194388. lajstromszámú szabadalom • Hőcserélő
1 194.388 2 A találmány tárgya forgó hőcserélő, amely a vegyiparban viszkózus folyadékok, különösen szénhidrogén-polimeroldatok feldolgozásánál kerül alkalmazásra. Viszkózus folyadékok feldolgozásánál közismert az ügynevezett forgó vagy rotoros hőcserélők alkalmazása, amelyek házába a hűtő- vagy fűtőpalásttal ellátott állórész, valamint a hengeres rotos egymással koaxiálisán vannak elrendezve és amely rotortisztítóelemekkel - hántolókkal - van ellátva, amelyek egymástól adott távolságokra a rotor kerületén, illetve annak hosszirányában helyezkednek el. Ilyen hőcserélők ismerhetők meg például a 2 589 350, a 3 235 002, a 3 385 354 és a 3 835 922 számú US szabadalmi leírásokból. Ezen hőcserélők azonban az alábbi hátrányokkal rendelkeznek: a) tekintélyes fémanyagigény annak következtében, hogy a rotor tömör hengeres tengelyként van kialakítva, , b) bonyolult szerkezeti felépítés: a tisztítóelemeket a rotoron igyekeznek rögzíteni (hántolók vagy közvetlenül a rotorban kialakított hornyokban vagy olyan rögzítőelemekben vannak elrendezve, amelyek a rotorhoz közvetlenül csatlakoztathatók), c) nem kielégítő üzembiztonság - nagyszámú alkatrészegység megléte a hántolók rotorhoz való hozzákapcsolásához, ami szükségessé teszi a hőcserélő periodikus lekapcsolásait, d) csekély teljesítmény — csak egyetlen hatásos hűtőfelülettel rendelkeznek, e) bonyolult összeszerelés és szétszerelés. A 611 098 sz. Sü szerzői tanúsítvány alapján ismert egy hőcserélő, amely köpennyel ellátott hengeres dobbal, a dobban valamely anyag feldolgozására1 egy gyűrűs tér létrehozása mellett elrendezett üreges rotorral, annak külső felületén pedig egy késekkel felszerelt forgó kerékkel rendelkezik, ahol a rotoron belül annak belső csövével koaxiálisán ez utóbbin kívül egy hengeres persely található, a rotor belső felületén pedig további kések vannak elrendezve. Ennek a hőcserélőnek ugyan már egy megnagyobbított munkafelülete van és a munkafolyadék a rotort mind belülről, mind pedig kívülről körbeáramolja, a berendezés azonban szerkezeti szempontból bonyolult, ami megnehezíti az összeszerelési és szétszerelési munkálatokat, mivel a kések a rotoron annak hossztengelye mentén egymástól adott távolságokra mereven vannak rögzítve, emellett a rotoron belül még egy cső és egy persely is be van építve. A 612 139 sz. SU szerzői tanúsítvány alapján ismert egy további hasonló típusú hőcserélő, amelynek egy közeg be- és elvezetésére szolgáló csonkokkal felszerelt háza van, benne koaxiálisán elrendezett üreges hengerekkel, amelyek egy külső és egy belső gyűrűskamrát képeznek, amelyben egy rotor van elhelyezve. A rotor gyűrűkből van kiképezve, melyek homlokoldalukkal vannak egymáshoz rendezve és tengelyirányú csapokkal vannak egymással összekötve, miközben a rotor egy turbinához van csatlakoztatva. A fenti hőcserélő hátránya megnövelt teljesítőképessége ellenére az, hogy a csapok a késekkel együtt a rotoron mereven vannak rögzítve, ami megneheziti a szerelési munkákat. Ez a hátrány megtalálható a 615 347 sz. SU szerzői tanúsítványban ismertetett hőcserélőnél is, amelynek házán belül egymáshoz képest koaxiálisán elhelyezkedő rotor és állórész van elrendezve, amelyek egy belső és egy külső gyűrűkamrát képeznek, emellett a