CN104501629B - 一种除杂换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除杂换热器，包括：本体部分、垂直螺旋输送机、至少一个环形换热筒、气动均质器、流体入口集管和流体出口集管，所述本体部分包括从上至下依次连接的顶部、壳体和锥形底部，所述顶部上设有进料口和杂质舱，所述杂质舱的一端上设有一个杂质排出口，所述壳体的上部设有一圈圆环形的凸起腔体，所述凸起腔体上设有排料口，所述流体入口集管和流体出口集管皆与环形换热筒的中空腔体相通。通过上述方式，本发明除杂换热器结构紧凑、节省了占地空间与初期投资、一体实现物料的除杂工艺和换热工艺、效率更高、更加节能环保、维修和维护更加方便、降低了换热器的使用成本、延长了换热器的使用寿命。

Description

一种除杂换热器

技术领域

本发明涉及污水、化工、化学行业，属于节能环保与化工设备技术领域，特别是涉及一种除杂换热器。

背景技术

在污水处理与化工等行业中，因物料中含有杂质或者是颗粒状的物质，需要进行分离，同时该物料又需要进行加热或者是冷却。现阶段对其处理的普遍做法是分成两步工艺，即换热工艺与除杂工艺，现换热工艺中用到的换热器有板式换热器、壳管式换热器、螺旋板换热器等传统换热器，除杂工艺应用到离心、过滤、沉降等工艺，由于换热工艺和除杂工艺是分步进行的，其设备占地面积大、能耗高、工艺流程复杂、工艺操作复杂、设备初期投入较大、处理时间较长。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种一体实现物料的除杂工艺和换热工艺、结构紧凑、效率更高、更加节能环保的除杂换热器。

为解决上述技术问题，本发明提供一种除杂换热器，包括：本体部分、垂直螺旋输送机、至少一个环形换热筒、气动均质器、流体入口集管和流体出口集管，所述本体部分包括从上至下依次连接的顶部、壳体和锥形底部，所述顶部上设有进料口和杂质舱，所述杂质舱的一端上设有一个杂质排出口，所述壳体的上部设有一圈圆环形的凸起腔体，所述凸起腔体与顶部之间装设有过滤网，所述凸起腔体上设有排料口，所述垂直螺旋输送机位于所述壳体的内部，且所述垂直螺旋输送机的上端与所述杂质舱相通，环形换热筒的内部设有中空腔体，环形换热筒与所述气动均质器皆装设在所述壳体的内部，且所述气动均质器装设在所述环形换热筒的内部，所述流体入口集管和流体出口集管皆与环形换热筒的中空腔体相通。

在本发明一个较佳实施例中，所述环形换热筒至少为两个，环形换热筒依次从里至外以同心圆的方式装设在所述壳体的内部，且环形换热筒具有一个相同的中心轴线。

在本发明一个较佳实施例中，相邻的两个环形换热筒的底部具有不同的水平高度。

在本发明一个较佳实施例中，相邻的两个所述环形换热筒其外层换热筒的上端的水平高度高于其内层换热筒的上端的水平高度。

在本发明一个较佳实施例中，相邻的两个环形换热筒的上端具有不同的水平高度。

在本发明一个较佳实施例中，相邻的两个所述环形换热筒其外层换热筒的下端的水平高度低于其内层换热筒的下端的水平高度。

在本发明一个较佳实施例中，所述流体入口集管具有至少两个流体入口支管，所述流体入口支管与所述环形换热筒的中空腔体相通。

在本发明一个较佳实施例中，所述流体出口集管具有至少两个流体出口支管，所述流体出口支管与所述环形换热筒的中空腔体相通。

在本发明一个较佳实施例中，所述锥形底部的下端设有排污口。

在本发明一个较佳实施例中，所述环形换热筒为环形枕板式换热筒。

本发明的有益效果是：本发明除杂换热器结构紧凑、节省了占地空间与初期投资、一体实现物料的除杂工艺和换热工艺、效率更高、更加节能环保、维修和维护更加方便、降低了换热器的使用成本、延长了换热器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的除杂换热器实施例1的结构示意图；

