CN104764348B - 气力输送固体颗粒换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气力输送固体颗粒换热器，包括换热腔，换热腔具有壳体，壳体具有工质入口和工质出口，壳体内设有一组换热管，换热管具有固体颗粒进口和固体颗粒出口；换热管的固体颗粒进口分别与分配器密封连通，换热管的固体颗粒出口分别与收集器密封连通；分配器的一端与外部含有固体颗粒的气源连通、另一端与分配孔板密封固连，分配孔板具有一组通孔，通孔与对应换热管的固体颗粒进口密封连通；分配孔板朝向分配器内部的一侧设有一组突起；突起一端与分配孔板固连，突起另一端呈弧形、或为尖劈，突起的一端和另一端之间以平滑线形的侧壁过渡连接。本发明结构简单，能有效避免固体颗粒积聚，避免浪费气流能量，具有良好的耐磨损性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种气力输送固体颗粒换热器，属于余热回收利用技术领域。
背景技术
据申请人了解，在工业生产中，固体颗粒不仅是重要的原料，也是重要的产品，常常需要对大量的固体颗粒物料进行加热或冷却处理。
在铸造过程中，从模具倒出的高温型砂，温度约500－600℃，如直接空冷会浪费大量的热量且造成对环境的热污染，须将高温热型砂颗粒降温处理以回收余热；在尿素生产中，尿素颗粒的出料温度70℃左右，当温度高于45℃时对其包装储存会使尿素颗粒产生吸湿、结块和粉化现象，因此有必要对尿素颗粒进行最终冷却；在纯碱生产中，为实现机械化包装，从锻烧炉中来的200℃左右的纯碱粉体必须冷却至100℃以下；在催化剂生产中，焙烧后的分子筛催化剂温度高达450－600℃，需尽快将其密闭冷却至常温，以防止催化剂颗粒与空气接触后，在高温下发生化学反应而失效，并便于包装；在冷饮的制作过程中，如豆类，需将煮熟后的豆类从100℃降温至几度成型固化，以防温度过高而使糕体溶化；在其它行业，如巧克力粉、谷物、面粉、砂糖和盐等粉粒体，以及冶金行业的煤粉、矿砂等粉粒体，这些物料都存在需要被冷却或加热的问题。
经检索发现，专利号94242516.2的中国实用新型专利公开了一种扩口螺纹管换热器，含固体颗粒的高温气体进入换热器的水平换热管，低温工质则流经换热管外部吸收余热。该换热器的主要不利之处在于：在换热器进口处，相邻换热管之间存在盲区，含固体颗粒的高温气体在进入换热管时，击打在这些盲区的固体颗粒很容易因失速而积聚在换热器进口处的底部，不仅导致大量气流能量被消耗还会最终导致换热器进口处堵塞，同时受击打的盲区部位也极易磨损。亟需研发出能解决该问题的技术手段。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种气力输送固体颗粒换热器，结构简单，能有效避免固体颗粒积聚。
本发明解决其技术问题的技术方案如下：
一种气力输送固体颗粒换热器，包括至少一个换热腔，换热腔具有壳体，壳体具有工质入口和工质出口，壳体内设有一组贯穿换热腔且相互平行的换热管，换热管具有固体颗粒进口和固体颗粒出口；换热管的固体颗粒进口分别与分配器密封连通，换热管的固体颗粒出口分别与收集器密封连通；分配器的一端与外部含有固体颗粒的气源连通、另一端与分配孔板密封固连，分配孔板具有一组与换热管一一对应的通孔，通孔与对应换热管的固体颗粒进口密封连通；分配孔板朝向分配器内部的一侧设有一组突起，突起位于两相邻通孔之间、或位于通孔与分配器侧壁之间；突起一端与分配孔板固连，突起朝向分配器内部的另一端呈弧形、或为尖劈，突起的一端和另一端之间以平滑线形的侧壁过渡连接。
使用时，由外部气源向分配器输送含有固体颗粒的气体，固体颗粒随气体进入换热管、与换热腔内的工质进行热量交换、并最终经收集器排出；同时，换热腔内充满的流动工质将固体颗粒余热回收后，可用于其它需要加热的换热系统中，或者工质将固体颗粒加热后，可用于其它需要回收余热的换热系统。
该结构中，具有通孔和突起的分配孔板可起到引导作用，固体颗粒在气流的输送下，顺着突起、通孔流进换热管内，这样就有效避免了固体颗粒的积聚。同时，突起代替分配孔板直接面向由气流输送而来的固体颗粒，即可避免分配孔板的磨损，而突起在磨损后也便于更换。
本发明进一步完善的技术方案如下：
优选地，突起的一端边缘与其相邻的通孔边缘相切或平齐；突起的侧壁为直线形或凸向突起外侧的弧线形。
更优选地，突起的另一端和侧壁共同呈平滑的流线形。
优选地，突起为实心，且由耐磨材料制成。
采用以上优选结构后，不仅能实现更好地引流效果，还能进一步提高突起的耐磨性能。
优选地，换热管固体颗粒进口的边缘不超过分配孔板通孔位于分配器内的边缘。这样可进一步避免换热管末端直接与固体颗粒碰撞而磨损。
优选地，换热腔有一组，上级换热腔的工质出口与下级换热腔的工质入口经管道连接；最上级换热腔的工质入口经具有热媒泵和/或调节阀的管道与外部工质源出口连通；最下级换热腔的工质出口经管道与外部工质源入口连通。
优选地，换热腔的壳体内还设有工质折流板。
优选地，分配器、收集器分别呈棱台状或圆台状，且分配器、收集器的面积较小的底面分别朝向换热管。
