RU2159671C1

RU2159671C1 - Method of substance melting and device for its embodiment

Info

Publication number: RU2159671C1
Application number: RU99109230/12A
Authority: RU
Inventors: Леонид Николаевич Грабов (UA); Леонид Николаевич Грабов; Валентин Иванович Мерший (UA); Валентин Иванович Мерший; Сергей Иванович Бондарь (UA); Сергей Иванович Бондарь
Original assignee: Институт Технической Теплофизики Национальной Академии Наук Украины
Priority date: 1998-09-01
Filing date: 1999-04-19
Publication date: 2000-11-27
Also published as: UA31435C2

Abstract

FIELD: methods and devices for melting and heating of substances; applicable in pharmaceutics, food, chemical and other industries for melting of consistent substances including those with low heat conduction. SUBSTANCE: method includes installation of device for realization of claimed method on vessel with substance to be melted; setting of limiter for preset depth of immersion of melting frame; and switching-on of heating system. When melting frame is heated to temperature above melting point of said substance, device sinks into substance from atop, as it melts, along guides down to preset depth of immersion of melting frame. In so doing, temperature of surface in zone of contact with substance to be melted is maintained below point of substance destruction, and temperature on melt surface is maintained above substance melting point. Such technical solution makes it possible to provide for optimal melting and heating of substance including substance with low heat conduction. EFFECT: reduced energy capacity of process and device, specific metal quantity and labor input in unloading operations; and extended field of method and device application. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике плавления и нагрева веществ и может быть использовано в фармацевтической, пищевой, химической и других отраслях промышленности для плавления консистентных веществ, в том числе и с низкой теплопроводностью, например, вазелина, парафина, жиров, консистентных смазочных масел, полимерных материалов и т.п. The invention relates to a technique for melting and heating substances and can be used in the pharmaceutical, food, chemical and other industries for melting greases, including those with low thermal conductivity, for example, petroleum jelly, paraffin, fats, greases, polymeric materials, and etc.

Известен способ плавления веществ путем его контакта с обогреваемой поверхностью и отбора расплава из зоны контакта, при этом обогреваемую поверхность погружают в вещество сверху по мере его плавления до заданной глубины погружения (DE 3706927 A1, 15.09.1988). При значительном повышении температуры плавильной решетки выше температуры плавления вещества может произойти термическая деструкция расплавляемого вещества, что обусловлено возможным местным перегревом отдельных частей обогреваемой поверхности. A known method of melting substances by contacting with a heated surface and selecting a melt from the contact zone, the heated surface being immersed in the substance from above as it melts to a predetermined immersion depth (DE 3706927 A1, 09/15/1988). With a significant increase in the temperature of the melting lattice above the melting point of a substance, thermal destruction of the molten substance can occur, which is due to the possible local overheating of certain parts of the heated surface.

Технический результат, достигаемый в данном изобретении, заключается в усовершенствовании известного способа плавления вещества путем повышения его эффективности и качества плавления. The technical result achieved in this invention is to improve the known method of melting a substance by increasing its efficiency and quality of melting.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе плавления вещества путем его контакта с обогреваемой поверхностью и отбора расплава из зоны контакта, причем обогреваемую поверхность погружают в вещество сверху по мере его плавления до заданной глубины погружения, согласно изобретению температуру обогреваемой поверхности в зоне контакта с расплавляемым веществом поддерживают ниже температуры деструкции вещества, а на поверхности расплава - выше точки его плавления. The specified technical result is achieved by the fact that in the method of melting a substance by contacting it with a heated surface and selecting a melt from the contact zone, the heated surface being immersed in the substance from above as it melts to a predetermined immersion depth, according to the invention, the temperature of the heated surface in the contact zone with the melt the substance is maintained below the temperature of the destruction of the substance, and on the surface of the melt - above its melting point.

