SU727968A1

SU727968A1 - Heat exchanging apparatus

Info

Publication number: SU727968A1
Application number: SU772551845A
Authority: SU
Inventors: Валентин Николаевич Вишняков; Владимир Георгиевич Ушаков; Дмитрий Викторович Баконин; Николай Александрович Коноваленко
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6956
Priority date: 1977-12-05
Filing date: 1977-12-05
Publication date: 1980-04-15

Description

1 Изобретение относитс к химическому машиностроению, более конкретно к мног шнековым теплообменным аппаратам, при мен емым преимущественно дл обрабо-рки высоков зкик сред. Известен теппообменный аппарат преи мущественно дл концентрировани растворов синтетических каучуков, содержащий вращающиес шнеки, витки каждого из которых вход т во впадины смежных шнеков i. Однако в известных аппаратах взаимна очистка торцовых поверхностей витков шнека (поверкностей теплообмена) может быть осуществлена путем сближени этих поверхностей до установлени заведомо гарантийного зазора. Это позвол ет произвести очистку только одной поверхности каждого шнека и не обеспечивает качественного обновлени пристеи ного сло (скребкового эффекта), что существенно снижает производительность аппарата. Цель изобретени - повышение производительности аппарата путем качественного обновлени пристенного сло на геликоидальных теплообменных поверхност х витков. Указанна цель достигаетс тем, что один из шнеков по периферии витков снабжен спиральной лентой, контактирующей с поверхност ми впадин смежных шнеков. Лента на терцовых ее участках имеет переточные каналы. Лента снабжена упругим элементом волнообразной формы и выполнена из антифрикционного материала. На фиг. 1 схематично изображен описываемый теплообменныйаппарат, продол1гный разрез; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - теплообменный аппарат с п тью шнеками; на фиг. 5 - с четырьм шнека- . ми.; . Теплообменный аппарат дл концентрировани растворов или синтеза мономеров ,синтетических каучуков содержит по меньшей мере ittsa вращающихс шнека 1 и 2, спиральные витки которых взаимно вход т в спиральные впадины смежных витков. 1 The invention relates to chemical engineering, more specifically to many screw heat exchangers, used mainly for the processing of highly viscous media. A heat exchanger is known mainly for the concentration of synthetic rubber solutions, containing rotating augers, each of which turns into the hollows of adjacent augers i. However, in the known apparatuses, mutual cleaning of the end surfaces of the screw turns (heat exchange dimensions) can be carried out by bringing these surfaces closer together prior to the establishment of a known guarantee gap. This allows cleaning only one surface of each auger and does not provide a qualitative renewal of the surface layer (scraper effect), which significantly reduces the productivity of the apparatus. The purpose of the invention is to increase the productivity of the apparatus by qualitatively updating the wall layer on the helicoidal heat exchange surfaces of the turns. This goal is achieved by the fact that one of the screws around the periphery of the turns is provided with a spiral tape that contacts the surfaces of the valleys of the adjacent screws. The tape on its tertiary sites has flow channels. The tape is supplied with an elastic element of the wavy form and is made of an anti-friction material. FIG. 1 shows schematically the described heat exchanging apparatus, a continuous section; in fig. 2 — node 1 in FIG. 1 on an enlarged scale; in fig. 3 shows section A-A in FIG. 2; in fig. 4 - heat exchanger with 5 augers; in fig. 5 - with four auger-. mi .; . A heat exchanger for concentrating solutions or synthesizing monomers, synthetic rubbers contains at least itts of rotating augers 1 and 2, whose spiral turns take place mutually in the spiral hollows of adjacent turns.

Может быть использовано несколько шнеков, как например, четыре на фиг. 5, п ть на фиг. 4, где каждый из шнеков 2 самосто тельно взаимодействует со шнеком 1. При этом шнеки 2 располагают равномерно по концентрической окружное-, ти вокруг центрального шнека 1.Multiple augers may be used, such as four in FIG. 5, five in FIG. 4, where each of the screws 2 independently interacts with the screw 1. At the same time, the screws 2 are positioned uniformly along a concentric circumferential, ty around the central screw 1.

