CN106871672B - 一种高效节能的直通形状的热交换结构 - Google Patents

一种高效节能的直通形状的热交换结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及清洗设备领域，具体为一种高效节能的直通形状的热交换结构，在内层管道中设置若干根直通的直管，直管上设置有错相位紊流板，内层管道上设置蒸汽入口和蒸汽出口，在内层管道外侧设置外层管道，外层管道上设置有碱液上出口和碱液下出口，碱液先经过直管再经过外层管道，在一次热交换的基础上进行了二次热交换；采用直通式管道，减少了低温物质在管道内的沉积，降低清洗频率；设置有错相位紊流板和隔板，延长高温物质通过的距离，提高热交换效率；设置反射椎，使低温物质中的杂质向下沉积，方便排出；设置碱液下出口，使碱垢在重力作用下下沉，并多次迭代后，净化碱液；同时进行两次热交换，大大减少热量损耗，提高了工作效率。

Description

一种高效节能的直通形状的热交换结构
技术领域
本发明涉及清洗设备领域，具体为一种高效节能的直通形状的热交换结构。
背景技术
饮料瓶清洗过程中，用到被加热到85度的碱液，碱液一开始温度在30度以下，流过热交换装置后，被150度高压高温蒸汽热交换，可以把温度升高到85度的额定要求。由于碱液容易堵塞管道，所以只能用直管道将碱液限制在内部，防止堵塞(碱垢)。因此150度高压高温蒸汽只能通过直管道外面进行热交换。
中国专利库中一种带水压检测和温度检测的可反冲式热交换***(CN201310521963.1)，所述***包括冷水进水管(5)、热水出水管(6)、废水进水管(7)、废水出水管(8)、喷头(15)、上热交换水槽(1)和下热交换水槽(2)，所述上热交换水槽(1)和所述下热交换水槽(2)中分别设有上热交换装置(3)与下热交换装置(4)；所述下热交换水槽(2)中还设有一可拆卸式的滤网(17)，在所述滤网(17)的两侧分别设置第一压力传感器(42)和第二压力传感器(41)，所述第一压力传感器(42)和第二压力传感器(41)分别与一控制器(14)相连接；所述控制器(14)包括分别与设定模块(144)、第一压力传感器(42)、第二压力传感器(41)和温度传感器(25)连接的比较模块(143)，本发明解决了污渍容易在热交换装置内部聚集不能自动清洗的技术问题。
中国专利库中公开了一种带水质检测和温度检测的可反冲式热交换***(CN201310522583.X)，所述***包括冷水进水管(5)、热水出水管(6)、废水进水管(7)、废水出水管(8)、喷头(25)、上热交换水槽(1)和下热交换水槽(2)，所述上热交换水槽(1)和所述下热交换水槽(2)中分别设有上热交换装置(3)与下热交换装置(4)；所述热水出水管(6)上还设有一加热器(13)，所述下热交换水槽(2)中设有一检测器(15)，所述检测器(15)用于检测水质；所述检测器(15)与一控制器(14)相连接；所述控制器(14)包括分别与设定模块(144)、检测器(15)和温度传感器(25)连接的比较模块(143)，本发明解决了污渍容易在热交换装置内部聚集不能自动清洗的技术问题。
150度高压高温蒸汽在低温管外，接触管道外壁，热损失比较大，热交换效果不理想，因此要想办法将外管之外，用保温材料保温，提高热交换效率。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种高效节能的直通形状的热交换结构，在内层管道中设置若干根直通的直管，直管上设置有错相位紊流板，内层管道上设置蒸汽入口和蒸汽出口，在内层管道外侧设置外层管道，外层管道上设置有碱液上出口和碱液下出口，碱液先经过直管再经过外层管道，在一次热交换的基础上进行了二次热交换，提高热交换效率。
为了实现上述目的，本发明采用以下方案
