfer.
Расположение центрального газоотводящего патрубка в нижней части аппарата более экономично. Аппарат работает в режиме отсасывания, а не нагнетания, как в прототипе. Энергии на отделение частиц материала идет меньше, так как частицы движутся сверху вниз по ходу потока. The location of the central gas outlet in the lower part of the apparatus is more economical. The device operates in the suction mode, and not discharge, as in the prototype. Energy for the separation of particles of the material is less, since the particles move from top to bottom along the flow.
Газоотводящий патрубок выполнен в виде набора цилиндрических обечаек, установленных коаксиально с зазором относительно друг друга и возможностью перемещения, а каждая обечайка расположена в рабочем объеме каждого конического завихрителя. Такое выполнение патрубка позволяет создать оптимальный режим разделения по фракционному составу в каждом завихрителе и в целом по всему объему аппарата. The gas outlet pipe is made in the form of a set of cylindrical shells installed coaxially with a gap relative to each other and the ability to move, and each shell is located in the working volume of each conical swirler. This embodiment of the pipe allows you to create the optimal separation mode by fractional composition in each swirler and in general throughout the volume of the apparatus.
Введение в каждую рабочую зону завихрителя газоотводящего патрубка в виде обечайки позволяет по мере движения дисперсного материала последовательно разделять частицы по фракциям, а также последовательно нагревать и подсушивать материал. The introduction into each working zone of the swirler of the gas outlet pipe in the form of a shell allows the particles to be sequentially divided into fractions as the dispersed material moves, as well as to heat and dry the material sequentially.
Соединения нижних краев обечаек с разгрузочными бункерами позволяет отдельно собрать каждую фракцию обрабатываемого материала. The connection of the lower edges of the shells with discharge bins allows you to separately collect each fraction of the processed material.
На чертеже представлен вариант схемы вихревого тепломассообменного аппарата, вертикальный разрез. The drawing shows a variant of the scheme of the vortex heat and mass transfer apparatus, a vertical section.
Вихревой тепломассообменный аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с двумя подводящими патрубками, загрузочный бункер 2, камеру 3 смешения, распределительный конус 4, верхнюю 5, разделительную 6 и нижнюю 7 торцевые стенки, цилиндрический 8 и конические 9 завихрители с тангенциальными щелями, газоотводящий центральный патрубок 10, разгрузочные бункеры 11. В верхней торцевой стенке выполнена кольцевая щель 12, в нижней - кольцевая щель 13. The vortex heat and mass transfer apparatus contains a cylindrical housing 1 with two inlet pipes, a loading hopper 2, a mixing chamber 3, a distribution cone 4, an upper 5, a separation 6 and a bottom 7 end walls, a cylindrical 8 and conical 9 swirl with tangential slots, a gas outlet central pipe 10, unloading bins 11. In the upper end wall there is an annular gap 12, in the lower - an annular gap 13.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Зерно из бункера 2 самотеком через распределительный конус 4 поступает в камеру 3 смешения, выравнивается закрученным потоком газа и под собственным весом через кольцевую щель 12 проходит на цилиндрический завихритель 8, на котором под действием закрученного потока газа и центробежных сил формируется плотный слой частиц, и под действием осевой составляющей потока газа опускается на конический завихритель 9, расположенный над цилиндрическим завихрителем 8. Теплоноситель, пройдя через тангенциальные щели завихрителей, образует в рабочем объеме поток газовзвеси в виде вращающегося слоя, продуваемого потоком теплоносителя, происходит обмен дисперсного материала с теплоносителем, нагрев, подсушка. При этом в коническом завихрителе идет концентрация и плотная упаковка частиц в зоне вершины параболы. Слой накапливается до тех пор, пока сила тяжести массы слоя не станет больше сил компенсирующих. Grain from the hopper 2 by gravity through the distribution cone 4 enters the mixing chamber 3, is leveled by a swirling gas flow and passes under its own weight through an annular slot 12 to a cylindrical swirler 8, on which a dense layer of particles is formed under the action of the swirling gas flow and centrifugal forces, and under the axial component of the gas flow is lowered onto a conical swirler 9 located above the cylindrical swirler 8. The heat carrier, passing through the tangential slots of the swirlers, forms When a gas suspension flows in the form of a rotating layer blown by a coolant flow, the dispersed material is exchanged with the coolant, heating, and drying. In this case, concentration and dense packing of particles in the conical apex swirl takes place in the zone of the parabola top. The layer accumulates until the gravity of the layer mass becomes greater than the compensating forces.
В этот момент происходит отделение менее плотных частиц в центральный газоотводящий патрубок 10, а из него в разгрузочный бункер 11. At this moment, less dense particles are separated into the central gas outlet pipe 10, and from it to the discharge hopper 11.
