熱管式滾筒換熱裝置的製作方法

2023-12-12 12:15:32

本實用新型涉及的是一種換熱器，具體是一種熱管式滾筒換熱裝置。

背景技術：

換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備，又稱熱交換器。換熱器在化工、石油、動力、食品及其它許多工業生產中佔有重要地位，其在化工生產中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器和再沸器等，應用廣泛。換熱器是一種在不同溫度的兩種或兩種以上流體間實現物料之間熱量傳遞的節能設備，是使熱量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達到流程規定的指標，以滿足工藝條件的需要，同時也是提高能源利用率的主要設備之一。現在市場上的換熱器多以動力循環泵驅動導熱工質進行換熱散熱，循環泵帶動的導熱工質的在流動過程中進行熱交換，動力能耗高，導熱工質還容易在換熱器內產生油垢、水垢，影響換熱器的換熱效果，熱能的有效使用率低。

熱管技術是1963年美國LosAlamos國家實驗室的G.M.Grover發明的一種稱為「熱管」的傳熱元件，它充分利用了熱傳導原理與致冷介質的快速熱傳遞性質，透過熱管將發熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，熱管內部靠工作液體的汽、液相變傳熱，熱阻很小，自然循環導熱，因此具有很高的導熱能力，其導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。熱管傳熱技術是指採用一種，或者多種傳熱工質，導熱工質注入到各類金屬管狀內，經密封成型後，形成具有高速傳熱性能的一種新型傳熱技術。當熱源對其下端加熱時，導熱工質自熱源吸熱而汽化，蒸汽在壓差作用下，高速流向上端，向冷源放出潛熱而凝結，凝結液在重力作用下，沿壁面從冷源端返回熱源端完成一個工作循環。如此往復，導熱工質便把熱量不斷地從熱源傳至冷源。

技術實現要素：

本實用新型要解決的問題是克服現有技術存在的不足，提供一種熱管式滾筒換熱裝置。

為了到達上述目的，本實用新型通過下述技術方案實現的，熱管式滾筒換熱裝置包括熱管，單筒倉，齒輪圈、支架。

所述的單筒倉包括圓形管，螺旋葉片，錐形進料管，錐形出料管。

所述的單筒倉的外觀形狀是圓筒狀，單筒倉的兩端是錐狀的。

1、單筒倉的高度是1000—5500mm。

2、單筒倉的長度是2500—25000mm。

所述的單筒倉的製作材料是金屬板。

1、金屬板的厚度是1—18mm。

2、金屬板的寬度是500—2200mm。

所述的圓形管的兩端固定上錐形進料管、錐形出料管。

1、用加工設備將金屬板彎曲變形為圓形管後，通過焊機進行螺旋焊接成的表面有接縫的圓形管。

2、捲成焊接後的圓形管根據需要長度要求切割為一段尺度的圓形管，圓形管的兩端分別固定焊接上錐形進料管和錐形出料管；錐形進料管和圓形管固定焊接為一體；錐形出料管和圓形管固定焊接為一體。

