CN109169956B - 一种刮面式换热器和一种人造奶油生产系统装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刮面式换热器和一种人造奶油生产系统装置。所述刮面式换热器包括换热筒和空心转筒，所述空心转筒松套在所述换热筒内且可以在所述换热筒内自由回转。所述刮面式换热器的换热筒进料管上方设置有一敞口存液池，空心转筒的底部设置有一个弧形面底座且坐落在敞口存液池内，弧形面底座与敞口存液池内侧面相吻合；空心转筒侧身设置有若干个存液盒，其外侧面与料筒内壁相吻合，存液盒与自动分配阀相通，空心转筒的底部设置有通道并与存液盒间依靠管道与自动分配阀进出口相通。所述人造奶油生产系统装置的急冷机采用了所述刮面式换热器。涉及食品加工生产技术装备制造领域。

Description

一种刮面式换热器和一种人造奶油生产系统装置

技术领域 本发明涉及一种换热器和一种人造奶油生产系统装置，尤其涉及一种刮面式换热器和一种有刮面式换热器的人造奶油生产系统装置，属于食品加工生产技术装备制造领域。

背景技术 人造奶油以植物油脂为主要原料，经过配料、加热溶化、混合、乳化、冷却降温形成具有一定塑性固态或半固态乳化食品。人造奶油的生产过程是个连续的过程，生产工艺一般都包括乳化、急冷(速冻)和捏合(机械增塑)三个阶段，其中速冻过程是乳化液在速冻机内利用制冷剂或低温介质快速进行热交换并经过速冻机内快速旋转的刮板搅动，使之成为含有细小晶粒的过冷液体；捏合过程是将速冻的人造奶油通入有搅打棍的搅拌器内，利用快速的机械揉捏使结晶分散更均匀，防止过早的固化。

人造奶油是现代食品工业中重要的食用油脂制品，随着人们对食品要求不断多样化，高端化，使得现人造奶油品质方面无法完全满足日益增长的市场要求。品种多样化、食品细腻化要求人造奶油加工装备向高压方向发展，要求人造奶油生产系统所能承受的工作压力越来越高，而现有人造奶油生产系统能承受的工作压力已到达极限，压力的再升高只能使现有人造奶油生产系统的各部分设备主轴密封件损坏报废，包括速冻急冷机的主轴密封装置也会损坏报废。

速冻急冷机是人造奶油生产系统装置中最为关键的设备，速冻急冷机的性能直接决定了装置水平的高低。目前现有技术中，速冻急冷机工作压力只能长时间稳定地工作在8MPa以下压力范围内，极大地限制了人造奶油生产系统装备技术进一步发展。

发明内容 本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种无泄漏的刮面式换热器和一种具有无泄漏刮面式换热器的人造奶油生产系统装置。

为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种刮面式换热器，包括换热筒和空心转筒，所述空心转筒松套在所述换热筒内且可以在所述换热筒内自由回转，所述换热筒上设置有料筒、介质筒、保温隔热层、介质排出管、椭圆封头、出料管a、介质进入管、出料管b和进料管，所述空心转筒上设置有活动刮板，所述活动刮板刃口紧贴所述料筒内壁且可以跟随所述空心转筒一起作同步回转运动，所述进料管上方设置有一敞口存液池，所述空心转筒的底部设置有一个弧形面底座且坐落在敞口存液池内，所述弧形面底座的外形与敞口存液池的敞口内侧面相吻合；所述空心转筒侧身设置有若干个存液盒，所述存液盒的外侧面与所述料筒的内壁形状相吻合，所述存液盒与自动分配阀相通，所述空心转筒的底部设置有通道，所述通道与所述存液盒之间依靠管道与自动分配阀进出口的连接而相通。一种实施所述刮面式换热器的人造奶油生产系统装置，所述人造奶油生产系统装置包括油相投料罐、水相投料罐、混合乳化罐、高压泵、制冷系统、急冷机、捏合机和灌装机，所述急冷机采用了所述刮面式换热器，所述刮面式换热器的出料管b通过管道连接与所述高压泵的出料管相通，所述刮面式换热的出料管a通过管道连接与所述捏合机的进料管相通，所述刮面式换热的介质进入管通过管道连接与所述制冷系统的出水管相通，所述刮面式换热的介质排出管通过管道连接与制冷系统的回水管相通，在所述出料管b所在管路的分支上设置有循环泵，所述循环泵的排出管通过管道连接与所述换热筒的进料管相通，在所述循环泵排出管与所述进料管相通的管路的分支上设置有调节阀，所述调节阀出料口通过管道连接与所述刮面式换热的喷液管相通。