Шнеки 2 имеют полости в витках и в валу 3 дл прохожде ни тепло- или кладносител . Шнек 1 может иметь так же, как и шнек 2, внутренние теплообменные полости дл прохождени теплоипи хладоносител или. же образован из сплошного вала 4 (фиг. 1 и 5), перифе рийно расположенной тонкостенной полосы 5, согнутой одновременно по цилинД) ру и спирали, и радиальных спиц б, жест ко св зывающих полосы 5с валом 4. КThe screws 2 have cavities in the coils and in the shaft 3 for the passage of either a heat or a clad-carrier. Auger 1 can have, as well as auger 2, internal heat exchange cavities for the passage of heat or coolant. It is formed from a solid shaft 4 (Fig. 1 and 5), a peripherally located thin-walled strip 5 bent simultaneously along the cylinder and a helix, and radial spokes b, rigidly connecting the strip 5 with the shaft 4. K

наружной поверхности шнека 1 прикрепле-i на с помощью болтов 7 и накладных планок 8 сплошна антифрикционна спиральп на лента 9, например из полимерного материала, кра которой по внутреннему и внешнёму диаметрам остроааточены, т. е. выполнены в виде скребков. Дл шнека I с теплообменными полост .ми болт 7 вводитс в витки шнека с ней стороны. .The outer surface of the screw 1 is attached with bolts 7 and overlay strips 8 a continuous antifriction spiral tape 9, for example, from a polymeric material, the edges of which are sharp in internal and external diameters, i.e. made in the form of scrapers. For screw I with heat exchange cavities, bolt 7 is inserted into the turns of the screw on the side thereof. .

Первоначальна ширина спиральной пенты 9 не.меньше рассто51ни между торцовыми сторонами спиральных впадин в шн.еках ,2 с учетом износа лен-йы при приработке с поверхност ми шнека 2. Лента своими спирально-торцовыми поверхност ми контактирует с пoвepxнocт мч впадин смежных шнеков. Прижатие ленты осуществл етс упругим элементом 1О (фиг. 2 и 3), имеющим волнообразную форму с вершинами, смещевд Ь1ми в направлении и по спирали, обеспечивающей создание равномерных осевых усилий на ленту.The initial width of the spiral penta 9 is not less than the distance between the frontal sides of the spiral depressions in the augers, 2 taking into account the wear of the len-ya when running in with the surfaces of the screw 2. The tape with its spiral-end surfaces is in contact with the spin of the mch of the adjacent screws. The tape is pressed by an elastic element 1O (Figs. 2 and 3), having a wave-like shape with vertices, displaced in the direction and in a spiral, ensuring the creation of uniform axial forces on the tape.

Спиральна лента 9 на тбрцОвых ее участках имеет переточные каналы 11 дл радиального прохода обрабатываемого продукта - раствора синтетического каучука, обеспечивающего его перемешивание , и повышени гибкости ленты, обеспечивающей полное прилегание ее вые iynoB к торцовым геликоидальным поверх кост м шнека 2. Спиральна лента и каналы 11 в местах взаимодействи с торцовыми поверхност ми шнеков 2Spiral tape 9 at its torn sections has flow channels 11 for radial passage of the processed product — a solution of synthetic rubber that mixes it, and to increase the flexibility of the tape, ensuring its iynoB fits perfectly to the helix ends of the helical bone 2. Spiral tape and channels 11 in places of interaction with face surfaces of screws 2

имеют остры е рабочие кромки по йаружному и внутреннему диаметрам дл облегчени отделени пристенного сло .They have sharp working edges in outer and inner diameters to facilitate separation of the near-wall layer.

Спиральные ленты 9 могут быть снабжены тросами 12, упрочн ющими ленту и преп тствующими ее вывинчива11ию в процессе работы. Тросы прикрепЛены в концевых част х к радиальным спицам 6 .или к полосам 5.The spiral tapes 9 can be provided with cables 12, reinforcing the tape and preventing it from being unscrewed during operation. Cables are attached in the end parts to the radial spokes 6. Or to the strips 5.

