вихревой оребренный воздухоохладитель с очисткой инея

Формула изобретения

1. Вихревой оребренный воздухоохладитель с очисткой инея, содержащий осевой вентилятор, устройство для очистки инея, размещенное внутри вихревого теплообменника, включающее вал, неподвижный винт с гайкой, шпонку, втулку и укрепленный на последней держатель с очистными пластинками, отличающийся тем, что внутри полого вала с продольным пазом по всей его длине установлен неподвижный винт с гайкой, связанный шпонкой со свободно размещенной на валу втулкой, вихревой теплообменник на боковой поверхности имеет два или больше продольных канала с поворотными закрылками, регулирующими расход воздуха.

2. Воздухоохладитель по п.1, отличающийся тем, что очистные пластинки выполнены в виде треугольника, наиболее острым углом входящим в промежуток между ребрами, а торцевая поверхность прорези планки для поддержания очистной пластинки выполнена с углами, равными половине острого угла очистной пластинки - /2.

3. Воздухоохладитель по п.2, отличающийся тем, что очистные пластинки выполнены поворотными вокруг оси, перпендикулярной оси вихревого теплообменника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в камерах низкотемпературных холодильников, в скороморозильных аппаратах и других объектах, где необходимо поддерживать отрицательную температуру воздуха.

Известны вихревые воздухоохладители (см. патент SU №1808111).

Указанные вихревые воздухоохладители имеют повышенные массовые и энергетические характеристики.

Наиболее близким аналогом является вихревой воздухоохладитель (см. патент RU №2035684, F 28 F 17/00, 1995).

Вихревой воздухоохладитель представляет собой теплообменник в виде трубы, снаружи которой устроена рубашка, внутри которой кипит холодильный агент. На входе в трубу установлен специальный осевой вентилятор, закручивающий поток воздуха. Закрученный поток воздуха движется внутри трубы и охлаждается.

При охлаждении влажного воздуха в камерах холодильников при отрицательных температурах из него выпадает на холодную поверхность влага в виде кристаллов инея. Осевший на внутренней поверхности трубы иней ухудшает теплопередачу, что влечет за собой дополнительные энергетические затраты. Для удаления инея с внутренней поверхности трубы внутри нее смонтировано устройство, содержащее вращающийся винт, сопряженный с неподвижной гайкой, установленной на опоре, и параллельные скребки, причем ребра трубы расположены по винтовой линии, а скребки имеют прорези шириной 1-4 мм и угол заточки, равный углу между ребрами. Очистное устройство состоит из втулки с квадратным отверстием, к которой под углом 120° приварены стержни с роликами на конце. Ролики установлены на оси. К втулке приварен также стержень, на оси которого крепится поворотная планка. Планка имеет стержень и пружину. В верхней части планки установлен поводок с параллельными скребками. Поворотный поводок подпружинен пружиной, которая вторым концом крепится к стержню.

Очистные пластинки выполнены в виде треугольника, наиболее острым углом входящим в промежуток между ребрами, а торцевая поверхность прорези планки для поддержания очистной пластинки выполнена с углами, равными половине острого угла очистной пластинки /2.

Очистные пластинки крепятся к стержню. Для крепления поворотной планки на стержне служит ось.

Втулка на винте фиксируется гайкой. Поводок поворачивается вокруг оси.

Параллельные скребки приварены к поводку.

Недостатком вихревого воздухоохладителя с непрерывным удалением инея при данной скорости потока и разности температур между воздухом и холодильным агентом, кипящим в рубашке воздухоохладителя, является сравнительно низкий тепловой поток.

В основу изобретения поставлена задача увеличения теплового потока в вихревом оребренном воздухоохладителе с очисткой инея.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в вихревом оребренном воздухоохладителе с очисткой инея, содержащем осевой вентилятор, устройство для очистки инея, размещенное внутри вихревого теплообменника, включающее вал, неподвижный винт с гайкой, шпонку, втулку и укрепленный на последней держатель с очистными пластинками, достигается за счет того, что внутри полого вала с продольным пазом по всей его длине установлен неподвижный винт с гайкой, связанный шпонкой со свободно размещенной на валу втулкой, вихревой теплообменник на боковой поверхности имеет два или больше продольных канала с поворотными закрылками, регулирующими расход воздуха.

Очистные пластинки выполнены поворотными вокруг оси, перпендикулярной оси вихревого теплообменника.

На фиг.1 показан продольный разрез воздухоохладителя.

На фиг.2 показан поперечный разрез воздухоохладителя.

На фиг.3 показаны элементы ребристой поверхности и очистного устройства при вращательно-осевом движении в левом направлении.

На фиг.4 показаны элементы ребристой поверхности и очистного устройства при вращательно-осевом движении в правом направлении.

Вихревой оребренный воздухоохладитель с очисткой инея содержит специальный вентилятор 1, трубу 2 с ребрами 3 и охлаждающей рубашкой 4, размещенный внутри трубы 2 полый приводной вал 5 с продольным пазом 6 по всей его длине, внутри которого установлен неподвижный винт 7 с гайкой 8, связанный шпонкой 9 со свободно размещенной на валу 5 втулкой 10, и жестко укрепленный на ней держатель 11.

