CN105799140B - 一种饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置 - Google Patents

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Abstract

一种饮料瓶生产用废热气回收与水冷却循环装置，包括换热系统、换热管、定向阀、储气罐、气体过滤装置和水冷却循环系统；换热系统内设有换热管，换热系统的上方设有带定向阀的气体入口和热水出口，换热系统的下方设有气体出口和冷却水入口；冷却水入口与水冷却循环系统的出水端连通；热水出口通过水循环管与水冷却循环系统的进水端或工业热水储罐连通；气体出口与储气罐连接，储气罐上设有电磁压力感应器，储气罐与气体过滤装置连接，气体过滤装置的出气端连通吹瓶机，并作为吹瓶机机械模具的动作气源，吹瓶机的电磁排气阀通过气体传送管道与换热系统的气体入口连通。该装置结构简单，使用方便，废热气体可循环利用，其余热的回收利用率高。

Description

一种饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置
技术领域
本发明涉及一种饮料瓶生产废热循环装置，尤其是涉及一种饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置。
背景技术
由于热灌饮料瓶的灌装温度高达90℃，因此，该饮料瓶成型工艺采用的吹瓶机的机械模具需要采用油温加热，温度高达165℃，为了使饮料瓶在成型过程中不会变形又能符合厂家要求，在成型处理过程中需要进行冷气压力为冷吹处理，即向机械模具内喷吹压力为4.0MPa，温度为-5℃的气体，冷吹处理时间为2秒，冷吹时通过电磁阀排气，因此，饮料瓶成型工艺存在气体浪费。经测试，冷吹机械模具排出的气体压力为1.6MPa，温度有50~60℃。因此，饮料瓶成型工艺中的吹瓶装置每小时产生7800Kg的高达50~60℃的废气，现有的生产线都是把废气直接排放到大气中，不仅污染了环境，也造成严重的能源浪费。
CN 201841669 U公开了一种高速BOPP生产线热能回收装置，包括复数并列使用的热交换器，在热交换器的新鲜空气入口处设有滤网框架，在热交换器的新鲜空气出口处设有集风管，在热交换器的上方，设有废热气送风管，在热交换器的下方，设有接污箱，接污箱的一侧为废气集风管。该热能回收装置将废气的热能用于加热新鲜的气体，进而达到废热的利用，因为饮料瓶成型工艺不需要对气体进行加热，故该热能回收装置不适合用于饮料瓶生产中废热气体余热的回收，且该热能回收装置不能对饮料瓶生产中的热水进行快速高效冷却。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单，使用方便，废热气体余热回收利用率高、水冷却快速高效的饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置，包括换热系统、换热管、定向阀、储气罐、气体过滤装置和水冷却循环系统；所述换热系统内设有换热管，换热系统的上方设有带定向阀的气体入口和热水出口，换热系统的下方设有气体出口和冷却水入口；所述冷却水入口与水冷却循环系统的出水端连通；所述热水出口通过水循环管与水冷却循环系统的进水端或工业热水储罐连通；所述换热管的两端与气体入口、气体出口连通；气体出口与储气罐连接，储气罐上设有电磁压力感应器，储气罐与气体过滤装置连接，气体过滤装置的出气端连通吹瓶机，并作为吹瓶机机械模具的动作气源，吹瓶机的电磁排气阀通过气体传送管道与换热系统的气体入口连通。
进一步，所述换热系统气体出口处的气体温度≤20℃。
进一步，所述水冷却循环系统包括安装在地下的第一冷却池和第二冷却池，以及安装在地上的第三冷却池；所述第一冷却池上端设有进水端；所述第一冷却池的水横向流至第二冷却池；所述第二冷却池的水经提升泵泵送至第三冷却池顶部，第三冷却池的出水端通过安装有增压泵的水循环管向吹瓶机的机械模具内输送冷却水，吹瓶机机械模具的热水排放口与第一冷却池的进水端连通。
进一步，所述第二冷却池的出水口低于其进水口。
进一步，所述第三冷却池出水端的水温小于换热系统气体出口处的气体温度。
进一步，所述电磁压力感应器的压力设定值与吹瓶机的动作气压一致，压力设定值为1.0~2.0 MPa，优选，电磁压力感应器的压力设定值为1.2 MPa。
进一步，所述换热管呈S形或螺旋形。
进一步，所述气体过滤装置包括依次连接的初过滤器、第一精过滤器和第二精过滤器。
所述定向阀，包括：阀体、阀芯和弹簧，所述阀体内限定出阀腔，阀体上设有与阀腔导通的进气通道和出气通道；所述阀芯可移动地设在阀腔内以沿着进气通道朝向出气通道的方向单向导通阀腔，阀芯为医用硅胶件；所述弹簧的两端分别止抵在阀芯和阀体上以便驱动阀芯封闭进气通道。
本发明一种饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置的工作原理及使用方法是：吹瓶机冷吹处理时产生的废热气体（压力：1.6MPa，温度：50~60℃）通过气体传送管道进入定向阀，经定向阀的出气通道进入换热系统，流经换热管时，与换热系统内的冷却水（温度≤10℃）进行热交换，气体的温度得到冷却，同时，换热系统内的水被加热后经热水出口流出，用于生活用水或其他工业用水，或者进入水冷却循环系统进行循环利用；经换热系统冷却后的气体进入储气罐，储气罐上方的电磁压力感应器将气体的气压调节至与吹瓶机的动作气压一致，如气体气压调节至1.2MPa；再经初过滤器去除气体中的水分和大颗粒杂质，再经第一精过滤器和第二精过滤器去除气体中的油或其他微小杂质，气体经过滤后再送入吹瓶机内作为机械模具的动作气源，进而实现对饮料瓶生产过程中吹瓶机产生的废热气体余热的回收以及废气的再利用。
吹瓶机内机械模具产生的废热水，可通过水循环管进入水冷却循环系统进行循环利用，或者进入工业热水储罐，直接用于生活用水或其他工业用水。进入水冷却循环系统的生产废热水，经第一冷却池和第二冷却池的横向流动，由于第一冷却池和第二冷却池安装在地下，其外界的环境温度低，两者的温差大，提高了热水与冷却池外界的环境的热交换速度和效率，实现对生产废热水的初步冷却；经第一冷却池和第二冷却池初步冷却后的热水经提升泵，泵送至第三冷却池顶部，再由顶部下落至第三冷却池池底，通过空气与水之间的热交换，进一步降低了热水的温度，然后再将经水冷却循环系统冷却的废热水泵送至换热系统用于废热气体余热的回收或吹瓶机机械模具的冷却，进而实现饮料瓶生产过程的水循环利用。
