CN102419124B - 一种烘缸类换热器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烘缸类换热器，同时还涉及其控制方法，属于热交换技术领域。该换热器包括具有蒸汽进口的可旋转缸体，所述缸体两端延伸出支撑轴，并设有将缸体内冷凝水引出的虹吸管，所述缸体的上部还设有与缸体空腔连通的集气管，所述集气管通过排气管路外接受控于控制器的抽气装置进气口，所述排气管路装有受控于控制器的电磁阀。采用本发明后，停机过程中通过破真空器或其它途径进入烘缸内的不凝性气体可以及时排出，从而避免不凝性气体积聚，保持换热器启动迅速、换热效率较高，降低单产汽耗，并且加热均匀，有利于保证产品的烘燥质量。

Description

一种烘缸类换热器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种换热器，尤其是一种烘缸类换热器，同时还涉及其控制方法，属于热交换技术领域。

背景技术

据申请人了解，现有以蒸汽为热源的烘缸类（又称锡林辊筒或烘筒）换热器广泛应用于纺织、印染、食品、药品等诸多行业，为了排除在正常工作时生成的冷凝水，以保证换热效率，通常在换热器的缸体上设有虹吸管。然而，除了冷凝水之外，缸体顶部将充斥不凝性气体。由于不凝性气体的比重远轻于冷凝水，且比蒸汽轻，因此冷凝水将在虹吸管底部形成水封，使缸体内的不凝性气体无法通过虹吸管排出。结果，当通入蒸汽后，不凝性气体会在换热器缸体壁面形成气包，起到隔热作用，进而极大降低换热效率，增加蒸汽消耗。并且气包分布的随机性还会导致缸体传热的不均衡性，影响烘燥质量。

检索发现，申请号为CN200810144852.2的中国专利申请公开了一种烘干机及其控制方法，其中的烘干机包含：可旋转的滚筒；用于向上述滚筒供给热风的热风供给装置；用于生成向上述滚筒喷射的蒸汽的蒸汽生成装置；靠近安装于上述滚筒的排气口，并对上述滚筒中排出的空气进行过滤的过滤器部；用于收集从上述过滤器部掉落的异物质的收集部。其中的排气口并非用于排出不凝性气体，且由于不能保持在最高处，因此客观上也无法排出不凝性气体。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种可以及时有效排除不凝性气体的烘缸类换热器，从而保持高效换热，节省能源，并且保证传热均衡，提高烘燥质量。

为了达到上述目的，本发明的烘缸类换热器包括具有蒸汽进口的可旋转缸体，所述缸体两端延伸出支撑轴，并设有将缸体内冷凝水引出的虹吸管，所述缸体的上部还设有与缸体空腔连通的集气管，所述集气管沿缸体长度方向水平延伸，所述集气管的内壁上设有间隔分布的毛细孔；所述集气管通过排气管路外接受控于控制器的抽气装置进气口，所述排气管路装有受控于控制器的电磁阀。

工作时，本发明的烘缸类换热器在所述控制器控制下，按如下步骤运行： 

第一步、换热器启动时，开启蒸汽阀，由蒸汽进口通入蒸汽，电磁阀开启，抽气装置运行，开始将缸体内的不凝性气体强制排出； 

第二步、达到设定时间后，电磁阀关闭，抽气装置停机，终止抽气；

第三步、换热器停机时，电磁阀和抽气装置分别保持关闭和停机状态。

本发明进一步的完善之一是，所述电磁阀之前的排气管路上装有破真空器。破真空器可以根据缸体内的气压自动开启和关闭。这样，换热器停机后，一旦烘缸内压力低于大气压，破真空器自动打开，空气进入烘缸内，以保持烘缸内的压力与大气压相同，避免真空造成缸体受压破坏，同时防止引起冷凝水倒吸，并避免由于冷凝水倒吸而引起的烘缸积水、烘缸金属腐蚀和烘缸换热面积垢。换热器启动时，破真空器将自动关闭。

本发明进一步的完善之二是，所述排气管路装有真空度传感器，所述真空度传感器的信号输出端接所述控制器的对应信号输入端。这样，换热器停机后，一旦传感器监测到烘缸内压力低于大气压，将通过控制器控制电磁阀自动打开，以保持烘缸内的压力与大气压相同，同样可以起到避免真空造成缸体受压破坏，并防止引起冷凝水倒吸的作用。

本发明再进一步的完善是，所述电磁阀和抽气装置之间的排气管路中还装有温度传感器，所述温度传感器的信号输出端接所述控制器的对应信号输入端。这样，当电磁阀开启、抽气装置运行后，如排气管路中的温度超过预定值，说明已有蒸汽通过排气管路排出，控制器将及时控制关闭电磁阀，以避免能源浪费。

本发明更进一步的完善是，所述集气管的管壁具有毛细孔，水平安置在缸体空腔的上部，所述排气管路穿过一端支撑轴中心与集气管连通，所述虹吸管穿过另一端支撑轴的中心。这样，可以将积聚在缸体空腔上部的不凝性气体及时抽出，避免产生气包，而且排气管路以及虹吸管的设置均不影响缸体的正常运行，容易保证缸体的封闭性能。

不难理解，采用本发明后，停机过程中通过破真空器或其它途径进入烘缸内的不凝性气体可以及时排出，从而避免不凝性气体积聚，保持换热器启动迅速、换热效率较高，降低单产汽耗，并且加热均匀，有利于保证产品的烘燥质量。

