CN203848728U - 空心螺旋叶片再生胶冷却器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于再生胶冷却设备领域，具体涉及一种空心螺旋叶片再生胶冷却器，包括物料旋转驱动机构和再生胶物料输送机构，再生胶物料输送机构由外壳和外壳内的螺旋叶片、螺旋叶片轴组成，外壳两端分别设置热再生胶入口、冷再生胶出口，螺旋叶片采用空心螺旋叶片，空心螺旋叶片的两端设置通水孔，螺旋叶片轴的两端通过轴连接装置与空心轴连接，轴连接装置中具有内部通道，内部通道的两端分别与空心轴、空心螺旋叶片的通水孔连通，任一空心轴上连接物料旋转驱动机构。本实用新型采用空心螺旋叶片，具有高效传热表面积，缩小了设备体积，同时转动的空心螺旋叶片能够不断更新热再生胶物料与传热面的接触表面积，有效提高了整体设备的冷却速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空心螺旋叶片再生胶冷却器，属于再生胶冷却设备领域。
背景技术
热再生胶是硫化橡胶在160℃～240℃脱硫过程的中间产物，该产物在空气中极易氧化变质和氧化升温发生安全事故，工艺加工过程中须采用隔绝空气的降温冷却设备完成该项操作。由于橡胶是导热性能极差的物质，其导热系数Λ值较小(约为0.14kcal/m·h·℃)，给隔绝空气降温冷却的再生胶冷却设备设计制造和操作带来较大的难度，是再生胶行业需要解决的难题。
热再生胶水冷却的过程是热再生胶中热量向水传热的过程，该过程符合传热速率公式：Q＝k·F·Δtm所示的规律，热再生胶传给冷却水的传热速率Q等于传热系数k与传热面积F及传热推动力温度差值Δtm乘积的数值。因橡胶导热性能差，其导传热系数k值较小，要加快传导出热再生胶中恒定的热量时，就必须要加大传热面积F值，还需要同时提高传热推力，即传热温度差Δtm的数值。由于上述原因：使传统的热再生胶水冷却设备总长度超过20米以上，这给设备制造和操作带来了困难，导致学者发明了向热再生胶中喷激冷水的降温方法。
为了减小水激冷操作使再生胶产品因吸附水份造成产品质量波动的损失，2009年焦作市科元化工设备有限公司为改进喷水激冷带来的问题，发明了一种水冷激法高温再生胶粉快速冷却技术及设备，获国家发明专利200910064378.7，新设备在进料的螺旋机体上安装多个激冷喷水嘴，向内部的 热再生胶喷水激冷，降低热再生胶到一定的温度后，用提升机将其提升到一定高度然后进行抛洒分布，使再生胶表面吸附的水分蒸发为水蒸汽，在设备的抛洒空间中再用抽风机抽进大量的空气将水蒸汽带走，然后再将落到设备底部的再生胶物料用螺旋推进的水冷却器进一步冷却到常温状态。该冷却装置用四台电机托动四套辅助装置使造价和动能消耗升高，提高了再生胶的生产成本，这就要求进一步研究探讨再生胶水冷却器设备的新结构。
实用新型内容
根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是：提供一种结构设计合理、体积小、具有高效传热表面积且能够提高冷却速度的空心螺旋叶片再生胶冷却器。
本实用新型所述的空心螺旋叶片再生胶冷却器，包括物料旋转驱动机构和再生胶物料输送机构，再生胶物料输送机构由外壳和外壳内的螺旋叶片、螺旋叶片轴组成，外壳两端分别设置热再生胶入口、冷再生胶出口，螺旋叶片采用空心螺旋叶片，空心螺旋叶片的两端设置通水孔，螺旋叶片轴的两端通过轴连接装置与空心轴连接，轴连接装置中具有内部通道，内部通道的两端分别与空心轴、空心螺旋叶片的通水孔连通，任一空心轴上连接物料旋转驱动机构。
工作原理及过程：
使用时，在两空心轴的外端安装单向旋转接头，向靠近冷再生胶出口的空心轴内通入冷却水，热再生胶物料从热再生胶入口进入再生胶物料输送机构中，被转动的空心螺旋叶片不断地推动翻滚向冷再生胶出口方向运动，使热再生胶物料快速地与空心螺旋叶片的外表面接触进行热交换，最终热再生胶物料温度得到有效降低，空心螺旋叶片中的冷却水吸收了热再生胶物料中 的热量、温度升高，并通过靠近热再生胶入口的空心轴流出，温度降低的再生胶物料从冷再生胶出口排出，完成对热再生胶物料的冷却。