本发明一种饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置的有益效果：
1）结构简单，使用方便，通过换热系统回收利用饮料瓶生产中的废热气体的余热，其回收利用率高；
2）通过采用带电磁压力感应器的储气罐和气体过滤装置，可以将余热回收的废气再次作为吹瓶机的动作气源，实现吹瓶机动作气源的循环利用；
3）采用安装地下的第一水冷却池和第二水冷却池，与安装在地上的第三水冷却池结合，提高了水冷却速度和效率；通过水循环管与换热系统和吹瓶机连接，实现了饮料瓶生产过程中水的循环利用；
4）该装置有效降低了饮料瓶的生产能耗，高达40KW/小时，有效地降低了饮料瓶的生产成本。
附图说明
图1—为本实用新型一种饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置的结构示意图；
图2—为图1中定向阀的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
参照图1，一种饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置，包括换热系统6、换热管5、定向阀7、储气罐9、气体过滤装置和水冷却循环系统；所述换热系统6内设有换热管5，换热系统6的上方设有带定向阀7的气体入口和热水出口，换热系统6的下方设有气体出口和冷却水入口；所述冷却水入口与水冷却循环系统的出水端连通；所述热水出口通过水循环管15与水冷却循环系统的进水端或工业热水储罐16连通；所述换热管5的两端与气体入口、气体出口连通；气体出口与储气罐9连接，储气罐9上设有电磁压力感应器，储气罐9与气体过滤装置连接，气体过滤装置的出气端连通吹瓶机13，并作为吹瓶机13机械模具14的动作气源，吹瓶机13的电磁排气阀通过气体传送管道8与换热系统6的气体入口连通。
所述换热系统6气体出口处的气体温度≤20℃。
所述水冷却循环系统包括安装在地下的第一冷却池1和第二冷却池2，以及安装在地上的第三冷却池3；所述第一冷却池1上端设有进水端；所述第一冷却池1的水横向流至第二冷却池2；所述第二冷却池2的水经提升泵4泵送至第三冷却池3顶部，第三冷却池3的出水端通过安装有增压泵17的水循环管15向吹瓶机13的机械模具14内输送冷却水，吹瓶机13机械模具14的热水排放口与第一冷却池1的进水端连通。
所述第二冷却池2的出水口低于其进水口。
所述第三冷却池3出水端的水温小于换热系统6气体出口处的气体温度。
所述电磁压力感应器的压力设定值与吹瓶机13的动作气压一致，压力设定值为1.0~2.0 MPa，优选，电磁压力感应器的压力设定值为1.2 MPa。
所述换热管5呈S形或螺旋形。
所述气体过滤装置包括依次连接的初过滤器10、第一精过滤器11和第二精过滤器12。
参照图2，所述定向阀77，包括：阀体71、阀芯72和弹簧73，所述阀体71内限定出阀腔714，阀体71上设有与阀腔714导通的进气通道713和出气通道715；所述阀芯72可移动地设在阀腔714内以沿着进气通道713朝向出气通道715的方向单向导通阀腔714，阀芯72为医用硅胶件；所述弹簧73的两端分别止抵在阀芯72和阀体71上以便驱动阀芯72封闭进气通道713。
所述阀体71由第一子阀体711和第二子阀体712组成，进气通道713设在第一子阀体711上，出气通道715设在第二子阀体712上，第一子阀体711和第二子阀体712配合以限定出阀腔714。
本发明一种饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置的工作原理及使用方法是：吹瓶机13冷吹处理时产生的废热气体（压力：1.6MPa，温度：50~60℃）通过气体传送管道8进入定向阀7，经定向阀7的出气通道进入换热系统6，流经换热管5时，与换热系统6内的冷却水（温度≤10℃）进行热交换，气体的温度得到冷却，同时，换热系统6内的水被加热后经热水出口流出，用于生活用水或其他工业用水，或者进入水冷却循环系统进行循环利用；经换热系统6冷却后的气体进入储气罐9，储气罐9上方的电磁压力感应器将气体的气压调节至与吹瓶机13的动作气压一致，如气体气压调节至1.2MPa；再经初过滤器10去除气体中的水分和大颗粒杂质，再经第一精过滤器11和第二精过滤器12去除气体中的油或其他微小杂质，气体经过滤后再送入吹瓶机13内作为机械模具14的动作气源，进而实现对饮料瓶生产过程中吹瓶机13产生的废热气体余热的回收以及废气的再利用。
吹瓶机13内机械模具14产生的废热水，可通过水循环管15进入水冷却循环系统进行循环利用，或者进入工业热水储罐16，直接用于生活用水或其他工业用水。进入水冷却循环系统的生产废热水，经第一冷却池1和第二冷却池2的横向流动，由于第一冷却池1和第二冷却池2安装在地下，其外界的环境温度低，两者的温差大，提高了热水与冷却池外界的环境的热交换速度和效率，实现对生产废热水的初步冷却；经第一冷却池1和第二冷却池2初步冷却后的热水经提升泵4，泵送至第三冷却池3顶部，再由顶部下落至第三冷却池3池底，通过空气与水之间的热交换，进一步降低了热水的温度，然后再将经水冷却循环系统冷却的废热水泵送至换热系统6用于废热气体余热的回收或吹瓶机13机械模具14的冷却，进而实现饮料瓶生产过程的水循环利用。
本发明一种饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置，当冷却水的温度和气体入口处废气的温度之间的差较小时，所述换热管5还可以呈螺旋形，加大换热系统6的换热效率；根据吹瓶机13的动作气压的大小，电磁压力感应器的压力设定值还可以为1.0MPa、1.5 MPa、1.8 MPa或2.0MPa；以上技术特征的改变，本领域的技术人员通过文字描述可以理解并实施，故不再另作附图加以说明。