Погружение обогреваемой поверхности в вещество сверху по мере его плавления до заданной глубины погружения позволяет нагреть и расплавить только ту часть расплавляемого вещества, которая необходима, т.е. позволяет проводить дозированное плавление вещества. Это дает возможность рационально использовать энергию, повысить коэффициент полезного действия и тем самым повысить экономичность способа плавления вещества. Immersion of the heated surface in the substance from above as it melts to a predetermined immersion depth allows you to heat and melt only that part of the molten substance that is necessary, i.e. allows metered melting of the substance. This makes it possible to rationally use energy, increase the efficiency and thereby increase the efficiency of the method of melting the substance.

Поддерживание температуры обогреваемой поверхности в зоне контакта с расплавляемым веществом ниже температуры его деструкции, а на поверхности расплава - выше точки его плавления, позволяет избежать перегрев расплавляемого вещества и поддерживать в зоне контакта постоянную температуру, что обеспечивает высокое качество готового продукта. За счет автоматического регулирования температуры обогреваемой поверхности в зоне плавления поддерживают температуру расплавляемого вещества, не превышающую температуру его деструкции, а на поверхности расплава - не ниже температуры его затвердевания. Если расплавляемое вещество не касается обогреваемой поверхности, то тепло не передается веществу и процесс нагрева и плавления прекращается. При низкой теплопроводности вещества этот процесс имеет еще большее значение, так как термической обработке не подвергается та часть вещества, которая находится ниже плавильной решетки. Все это обеспечивает высокую эффективность способа и качество плавления, а также расширяет его технологические возможности. Maintaining the temperature of the heated surface in the zone of contact with the molten substance below the temperature of its destruction, and on the surface of the melt above its melting point, avoids overheating of the molten substance and maintains a constant temperature in the contact zone, which ensures high quality of the finished product. Due to the automatic control of the temperature of the heated surface in the melting zone, the temperature of the molten substance is maintained, not exceeding the temperature of its destruction, and on the surface of the melt, not lower than the temperature of its solidification. If the melted substance does not touch the heated surface, then the heat is not transferred to the substance and the heating and melting process stops. With low heat conductivity of the substance, this process is even more important, since the part of the substance that is below the melting lattice is not subjected to heat treatment. All this provides high efficiency of the method and the quality of melting, and also expands its technological capabilities.

Известно устройство для плавления консистентного вещества, содержащее загрузочный бункер, емкость для плавления вещества с крышкой в виде плавильной чаши, систему нагрева, которая включает обогреваемую поверхность, выполненную в виде плавильной решетки с циркулирующим в середине теплоносителем, нагреватели, циркуляционный насос, трубопроводы подвода и отвода теплоносителя и расплавопровод. Измельченное вещество подается через бункер на плавильную решетку сверху, плавится при соприкосновении с горячей поверхностью решетки, а расплав стекает по каплям через зазоры между витками спирали в расположенный снизу расплавопровод. При этом поддерживают постоянный уровень расплава в расплавопроводе ниже поверхности плавильной решетки. Для автоматического поддержания уровня расплава в расплавопроводе применяют плавильную решетку с электрообогревателем и регулятор уровня (Кларе Г. и др. Синтетические полиамидные волокна, Москва, Мир, 1966, с. 312-319). A device for melting a grease containing a feed hopper, a container for melting a substance with a lid in the form of a melting bowl, a heating system that includes a heated surface made in the form of a melting grid with a medium circulating in the middle, heaters, a circulation pump, supply and exhaust pipelines coolant and melt pipe. The crushed material is fed through the hopper to the melting grate from above, melts in contact with the hot surface of the grate, and the melt flows dropwise through the gaps between the turns of the spiral into the molten conduit located below. While maintaining a constant level of the melt in the melt line below the surface of the melting grid. To automatically maintain the melt level in the melt pipe, a melting grid with an electric heater and a level regulator are used (G. Clare et al. Synthetic polyamide fibers, Moscow, Mir, 1966, pp. 312-319).