所述的錐形進料管是金屬板焊接加工製作的。

所述的錐形出料管是金屬板焊接加工製作的。

所述的螺旋葉片是呈環繞螺旋狀的布局固定焊接在錐形出料管的內部筒體上的，螺旋葉片和錐形出料管的筒體固定式一體的。

1、單筒倉在外力的帶動下可以旋轉運動。

2、單筒倉旋轉的時候，單筒倉內的物料通過錐形出料管內的螺旋葉片的作用排出單筒倉。

所述的單筒倉上有進料口、出料口。

1、進料口的管口上固定有法蘭；進料口上的法蘭用於安裝其他配套設備使用，說明書附圖上沒有顯示法蘭。

2、出料口的管口上固定有法蘭；出料口上的法蘭用於安裝其他配套設備使用，說明書附圖上沒有顯示法蘭。

所述的單筒倉的筒體上面有切割衝壓出的相互對應的孔洞，孔洞用於固定安裝熱管。

1、孔洞的孔徑是25—80mm。

2、孔洞與孔洞的間距為25—120mm。

3、孔洞位置在單筒倉筒體上是呈環繞螺旋狀的布局。

所述的熱管是光管熱管，或者是有翅片的熱管。

1、熱管的直徑是25—80mm。

2、熱管的高度是1200—6500mm。

所述的熱管包括兩頭密封的金屬管，翅片，導熱工質。

所述的翅片固定在兩頭密封的金屬管的管壁外面，翅片和管壁是一體的；翅片用於增加熱管的換熱面積，提高熱能的導熱換熱速度。

所述的導熱工質在兩端密封的金屬管的管內。

1、導熱工質是水，或者是乙醚，或者是複合工質。

所述的熱管的兩端穿過單筒倉的筒體上的對應的兩個孔洞，兩個孔洞固定支撐一根熱管。

1、熱管穿過單筒倉的筒體時，用電焊設備將熱管和單筒倉的筒體的連接部位固定連接密封一體；熱管和單筒倉的筒體之間的連接是固定密封不透氣。

2、熱管的上端延伸出單筒倉的筒體的熱管長度是20—1500mm。

3、熱管的下端延伸出單筒倉的筒體的熱管長度是20—1500mm。

所述的單筒倉在旋轉過程中，物料在呈環繞螺旋狀布局的熱管的旋轉推動力的作用下向出料口方向前進運動。

所述的熱管伴隨著單筒倉旋轉，熱管的上端、下端是互換的。本說明書及實施例中是便於陳述介紹熱管及熱管內的導熱工質的工作狀態。因此，熱管在水平面下的一端為下端，熱管在水平面上的另一端為上端。

1、熱管在水平面下的一端為下端，隨著單筒倉旋轉，原先的下端移動的所在位置高於水平面時，此時原先的熱管下端變為熱管的上端。

2、熱管在水平面上的一端為上端，隨著單筒倉旋轉，原先的上端移動的所在位置低於水平面時，此時原先的熱管上端變為熱管的下端。

所述的導熱工質順著熱管的金屬管壁向下流動，導熱工質從水平面上的熱管上端流向水平面下的熱管（1）的下端。

所述的在單筒倉內的一段熱管為蒸發段（冷凝段），延伸在單筒倉外的兩段熱管為冷凝段（蒸發段）。

1、單筒倉內外的流體，或者物料的溫度有溫差時才可以換熱。當單筒倉內的流體，或者物料的溫度高於當單筒倉外的流體，或者物料的溫度時：在單筒倉內的熱管蒸發段受熱時，熱管管壁上的液體狀的導熱工質迅速蒸發，氣體狀的導熱工質在微小的壓力差下流向單筒倉外的熱管兩段的冷凝段，氣體狀的導熱工質冷凝釋放出的熱量傳導給單筒倉外的低溫流體及物料上；氣體狀的導熱工質重新凝結成液體狀的導熱工質；液體狀的導熱工質隨著旋轉的熱管流向單筒倉內的蒸發段，如此循環不止，熱量由單筒倉內熱管的蒸發段傳至單筒倉外熱管兩段的冷凝段。

2、單筒倉內外的流體及物料的溫度有溫差時才可以換熱。當單筒倉內的流體及物料的溫度低於當單筒倉外的流體及物料的溫度時；在單筒倉外的熱管兩段的蒸發段受熱時，熱管兩段的蒸發段管壁上的液體導熱工質迅速蒸發，氣體狀的導熱工質在微小的壓力差下流向單筒倉內的熱管冷凝段，氣體狀的導熱工質冷凝釋放出的熱量傳導給單筒倉內的低溫的流體及物料上；氣體狀的導熱工質重新凝結成液體狀的導熱工質；液體狀的導熱工質隨著旋轉的熱管流向單筒倉外兩段的的蒸發段，如此循環不止，熱量由單筒倉外熱管兩段的的蒸發段傳至單筒倉內熱管的冷凝段。

