способ плавления вещества и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ 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, отличающийся тем, что температуру обогреваемой поверхности в зоне контакта с расплавляемым веществом поддерживают ниже температуры деструкции вещества, а на поверхности расплава - выше точки его плавления.

2. Устройство для плавления вещества, содержащее 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, отличающееся тем, что система нагрева и крышка выполнены подвижными относительно емкости с возможностью погружения плавильной решетки в 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.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что по меньшей мере, на одном из трубопроводов установлен ограничитель погружения плавильной решетки в расплавляемое вещество, который выполнен с возможностью перемещения вдоль трубопроводов.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что крышка по периметру имеет отбортовку, с помощью которой она присоединена к емкости.

Описание изобретения к патенту

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.

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.

Технический результат, достигаемый в данном изобретении, заключается в усовершенствовании известного способа плавления вещества путем повышения его эффективности и качества плавления.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

По меньшей мере, на одном из трубопроводов установлен ограничитель погружения плавильной решетки в расплавляемое вещество, который выполнен с возможностью перемещения вдоль трубопроводов.

Крышка по периметру имеет отбортовку, с помощью которой она присоединена к емкости.

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.

Снабжение крышки для емкости направляющими обеспечивает перемещение в ней системы нагрева вместе с плавильной решеткой по трубопроводам и расплавопроводу, которые расположены параллельно друг другу.

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.

Выполнение крышки по периметру с отбортовкой позволяет присоединить ее к емкости с расплавляемым веществом.

Такая совокупность признаков позволяет расширить возможность применения устройства для плавления вещества на разных участках производства (цех, склад и др.).

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.

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.

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.

Способ плавления вещества осуществляется в данном устройстве следующим образом.

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.