berendezés kereten rögzített hántolókkal van ellátva. A megoldás további hátránya az, hogy a hőcserélőben szénhidrogén-polimeroldatok alkalmazása esetén nem lehet biztosítani a hőcsere intenzívebbé tételét a hántolók kereten való csuklós rögzítése miatt, mivel így a munkafelületeken egy meglehetősen vastag réteg formájában polimerfólia rakódik le. A találmány által megoldandó feladat az ismert forgó hőcserélők fenti hátrányainak kiküszöbölése és a hőcsere intenzívebbé tétele. A kitűzött célt azáltal érjük el, hogy a viszkózus folyadékok feldolgozásánál alkalmazott ismert hőcserélőnél, amelynek házában egy rotor és egy állórész van koaxiálisán elrendezve, amelyek egy belső és egy külső gyűrűskamrát képeznek, és amely hőcserélő emellett kereten rögzített hántolókkal van ellátva, a találmány értelmében az állórész üreges csapokkal van ellátva, míg a keret a belső gyűrűskamrában van elhelyezve, és az állórész üreges csapjainak egyikén átmenő tengely körül forgathatóan van elrendezve mimellett a berendezés egy az állórészen belül elhelyezett csőként kialakított kiszorítóelemmel van ellátva, annak külső felületén rögzített spirálalakú terelőfalakkal és egy a kiszorítóhoz képest központosán elrendezett és a belső gyűrűskamrához csatlakoztatott gyűjtőcsővel. A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük, amely a találmány szerinti hőcserélő példakénti kiviteli alakját tünteti fel. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti hőcserélő hosszmetszetét mutatja, míg a 2. ábra az 1. ábra U-II vonala szerinti metszete. Amint az az ábrákon látható, a találmány szerinti hőcserélőnek 1 háza, 2 rotorja, 3 állórésze, belső 4 gyűrűskamrája és külső 5 gyűrűskamrája van, továbbá 6 hántolói, amelyek egy 7 keretre vannak mereven felerősítve. A 7 keret 8 tengelyre van forgathatóan felszerelve, amely a 3 állórész 9 üreges csapjainak egyikén belül húzódik. A 3 állórészen belül spirálisan 11 terelőfallal ellátott 10 kiszorító elem van elhelyezve, amelynek belsejében 12 gyűjtőcső van elrendezve. Az 1 ház hűtőközeg bevezetésére szolgáló 13 és 14 csonkokkal, a hűtőközeg elvezetésére szolgáló 15 és 16 csonkokkal, polimeroldat bevezetésére szolgáló 17 csonkkal és a politneroldat elvezetésére szolgáló 18 csonkkal van ellátva. A találmány szerinti hőcserélő működésmódja a következő: A polimeroldatot a 17 csonkon keresztülvezetjük be a külső 5 gyfírűskamrába és onnan a 18 csonkon keresztül vezetjük el. A hűtőközeget a 13 és 14 csonkokon keresztül vezetjük be, míg a 15 és 16 csonkokon keresztül vezetjük el. Eközben a polimeroldat és a hűtőközeg a kamrákban ellenáramban halad át. Mivel a 6 hántolók a 7 kereten mereven vannak rögzítve, a forgatónyomaték a 2 rotor forgatásakor átadódik a 7 keretre, amelynek forgási sebessége azonban nagyságát tekintve kisebb a 2 rotorénál azon ellenállás miatt, amely a 6 hántolók révén a 2 rotor és a 3 állórész munkafelületeinek tisztításakor fellép. A gyorsan levehető, 6 hántolókkal felszerelt 7 keret elrendezésével az ismertetett hőcserélőnél a méretek jelentős csökkentése mellett a felszerelési és szétszerelési munkálatok megkönnyítése érhető el, továbbá pedig a hőcsere intenzívebbé tétele a hatásos hűtőfelületek polimerlerakódásoktól való haté-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