所述的齒輪圈通過支架固定在單筒倉的筒體上。

1、齒輪圈和筒體由支架連接固定為一體。

熱管式滾筒換熱裝置在化工生產中可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器和再沸器等。

本實用新型與現有的乾燥倉相比有如下有益效果：一種熱管式滾筒換熱裝置的導熱散熱為熱管立體換熱；熱能通過熱管進行導熱換熱，提高了熱能的導熱換熱速度，熱管內也不會產生油垢水垢，熱管換熱無需動力，提高了安全可靠性和應用範圍。熱管式滾筒換熱裝置在化工生產中可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器和再沸器等。

附圖說明：

圖1、為本實用新型熱管式滾筒換熱裝置的結構示意圖；

圖2、為本實用新型熱管式滾筒換熱裝置橫截面的結構示意圖；

圖3、為本實用新型熱管式滾筒換熱裝置的外觀的結構示意圖；

圖4、為本實用新型熱管式滾筒換熱裝置的齒輪圈與單筒倉的連接結構示意圖；

圖5、為本實用新型熱管式滾筒換熱裝置製作的物料冷卻裝置的結構示意圖；

圖6、為本實用新型熱管式滾筒換熱裝置製作的物料冷卻裝置的託輪支架的結構示意圖。

具體實施方式：

下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明。

實施例1：

如圖1、圖3、圖4所示的一種熱管式滾筒換熱裝置包括熱管（1），單筒倉（2），齒輪圈（4），支架（10）。

如圖1、圖3所示的單筒倉（2）包括圓形管（20），螺旋葉片（3），錐形進料管（21），錐形出料管（17）。

所述的單筒倉（2）的外觀形狀是圓筒狀，單筒倉（2）的兩端是錐狀的。

1、單筒倉（2）的高度是2500mm。

2、單筒倉（2）的長度是8000mm。

所述的單筒倉（2）的製作材料是金屬板。

1、金屬板的厚度是3mm；金屬板的寬度是800mm。

所述的圓形管（20）的兩端固定上錐形進料管（21）、錐形出料管（17）。

1、用加工設備將金屬板彎曲變形為圓形管後，通過焊機進行螺旋焊接成的表面有接縫（11）的圓形管（20）。

2、捲成焊接後的圓形管（20）根據需要長度要求切割為一段圓形管（20），圓形管（20）的兩端分別固定焊接上錐形進料管（21）和錐形出料管（17）；錐形進料管（21）和圓形管（20）固定焊接為一體；錐形出料管（17）和圓形管（20）固定焊接為一體。

所述的錐形進料管（21）是金屬板焊接加工製作的。

所述的錐形出料管（17）是金屬板焊接加工製作的。

所述的螺旋葉片（3）是呈環繞螺旋狀的布局固定焊接在錐形出料管（17）內部的筒體（14）上，螺旋葉片（3）和錐形出料管（17）的筒體（14）固定式一體的。

所述的單筒倉（2）在驅動裝置的帶動下可以旋轉運動。

1、單筒倉（2）旋轉的時候，單筒倉（2）內的物料在錐形出料管（17）內的螺旋葉片（3）的作用下排出單筒倉（2）。

如圖1、圖3所示的單筒倉（2）上有進料口（5）、出料口（6）。

1、進料口（5）的管口上固定有法蘭。

2、出料口（6）的管口上固定有法蘭。

所述的單筒倉（2）的筒體（14）上面有切割衝壓出的相互對應的孔洞（12）；孔洞（12）用於固定安裝熱管（1）。

1、孔洞（12）的孔徑是30mm。

2、孔洞（12）與孔洞（12）的間距為60mm。

3、孔洞（12）在單筒倉（2）筒體（14）上是呈環繞螺旋狀的布局。

如圖1、圖2所示的熱管（1）是有翅片的熱管。

1、熱管（1）的直徑是30mm。

2、熱管（1）的高度是3500mm。

所述的熱管（1）包括兩頭密封的金屬管，翅片，導熱工質（16）。

所述的翅片固定在兩頭密封的金屬管的管壁外面，翅片和管壁是一體的。

所述的導熱工質（16）在兩端密封的金屬管的管內。

所述的導熱工質（16）是水。

如圖1、圖2、圖3所示的熱管（1）的兩端穿過單筒倉（2）的筒體（14）上對應的兩個孔洞（12），兩個孔洞（12）固定支撐一根熱管（1）。

1、熱管（1）穿過單筒倉（2）筒體（14）上對應的兩個孔洞（12）時，用電焊設備將熱管（1）和單筒倉（2）的筒體（14）的連接部位固定連接密封一體。熱管（1）與單筒倉（2）的筒體（14）之間的連接是固定密封不透氣。