Одним из недостатков известного устройства для плавления вещества является то, что, когда на решетке возникает плавление вещества без одновременного удаления расплава из расплавопровода, его уровень медленно поднимается выше поверхности плавильной решетки, попадая в более холодную зону нерасплавленного вещества. При этом расплав застывает между частицами лежащего на плавильной решетке вещества и образует, так называемый "козел", что приводит к снижению работоспособности и надежности устройства, снижает качество расплава. Ввиду того, что устройство предназначено для использования только предварительно измельченного вещества, которое находится сверху на плавильной решетке, его невозможно применять для плавления таких веществ, как вазелин, парафин, консистентные смазочные масла и другие, что сужает технологические возможности устройства и область его использования. One of the disadvantages of the known device for melting a substance is that when a substance melts on a grate without simultaneously removing the melt from the melt line, its level slowly rises above the surface of the melting grating, falling into the colder zone of the unmelted substance. In this case, the melt solidifies between the particles of the substance lying on the melting grate and forms the so-called "goat", which leads to a decrease in the operability and reliability of the device, and reduces the quality of the melt. Due to the fact that the device is intended for use only with pre-crushed material, which is located on top of the melting grate, it cannot be used for melting substances such as petroleum jelly, paraffin, grease oils and others, which limits the technological capabilities of the device and its field of use.

Технический результат, достигаемый в данном изобретении, заключается в усовершенствовании устройства для плавления вещества путем повышения его работоспособности и эффективности, качества плавления, а также в расширении функциональных возможностей и области его применения. The technical result achieved in this invention is to improve the device for melting a substance by increasing its performance and efficiency, melting quality, as well as expanding the functionality and scope of its application.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для плавления вещества, содержащем емкость с крышкой, систему нагрева, включающую обогреваемую поверхность, выполненную в виде плавильной решетки с циркулирующим в середине теплоносителем, нагреватели, циркуляционный насос, трубопроводы подвода и отвода теплоносителя к решетке и расплавопровод, согласно изобретению система нагрева и крышка выполнены подвижными относительно емкости с возможностью погружения плавильной решетки в расплавляемое вещество сверху по мере его плавления, а крышка снабжена направляющими для перемещения ее и плавильной решетки по трубопроводам и расплавопроводу, при этом последние установлены параллельно друг другу. The specified technical result is achieved in that in a device for melting a substance containing a container with a lid, a heating system including a heated surface, made in the form of a melting grate with a coolant circulating in the middle, heaters, a circulation pump, pipelines for supplying and discharging the coolant to the grate and a melt pipe , according to the invention, the heating system and the lid are movable relative to the tank with the possibility of immersion of the melting lattice in the molten substance from above as melting, and the lid is provided with guides for moving it and the melting lattice through pipelines and the melt pipe, the latter being installed parallel to each other.

По меньшей мере, на одном из трубопроводов установлен ограничитель погружения плавильной решетки в расплавляемое вещество, который выполнен с возможностью перемещения вдоль трубопроводов. At least one of the pipelines is equipped with a limiter for immersion of the melting lattice in the molten substance, which is arranged to move along the pipelines.

Крышка по периметру имеет отбортовку, с помощью которой она присоединена к емкости. The perimeter cap has a flange with which it is attached to the container.

Выполнение системы нагрева подвижной относительно емкости с расплавляемым веществом с возможностью погружения плавильной решетки в расплавляемое вещество сверху по мере его плавления позволяет плавить только ту часть вещества, которая необходима по технологии приготовления, поддерживать постоянным уровень расплава над расплавляемым веществом и тем самым обеспечить постоянную производительность плавильной решетки, что повышает работоспособность, эффективность и надежность работы устройства, а также качество расплава. The implementation of a heating system that is movable relative to the vessel with the molten substance with the possibility of immersing the melting lattice in the molten substance from above as it melts allows you to melt only that part of the substance that is necessary according to the preparation technology, to maintain a constant level of the melt above the molten substance, and thereby ensure a constant performance of the melting lattice , which increases the efficiency, effectiveness and reliability of the device, as well as the quality of the melt.