附图说明

    下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图中：1－缸体  2－闷头  3－空心支撑轴  4－集气管  5－电磁阀  6－虹吸管  7－可编程控制器 8－引风机  9－排气管路  10－破真空器  11-蒸汽阀  12-温度传感器

具体实施方式

实施例一

本实施例的烘缸换热器如图1所示，包括具有受控于蒸汽阀11的蒸汽进口的可旋转缸体1，该缸体两端分别通过与之固连的闷头2延伸出安装在轴承座上的空心支撑轴3。虹吸管6由一端的支撑轴中心孔中穿出，从而可以及时将缸体内的冷凝水引出。缸体1的上部设有沿缸体长度方向水平延伸的集气管4，该集气管的管壁具有间隔分布的毛细孔，集气管4经排气管路9穿过另一端支撑轴3的中心孔，外接受控于可编程控制器7的抽气装置——引风机8的进气口，排气管路中装有受控于控制器的电磁阀5以及温度传感器12，温度传感器的信号输出端接控制器7的对应信号输入端。电磁阀5之前的排气管路中还装有破真空器10（优选使用台湾汉强T55型破真空器，或英国斯派莎克的VB破真空器）。

本实施例的换热器启动前，电磁阀处于关闭状态，引风机处于停机状态。工作时，在可编程控制器的控制下，运行过程如下： 

1）、换热器启动时，控制开启蒸汽阀，由蒸汽进口向缸体内通入蒸汽，此时烘缸内压力大于大气压，破真空器自动关闭；电磁阀受控开启，引风机受控运行，开始将缸体内的不凝性气体强制排出；可编程控制器接受温度传感器的温度信号后，与预定温度阈值进行比较，当温度信号超过温度阈值时，控制电磁阀关闭，抽气装置停机，并跳到第三步；否则进行下一步。

2）、可编程控制器将计时数值与设定时间比较，当达到设定时间后，控制电磁阀关闭，抽气装置停机，终止抽气。

3）、换热器工作完毕停机时，可编程控制器控制电磁阀和抽气装置分别保持关闭和停机状态。此时一旦烘缸内压力低于大气压，破真空器自动打开，空气进入烘缸内，避免真空引起的缸体受损以及通过虹吸管的冷凝水倒吸。

试验证明，本实施例的烘缸换热器具有如下显著优点：

1、换热器启动时可以及时排除不凝性气体，降低不凝性气体的隔热效应、提高启动速度、强化传热效率、保持缸体温度分布均匀、降低单产汽耗、提高产品质量；

2、换热器停机过程中避免烘缸内真空以及由此造成的真空破坏，保护缸体，延长换热器使用寿命；

3、换热器停机过程中烘缸内只进空气，不进冷凝水，避免O₂、CO₂和液态H₂O同时存在于烘缸内，减缓烘缸金属腐蚀和换热面积垢，延长换热器寿命并提高换热效率；

4、换热器停机时，烘缸内不会因为冷凝水倒吸而积水，可减少换热器启动时疏水设备的启动负荷，提高启动速度。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如，也可以在排气管路装信号输出端接控制器的真空度传感器，从而根据对缸体真空度的监测，控制电磁阀打开，起到与破真空器相同的作用效果；再如，虹吸管和排气管也可以从支撑轴的一端同时引出；又如，抽气装置不限于引风机，也可以采用抽气泵等。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种烘缸类换热器，包括具有蒸汽进口的可旋转缸体，所述缸体两端延伸出支撑轴，并设有将缸体内冷凝水引出的虹吸管，其特征在于：所述缸体的上部还设有与缸体空腔连通的集气管，所述集气管沿缸体长度方向水平延伸，所述集气管的内壁上设有间隔分布的毛细孔；所述集气管通过排气管路外接受控于控制器的抽气装置进气口，所述排气管路装有受控于控制器的电磁阀。

2. 根据权利要求1所述的烘缸类换热器，其特征在于：所述电磁阀之前的排气管路上装有破真空器。

3.根据权利要求1所述的烘缸类换热器，其特征在于：所述排气管路装有真空度传感器，所述真空度传感器的信号输出端接所述控制器的对应信号输入端。

4.根据权利要求2或3所述的烘缸类换热器，其特征在于：所述电磁阀和抽气装置之间的排气管路中还装有温度传感器，所述温度传感器的信号输出端接所述控制器的对应信号输入端。

5.根据权利要求4所述的烘缸类换热器，其特征在于：所述集气管的管壁具有毛细孔，水平安置在缸体空腔的上部，所述排气管路穿过一端支撑轴中心与集气管连通，所述虹吸管穿过另一端支撑轴的中心。

6.根据权利要求5所述烘缸类换热器的控制方法，其特征在于：在所述控制器控制下，按如下步骤运行： 

第一步、换热器启动时，开启蒸汽阀，由蒸汽进口通入蒸汽，电磁阀开启，抽气装置运行，开始将缸体内的不凝性气体强制排出；

第二步、达到设定时间后，电磁阀关闭，抽气装置停机，终止抽气；

第三步、换热器停机时，电磁阀和抽气装置分别保持关闭和停机状态。

7.根据权利要求6所述烘缸类换热器的控制方法，其特征在于：所述第一步和第二步之间，所述控制器接受温度传感器的温度信号后，与预定温度阈值进行比较，当温度信号超过温度阈值时，控制电磁阀关闭、抽气装置停机。

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