一种搅拌式换热器的制作方法

1.本技术涉及换热设备技术领域，更具体的说，是涉及一种搅拌式换热器。


背景技术：

2.换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器，换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。换热器是对流体进行料温控制的主要手段，其在两种温度的介质中传递热量，达到料温控制的目的。
3.如图1所示为一种现有的换热器，其中，a流体(一般为导热介质)从接管1流入壳体内，通过管间从接管2流出。b流体(被控温的介质)在外界动力下从接管3流入,通过管内从接管4流出。如果a流体的温度高于b流体,热量便通过管壁由a流体传递给b流体；反之，则通过管壁由b流体传递给a流体。但对于一些流动性差的高粘度物料，其在通过换热器时会产生巨大的阻力，甚至无法输送，即使能够在换热器内缓慢流动，但仍然容易发生冷凝硬化甚至堵塞换热器通道，在增大物料通道后则造成换热面积减少，最终物料还是会冷凝硬化最终堵塞换热器。而且，此换热器清理困难，一旦发生堵塞，常常只得报废处理，影响产品质量，无法取得良好的经济效益。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，提出了本技术以便提供一种搅拌式换热器，以避免流动性差的高粘度物料堵塞流道，同时提高换热效率与产品质量。具体方案如下：
5.一种搅拌式换热器，包括壳体、用于驱动物料流动的搅拌叶片、用于驱动所述搅拌叶片旋转的螺杆轴及用于驱动所述螺杆旋转的驱动机构，所述搅拌叶片及所述螺杆轴位于所述壳体内部，所述螺杆轴中空设置以形成容纳导热介质的空腔和/或容许导热介质流过的通路，所述搅拌叶片连接于所述螺杆轴上，所述螺杆轴的一端与所述驱动机构连接，所述螺杆轴的另一端连接于连接有外部管道的接头。
6.优选地，所述搅拌叶片中空设置以形成容纳导热介质的空腔和/或容许导热介质流过的通路。
7.优选地，所述螺杆轴包括一对部分啮合的异向双螺杆轴。
8.优选地，还包括用于为所述导热介质提供流动通路的中心管，所述中心管的一端与接头连接，所述中心管的另一端连接于螺杆轴。
9.优选地，还包括螺筒及用于进行料温控制的螺筒夹套，所述螺筒夹套设于所述螺筒的外侧。
10.优选地，所述搅拌叶片的截面形状为梯形。
11.优选地，还包括用于进行动力分配的齿轮箱，所述齿轮箱的一侧连接于所述驱动机构，所述齿轮箱的另一侧与所述螺杆轴连接。
12.优选地，所述驱动机构包括电机减速机。
13.优选地，所述接头包括双路旋转接头。
14.优选地，所述换热器本体上开设有所述物料的进料口和出料口。
15.借由上述技术方案，本技术的一种搅拌式换热器，其搅拌叶片连接于能够转动的螺杆轴上，当螺杆轴被驱动机构驱动转动时，带动搅拌叶片转动，从而为物料流动提供动力，使其能够顺畅流动，避免流动性差的高粘度物料堵塞流道。同时，螺杆轴中空设置以形成容纳导热介质的空腔和容许导热介质流过的通路，导热介质能够在其中流动，使物料与导热介质接触更加充分，故而能够提高换热效率与产品质量。
附图说明
16.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
17.图1为现有的一种换热器的结构示意图；
18.图2为本技术实施例提供的一种搅拌式换热器的结构示意图；
19.图3为搅拌叶片的结构示意图。
20.其中，
21.1、壳体；2、搅拌叶片；3、螺杆轴；4、驱动机构；5、接头；6、中心管；7、螺筒夹套；8、齿轮箱。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.现有的换热器在对一些流动性差的高粘度物料进行换热时，高粘度物料在通过换热器时会产生巨大的阻力，即使能够在换热器内缓慢流动，但仍然容易发生冷凝硬化甚至堵塞换热器通道，导致换热器只能进行报废处理，影响产品质量。若是增大物料通道面积进行换热，则会造成换热面积减少，导致冷凝硬化的物料最终还是会堵塞换热器通道。
24.故为了解决上述问题，本技术提供了一种搅拌式换热器，以避免流动性差的高粘度物料堵塞流道，同时提高换热效率与产品质量。
25.接下来对本技术的一种搅拌式换热器进行详细的介绍，请参考图2及图3，图2为本技术实施例中提供的一种搅拌式换热器的结构示意图，该换热器包括壳体1、用于驱动物料流动的搅拌叶片2、用于驱动搅拌叶片2旋转的螺杆轴3及用于驱动螺杆旋转的驱动机构4，搅拌叶片2和螺杆轴3位于壳体1内部，螺杆轴3中空设置以形成容纳导热介质的空腔和容许导热介质流过的通路，搅拌叶片2连接于所述螺杆轴3上，螺杆轴3的一端与驱动机构4连接，螺杆轴3的另一端连接于连接有外部管道的接头5。
26.从上述的技术方案可以看出，本技术实施例的一种搅拌式换热器，其搅拌叶片2连接于能够转动的螺杆轴3上，当螺杆轴3被驱动机构4驱动转动时，带动搅拌叶片2转动，从而为物料流动提供动力，使其能够顺畅流动，避免流动性差的高粘度物料堵塞流道。同时，螺
杆轴3中空设置以形成容纳导热介质的空腔和容许导热介质流过的通路，导热介质能够在其中流动，使物料与导热介质接触更加充分，故而能够提高换热效率与产品质量。