一种高效节能的直通形状的热交换结构，其包括，外管1、内管2、碱液入口3、封盖板4、碱液上出口5、碱液下出口6、碱液下出口输出口7、排污手动阀门8、蒸汽入口9、蒸汽出口10、法兰11、反射锥12、污物沉淀管13、直管14、错相位紊流板15、隔板16、导流孔17、错相位紊流板缺口151、错相位紊流板通孔152。
所述外管1两端分别设置有法兰11，所述内管2一端和前端分别设置有法兰11，所述碱液入口3两端分别设置有法兰11，所述外管1一端的法兰11与封盖板4采用螺栓连接，所述外管1另一端的法兰11与内管2前端的法兰11采用螺栓连接，所述外管1两侧分别设置有碱液上出口5、碱液下出口6，所述内管2一端的法兰11与碱液入口3一端的法兰11通过螺栓连接，所述内管2两侧分别设置有蒸汽入口9、蒸汽出口10，所述内管2内部设置有若干根直管14，所述内管2两端设置有密封盖板，所述直管14两端分别穿过密封盖板且与密封盖板固定连接，所述封盖板4与反射锥12固定连接，所述碱液上出口5一端设置有法兰11，所述碱液下出口6一端设置有法兰11，所述污物沉淀管13一端设置有法兰11，所述碱液下出口6一端的法兰11与污物沉淀管13一端的法兰11采用螺栓连接，所述污物沉淀管13上设置有碱液下出口输出口7、排污手动阀门8，所述直管14上设置有若干错相位紊流板15，所述直管14之间设置有隔板16，所述隔板16上设置有导流孔17，所述错相位紊流板15包括错相位紊流板缺口151、错相位紊流板通孔152，所述直管14穿过错相位紊流板通孔152且与错相位紊流板15连接。
优选地，所述反射锥12为光面半球体或椎体。
优选地，所述错相位紊流板15之间等距离设置或呈等差数列设置。
优选地，所述错相位紊流板15的数量为3、4、5或6个。
优选地，所述错相位紊流板缺口151为扇形，角度为120゜、90゜、72゜或60゜。
优选地，若干错相位紊流板15上的错相位紊流板缺口151相互不重合。
优选地，相邻的错相位紊流板通孔152等距离设置或呈等差数列设置。
优选地，所述导流孔17呈竖排设置，导流孔17大小相等，不同排导流17孔间隔等距离设置或呈等差数列设置。
本发明的有益效果：采用直通式管道，减少了低温物质在管道内的沉积，降低清洗频率，提高使用时间；设置有错相位紊流板和隔板，延长高温物质通过的距离，提高热交换效率；设置反射锥，使低温物质中的杂质向下沉积，方便排出；设置碱液下出口，使收到重力下沉，并多次迭代后，净化碱液；设置污物沉淀管，定时排污；同时进行两次热交换，大大减少热量损耗，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明的外视图；
图2为本发明的内视图；
图3为本发明的外视图；
图4为本发明的仰视图；
图5为本发明的分散图；
图6为本发明中错相位紊流板的结构示意图；
图7为本发明中隔板的结构示意图。
图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7中，1-外管、2-内管、3-碱液入口、4-封盖板、5-碱液上出口、6-碱液下出口、7-碱液下出口输出口、8-排污手动阀门、9-蒸汽入口、10-蒸汽出口、11-法兰、12-反射锥、13-污物沉淀管、14-直管、15-错相位紊流板、16-隔板、17-导流孔、151-错相位紊流板缺口、152-错相位紊流板通孔。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本申请中的技术方案，下面将结合附图、实施例来对本发明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申请的一部分实施例，基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
