CN103480476B - 一种砂磨机低温冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种砂磨机低温冷却装置，包括冷却介质储罐，在冷却介质储罐的上方设有制冷机，在冷却介质储罐内设有与制冷机相连的冷凝器，所述的冷却介质储罐与砂磨机组的冷却进口之间设有冷却介质输出管道，冷却介质储罐与砂磨机组的冷却出口之间设有冷却介质输入管道，在冷却介质输出管道上设有离心泵；所述冷却介质储罐内的冷却介质是质量分数为40-50%的1,2-丙二醇的水溶液，在冷却介质中加有2-4mg/L聚磷酸盐和3-6mg/L聚丙烯酸盐，聚磷酸盐和聚丙烯酸盐构成复合缓蚀剂。本发明具有冷却效果好、不受季节限制，对碳钢材质的砂磨机冷却腔的腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及一种制冷系统设备，特别是一种砂磨机低温冷却装置。
背景技术
砂磨机是一种研磨设备，广泛用于油墨、涂料、化妆品、药物、颜料等领域，它是利用机械力带动密封腔内的研磨介质，通过研磨介质的撞击，将研磨物料中的颜料、填料进行粉碎、分散，使其稳定的分散在连结料中。
在高速运转中，物料、研磨介质不断发生碰撞、摩擦，产生大量的热，会使密封腔内温度升高、压力增大，温度升高到一定程度，就会破坏研磨物料的物理、化学性质，高温也会缩短设备的使用寿命。因此，采取有效、稳定的降温措施是十分必要的。通常，在生产中，采用自来水或井水进行降温，采用自来水，受季节的影响很大，冬季容易结冰，冻坏管道，夏季，水温太高，不能达到所需的冷却效果；井水为地下水，温度恒定在4℃，冷却效果较稳定，但是大量使用会造成地下水的枯竭，而且，地下水含有大量的矿物质，在砂磨机冷却腔内，容易产生水垢，堵塞管道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理、不受季节限制、封闭状态运行，工作稳定、不产生水垢、冷却效率高的砂磨机低温冷却装置。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是一种砂磨机低温冷却装置，其特点是：包括冷却介质储罐，在冷却介质储罐的上方设有制冷机，在冷却介质储罐内设有与制冷机相连的冷凝器，所述的冷却介质储罐与砂磨机组的冷却进口之间设有冷却介质输出管道，冷却介质储罐与砂磨机组的冷却出口之间设有冷却介质输入管道，在冷却介质输出管道上设有离心泵；所述冷却介质储罐内的冷却介质是质量分数为40-50%的1,2-丙二醇的水溶液，在冷却介质中加有2-4mg/L聚磷酸盐和3-6mg/L聚丙烯酸盐，聚磷酸盐和聚丙烯酸盐构成复合缓蚀剂。
1,2-丙二醇广泛用于医药、化妆品和食品，与其它几种冷却介质相比，具有安全、不产生水垢、不腐蚀金属材质的特点，如下表：
| 氯化钠 | 氯化钙 | 乙二醇 | 1,2-丙二醇 | |
| 10%水溶液凝固点（℃） | -6.6 | -5.7 | -3.2 | -2.2 |
| 20%水溶液凝固点（℃） | -16.6 | -17.4 | -7.8 | -7.2 |
| 30%水溶液凝固点（℃） | --- | -55 | -14.1 | -13.3 |
| 40%水溶液凝固点（℃） | --- | --- | -22.3 | -20.6 |
| 50%水溶液凝固点（℃） | --- | --- | -33.8 | -34 |
| 60%水溶液凝固点（℃） | --- | --- | -48.3 | -64 |
| 对金属的腐蚀性 | 强 | 较强 | 弱 | 很弱 |
| 对人、环境毒性 | 无 | 很弱 | 中等毒性 | 无 |
根据砂磨机冷却腔设计最低使用温度（一般在-18℃）和使用温度比凝固温度高5-10℃的条件，冷却介质的工作温度可设在-5℃~-15℃，凝固点-20℃~-30℃，所以对应的1,2-丙二醇浓度为40%-50%。