Каждый держатель содержит жестко закрепленную (приваренную) ось 12, расположенную параллельно оси вала 5, на которой шарнирно закреплена свободно поворачивающаяся пластина 13 с пружиной 14, одним концом прикрепленной к оси 15 в верхней части пластины, а другим - к держателю 11. Элемент для крепления очистных пластинок 16 содержит планку 17 с пружиной 18, один конец которой закреплен на планке 17, а другой - на оси 19. К втулке 10 через 120 прикреплены планки 20 с роликами 21, которые центрируют ее на валу 5. Привод вала осуществляется звездочкой 22. Неподвижный винт 7 установлен на опорах 23, причем правая опора выполнена с квадратным сечением на растяжках 25 и фиксируется гайками 24. По всей длине трубы 2 имеется ось 26, на которой установлен закрылок 27. Очистная пластинка 16 выполнена поворотной на оси 28.

Вихревой оребренный воздухоохладитель с очисткой инея работает следующим образом.

Воздух из холодильной камеры засасывается специальным вентилятором 1 и завихряется, завихренный поток подается в теплообменник 2, на внутренней поверхности которого имеются ребра 3, которые развивают теплообменную поверхность и тем самым увеличивают тепловой поток. Пройдя теплообменник 2, воздух охлаждается и холодный поток выбрасывается в камеру. На наружной поверхности теплообменника 2 устроена рубашка 4, внутри которой кипит холодильный агент. При работе воздухоохладителя в камере холодильника при отрицательных температурах на его поверхности оседает иней, который значительно ухудшает теплопередачу. Для удаления инея с внутренней оребренной поверхности трубы 2 и ребер 3 внутри нее устроено очистное устройство. Иней с внутренней поверхности оребренной трубы снимается пластинками 16, размещенными в планках 17 на осях 28.

Вращательное и осевое перемещение пластинкам 16, укрепленным на осях 28 и размещенным в планках 17, передается от втулки 10, которая вращается вместе с полым валом 5 и движется в осевом направлении в результате ее жесткой связи через шпонку 9 с гайкой 8, сопряженной с винтом 7.

Шпонка 8 перемещается в осевом направлении по профрезерованному (на всей длине) продольному пазу 6 вала 5. Изменение направления вращения (реверс) изменяет направление осевого перемещения гайки 8, а следовательно, втулки 10 и пластинок 16.

Для ликвидации трения между втулкой и полым валом 5, а также ее перекосов к ней приварены через 120 планки 20 с роликами 21, которые центрируют ее на валу и значительно уменьшают усилия для перемещения.

На наружной поверхности полого вала 5 может намерзать лед, который создает препятствие движению втулки 10. Для облегчения ее движения ободы роликов выполнены заостренными, что способствует разрушению идущим впереди втулки 10 роликом 21 льда. При встрече с препятствием пластинки 16 происходит поворот планки 17 вокруг оси 15 и пластинка преодолевает препятствие. Пружина 18 в этом случае несколько растягивается. Миновав препятствие, пружина 18, сжимаясь снова, восстанавливает нормальную работу механизма очистки.

Для уменьшения усилий привода при изменении направления вращения (реверс) в механизме очистки устроена подпружиненная пружиной 14 пластина 13, свободно поворачивающаяся вокруг оси 12. При изменении направления вращения на противоположное пластина 13 начнет поворачиваться вокруг оси 12, растягивая при этом пружину 14. Ось 15 будет смещаться ближе к оси винта 7 до тех пор, пока осевая линия пластины 13 не совпадет с радиусом трубы. При ее совпадении и дальнейшем повороте полого вала 5 планка 17 с пластинкой 16 (при сжатии пружины 14) переместится в новое рабочее положение. Надежность работы устройства обеспечивается подпружиниванием поворотных пластин 13 и 17, которые позволяют легко осуществить реверс механизма очистки. Привод полого вала осуществляется звездочкой 22. Неподвижный винт 7 устанавливается в опорах 23, причем один конец (правый) которого выполнен квадратного сечения, так же как и отверстие правой опоры 23, что предотвращает его проворачивание. Опоры 23 установлены на растяжках 25, а неподвижный винт фиксируется гайками 24.

Пластинка 16 выполнена поворотной вокруг оси 28 в виде треугольника с острым одним углом. Такая конструкция способствует тому, что пластинка острым углом всегда входит в промежутки между ребрами, минуя торец ребра (соскальзывая с него).

Кроме того, при осевом перемещении вправо или влево пластинка 16 всегда одной стороной будет прижиматься к поверхности ребра, счищая с него иней, упираясь при этом другой стороной о торцевую поверхность прорези планки 17, выполненную под углом, равным /2.

Счищенный с поверхности ребер иней будет уноситься потоком воздуха и заполнять впереди лежащие промежутки между ребрами. Это будет уменьшать тепловой поток.

Для исключения указанного явления по длине теплообменника устроены продольные каналы с поворотными закрылками 27, которые поворачиваются вокруг оси 26 и регулируют расход воздуха, проходящего через канал. Через эти каналы частью потока воздуха и под действием центробежных сил будет уноситься очищенный иней и подаваться в камеру. Последнее будет способствовать уменьшению усушки продуктов, хранящихся в камере холодильника.