图2是图1中换热筒的结构示意图；

图3是本发明的除杂换热器实施例2的结构示意图；

图4是本发明的除杂换热器实施例2的剖面示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1至图2，本发明实施例1包括：

一种除杂换热器，包括：本体部分、垂直螺旋输送机2、三个环形换热筒、气动均质器4、流体入口集管5和流体出口集管6，所述本体部分包括从上至下依次连接的顶部11、壳体12和锥形底部13，所述顶部11上设有进料口111和杂质舱112，所述杂质舱112的一端上设有一个杂质排出口113，所述壳体12的上部设有一圈圆环形的凸起腔体121，所述凸起腔体121与顶部11之间装设有过滤网122，所述凸起腔体121上设有排料口123，所述垂直螺旋输送机2位于所述壳体12的内部，且所述垂直螺旋输送机2的上端与所述杂质舱112相通，三个环形换热筒从里至外分别为：第一层换热筒31、第二层换热筒32和第三层换热筒33，上述三个环形换热筒的内部皆设有中空腔体35，所述气动均质器4装设在所述壳体12的内部，且所述气动均质器4装设在第一层换热筒31的内部，所述流体入口集管5和流体出口集管6皆与环形换热筒的中空腔体35相通，再如图1所示，三个环形换热筒从里至外依次装设在所述壳体12的内部，且三个环形换热筒具有一个相同的中心轴线，即三个环形换热筒以同心圆的方式放置在壳体12的内部，当然，为了保证物料在壳体12的内部流动均衡，为了保证壳体12的平衡，三个环形换热筒的中心轴线与壳体12的中心轴线也是相重合的。

另外，所述流体入口集管5具有至少三个流体入口支管51，所述流体入口支管51分别与三个环形换热筒的中空腔体35相通。所述流体出口集管6具有至少三个流体出口支管61，所述流体出口支管61分别与三个环形换热筒的中空腔体35相通。当然，根据实际生产的需要，每个环形换热筒的中空腔体35可以与一个流体入口支管51相通，也可以与多个流体入口支管51相通。每个环形换热筒的中空腔体35可以与一个流体出口支管61相通，也可以与多个流体出口支管61相通。

该除杂换热器将除杂工艺和换热工艺结合成一体，含有杂质的物料从进料口111加入壳体12的内部，上述环形换热筒为环形枕板式换热筒，在第一层换热筒31的内部设有气动均质器4，如图1中箭头所示的物料方向，利用气动均质器4的高速旋转，使得含杂质的物料在第一层换热筒31内离心上升，并在第一层换热筒31与第二层换热筒32、第二层换热筒32与第三层换热筒33之间下降，最后在第三层换热筒33与壳体12的间隙内上升后经过滤网122后进入凸起腔体121中，然后通过排料口123排出，在上述过程中，在离心力与过滤网122的联合作用下，物料中的杂质在锥形底部13处沉积，垂直螺旋输送机2由气动马达21驱动，沉积的杂质在第一层换热筒31内垂直螺旋输送机2的提升作用下进入顶部11的杂质舱112的内部，继而从杂质排出口113处排出。与上述除杂工艺发生的同时，被换热的流体从流体入口集管5的流体入口支管51分别流入三个环形换热筒的中空腔体35中，中空腔体35中的换热流体与壳体12内部的物料进行充分换热后，通过流体出口支管61、流体出口集管6流出，完成对物料的换热处理工艺。因此，在上述物料除杂流动中，三个环形换热筒内部空间的换热介质与物料进行了充分热交换。