Отработанный слой, состоящий из более плотных частиц, стекает через кольцевую щель 13 в следующий конический завихритель 9, где происходит тот же процесс, что и в предыдущем завихрителе. Идет формирование слоя из частиц более плотных и отделение менее плотных частиц, которые выводятся из рабочего объема через вторую цилиндрическую обечайку газоотводящего патрубка 10 в бункер 11. Отработанный материал, состоящий из еще более плотных частиц, стекает через кольцевую щель 13 в разгрузочный бункер 11. The spent layer, consisting of denser particles, flows through the annular gap 13 into the next conical swirler 9, where the same process takes place as in the previous swirler. A layer is formed of particles of denser particles and separation of less dense particles, which are removed from the working volume through the second cylindrical shell of the exhaust pipe 10 into the hopper 11. The spent material, consisting of even more dense particles, flows through the annular gap 13 into the discharge hopper 11.
Промышленные испытания предлагаемого аппарата показали, что время контакта зерна с теплоносителем сокращается на 15%, эффект очистки увеличивается на 20% . Кроме того, происходит разделение зерна на фракции состава: 30% фуражного и 70% продовольственного зерна. При этом эффективность разделения по фракционному составу составила 90-95%, производительность аппарата - 10 т/ч, а в прототипе 5 т/ч при одинаковых энергозатратах. Industrial tests of the proposed apparatus showed that the contact time of grain with a coolant is reduced by 15%, the cleaning effect is increased by 20%. In addition, there is a separation of grain into fractions of the composition: 30% of feed and 70% of food grain. At the same time, the separation efficiency by fractional composition was 90-95%, the productivity of the apparatus was 10 t / h, and in the prototype 5 t / h at the same energy consumption.
Снижение материалоемкости достигается за счет упрощения конструкции: исключается необходимость использования эжектора, коллекторов распределения теплоносителя по высоте завихрителя и узлов их соединяющих; выполнение проходных сечений и внутренней поверхности в такой форме более технологично и менее материалоемко. Вес вихревого тепломассообменного аппарата при таких же габаритах, как в прототипе, меньше в 2 раза. Reducing material consumption is achieved by simplifying the design: eliminates the need for an ejector, collectors of the distribution of coolant along the height of the swirl and the nodes connecting them; the implementation of the cross sections and the inner surface in this form is more technologically advanced and less material intensive. The weight of the vortex heat and mass transfer apparatus with the same dimensions as in the prototype is 2 times less.
Таким образом, изобретение может быть использовано в промышленности, а именно, в сельскохозяйственном производстве зерна, и соответствует требованию "Промышленная применимость". Thus, the invention can be used in industry, namely, in the agricultural production of grain, and meets the requirement of "Industrial applicability".
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5057144 RU2031735C1 (en) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | Whirling heat exchanging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5057144 RU2031735C1 (en) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | Whirling heat exchanging apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2031735C1 true RU2031735C1 (en) | 1995-03-27 |
Family
ID=21610809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5057144 RU2031735C1 (en) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | Whirling heat exchanging apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2031735C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2193459C2 (en) * | 2001-01-17 | 2002-11-27 | Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова | Method of pneumatic separation of dispersed material |
| RU2193458C2 (en) * | 2001-01-17 | 2002-11-27 | Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова | Pneumatic separator- classifier |
-
1992
- 1992-07-30 RU SU5057144 patent/RU2031735C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1002031, кл. B 04C 3/00, 1981. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 1121563, кл. F 26B 17/10, 1984. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2193459C2 (en) * | 2001-01-17 | 2002-11-27 | Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова | Method of pneumatic separation of dispersed material |
| RU2193458C2 (en) * | 2001-01-17 | 2002-11-27 | Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова | Pneumatic separator- classifier |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4378234A (en) | Particulate material collecting apparatus | |
| US5180257A (en) | Straightening instrument and cyclone | |
| US2888096A (en) | Horizontal centrifugal separator | |
| RU2159403C1 (en) | Suspended layer drier at active hydrodynamic mode | |
| RU2031735C1 (en) | Whirling heat exchanging apparatus | |
| KR910000499Y1 (en) | Heat exchanger | |
| FI107521B (en) | Device for sorting particle material | |
| RU2073184C1 (en) | Vortex heat-and-mass exchange apparatus | |
| US3199212A (en) | Fluidized particle heat exchange | |
| RU2030699C1 (en) | Aggregate for dispersive materials drying | |
| RU2182297C1 (en) | Drier with active hydrodynamics and fraction by fraction processing of materials | |
| GB1567204A (en) | Apparatus for centrifugal separation | |
| SU779768A1 (en) | Pneumatic dryer | |
| RU2178543C2 (en) | Method for drying of disperse material and swirlchamber for its realization | |
| SU1744389A1 (en) | Disperse material pneumatic dryer | |
| RU2187384C2 (en) | Separator | |
| JP3336440B2 (en) | Low pressure drop cyclone | |
| GB2090953A (en) | Calcining apparatus | |
| SU1478006A1 (en) | Spray drier for heat-sensitive materials | |
| RU2338981C1 (en) | Drier with active hydrodynamics and fraction-by-fraction material treatment | |
| RU2028568C1 (en) | Vortex heat mass-transfer apparatus | |
| US3127250A (en) | Heinemann | |
| JPH06503997A (en) | Dry regeneration equipment for foundry sand | |
| SU1121563A1 (en) | Vortex heat-mass-exchanging apparatus | |
| CN113677427A (en) | gas-solid contact device |