如图1、图3所示，所述外管1两端分别设置有法兰11，所述内管2一端和前端分别设置有法兰11，所述碱液入口3两端分别设置有法兰11，所述外管1一端的法兰11与封盖板4采用螺栓连接，所述外管1另一端的法兰11与内管2前端的法兰11采用螺栓连接，所述外管1两侧分别设置有碱液上出口5、碱液下出口6，所述内管2一端的法兰11与碱液入口3一端的法兰11通过螺栓连接，所述内管2两侧分别设置有蒸汽入口9、蒸汽出口10，所述内管2内部设置有若干根直管14，所述内管2两端设置有密封盖板，所述直管14两端分别穿过密封盖板且与密封盖板固定连接，所述封盖板4与反射锥12固定连接，所述碱液上出口5一端设置有法兰11，所述碱液下出口6一端设置有法兰11，所述污物沉淀管13一端设置有法兰11，所述碱液下出口6一端的法兰11与污物沉淀管13一端的法兰11采用螺栓连接，所述污物沉淀管13上设置有碱液下出口输出口7、排污手动阀门8。
如图2所示，所述外管1两端分别设置有法兰11，所述内管2一端和前端分别设置有法兰11，所述碱液入口3两端分别设置有法兰11，所述外管1一端的法兰11与封盖板4采用螺栓连接，所述外管1另一端的法兰11与内管2前端的法兰11采用螺栓连接，所述外管1两侧分别设置有碱液上出口5、碱液下出口6，所述内管2一端的法兰11与碱液入口3一端的法兰11通过螺栓连接，所述内管2两侧分别设置有蒸汽入口9、蒸汽出口10，所述内管2内部设置有若干根直管14，所述内管2两端设置有密封盖板，所述直管14两端分别穿过密封盖板且与密封盖板固定连接，所述封盖板4与反射锥12固定连接，所述碱液上出口5一端设置有法兰11，所述碱液下出口6一端设置有法兰11，所述污物沉淀管13一端设置有法兰11，所述碱液下出口6一端的法兰11与污物沉淀管13一端的法兰11采用螺栓连接，所述污物沉淀管13上设置有碱液下出口输出口7、排污手动阀门8，所述直管14上设置有若干错相位紊流板15，所述直管14之间设置有隔板16，所述隔板16上设置有导流孔17，所述错相位紊流板15包括错相位紊流板缺口151、错相位紊流板通孔152，所述直管14穿过错相位紊流板通孔152且与错相位紊流板15连接。
如图6所示，所述错相位紊流板15包括错相位紊流板缺口151、错相位紊流板通孔152，所述直管14穿过错相位紊流板通孔152且与错相位紊流板15连接。
如图7所示，所述隔板16上设置有导流孔17，所述导流孔17呈竖排设置。
本发明工作流程：
工作流程：蒸汽预热》碱液输入》蒸汽碱液交换。
蒸汽工作流程：蒸汽碱液交换》隔板16阻碍》上层交换》错相位紊流板15阻碍》形成紊流》第一个错相位紊流板下有导流孔17，第二个或n个有导流孔(导流孔17每个都不一直径，用于更好混合热量)，导流孔17一份份把蒸汽传下来，近端小导流孔17高速高温蒸汽，中端中导流孔17高中速高中温，远端中速中温度》隔板16尽头，蒸汽转弯到下层》下层交换》错相位紊流板15阻碍》形成紊流》温度低于100度，蒸汽流出出口。
碱液工作流程：入口》喇叭口》直管14》反射锥12》反激反射》上下出口，交换热量。
污泥工作流程：入口》喇叭口》直管14》反射锥12》反激反射，污泥破损成小颗粒》小颗粒下沉，大部分从下出口》沉淀器》手动排污。
实施例1
低温物质从碱液入口3进入直管14时温度在20℃以下，高温物质从蒸汽出口10进入高温通道16时温度为100℃，低温物质经过直管14完成第一次热交换，温度升高，低温物质进入外管1中再次进行热交换，在反射锥12和重力的作用下，低温物质中的杂质向下沉积，最终从碱液下出口6排出，而再次升温后的低温物质从碱液上出口5排出；而高温物质经过热交换后，温度降为70℃，在重力作用下流向蒸汽出口10，最终从蒸汽出口10流出。
实施例2
本发明应用到清洗饮料瓶的生产线上，高温物质为水蒸气，低温物质为碱液，碱液从碱液入口3进入直管14时温度在30℃以下，水蒸气从蒸汽出口10进入高温通道16时温度为105℃，碱液经过直管14完成第一次热交换，温度升高，碱液进入外管1中再次进行热交换，在反射锥12和重力的作用下，碱液中的碱垢向下沉积，最终从碱液下出口6排出，而再次升温后的碱液从碱液上出口5排出；而水蒸气经过热交换后，温度降为70℃，成为水，在重力作用下流向蒸汽出口10，最终从蒸汽出口10流出。