Снабжение крышки для емкости направляющими обеспечивает перемещение в ней системы нагрева вместе с плавильной решеткой по трубопроводам и расплавопроводу, которые расположены параллельно друг другу. The supply of the lid for the tank with guides ensures that the heating system moves together with the melting grid through pipelines and a melt pipe that are parallel to each other.

Установление на одном из расплавопроводов ограничителя погружения плавильной решетки в вещество обеспечивает поддержание заданного количества расплава над плавильной решеткой, что позволяет не плавить вещество, которое находится под плавильной решеткой. The installation of a limiter for immersion of the melting lattice in the substance on one of the melt pipelines ensures that the specified amount of melt is maintained above the melting lattice, which allows not to melt the substance that is under the melting lattice.

Выполнение крышки по периметру с отбортовкой позволяет присоединить ее к емкости с расплавляемым веществом. The execution of the lid around the perimeter with flanging allows you to attach it to the container with the molten substance.

Такая совокупность признаков позволяет расширить возможность применения устройства для плавления вещества на разных участках производства (цех, склад и др.). This set of features allows you to expand the possibility of using a device for melting substances in different areas of production (workshop, warehouse, etc.).

Дополнительные преимущества заявляемого устройства для плавления вещества заключаются в том, что, если вместо плавильной решетки присоединить другое нагревательное устройство, например радиатор отопления, тогда можно иметь автономную систему отопления помещений, а если присоединить калорифер, то можно иметь устройство для нагрева воздуха с целью кондиционирования, сушки и т.п., что расширяет технологические возможности устройства и области его применения. Additional advantages of the inventive device for melting a substance are that if, instead of a melting grid, another heating device, for example a heating radiator, is connected, then it is possible to have an autonomous room heating system, and if a heater is connected, it is possible to have a device for heating air for conditioning, drying, etc., which expands the technological capabilities of the device and its scope.

На фиг.1 схематично показано устройство для плавления вещества; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - разрез А-А на фиг. 1. Figure 1 schematically shows a device for melting a substance; figure 2 is the same side view; figure 3 - section aa in fig. 1.

Устройство для плавления вещества содержит емкость 1 с крышкой 2, систему нагрева, которая включает обогреваемую поверхность в виде плавильной решетки 3 с циркулирующим в середине теплоносителем, нагреватели 4, циркуляционный насос 5, трубопроводы 6 и 7 для подвода и отвода теплоносителя к плавильной решетке 3 и расплавопровод 8. Трубопроводы 6 и 7 и расплавопровод 8 установлены параллельно друг другу. Система нагрева вместе с плавильной решеткой 3 выполнена подвижной относительно емкости 1 с возможностью погружения плавильной решетки 3 в расплавляемое вещество сверху по мере его плавления на заданную глубину погружения. Крышка 2 снабжена направляющими 9 для перемещения ее и плавильной решетки 3 по трубопроводам 6 и 7 и расплавопроводу 8 и имеет отбортовку 10, с помощью которой она присоединена к емкости 1. На одном из трубопроводов установлен ограничитель 11 погружения плавильной решетки 3 в расплавляемое вещество, который выполнен с возможностью перемещения его вдоль трубопроводов 6 и 7 и расплавопровода 8. A device for melting a substance comprises a container 1 with a lid 2, a heating system, which includes a heated surface in the form of a melting grate 3 with a coolant circulating in the middle, heaters 4, a circulation pump 5, pipelines 6 and 7 for supplying and removing the coolant to the melting grate 3 and melt pipe 8. Pipelines 6 and 7 and melt pipe 8 are installed parallel to each other. The heating system together with the melting lattice 3 is made movable relative to the tank 1 with the possibility of immersion of the melting lattice 3 in the molten substance from above as it melts to a predetermined immersion depth. The cover 2 is provided with guides 9 for moving it and the melting lattice 3 through pipelines 6 and 7 and the melt line 8 and has a flange 10, with which it is attached to the tank 1. On one of the pipelines there is a limiter 11 for immersing the melting lattice 3 into the melt, which made with the possibility of moving it along the pipelines 6 and 7 and the melt pipe 8.