本发明还可以通过以下技术方案实现：所述换热筒的顶部固定设置有动力装置，所述动力装置向下一端设置有可自由旋转的磁性体a，所述空心转筒的顶部固定设置有磁性体b，所述动力装置驱动所述磁性体a使所述磁性体a产生旋转，所述磁性体a与所述磁性体b之间的磁力相互作用产生力的传递。所述换热筒下段设置有喷液管，所述空心转筒的底部固定设置有冲击轮，所述喷液管出口指向所述冲击轮圆周外侧。所述弧形面底座的弧形面外形为球面或圆锥形面或圆柱形面。所述敞口内侧面为球面或圆锥形面或圆柱形面。所述存液盒的外侧面为圆柱形面或圆锥形面，所述存液盒的数量为2个或2个以上。所述自动分配阀由调节阀芯、调节阀座、锁紧螺钉和调节阀体组成，所述调节阀芯松套在调节阀体内，所述自动分配阀的数量为1个或1个以上，每个所述自动分配阀两端所连通的存液盒的数量分别为1个或1个以上。所述喷液管的数量为1个或1个以上，所述冲击轮的圆周外侧为锯齿形或百叶状。所述急冷机采用所述刮面式换热器的数量为1台或1台以上，所述刮面式换热器之间采用并联或串联方式进行管路连接，所述循环泵设置数量为1台或1台以上，所述调节阀设置数量为1个或1个以上。

与现有技术相比，本发明显著的有益效果是：

1、无对外转轴传递动力，无需考虑轴密封，筒内工作压力高。刮面式换热器的换热筒内实际工作压力可以达到20MPa，比现有技术高1.5倍。完全可以满足所有人造奶油生产工艺的需要，而且理论上讲，筒内工作压力可以无限高。

2、无对外转轴传递动力，无需考虑轴密封，省却了经常维护检修排除机械密封故障的烦脑，减少了设备故障的发生，极大地提高了设备运行效率。

3、无对外转轴，整体装置的密闭性好，无泄漏，适用面广，尤其适用于含易燃易爆等危险性介质的物料的加工。

4、采用了液体轴承工作方式，可靠性好，故障率低。因为空心转筒的弧形面底坐落在换热筒内的敞口存液池内，依靠循环泵提供的压力，使整个空心转筒悬浮起来，不产生构件间的机械摩擦和磨损；因为空心转筒侧身设置有若干个存液盒，这些存液盒依靠循环泵提供的压力，使整个空心转筒厕身与换热筒内壁间呈现悬浮状态，不产生构件间的机械摩擦和磨损，所以空心转筒运转的故障率极低。

附图说明

图1为本发明所述刮面式换热器结构图。

图2为本发明所述换热筒3结构图。

图3为本发明所述空心转筒4结构图。

图4为本发明所述活动刮板15结构图。

图5为本发明所述自动分配阀23结构图。

图6为本发明所述动力装置13结构图。

图7为本发明所述空心转筒4结构图中的A-A剖切截面图。

图8为本发明所述空心转筒4结构图中的B-B剖切截面图。

图9为本发明所述刮面式换热器结构图中的C-C剖切截面图。

图10为本发明所述人造奶油生产系统装置的系统图。

图11为本发明所述人造奶油生产系统装置中所述刮面式换热器的串联方式连接图。

图12为本发明所述人造奶油生产系统装置中所述刮面式换热器的并联方式连接图。

其中，1为敞口存液池，2为通道，3为换热筒，4为空心转筒，5为存液盒，6为料筒，7为介质筒，8为保温隔热层，9为介质排出管，10为椭圆封头，11为出料管a，12为磁性体b，13为动力装置，14为磁性体a，15为活动刮板，16为介质进入管，17为出料管b，18为喷液管，19为敞口内侧面，20为弧形面底座，21为冲击轮，22为进料管，23为自动分配阀，24为调节阀芯，25为锁紧螺钉，26为调节阀体，27为调节阀座，28为油相投料罐，29为水相投料罐，30为制冷系统，31为急冷机，32为捏合机，33为混合乳化罐，34为高压泵，35为循环泵，36为调节阀，37为灌装机。

具体实施方式 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，一种刮面式换热器，包括换热筒和空心转筒。所述空心转筒松套在所述换热筒内且可以在所述换热筒内自由回转。所述换热筒上设置有料筒、介质筒、保温隔热层、介质排出管、椭圆封头、出料管a、介质进入管、出料管b和进料管。所述空心转筒上设置有活动刮板，所述活动刮板刃口紧贴所述料筒内壁且可以跟随所述空心转筒一起作同步回转运动。所述进料管上方设置有一敞口存液池。所述空心转筒的底部设置有一个弧形面底座且坐落在敞口存液池内。所述弧形面底座的外形与敞口存液池的敞口内侧面相吻合。所述空心转筒侧身设置有若干个存液盒，所述存液盒的外侧面与所述料筒的内壁形状相吻合。所述存液盒与自动分配阀相通，所述空心转筒的底部设置有通道，所述通道与所述存液盒之间依靠管道与自动分配阀进出口的连接而相通。此时，如果有一定压力的流动性物质通入所述进料管上方设置的敞口存液池内，必然会托起所述空心转筒，使所述空心转筒底部的弧形面底座离开敞口存液池边缘，形成一个液体流体轴承，所述空心转筒因而能悬浮起来；同时，所述空心转筒侧身设置的存液盒也充满了这些流动性物质，依靠流动性物质的压力和所述自动分配阀的共同作用，使所述空心转筒侧身始终保持一定间隙，无接触，不产生机械磨损。

