Аппарат для дезодорации масел и жиров

 

Использование: изобретение относится к оборудованию масложировой промышленности. Сущность изобретения: для уменьшения массы аппарата, не снижая его прочностных характеристик, на обечайке его корпуса в верхней и нижней частях его установлены кольцевые элементы жесткости для снижения и равномерного перераспределения удельных напряжений по длине обечайки корпуса при воздействии на нее усилий от вакуума, гидростатического давления обрабатываемого продукта и нагрева, каждый из которых в поперечном сечении имеет -образную форму. 3 ил.

Изобретение относится к масложировой промышленности, в частности к оборудованию для дезодорации масел и жиров.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является дезодоратор жиров, включающий вертикальный цилиндрический корпус из антикоррозионной стали, эллиптическую крышку, отстойник, днище, нагреватели, входную камеру.

Основными недостатками известного дезодоpатора являются большой расход дорогостоящего металла, идущего на изготовление корпуса, что при прочих равных условиях работоспособности корпуса обусловлено воздействием значительной нагрузки на стенку корпуса от гидростатического давления обрабатываемой жидкой вязкой среды жира, вакуума, температурных напряжений в стенке корпуса, что в свою очередь характеризуется повышением удельных напряжений в ней. Следовательно, для необходимой эксплуатационной надежности у современных дезодораторов увеличивают толщину стенки корпуса (например, до 8-10 мм). Увеличение толщины стенки корпуса влечет за собой дополнительные теплопотери, которые возникают из-за прогрева всего корпуса при нормальном процессе дезодорации. При этом не исключена возможность перегрева, что оказывается на качестве готовой продукции.

Технический результат, достигаемый при реализации предполагаемого изобретения, заключается в снижении металлоемкости дезодоратора за счет повышения прочности корпуса при одновременном снижении теплопотерь и сохранении требуемого качества готовой продукции.

Указанный технический результат достигается тем, что стенка корпуса дезодоратора выполняется тоньше, при этом для исключения снижения прочности корпуса в процессе работы дезодоратора на корпус в его верхней и нижней частях устанавливаются кольцевые элементы жесткости для снижения и прераспределения величины удельных напряжений по длине обечайки корпуса при воздействии на нее усилий от вакуума гидростатического давления и нагрева, каждый из которых в поперечном сечении имеет -образную форму.

Такое выполнение корпуса дезодоратора позволяет уменьшить толщину обечайки корпуса, не уменьшая его прочности, следовательно, это позволит резко сократить расход дорогостоящего материала, причем именно -образная форма поперечного сечения кольцевого элемента жесткости позволяет компенсировать величину усилий от совместного воздействия внутренних напряжений, возникающих в обечайке корпуса при воздействии вакуума, гидростатического давления, температурного расширения, т.е. прераспределить по длине корпуса возникающую в процессе его эксплуатации нагрузку таким образом, что величина удельных напряжений значительно понижается по модулю, что в свою очередь обеспечивает снижение толщины обечайки, а следовательно, металлоемкость, а также теплопотери и обеспечивается возможность не снижать качество готовой продукции.

На фиг.1 изображен дезодоратор жиров и масел; на фиг.2 расчетная схема; на фиг.3 геометрия шпангоута.

Аппарат для дезодорации жиров и масел содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из замкнутой обечайки, с крышкой 2, днище 3, узел нагрева 4 в виде змеевика для нагрева дезодорируемого жира или масла, приваренную в верхней части корпуса входную камеру 5 с боковым штуцером 6 для отсоса посредством вакуума парогазовой смеси из летучих продуктов и водяного газа, барботер пара 7 с форсуночно-перемешивающими устройствами 8, патрубок 9 подачи обрабатываемого продукта, патрубок 10 отвода готового продукта. В верхней части и нижней части корпуса установлены кольцевые элементы жесткости 11, каждый из которых в поперечном сечении имеет -образную форму, для снижения величины удельных напряжений и прераспределения их по длине обечайки корпуса. По наружной поверхности корпус как правило покрывается теплоизоляцией.

Аппарат для дезодорации жиров и масел работает по известной технологии. В процессе его эксплуатации на обечайку корпуса действуют нагрузки, созданные воздействием вакуума, гидростатического давления, температурного расширения, давлением барботируемого пара, в связи с чем обечайка корпуса испытывает сложное напряженное состояние. Наличие кольцевых элементов жесткости именно -образной формы позволяет основную долю нагрузки прераспределить на кольцевые элементы жесткости, следовательно величина удельных напряжений, возникающих в обечайке корпуса, значительно снижена, что в свою очередь позволяет уменьшить толщину обечайки корпуса, снизить вес аппарата, а также величину теплопотерь, поскольку в процессе работы аппарата прогревается меньшая масса металла.

Пример расчета. Исходные данные: Диаметр обечайки D=1,5 м=1500 мм; Толщина обечайки S=4 мм; Высота Н=4 м4000 мм; Внутреннее давление Р₁=4 мм рт.ст.0,0000544 кГс/мм²; Перепад давлений на стенку Р=0,01-0,0000544=0,0099456 кГс/мм²; Материал обечайки сталь Ест=210⁴ кГс/мм²; Определение интервала длин. Нижняя граница интервала 3 3 0,2191 Верхняя граница интервала
3 3 41,08
Искомое отношение
5,3 При 0,21915,3 41,08 и при приведенных исходных данных обечайка корпуса является средней длины, тогда величину критического перепада определяют по формуле
q_кр= 0,92
q_кр= 0,92 0,0071666 кГс/мм²
Запас устойчивости.

n_у= из условий эксплуатации при- нимают n_y=1,5. Определяют Н_макс расстояние между элементами прочности при ny=1,5, S=4,000 мм
H_макс= 1922 мм
При наличии двух шпангоутов из условия симметрии Н_макс=190 0 мм, тогда
q_кр= 0,92 0,0150877 кГс/мм² а n_y=1,52.

Формула изобретения

АППАРАТ ДЛЯ ДЕЗОДОРАЦИИ МАСЕЛ И ЖИРОВ, включающий выполненный из замкнутой обечайки вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, патрубки подвода обрабатываемого сырья и отвода готового продукта, отличающийся тем, что он снабжен укрепленными в верхней и нижней частях его корпуса кольцевыми элементами жесткости для снижения и перераспределения величины удельных напряжений по длине обечайки корпуса при воздействии на нее усилий от вакуума, гидростатического давления обрабатываемого продукта и нагрева, каждый из которых в поперечном сечении имеет -образную форму, при этом обечайка корпуса выполнена с уменьшенной толщиной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3