本发明适用于各种形式上高温物质和低温物质的热交换，特别适用于低温物质容易产生杂质的情况；同时进行两次热交换，大大减少热量损耗，提高了热交换效率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种高效节能的直通形状的热交换结构，其特征在于，其包括，外管(1)、内管(2)、碱液入口(3)、封盖板(4)、碱液上出口(5)、碱液下出口(6)、碱液下出口输出口(7)、排污手动阀门(8)、蒸汽入口(9)、蒸汽出口(10)、法兰(11)、反射锥(12)、污物沉淀管(13)、直管(14)、错相位紊流板(15)、隔板(16)、导流孔(17)、错相位紊流板缺口(151)、错相位紊流板通孔(152)；其中，所述外管(1)两端分别设置有法兰(11)，所述内管(2)一端和前端分别设置有法兰(11)，所述碱液入口(3)两端分别设置有法兰(11)，所述外管(1)一端的法兰(11)与封盖板(4)采用螺栓连接，所述外管(1)另一端的法兰(11)与内管(2)前端的法兰(11)采用螺栓连接，所述外管(1)两侧分别设置有碱液上出口(5)、碱液下出口(6)，所述内管(2)一端的法兰(11)与碱液入口(3)一端的法兰(11)通过螺栓连接，所述内管(2)两侧分别设置有蒸汽入口(9)、蒸汽出口(10)，所述内管(2)内部设置有若干根直管(14)，所述内管(2)两端设置有密封盖板，所述直管(14)两端分别穿过密封盖板且与密封盖板固定连接，所述封盖板(4)与反射锥(12)固定连接，所述碱液上出口(5)一端设置有法兰(11)，所述碱液下出口(6)一端设置有法兰(11)，所述污物沉淀管(13)一端设置有法兰(11)，所述碱液下出口(6)一端的法兰(11)与污物沉淀管(13)一端的法兰(11)采用螺栓连接，所述污物沉淀管(13)上设置有碱液下出口输出口(7)、排污手动阀门(8)，所述直管(14)上设置有若干错相位紊流板(15)，所述直管(14)之间设置有隔板(16)，所述隔板(16)上设置有导流孔(17)，所述错相位紊流板(15)包括错相位紊流板缺口(151)、错相位紊流板通孔(152)，所述直管(14)穿过错相位紊流板通孔(152)且与错相位紊流板(15)连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能的直通形状的热交换结构，其特征在于，所述反射锥(12)为光面半球体或椎体。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能的直通形状的热交换结构，其特征在于，所述错相位紊流板(15)之间等距离设置或呈等差数列设置。
4.根据权利要求1所述的一种高效节能的直通形状的热交换结构，其特征在于，所述错相位紊流板(15)的数量为3、4、5或6个。
5.根据权利要求4所述的一种高效节能的直通形状的热交换结构，其特征在于，所述错相位紊流板缺口(151)为扇形，角度为120゜、90゜、72゜或60゜。
6.根据权利要求1所述的一种高效节能的直通形状的热交换结构，其特征在于，若干错相位紊流板(15)上的错相位紊流板缺口(151)相互不重合。
7.根据权利要求1所述的一种高效节能的直通形状的热交换结构，其特征在于，相邻的错相位紊流板通孔(152)等距离设置或呈等差数列设置。
8.根据权利要求1所述的一种高效节能的直通形状的热交换结构，其特征在于，所述导流孔(17)呈竖排设置，导流孔(17)大小相等，不同排导流孔(17)间隔等距离设置或呈等差数列设置。
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