2、熱管（1）的上端（18）延伸出單筒倉（2）筒體（14）的熱管（1）長度是500mm。

3、熱管（1）的下端（19）延伸出單筒倉（2）筒體（14）的熱管（1）長度是500mm。

所述的單筒倉（2）在旋轉過程中，物料在熱管（1）的作用下向出料口（6）的方向運動前進。

如圖2所示的熱管（1）伴隨著單筒倉（2）旋轉，熱管（1）的上端（18）、下端（19）是互換的；熱管（1）在水平面下的一端為下端（19），熱管（1）在水平面上的另一端為上端（18）。

1、熱管（1）在水平面下的一端為下端（19），熱管（1）隨著單筒倉（2）旋轉，熱管（1）的下端移動的所在位置高於水平面時，此時原先的熱管（1）的下端（19）變為熱管（1）的上端（18）。

2、熱管（1）在水平面上的一端為上端（18），熱管（1）隨著單筒倉（2）旋轉，熱管（1）的上端（18）移動的所在位置低於水平面時，此時原先的熱管（1）的上端（18）變為熱管（1）的下端（19）。

如圖2所示的導熱工質（16）順著熱管（1）的金屬管壁向下流動，導熱工質（16）從水平面上的熱管（1）的上端（18）流向水平面下的熱管（1）的下端（19）。

如圖3、圖4所示的齒輪圈（4）通過支架（10）固定在單筒倉（2）上。

1、齒輪圈（4）和單筒倉（2）的筒體（14）通過支架（10）連接固定為一體。

所述的在單筒倉（2）內的熱管（1）的一段為蒸發段，延伸在單筒倉（2）外的熱管（1）的兩段為冷凝段。

當單筒倉（2）內的流體、物料的溫度高於當單筒倉（2）外的流體、物料的溫度時，在單筒倉（2）內的熱管（1）的蒸發段受熱時，熱管（1）蒸發段的管壁上的液體狀的導熱工質（16）迅速蒸發，氣體狀的導熱工質（16）在微小的壓力差下流向單筒倉（2）外的熱管（1）兩段的冷凝段，氣體狀的導熱工質冷凝釋放出的熱量傳導給單筒倉（2）外的低溫流體及物料上；氣體狀的導熱工質（16）重新凝結成液體狀的導熱工質（16）；液體狀的導熱工質（16）隨著旋轉的熱管（1）流向單筒倉（2）內熱管（1）的蒸發段，如此循環不止，熱量由單筒倉（2）內熱管（1）的蒸發段傳至單筒倉（2）外熱管（1）兩段的冷凝段。