本实用新型将传统没有热交换能力的螺旋叶片革新为空心螺旋叶片，在空心螺旋叶片内部通入冷却水，以空心螺旋叶片外部的高效传热表面积作为热再生胶与冷却水的热交换面积，开发了冷却器的热传导能力，缩小了设备体积，节约了资源，提高了冷却效率，同时利用空心螺旋叶片转动的动能，不断更新热再生胶物料与传热面的接触表面积，不断改变滞流层的状态，大大减小了滞流内层的厚度，提高了传热推动力的传热温度差值，进一步提高了设备的导热能力，加快了再生胶的冷却过程，为发展再生胶产业提供了节能降耗的技术基础。
所述的轴连接装置采用分体结构，由螺旋叶片轴连接段、空心轴连接段通过紧固件固定连接，螺旋叶片轴连接段与空心螺旋叶片的通水孔连通，空心轴连接段与空心轴内部连通，通过将轴连接装置设计为分体结构，能够方便其生产、组装。
所述的外壳内部中空，外壳上设置与外壳内部相通的冷却水进口和热水出口，冷却水进口、热水出口分别与再生胶物料输送机构的冷再生胶出口、热再生胶入口同侧。使用时，冷却水从外壳上的冷却水进口进入外壳内部，与再生胶物料输送机构内的热再生胶物料发生热交换，使热再生胶物料温度降低，升温后的冷却水从外壳的热水出口排出，从而实现对热再生胶物料的辅助冷却。
所述的物料旋转驱动机构包括变速器和变频电机，空心螺旋叶片再生胶冷却器的动力由变频电机送出转动扭矩，经变速器变为螺旋叶片轴转动的转速，带动空心螺旋叶片进行转动，通过变频电机对空心螺旋叶片的转速可作 到无级调速，能够使冷再生胶出口的出料满足工艺条件的要求。
本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：
本实用新型将传统没有热交换能力的螺旋叶片革新为空心螺旋叶片，以空心螺旋叶片外部的高效传热表面积作为热再生胶与冷却水的热交换面积，缩小了设备体积，同时利用空心螺旋叶片转动的动能不断更新热再生胶物料与传热面的接触表面积，提高了冷却器的热传导能力，加快了再生胶的冷却过程，为发展再生胶产业提供了节能降耗的技术基础。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1、变频电机；2、变速器；3、单向旋转接头；4、空心轴；5、空心轴连接段；6、螺旋叶片轴连接段；7、外壳；8、热再生胶入口；9、螺旋叶片轴；10、空心螺旋叶片；11、冷再生胶出口；12、冷却水进口；13、热水出口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：
如图1所示，空心螺旋叶片再生胶冷却器包括物料旋转驱动机构和再生胶物料输送机构，再生胶物料输送机构由外壳7和外壳7内的螺旋叶片、螺旋叶片轴9组成，外壳7两端分别设置热再生胶入口8、冷再生胶出口11，螺旋叶片采用空心螺旋叶片10，空心螺旋叶片10的两端设置通水孔，螺旋叶片轴9的两端通过轴连接装置与空心轴4连接，轴连接装置中具有内部通道，内部通道的两端分别与空心轴4、空心螺旋叶片10的通水孔连通，任一空心轴4上连接物料旋转驱动机构。
其中：物料旋转驱动机构包括变速器2和变频电机1，空心螺旋叶片再生 胶冷却器的动力由变频电机1送出转动扭矩，经变速器2变为螺旋叶片轴9转动的转速，带动空心螺旋叶片10进行转动；为方便轴连接装置的生产、组装，还可以将轴连接装置设计为分体结构，即轴连接装置由螺旋叶片轴连接段6、空心轴连接段5通过紧固件固定连接，螺旋叶片轴连接段6与空心螺旋叶片10的通水孔连通，空心轴连接段5与空心轴4内部连通。
工作原理及过程：