27.申请人研究发现，本技术实施例的搅拌式换热器在设计思维上与传统换热器有着本质区别，现有的传统换热器是一种被动式的多通道管路，即在外力作用下对物料进行输送然后通过物料温差进行换热的，本发明则是一种主动式的多通道搅拌式换热器，在物料输送过程中带有主动搅拌过程，在对物料进行搅拌时既给物料流动提供动力又给导热介质提供动力，使得物料的温度梯度变化更加均匀，使换热效率提升。
28.该换热器的搅拌叶片2亦中空设置以形成容纳导热介质的空腔和容许导热介质流过的通路，在搅拌叶片2与螺杆轴3之间设有多个用于连通搅拌叶片2内腔和螺杆轴3内腔的通口，该通口的形状可以是圆形的，以保证导热介质的顺畅流动，这样导热介质可在搅拌叶片2中存储，也可在搅拌叶片2中流过，在搅拌叶片2对物料进行搅拌时，既为物料流动也为导热介质流动提供动力，搅拌叶片2中存储和流动的导热介质能够与物料进行换热，能够使导热介质与物料的接触换热更加充分，提升换热效率。在一些实施例中，能够观察到该搅拌叶片2被螺杆轴3分为两部分，每一部分的截面形状可以为梯形，此设计能够使搅拌叶片2与物料的接触更均匀。在一些其它的实施例中，搅拌叶片2的截面形状也可以为其它能实现目的的任意形状。
29.该螺杆轴3可以包括成对设置的一对部分啮合的异向双螺杆轴，螺杆轴3部两端沿轴向开口，为导热介质流道的入口和出口。在一些实施例中，此处的螺杆轴3也可为输送螺纹元件或任意能产生正位移的元件(如齿轮泵等)。在一些实施例中，该螺杆轴3的截面形状可以为等腰梯形，从而能够使该元件在相互啮合时其间隙相对于传统的输送螺纹元件其间隙更加均匀且侧面间隙更小。除此之外，该螺杆轴3的截面形状也可以为其它能实现目的的任意形状。
30.从上述的技术方案可以看出，本技术实施例的一种搅拌式换热器，采用部分啮合的异向双螺杆轴转动为物料提供流动动力，具有以下优点：
31.(1)输送作用：部分啮合的异向双螺杆具有正位移的强制输送作用，能够产生较高的机头压力，推动物料和导热介质的流动与循环。
32.(2)混合作用：部分啮合的异向双螺杆同时转动，利用速度差或改变流向实现混合，在相互啮合时其间隙相对于传统的输送螺纹元件其间隙更加均匀且侧面间隙更小，从而获得更佳的混合效果；
33.(3)自洁作用：部分啮合的异向双螺杆，其啮合处的一根螺杆的螺棱与另一根螺杆的螺槽之间有速度差，使两根螺杆在转动时能够相互剥离附着在螺杆上的物料，从而达到良好的自洁能力；
34.(4)压延作用：对于旋向向内的螺杆，在重力、摩擦力及啮合力的共同作用下，物料较容易进入螺杆啮合的间隙，而受到研磨及滚压作用；
35.(5)高效及节能作用：螺杆转速较低，且螺杆的传动功率较低，从而能以较低成本得到较高的传动效率和换热性能。
36.该换热器还包括用于为导热介质提供流动通路的中心管6，该中心管6的一端与接头5连接，中心管6的另一端连接于螺杆轴3。
37.该换热器还包括螺筒及用于进行料温控制的螺筒夹套7，螺筒夹套7内可以存储换
热介质，此处的换热介质可以是水、热油，也可以是其它比热容相对较高的液体，螺筒夹套7可以设于所述螺筒的外侧。
38.从上述的技术方案可以看出，本技术实施例的一种搅拌式换热器，其本体外侧设有螺筒夹套7，螺筒夹套7内可以通入水、热油等导热介质进行换热。同时，螺杆轴3和搅拌叶片2中亦均设有导热介质流道，能够增大与物料的接触换热面积。单从换热面积上来看，本技术实施例的搅拌式换热器的换热面积是传统换热器的2.85倍，能够达到更好的换热效果。
39.该换热器还可以包括用于进行动力分配的齿轮箱8，齿轮箱8的一侧连接于驱动机构4，所述齿轮箱8的另一侧与所述螺杆轴3连接。
40.该换热器的驱动机构4可以包括电机减速机，为螺杆轴3提供动力。在一些实施例中，驱动机构也可以包括能够输出动力的机构，如气缸。
41.该换热器的接头5可以包括双路旋转接头，双路旋转接头分别与两个外部管道相连接，外部管道包括导热介质入口和导热介质出口。本技术实施例的换热器可适用于不同的应用场景，视物料种类和导热介质种类决定导热介质的出入方向。
42.换热器本体上开设有物料的进料口和出料口。进料口和出料口的位置并不是固定的，能够在实际应用时，根据物料和换热介质的具体种类进行设置。
43.本技术实施例的一种搅拌式换热器的工作过程如下：
44.启动驱动机构4(电机减速机)，部分啮合的异向双螺杆开始转动，带动搅拌叶片2转动，对位于螺杆夹套内壁面和螺杆轴3外壁面的腔体间的物料进行搅拌，在对物料流动提供动力的同时，螺杆轴3啮合转动产生正位移，搅拌叶片2转动，对位于搅拌叶片2和螺杆轴3内的导热介质进行输送，从而使导热介质在通路内完成循环。换热器通过接头5与导热介质入口和导热介质出口连接，使导热介质及时接入及排出，保证换热效率。
45.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
46.术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
47.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。
48.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术
将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。