物料在壳体12内部的流动如下：利用气动均质器4的高速旋转，含杂质的物料在第一层换热筒31内离心上升，并在第一层换热筒31与第二层换热筒32、第二层换热筒32与第三层换热筒33之间下降，最后在第三层换热筒33与壳体12的间隙内上升后经过滤网122后进入凸起腔体121中，为了保证物料在上升或下降过程中具有更好的流动性，实际使用过程中，相邻的两个环形换热筒的底部设置呈具有不同的水平高度，相邻的两个环形换热筒的上端具有不同的水平高度，并且如图1所示，第三层换热筒33的上端高于第二层换热筒32的上端高度，第二层换热筒32的上端高于第一层换热筒31的上端，第一层换热筒31的下端低于第二层换热筒32的下端，第二层换热筒32的下端低于第三层换热筒33的下端，进料口111位于第三层换热筒33与第一层换热筒31之间的上方，这种结构，当含有杂质的物料从进料口111放入时，物料会被输送到第三层换热筒33与垂直螺旋输送机2之间，有利于物料在离心作用下的上升或下降，提高物料除杂的效率。

环形换热筒有换热板卷制而成，为了提高换热筒的换热效率，在换热筒的内部设置有中空腔体35，本实施例1中，如图2所示，换热板为双层结构，两个换热板上下叠合，并且两个换热板的四周边缘处焊接固定连接，在两个换热板的外表面上再次进行多处连续焊，并且采用激光焊接，将两个换热板焊接在一起，并且激光焊接的圆环形的激光焊缝不连接在一起，这样没有被圆环形的激光焊缝连接的部分就形成了中空腔体35。当然，两个换热板的焊缝也焊接成S型或其他形状，只要其内部能够形成一个与流体入口集管5、流体出口集管6相通的中空腔体35即可。

另外，所述锥形底部13的下端设有排污口131，换热器在使用一定时间之后，由于物料中杂质的存在，换热器除杂和换热的效率会有所下降，过滤网122有可能会造成堵塞，换热筒的外表面会有污渍、换热器内壁也需要定期清洗，当需要对换热器的内部进行除污和清洗时，打开排污口131，能够彻底清除沉积在锥形底部13的杂质，同时通过在进料口111处加入清水进行冲洗换热器的内部，通过排污口131排出清洗后的污水，使得换热器清洗的更加彻底，有效保证了换热器的换热和除杂效率，延长换热器的使用寿命。同时，根据实际生产的需要，还可以如图1所示，在换热器的内壁上也装设有第四层换热筒34，这样当物料在第四层换热筒34与第三层换热筒33之间流动时，能够提高物料的换热效果，提高换热器的整体换热效率。

在一化工工艺中，对30℃含杂质20%的物料进行除杂处理，除杂的同时需要将物料加温至50℃，通过本实施例1所示的除杂换热器、通过上述除杂换热处理之后，从测试结果表明处理后含杂20%的混合物在离心除杂后，其含杂变为1%左右，温度升温到50℃，该除杂换热器全过程连续自动、除杂、加温均达到工艺要求，除杂和换热效率大幅度提高。

实施例2

如图3-4所示，实际生产过程中，为了保证换热器工作的稳定性，同时也为了节省换热器的占地空间，便于换热器的维修和维护，会将换热器的本体部分的壳体和锥形顶部制作成混凝土池100，如图3、4所示，一种除杂换热器，包括：本体部分、垂直螺旋输送机2、三个环形换热筒、气动均质器4、流体入口集管5和流体出口集管6，本结构与实施例1的不同之处在于：（1）将三个环形换热筒放置于圆形混凝土池100中，在混凝土池100的上部架有一个钢板平台101，混凝土池100与实施例1中的壳体和锥形底部相当，钢板平台101相对应于实施例1中的顶部，并且在钢板平台101上设置杂质舱102和杂质排出口103，（2）混凝土池100的底部不设有排污口，混凝土池100的内壁上也不装设有环形换热筒。其余结构皆与实施例1中的换热器相同，在此不再累述。