實施例2：

如圖5所示的物料冷卻裝置包括熱管式滾筒換熱裝置（13），託輪支架（8），驅動裝置（9）。

如圖1、圖3、圖4所示的熱管式滾筒換熱裝置（13）包括熱管（1），單筒倉（2），齒輪圈（4），支架（10）。

本實施例2所示的物料冷卻裝置中的熱管式滾筒換熱裝置（13）與實施例1所介紹的熱管式滾筒換熱裝置（13）的組合結構是相同的，相同之處本實施例2中就不重述。

如圖6所示的託輪支架（8）包括託輪（15），支架（10）。

1、託輪（15）固定安裝在支架（10）上。

2、託輪（15）支撐著熱管式滾筒換熱裝置（13）。

如圖5、圖6所示的託輪支架（8）的託輪（15）支撐著熱管式滾筒換熱裝置（13）。

所述的驅動裝置（9）是變速電機，或者是液壓馬達。

所述的驅動裝置（9）固定安裝在託輪支架（8）上，驅動裝置（9）或者是固定安裝在地面上。

所述的熱管式滾筒換熱裝置（13）在驅動裝置（9）帶動著在託輪支架（8）上旋轉運動。

1、驅動裝置（9）是變速電機，驅動裝置（9）的驅動輪是齒條狀的驅動輪。

2、驅動裝置（9）的驅動輪咬合著熱管式滾筒換熱裝置（13）上的齒輪圈（4）齒條。

3、齒輪圈（4）帶動著熱管式滾筒換熱裝置（13），熱管式滾筒換熱裝置（13）在驅動裝置（9）帶動下在託輥支架（8）上旋轉運動。

物料冷卻裝置的冷卻工作導熱換熱的流程是：物料冷卻裝置的玉米冷卻的背景情況介紹：以東北烘乾後玉米的冷卻為例，玉米烘乾後的玉米溫度為30—60度，而室外環境空氣的溫度是零度以下的，空氣溼度也大，室外空氣是對流流動的。烘乾後的玉米的含水量是14%，如果在室外高溼度的環境中進行降溫冷卻，容易造成冷卻溫度不均勻，冷卻時還引起玉米返潮，玉米返潮後的水分如果高於14%，高水分的玉米保存時容易發黴壞掉。

物料冷卻裝置的烘乾後的高溫玉米的冷卻工作流程如下。

1、物料冷卻裝置安裝在室外。玉米烘乾後的玉米溫度為30—60度，而室外的空氣溫度是零度以下，室外的空氣是對流流動的，對流流動的低溫空氣可以給單筒倉（2）外的熱管（1）冷凝段起到降溫散熱的作用。

2、玉米烘乾後的高溫玉米從熱管式滾筒換熱裝置（13）的進料口（5）進入熱管式滾筒換熱裝置（13）的單筒倉（2）內，高溫玉米堆積在熱管（1）的周圍，在環繞狀布局的熱管（1）的旋轉推動力的作用下，玉米在單筒倉（2）內向單筒倉（2）的出料口（6）方向前進運動。

3、單筒倉（2）內的高溫玉米所攜帶的高溫熱能傳導給單筒倉（2）內的熱管（1）蒸發段的熱管（1）上，熱能給熱管（1）內管壁上的液體狀的導熱工質（15）提供了熱能，熱管（1）管壁上的液體狀的導熱工質（16）蒸發為氣體狀的導熱工質（16）。

4、氣體狀的導熱工質（16）在微小的壓力差下流向單筒倉（2）外的熱管（1）冷凝段，氣體狀的導熱工質（16）冷凝釋放出熱能，釋放出的熱能由單筒倉（2）外的對流流動的低溫空氣了導熱散熱。

5、氣體狀的導熱工質（16）釋放出熱量後重新凝結成液體狀的導熱工質（16）；液體狀的導熱工質（16）隨著旋轉的熱管（1）流向單筒倉（2）內的熱管（1）蒸發段，如此循環不止，熱量由單筒倉（2）內熱管（1）的蒸發段傳至單筒倉（2）外熱管（1）的冷凝段。

6、冷卻後的低溫玉米在環繞狀布局的熱管（1）的旋轉推動力的作用下移到單筒倉（2）的錐形出料管（17）位置。

7、冷卻後的玉米由錐形出料管（17）內的螺旋葉片（3）的旋轉作用下，冷卻後的玉米從熱管式滾筒換熱裝置（13）的出料口（6）排出熱管式滾筒換熱裝置（13）。

8、玉米冷卻過程中是熱能傳導冷卻，冷卻後的玉米溫度和室外的空氣溫度是一樣的，玉米冷卻過程中也不會返潮，玉米保存時不會發黴壞掉。

以上實施例只是用於幫助理解本實用新型的製作方法及其核心思想，具體實施不局限於上述具體的實施方式，本領域的技術人員從上述構思出發，不經過創造性的勞動，所作出的變化，均落在本實用新型的保護範圍。