Валы теплообменных шнеков 1 и 2 св заны между собой .посредством шесте рен и соединены с приводом дл их вращени (на фигурах не показан). Аппарат имеет корпус 13 (см. фиг. 4 и 5). Согласно фиг. 5 внутренн поверхность корпуса 13 выполнена по внешнему периметру поверхностей шнеков 2 с установлением между ними заданных зазоров Шнек 1 выполнен без теплообменных полостей.The shafts of heat exchange augers 1 and 2 are interconnected by means of six gears and connected to a drive for their rotation (not shown in the figures). The device has a housing 13 (see Fig. 4 and 5). According to FIG. 5, the inner surface of the housing 13 is made around the outer perimeter of the surfaces of the screws 2 with the predetermined gaps between them. The screw 1 is made without heat exchange cavities.

Теплообменный. апцарат работает при заполнении его раствором или мономерами синтетического каучука, прохождении тепло- или х.ладоносител через полости шнеков и их вращении. В результате вращени пристенный слой, наход щийс на торцовых поверхност х шнеков 2,. встречаетс с перегородкой в виде спиральной ленты 9 и отдел етс от теплообменных поверхностей шнеков 2. Причем сн тие пристенного сло осуществл етс дважды: внутренней и внешней кромками ленть 9, взаимодействующими со шнеками 2, при этом в зкий пристенный слой перемещаетс в сторону, противоположную движению шнека на 9О . Переточные каналы 11 снижают радиальные нагрузки на ленту за счет протечек раствора. Кромки каналов участвуют в сн тии пристенного сло .Heat exchange. Apsarate works when filling it with a solution or monomers of synthetic rubber, passing heat or cold carrier through the cavity of the screws and their rotation. As a result of rotation, the wall layer located on the end surfaces of the screws 2 ,. meets with a partition in the form of a spiral tape 9 and separates from the heat exchange surfaces of the screws 2. Moreover, the removal of the near-wall layer takes place twice: the inner and outer edges of the tape 9 interacting with the screws 2, while the viscous near-wall layer moves in the direction opposite to the movement screw on 9O. Flow channels 11 reduce the radial load on the tape due to leakage of the solution. The edges of the channels are involved in the removal of the wall layer.

Вращение шнеков 2 и ленты 9 обеспечивает их взаимный поворот, необходимый дл сохранени взаимодействи смеЩающихс в осевом направлении поверхностей в.итков шнеков 1 и 2.The rotation of the screws 2 and the belt 9 ensures their mutual rotation necessary to maintain the interaction of the axially interlocking surfaces of the threads of the screws 1 and 2.

Изобретением предусматриваетс установление практически минимальных зазоров между поверхност ми шнеков после предварительного износа ленты 9 или же достижение беззазорного прилегани при принудительном Прижатии ленты к шнекам 2.The invention provides for the establishment of practically minimal gaps between the surfaces of the screws after preliminary wear of the belt 9 or the achievement of a backlash-free fit when the belt is forcedly pressed against the screws 2.

Claims

The spiral ribbon 9 not only increases the heat transfer coefficient from the heat exchange surface, but also improves the sediment properties of the screws 2. The solution of synthetic rubber is heated (or cooled) and moved in the spiral hollows of the screws 1 and in the free space between the shaft and the spiral ribbon. In this case, the distillation of the solvent from the solution, depending on the supported yes & laziness in the apparatus, can be carried out as in the apparatus, vyo it. The economic efficiency of the invention is to achieve increased and constant thermal loads on the apparatus to increase productivity, improve the pumping capacity of the screws 1 to eliminate accumulation of deposits in the apparatus and eliminate overgrowth. tani heat transfer surfaces. Claim 1. Heat exchanger apparatus mainly for concentrating synthetic rubber solutions, containing rotating augers, each of which turns into hollows of adjacent augers, characterized in that, in order to increase productivity, one of the screws on the periphery of the rims is provided with a spiral tape that contacts with hollow surfaces of adjacent augers.

2. An apparatus according to claim 1, characterized in that the tape on its front portions has a flow of 1 channels.

3. The apparatus according to claim 1, characterized in that the tape is provided with an elastic element of a wave shape, is made of an antifriction material. Sources of information taken into account during the examination 1. US patent No. 2917284, cl. 165-87. olul. 1959.

Phi2.1