Способ плавления вещества осуществляется в данном устройстве следующим образом. A method of melting a substance is carried out in this device as follows.

Устройство устанавливают сверху на емкость 1 с расплавляемым веществом, например на транспортную тару, и крышку 2 присоединяют к емкости 1 с помощью отбортовок 10, устанавливают ограничитель 11 на заранее заданную глубину погружения плавильной решетки 3 и включают систему нагрева. Теплоноситель подогревается нагревателями 4 и циркулирует по системе трубопроводов 6 и 7 и плавильной решетке 3 с помощью насоса 5, нагревая плавильную решетку 3. При нагреве плавильной решетки 3 до температуры выше точки плавления расплавляемого вещества устройство погружается в вещество сверху по мере его плавления по направляющим 9 до заранее заданной глубины погружения плавильной решетки 3. При этом температуру поверхности в зоне контакта с расплавляемым веществом поддерживают с помощью датчиков температуры (на чертеже не показаны) ниже температуры его деструкции. Температуру на поверхности расплава поддерживают выше точки плавления расплавляемого вещества. При необходимости расплав откачивают из емкости 1 по расплавопроводу 8. При достижении плавильной решеткой 3 заданной глубины погружения контакт между решеткой и веществом нарушается и процесс плавления прекращается, а температуру расплава при технологической потребности поддерживают выше температуры плавления вещества. The device is mounted on top of a vessel 1 with a meltable substance, for example, on a transport container, and the lid 2 is attached to the vessel 1 using flanges 10, a limiter 11 is installed at a predetermined immersion depth of the melting grate 3, and the heating system is turned on. The heat carrier is heated by heaters 4 and circulates through the piping system 6 and 7 and the melting lattice 3 using the pump 5, heating the melting lattice 3. When the melting lattice 3 is heated to a temperature above the melting point of the molten substance, the device is immersed in the substance from above as it melts along the guides 9 to a predetermined immersion depth of the melting grate 3. In this case, the surface temperature in the contact zone with the molten substance is maintained using temperature sensors (not shown) ie the temperature of its destruction. The temperature on the surface of the melt is maintained above the melting point of the molten substance. If necessary, the melt is pumped out of the tank 1 through the melt line 8. When the melting grate 3 reaches a predetermined immersion depth, the contact between the grating and the substance is broken and the melting process is stopped, and the melt temperature is maintained above the melting temperature of the substance when the technological need is.

Claims

1. The method of melting a substance by contacting it with a heated surface and removing the melt from the contact zone, the heated surface being immersed in the substance from above as it melts to a predetermined immersion depth, characterized in that the temperature of the heated surface in the contact zone with the molten substance is kept below temperature destruction of the substance, and on the surface of the melt - above its melting point.

2. A device for melting a substance containing a container with a lid, a heating system including a heated surface, made in the form of a melting grid with a coolant circulating in the middle, heaters, a circulation pump, pipelines for supplying and removing the coolant to the grill and a melt pipe, characterized in that the system heating and the lid are movable relative to the tank with the possibility of immersion of the melting lattice in the substance from above as it melts, and the lid is equipped with guides for moving it and avilnoy lattice through pipelines and the fill tube, the latter being arranged parallel to each other.

3. The device according to claim 2, characterized in that at least one of the pipelines has a limiter for immersion of the melting lattice in the molten substance, which is arranged to move along the pipelines.

4. The device according to claim 2, characterized in that the lid on the perimeter has a flange with which it is connected to the tank.