使用复合缓蚀剂可以减缓冷却介质对砂磨机碳钢材质冷却腔、冷却介质输出管道和冷却介质输入管道的腐蚀。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的聚磷酸盐为聚磷酸铵或聚磷酸钠。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的聚丙烯酸盐为聚丙烯酸铵或聚丙烯酸钠。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现， 所述的制冷机的制冷能力为15000-450000KJ/h。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，在离心泵与砂磨机组的冷却进口之间的冷却介质输出管道上连接有与冷却介质储罐连通的回料管道，回料管道上设有回料控制阀。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，冷却介质储罐的上部连接有补料管道，补料管道上设有补料控制阀，补料管道同时起到溢流管的作用。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的冷却介质储罐、冷却介质输出管道和冷却介质输入管道上均包覆有厚度为40-80mm、比重为65kg/m3、导热系数为0.037W/mK的硬质聚氨酯泡沫塑料，保证其良好的保温效果。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的离心泵最大输送水量为3m3/h，功率为2.2kw，扬程为20m。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，所述的冷却介质输出管道和冷却介质输入管道的材质为普通碳钢或不锈钢，管径为50-80mm。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，冷却介质储罐的体积为500-3000L，在冷却介质储罐的底部设有放料管道，放料管道上设有放料阀，以便检修时放出冷却介质。
与现有技术相比，本发明使用带复合缓蚀剂的1,2-丙二醇的水溶液作为冷却介质，与普通冷却水相比，具有冷却效果好、不受季节限制，同时避免了常用的冷却介质如冷冻盐水对碳钢材质的砂磨机冷却腔及冷却介质传送管道的腐蚀，具有运行高效稳定、使用寿命长的特点。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。
具体实施方式
以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
参照图1，一种砂磨机低温冷却装置，包括冷却介质储罐108，在冷却介质储罐108的上方设有制冷机116，所述制冷机116的制冷能力为15000-450000KJ/h。在冷却介质储罐108内设有与制冷机116相连的冷凝器109，所述的冷却介质储罐108与砂磨机组的冷却进口之间设有冷却介质输出管道104，冷却介质储罐108与砂磨机组的冷却出口之间设有冷却介质输入管道118，冷却介质输出管道104和冷却介质输入管道118的材质为普通碳钢或不锈钢，管径为50-80mm，在靠近连接砂磨机组冷却进口处的冷却介质输出管道104上装有冷却进水阀门101，冷却进水阀门101下方的管道上装有压力表117，在冷却介质输出管道104上设有离心泵105。
所述的冷却介质储罐108，为密闭结构，可防止冷却介质挥发损耗，其上部接有指针式温度计115，在其侧边有液位计107。在离心泵105与冷却介质储罐108之间的冷却介质输出管道104上设有冷却介质储罐输出阀门106。给冷却介质降温需要依靠制冷机116提供制冷能力，制冷机116的工作温度即设定在-15℃，再通过冷凝器109给冷却介质降温。
所述冷却介质储罐108内的冷却介质是质量分数为40-50%的1,2-丙二醇的水溶液，凝固点为-20℃~-34℃，工作温度-5℃~-15℃，足以保证冷却介质储罐108、冷却介质输入管道118和冷却介质输出管道104内冷却介质不凝固。在冷却介质中加有2-4mg/L聚磷酸盐和3-6mg/L聚丙烯酸盐，聚磷酸盐和聚丙烯酸盐构成复合缓蚀剂，可以减缓冷却介质对砂磨机碳钢材质冷却腔及冷却介质传输管道的腐蚀。所述的聚磷酸盐为聚磷酸铵或聚磷酸钠。所述的聚丙烯酸盐为聚丙烯酸铵或聚丙烯酸钠。
所述的冷却介质储罐108、冷却介质输出管道104和冷却介质输入管道118上均包覆有厚度为40-80mm、比重为65kg/m3、导热系数为0.037W/mK的硬质聚氨酯泡沫塑料。
所述的离心泵105，设计余量系数1.2，按最大输送水量20*2000*1.2/16=3m3/h，所需的功率为2.2kw，扬程为20m。在离心泵105输出口的冷却介质输出管道104上装有流量计103。