该除杂换热器将混凝土池100的底部设置成锥形，以便于杂质的沉积，混凝土池100的上端设置有一个圆环形的台阶面，台阶面上设置一圈过滤网122，台阶面与混凝土池100的上部一起形成一个凸起腔体105，混凝土池100上还设有排料口104，与实施例1中换热器的工作原理相同，含有杂质的物料从进料口111进入混凝土池100中，上述环形换热筒为环形枕板式换热筒，在第一层换热筒31的内部设有气动均质器4，利用气动均质器4的高速旋转，使得含杂质的物料在第一层换热筒31内离心上升，并在第一层换热筒31与第二层换热筒32、第二层换热筒32与第三层换热筒33之间下降，最后在第三层换热筒33与混凝土池100的内壁之间的间隙内上升后经过滤网122后进入凸起腔体105中，然后通过排料口104排出，在上述过程中，在离心力与过滤网122的联合作用下，物料中的杂质在混凝土池100的锥形底部处沉积，沉积的杂质在第一层换热筒31内垂直螺旋输送机2的提升作用下进入顶部11的杂质舱102的内部，继而从杂质排出口103处排出。与上述除杂工艺发生的同时，被换热的流体从流体入口集管5的流体入口支管51分别流入三个环形换热筒的中空腔体35中，中空腔体35中的换热流体与混凝土池100内部的物料进行充分换热后，通过流体出口支管61、流体出口集管6流出，完成对物料的换热处理工艺。因此，在上述物料除杂流动中，三个环形换热筒内部空间的换热介质与物料进行了充分热交换。这种结构更加紧凑，更便于换热器的维修和维护，并且大幅度延长了换热器的使用寿命，提高了换热和除杂的效率，降低了换热器的使用成本。

本发明除杂换热器通过将除杂工艺和换热工艺相结合，使得换热器同时具备了换热与自动除杂功能，利用除杂时物料的流动进行对流换热，比传统的单纯利用输送设备来换热更为节能、简单、高效。

区别于现有技术，本发明除杂换热器结构紧凑、节省了占地空间与初期投资、一体实现物料的除杂工艺和换热工艺、效率更高、更加节能环保、使用效果更好、维修和维护更加方便、降低了换热器的使用成本、延长了换热器的使用寿命。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种除杂换热器，其特征在于，包括：本体部分、垂直螺旋输送机、至少一个环形换热筒、气动均质器、流体入口集管和流体出口集管，所述本体部分包括从上至下依次连接的顶部、壳体和锥形底部，所述顶部上设有进料口和杂质舱，所述杂质舱的一端上设有一个杂质排出口，所述壳体的上部设有一圈圆环形的凸起腔体，所述凸起腔体与顶部之间装设有过滤网，所述凸起腔体上设有排料口，所述垂直螺旋输送机位于所述壳体的内部，且所述垂直螺旋输送机的上端与所述杂质舱相通，环形换热筒的内部设有中空腔体，环形换热筒与所述气动均质器皆装设在所述壳体的内部，且所述气动均质器装设在所述环形换热筒的内部，所述流体入口集管和流体出口集管皆与环形换热筒的中空腔体相通。

2.根据权利要求1所述的除杂换热器，其特征在于，所述环形换热筒至少为两个，环形换热筒依次从里至外以同心圆的方式装设在所述壳体的内部，且环形换热筒具有一个相同的中心轴线。

3.根据权利要求2所述的除杂换热器，其特征在于，相邻的两个环形换热筒的底部具有不同的水平高度。

4.根据权利要求3所述的除杂换热器，其特征在于，相邻的两个所述环形换热筒其外层换热筒的上端的水平高度高于其内层换热筒的上端的水平高度。

5.根据权利要求2所述的除杂换热器，其特征在于，相邻的两个环形换热筒的上端具有不同的水平高度。

6.根据权利要求5所述的除杂换热器，其特征在于，相邻的两个所述环形换热筒其外层换热筒的下端的水平高度低于其内层换热筒的下端的水平高度。

7.根据权利要求1所述的除杂换热器，其特征在于，所述流体入口集管具有至少两个流体入口支管，所述流体入口支管与所述环形换热筒的中空腔体相通。

8.根据权利要求1所述的除杂换热器，其特征在于，所述流体出口集管具有至少两个流体出口支管，所述流体出口支管与所述环形换热筒的中空腔体相通。

9.根据权利要求1所述的除杂换热器，其特征在于，所述锥形底部的下端设有排污口。

10.根据权利要求1所述的除杂换热器，其特征在于，所述环形换热筒为环形枕板式换热筒。