182274. lajstromszámú szabadalom • Cukorgyári utótermék pépkezelésére szolgáló folyadék-ellenáramú hőcserélő berendezés
3 182274 4 az egész rendszert hosszabb időre le kell állítani, ami a gyártás folyamatában igen komoly kiesést okoz. A jelen találmány célja ezeket a hátrányokat kiküszöbölni és olyan berendezést szolgáltatni, amelyben a hőcserélés sokkal folyamatosabban, az elméleti hűtőgörbéhez képest sokkal több, de elhanyagolható kis lépcsővel történik, s amelynek egyik különösen előnyös alakjában a hűtőfolyadék csőrendszerének meghibásodása esetén egy-egy hűtőoszlop hűtése is csak részben károsodik, ami mellett a gyártási folyamat tovább folytatódhat. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy ha nem a pépet kávaijuk, hanem a hűtőcsőrendszert forgatjuk benne, akkor mindezeknek a célkitűzéseknek meg lehet felelni. Ennek megfelelően a találmány szerinti, több sorbakapcsolt hűtő, illetve visszamelegítő oszlopot tartalmazó folyadékellenáramú hőcserélő berendezés lényege, hogy az oszlopok belsejében a palástjukhoz rögzített fékezőkarokkal és ezek között forgatható, függőleges síkokban elrendezett csőkígyókkal vannak ellátva. A berendezés egyik kiviteli alakjában az oszlopok tetején egy alsó és egy felső kamrából összetett vízelosztó feje van, amelynek alsó kamrájában a forgatható, függőleges síkú csőkígyók pl. dugóval lezárható felső csővégződései és a megfelelő külső csatlakozó csőcsonk, a felső kamrájában a csőkígyók alsó végződéséhez vezető összekötő vezetékek pl. dugóval lezárható felső csővégződései vannak elrendezve. A következőkben a találmányunk szerinti berendezést és annak működését a berendezés egy célszerű kiviteli példáján a mellékelt rajzokra való hivatkozással részletesebben is megvilágítjuk. A rajzok közül az 1. ábra a berendezés általános működési vázlatát ábrázolja metszetben, a 2. ábra a hőcserélés folyamatát diagramban vetíti elénk, mégpedig annak egyik szakaszában az ismert berendezésekkel elért, míg a többi szakaszában a találmányunk szerinti berendezéssel elérhető hőfokgörbéivel, a 3. ábra a találmányunk szerinti berendezés egyik hőcserélő oszlopának részleteit feltűntető hosszmetszete, a 4. ábra az erre merőleges, vízszintesen vett metszet, az 5. ábra pedig a berendezésben alkalmazott folyadékelosztó fej metszete. Az 1. ábrán bemutatott berendezés négy A,B,C,D szakaszban dolgozó, sorbakapcsolt három 1 hűtőoszlopból és egy 2 visszamelegítő oszlopból áll. A kezelendő 3 pép az A szakaszban a 4 tartályból a vastag vonallal rajzolt 5 vezetéken átjut a 6 hígítón és a 7 csővezetéken át az 1 oszlopba, ahol szintjét a 8 szintérzékelő szabályozza állandó értékre a 9 szivattyú vezérlésével. A pép megfelelő viszkozitásáról a 10 viszkozitásérzékelő gondoskodik a 11 szelep megfelelő nyitásával, amely a 12 víz hozzáadását szabályozza. A 3 pép és a 13 fenéknyíláson át újabb 5 vezetéken át kerül a B és C szakasz következő 1 oszlopához, ahol a sűrűbbé vált pép újabb hígításáról és állandó szinten tartásáról a már ismertetett érzékelők itt is gondoskodnak. A péppel ellenáramban kering a három 1 oszloppal kapcsolatos zárt 14 vezetékrendszerben a hűtőfolyadék. A zárt rendszerben felmelegedett folyadéknak a 20—25 °C-ra történő hűtéséről a 15 hőérzékelő által vezérelt 16 szelep útján beengedett hűtővízzel a 17 hőcserélő gondoskodik. Ez a hűtőfolyadék—példánkban a találmányunknak megfelelően —felülről a 18 vízelosztó fejen át, a tengelyben elhelyezett összekötőcsövön át kerül az alsó szintre s innen halad ezen az ábrán nem ábrázolt hűtőrendszeren át a péppel ellenáramban