使用时，在两空心轴4的外端安装单向旋转接头3(通过单向旋转接头3既保证了设备的安全连续运转，又提高了设备密封的可靠性为装置设計制造提供了优异的技术条件)，向靠近冷再生胶出口11的空心轴4内通入冷却水，热再生胶物料从热再生胶入口8进入再生胶物料输送机构中，被转动的空心螺旋叶片10不断地推动翻滚向冷再生胶出口11方向运动，使热再生胶物料快速地与空心螺旋叶片10的外表面接触进行热交换，最终热再生胶物料温度得到有效降低，空心螺旋叶片10中的冷却水吸收了热再生胶物料中的热量、温度升高，并通过靠近热再生胶入口8的空心轴4流出，在使用时还可以增加热水回收***对水中的热量进行回收利用，温度降低的再生胶物料从冷再生胶出口11排出，完成对热再生胶物料的冷却。
本实用新型将传统没有热交换能力的螺旋叶片革新为空心螺旋叶片10，在空心螺旋叶片10内部通入冷却水，以空心螺旋叶片10外部的高效传热表面积作为热再生胶与冷却水的热交换面积，开发了冷却器的热传导能力，缩小了设备体积，节约了资源，提高了冷却效率，同时利用空心螺旋叶片10转动的动能，不断更新热再生胶物料与传热面的接触表面积，不断改变滞流层的状态，大大减小了滞流内层的厚度，提高了传热推动力的传热温度差值，进一步提高了设备的导热能力，加快了再生胶的冷却过程，为发展再生胶产 业提供了节能降耗的技术基础。
本实施例中采用如下优选方案：将外壳7设计为内部中空形式，外壳7上设置与外壳7内部相通的冷却水进口12和热水出口13，冷却水进口12、热水出口13分别与再生胶物料输送机构的冷再生胶出口11、热再生胶入口8同侧。在上述冷却过程中，冷却水从外壳7上的冷却水进口12进入外壳7内部，与再生胶物料输送机构内的热再生胶物料发生热交换，使热再生胶物料温度降低，升温后的冷却水从外壳7的热水出口13排出，可以送往热水回收***，从而实现对热再生胶物料的辅助冷却。
通过上述两种传热过程，提高了热再生胶物料的冷却速度，在热再生胶颗粒运动中，颗粒频繁地更换接触表面，提高了传热温度差值Δtm，传热推动力的提高加快了传热速率，使快速冷却的再生胶物料从冷再生胶出口11排出，最终实现热再生胶物料的水冷却过程。
本实用新型与传统冷却设备的喷水激冷操作相比，通过本冷却器能够避免因喷水激冷引起的再生胶质量的波动，革新了设备结构，减少了过多的辅助设备，节能减排，并提高了产品质量。本实用新型中热水回收***回收的热水可作为再生胶生产***软化剂等辅助原材料的加热或预热的热源，节能降耗。
Claims (4)
1.一种空心螺旋叶片再生胶冷却器，包括物料旋转驱动机构和再生胶物料输送机构，再生胶物料输送机构由外壳(7)和外壳(7)内的螺旋叶片、螺旋叶片轴(9)组成，外壳(7)两端分别设置热再生胶入口(8)、冷再生胶出口(11)，其特征在于：螺旋叶片采用空心螺旋叶片(10)，空心螺旋叶片(10)的两端设置通水孔，螺旋叶片轴(9)的两端通过轴连接装置与空心轴(4)连接，轴连接装置中具有内部通道，内部通道的两端分别与空心轴(4)、空心螺旋叶片(10)的通水孔连通，任一空心轴(4)上连接物料旋转驱动机构。
2.根据权利要求1所述的空心螺旋叶片再生胶冷却器，其特征在于：所述的轴连接装置采用分体结构，由螺旋叶片轴连接段(6)、空心轴连接段(5)通过紧固件固定连接，螺旋叶片轴连接段(6)与空心螺旋叶片(10)的通水孔连通，空心轴连接段(5)与空心轴(4)内部连通。
3.根据权利要求1或2所述的空心螺旋叶片再生胶冷却器，其特征在于：所述的外壳(7)内部中空，外壳(7)上设置与外壳(7)内部相通的冷却水进口(12)和热水出口(13)，冷却水进口(12)、热水出口(13)分别与再生胶物料输送机构的冷再生胶出口(11)、热再生胶入口(8)同侧。
4.根据权利要求3所述的空心螺旋叶片再生胶冷却器，其特征在于：所述的物料旋转驱动机构包括变速器(2)和变频电机(1)。
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