制冷机116的制冷能力的计算：砂磨机机组的数量，通常在5-20台，按照每天工作16小时，根据研磨物料的不同，砂磨机冷却介质进出口温差在10-40℃，单机冷却介质流量1000L-2000L。根据以下公式可计算所需制冷能力：
Q=c*n*Δt*q，其中c为冷却介质比热，n为砂磨机组数量，Δt为砂磨机冷却介质进出口温差，q为单机冷却介质流量，由此，可计算:每小时最低制冷能力WL=4.18*1000*5*10*1000/16=13062.5KJ/h;每小时最高制冷能力WH=4.18*1000*20*40*2000/16=418000KJ/h;考虑到传热效率η和热损耗，每小时最低制冷能力WL按15000KJ/h计算，每小时最高制冷能力WH按450000KJ/h计算。
在离心泵105与砂磨机组的冷却进口之间的冷却介质输出管道104上连接有与冷却介质储罐108连通的回料管道，回料管道上设有回料控制阀102，用于调节离心泵105的输出流量及其的检修。冷却介质储罐108的上部连接有补料管道，补料管道上设有补料控制阀112，用于补充冷却介质。
冷却介质储罐108的容量为500-3000L，在冷却介质储罐108的底部设有放料管道，放料管道上设有放料阀111。在冷却介质输入管道118上设有冷却介质储罐输入阀门110，放料管道可以直接与冷却介质储罐输入阀门110后方的输入管道相接。在靠近砂磨机组冷却出口处的冷却介质输入管道118上装有砂磨机冷却出水阀门113和过滤器114。
阀门初始均为关闭状态，工作时，首先打开冷却介质储罐补料阀112，向冷却介质储罐108内注入40%-50%的1,2-丙二醇的水溶液，注入量不超过液位计107最高液位，设定制冷机116的工作温度，启动制冷机116，待指针式温度计115显示其温度达到设定的-5℃~-15℃时，开启冷却介质储罐输出阀门106、砂磨机冷却进水阀门101、冷却介质储罐输入阀门110和砂磨机冷却出水阀门113，并通过冷却介质储罐回料阀门102调节砂磨机冷冻介质的工作压力，工作压力可由压力表117显示；冷却介质流量可通过砂磨机冷却进水阀门101控制。被加热的冷却介质，自冷却介质储罐输入阀门110和砂磨机冷却出水阀门113流回冷却介质储罐108。需要检修时，可将冷却介质储罐108内的冷却介质，通过冷却介质储罐放料阀111放出。
Claims (8)
1.一种砂磨机低温冷却装置，其特征在于：包括冷却介质储罐，在冷却介质储罐的上方设有制冷机，在冷却介质储罐内设有与制冷机相连的冷凝器，所述的冷却介质储罐与砂磨机组的冷却进口之间设有冷却介质输出管道，冷却介质储罐与砂磨机组的冷却出口之间设有冷却介质输入管道，在冷却介质输出管道上设有离心泵；所述冷却介质储罐内的冷却介质是质量分数为40-50％的1,2-丙二醇的水溶液，在冷却介质中加有2-4mg/L聚磷酸盐和3-6mg/L聚丙烯酸盐，聚磷酸盐和聚丙烯酸盐构成复合缓蚀剂；所述的聚磷酸盐为聚磷酸铵或聚磷酸钠；所述的聚丙烯酸盐为聚丙烯酸铵或聚丙烯酸钠。
2.根据权利要求1所述的砂磨机低温冷却装置，其特征在于：所述制冷机的制冷能力为
15000-450000KJ/h。
3.根据权利要求1所述的砂磨机低温冷却装置，其特征在于：在离心泵与砂磨机组的冷却进口之间的冷却介质输出管道上连接有与冷却介质储罐连通的回料管道，回料管道上设有回料控制阀。
4.根据权利要求1所述的砂磨机低温冷却装置，其特征在于：冷却介质储罐的上部连接有补料管道，补料管道上设有补料控制阀。
5.根据权利要求1所述的砂磨机低温冷却装置，其特征在于：所述的冷却介质储罐、冷却介质输出管道和冷却介质输入管道上均包覆有厚度为40-80mm、比重为65kg/m3、导热系数为0.037W/mK的硬质聚氨酯泡沫塑料。
6.根据权利要求1所述的砂磨机低温冷却装置，其特征在于：所述的离心泵最大输送水量为3m3/h，功率为2.2kw，扬程为20m。
7.根据权利要求1所述的砂磨机低温冷却装置，其特征在于：所述的冷却介质输出管道和冷却介质输入管道的材质为普通碳钢或不锈钢，管径为50-80mm。
8.根据权利要求1所述的砂磨机低温冷却装置，其特征在于：冷却介质储罐的体积为500-3000L，在冷却介质储罐的底部设有放料管道，放料管道上设有放料阀。
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