felfelé, majd ismét a 18 vízelosztó fejen át a kővetkező 1 hűtőoszlop megfelelő 18 tömszelencéjébe. A 3 pép a C szakaszban elérkezvén a harmadik oszlop 13 fenéknyílásához, innen most már a D szakaszban a 2 visszamelegítő oszlop 13 fenéknyílásán át felfelé nyomul az előző oszlopok pépszintje által meghatározott nyomás következtében, majd fent a 19 bukónyíláson át kerül a pép feldolgozásának következő fázisába, a centrifugáláshoz. A 2 visszamelegítő oszlopnak külön zárt 20 melegítőfolyadék-rendszere van, amelyben a visszamelegítés következtében lehűlt melegítőfolyadékot a 21 hőérzékelő vezérlése által nyitott-zárt 22 szelepen átfolyó forróvízzel működtetett 23 hőcserélő melegíti fel a szükséges 60—65 °C-ra. A melegítőfolyadék itt is áthalad a 18 vízelosztó fejen, csak a hűtőoszlopokban leírt iránnyal ellentétes irányban — itt a tengelyben elhelyezett összekötőcsövön halad felfelé és a melegítő csőrendszeren lefelé Amennyiben a vázolt oszlopokban nem a találmány szerinti. hanem attól eltérő, eddig is ismeretes, pl. tárcsás hőcserélő rendszer üzemel, akkor a hőcsere mindvégig a 2. ábrán az első A oszlopnak megfelelő ábraszakaszban ábrázolt lépcsős görbe szerint történik, míg ha a találmányunk szerinti berendezéssel, akkor mindvégig az ábrán a második szakasztól kezdve (B-C-D) ábrázolt folytonosnak tekinthető görbe szerint. Az ábrán közölt diagramban az abszcissza tengely az idő órákban, az ordináta tengely pedig a hőmérséklet °C-ban. A pép hőmérsékletét a 24 görbe, a hőcserélő folyadék hőmérsékletét a 25 görbe ábrázolja. Mint látható, ha a hűtés az ismert berendezésekben történik, akkor az A oszlopban a pép 24 görbéje nem párhuzamos a hőcserélő folyadék 25 görbéjével, saját berendezésűnkben párhuzamossá és ezzel optimálissá válik. Az 1 oszlop részleteit hosszmetszetben a 3. ábra, reá merőleges vízszintes metszetben pedig a 4. ábra szemlélteti. Az 1 oszlop palástját képező falhoz egyes szinteken belülről a 26 fékezőkarok vannak erősítve, míg a hőcserélő folyadékot tartalmazó, a 26 fékezőkarok között kialakított 29 csőkígyók a 27 csőtengely üregében elhelyezett függőleges 28 összekötő vezetékekhez csatlakoznak. Példánkban nyolc 29 csőkígyó van függőleges síkokban kiképezve. A 29 csőkígyók vízszintes szakaszait a 27 csőtengelyhez mereven erősített 30 támkarok merevítik. A 28 összekötővezetékek és a 29 csőkígyók egyaránt a 18 vízelosztó fejben végződnek, míg a 27 csőtengelyt a 31 fogaskerékrendszer forgatja. A pép vezetésére a 32 csőcsonk szolgál. A hűtőoszlop működése a következő. A 32 csőcsonkon át érkező pép a toronyban gravitációsan lefelé halad. A 18 vízelosztó fejből érkező hűtőfolyadék a 28 összekötő vezetékeken kerül alul a 29 csőkígyókba és áramlik felfelé ugyancsak a 18 vízelosztó fejbe, amelynek szerepét külön ismertetjük. A csőkígyókat lassan, 0,8—1,0 fordulat/perc sebességgel forgatja a 31 fogaskerékrendszer által forgatott 27 csőtengely. Mialatt a 29 csőkígyók forgó mozgást végeznek, a 3 pép forgómozgást gyakorlatilag nem végez, mivel a lassú forgás mellett a kisátmérőjű 29 csőkígyó ellenállása kicsiny s a 3 pép forgásirányú mozdulatlanságát a 26 fékezőkarok is segítik. A nyolc csőkígyóbar a hűtőfolyadék szintenként egyforma hőmérsékletű s így a sűrű vízszintes szakaszok következtében a hűtés egyenletes. Ha a torony visszamelegítést szolgál, akkor a berendezése azonos marad, csak az áramlás lesz fordított: a pép áramük felfelé és a hőcserélő folyadék lefelé. A 18 vízelosztófej szerepét az egyik 1 hűtőoszlopból kina5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