本发明结构简单，不仅能有效避免固体颗粒的积聚，避免浪费气流能量，还具有良好的耐磨损性能，使用寿命大大提高。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例2的结构示意图。
图3为本发明实施例1、2中分配器的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。
如图1、图2所示，气力输送固体颗粒换热器包括一组换热腔1(也可为一个换热腔1)，换热腔1具有壳体2，壳体2具有工质入口3和工质出口4，上级换热腔1的工质出口4与下级换热腔1的工质入口3经管道连接；最上级换热腔1的工质入口3经具有热媒泵5和/或调节阀6的管道与外部工质源出口7连通；最下级换热腔1的工质出口4经管道与外部工质源入口8连通。
换热腔1壳体2内设有一组贯穿换热腔1且相互平行的换热管9，换热管9具有固体颗粒进口10和固体颗粒出口11；换热管9的固体颗粒进口10分别与分配器12密封连通，换热管9的固体颗粒出口11分别与收集器13密封连通。分配器12、收集器13分别呈棱台状或圆台状，且分配器12、收集器13的面积较小的底面分别朝向换热管9。换热腔1的壳体2内还设有工质折流板14。
如图3所示，分配器12的一端与外部含有固体颗粒的气源连通、另一端与分配孔板15密封固连，分配孔板15具有一组与换热管9一一对应的通孔16，通孔16与对应换热管9的固体颗粒进口10密封连通，且换热管9固体颗粒进口10的边缘不超过分配孔板通孔16位于分配器12内的边缘；分配孔板15朝向分配器12内部的一侧设有一组突起17，突起17位于两相邻通孔16之间、或位于通孔16与分配器12侧壁之间；突起17一端与分配孔板15固连，突起17朝向分配器12内部的另一端呈弧形(也可为尖劈)，突起17的一端和另一端之间以平滑线形的侧壁过渡连接。
具体而言，突起17的一端边缘与其相邻的通孔16边缘相切或平齐；突起17的侧壁为凸向突起17外侧的弧线形(也可为直线形)。突起17的另一端和侧壁共同呈平滑的流线形。突起17为实心，且由耐磨材料制成。
以下为具体实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例采用两个气力输送固体颗粒换热器组成双功能系统，一方面由换热器A回收高温固体颗粒的余热，另一方面由换热器B加热低温固体颗粒。换热器A、B之间工质循环。
实施例2
如图2所示，本实施例采用气力输送固体颗粒换热器和现有常规换热器组成换热系统，可实现由常规换热器C回收外部热源流体的余热、并由换热器D加热低温固体颗粒，或者由换热器D回收高温固体颗粒的余热、并由常规换热器C加热外部冷源流体。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。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 (8)
1.一种气力输送固体颗粒换热器，包括至少一个换热腔，所述换热腔具有壳体，所述壳体具有工质入口和工质出口，所述壳体内设有一组贯穿换热腔且相互平行的换热管，所述换热管具有固体颗粒进口和固体颗粒出口；其特征是，所述换热管的固体颗粒进口分别与分配器密封连通，所述换热管的固体颗粒出口分别与收集器密封连通；所述分配器的一端与外部含有固体颗粒的气源连通、另一端与分配孔板密封固连，所述分配孔板具有一组与换热管一一对应的通孔，所述通孔与对应换热管的固体颗粒进口密封连通；所述分配孔板朝向分配器内部的一侧设有一组突起，所述突起位于两相邻通孔之间、或位于通孔与分配器侧壁之间；所述突起一端与分配孔板固连，所述突起朝向分配器内部的另一端呈弧形、或为尖劈，所述突起的一端和另一端之间以平滑线形的侧壁过渡连接。
2.根据权利要求1所述气力输送固体颗粒换热器，其特征是，所述突起的一端边缘与其相邻的通孔边缘相切或平齐；所述突起的侧壁为直线形或凸向突起外侧的弧线形。
3.根据权利要求2所述气力输送固体颗粒换热器，其特征是，所述突起的另一端和侧壁共同呈平滑的流线形。
4.根据权利要求1或2或3所述气力输送固体颗粒换热器，其特征是，所述突起为实心，且由耐磨材料制成。
5.根据权利要求1或2或3所述气力输送固体颗粒换热器，其特征是，所述换热管固体颗粒进口的边缘不超过分配孔板通孔位于分配器内的边缘。
6.根据权利要求1或2或3所述气力输送固体颗粒换热器，其特征是，所述换热腔有一组，上级换热腔的工质出口与下级换热腔的工质入口经管道连接；最上级换热腔的工质入口经具有热媒泵和/或调节阀的管道与外部工质源出口连通；最下级换热腔的工质出口经管道与外部工质源入口连通。
7.根据权利要求1或2或3所述气力输送固体颗粒换热器，其特征是，所述换热腔的壳体内还设有工质折流板。
8.根据权利要求1或2或3所述气力输送固体颗粒换热器，其特征是，所述分配器、收集器分别呈棱台状或圆台状，且所述分配器、收集器的面积较小的底面分别朝向换热管。
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