Claims (9)

1.一种饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置，其特征在于，包括换热系统、换热管、定向阀、储气罐、气体过滤装置和水冷却循环系统；所述换热系统内设有换热管，换热系统的上方设有带定向阀的气体入口和热水出口，换热系统的下方设有气体出口和冷却水入口；所述冷却水入口与水冷却循环系统的出水端连通；所述热水出口通过水循环管与水冷却循环系统的进水端或工业热水储罐连通；所述换热管的两端与气体入口、气体出口连通；气体出口与储气罐连接，储气罐上设有电磁压力感应器，储气罐与气体过滤装置连接，气体过滤装置的出气端连通吹瓶机，并作为吹瓶机机械模具的动作气源，吹瓶机的电磁排气阀通过气体传送管道与换热系统的气体入口连通。
2.如权利要求1所述饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置，其特征在于，所述换热系统气体出口处的气体温度≤20℃。
3.如权利要求1所述饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置，其特征在于，所述水冷却循环系统包括安装在地下的第一冷却池和第二冷却池，以及安装在地上的第三冷却池；所述第一冷却池上端设有进水端；所述第一冷却池的水横向流至第二冷却池；所述第二冷却池的水经提升泵泵送至第三冷却池顶部，第三冷却池的出水端通过安装有增压泵的水循环管向吹瓶机的机械模具内输送冷却水，吹瓶机机械模具的热水排放口与第一冷却池的进水端连通。
4.如权利要求3所述饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置，其特征在于，所述第二冷却池的出水口低于其进水口。
5.如权利要求3或4所述饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置，其特征在于，所述第三冷却池出水端的水温小于换热系统气体出口处的气体温度。
6.如权利要求1~3任一项所述饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置，其特征在于，所述电磁压力感应器的压力设定值与吹瓶机的动作气压一致，压力设定值为1.0~2.0 MPa。
7.如权利要求1~3任一项所述饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置，其特征在于，所述换热管呈S形或螺旋形。
8.如权利要求1~3任一项所述饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置，其特征在于，所述气体过滤装置包括依次连接的初过滤器、第一精过滤器和第二精过滤器。
9.如权利要求1~3任一项所述饮料瓶生产废热气体余热回收与水冷却循环装置，其特征在于，所述定向阀，包括：阀体、阀芯和弹簧，所述阀体内限定出阀腔，阀体上设有与阀腔导通的进气通道和出气通道；所述阀芯可移动地设在阀腔内以沿着进气通道朝向出气通道的方向单向导通阀腔，阀芯为医用硅胶件；所述弹簧的两端分别止抵在阀芯和阀体上以便驱动阀芯封闭进气通道。
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