同时，所述换热筒的顶部固定设置有动力装置，所述动力装置向下一端设置有可自由旋转的磁性体a，所述空心转筒的顶部固定设置有磁性体b，所述动力装置驱动所述磁性体a使所述磁性体a产生旋转，所述磁性体a与所述磁性体b之间的磁力相互作用产生力的传递。

本发明还可以通过以下技术方案实现：所述换热筒下段设置有喷液管，所述空心转筒的底部固定设置有冲击轮，所述喷液管出口指向所述冲击轮圆周外侧。

另外，所述弧形面底座的弧形面外形为球面，也可以为圆锥形面，也可以为圆柱形面。所述敞口内侧面为可以为球面，也可以为圆锥形面，也可以为圆柱形面。所述存液盒的外侧面可以为圆柱形面，也可以为圆锥形面，所述存液盒的数量为2个或2个以上，实质上以偶数的倍数为宜，如4个、6个、8个。所述自动分配阀由调节阀芯、调节阀座、锁紧螺钉和调节阀体所组成。所述调节阀芯松套在调节阀体内。所述自动分配阀的数量为1个或1个以上，实质上自动分配阀的数量是与所述存液盒的组数相匹配的，如若两个或4个或更多相对称分布的存液盒共同连接同一个自动分配阀，那么这些就算是一组了。每个所述自动分配阀两端所连通的存液盒的数量分别为1个或1个以上。所述喷液管的数量为1个或1个以上并且在圆周上按等份均匀分布。所述冲击轮的圆周外侧为锯齿形或百叶状。

如图10、图11、图12所示，一种实施所述刮面式换热器的人造奶油生产系统装置，所述人造奶油生产系统装置包括油相投料罐、水相投料罐、混合乳化罐、高压泵、制冷系统、急冷机、捏合机和灌装机，所述急冷机采用了所述刮面式换热器，所述刮面式换热器的出料管b通过管道连接与所述高压泵的出料管相通，所述刮面式换热的出料管a通过管道连接与所述捏合机的进料管相通，所述刮面式换热的介质进入管通过管道连接与所述制冷系统的出水管相通，所述刮面式换热的介质排出管通过管道连接与制冷系统的回水管相通，在所述出料管b所在管路的分支上设置有循环泵，所述循环泵的排出管通过管道连接与所述换热筒的进料管相通，在所述循环泵排出管与所述进料管相通的管路的分支上设置有调节阀，所述调节阀出料口通过管道连接与所述刮面式换热的喷液管相通。

另外，所述急冷机采用所述刮面式换热器的数量为1台或1台以上。所述刮面式换热器之间可以采用串联方式进行管路连接，也可以采用并联方式进行管路连接。所述循环泵设置数量为1台或1台以上，所述调节阀设置数量为1个或1个以上，实质上这些数量与所述刮面式换热器的设置数量相同即可。

Claims (9)

1.一种刮面式换热器，包括换热筒(3)和空心转筒(4)，所述空心转筒(4)松套在所述换热筒(3)内且可以在所述换热筒(3)内自由回转，所述换热筒(3)上设置有料筒(6)、介质筒(7)、保温隔热层(8)、介质排出管(9)、椭圆封头(10)、出料管a(11)、介质进入管(16)、出料管b(17)和进料管(22)，所述空心转筒(4)上设置有活动刮板(15)，所述活动刮板(15)刃口紧贴所述料筒(6)内壁且可以跟随所述空心转筒(4)一起作同步回转运动，其特征在于：所述进料管(22)上方设置有一敞口存液池(1)，所述空心转筒(4)的底部设置有一个弧形面底座(20)且坐落在敞口存液池(1)内，所述弧形面底座(20)的外形与敞口存液池(1)的敞口内侧面(19)相吻合；所述空心转筒(4)侧身设置有若干个存液盒(5)，所述存液盒(5)的外侧面与所述料筒(6)的内壁形状相吻合，所述存液盒(5)与自动分配阀(23)相通，所述空心转筒(4)的底部设置有通道(2)，所述通道(2)与所述存液盒(5)之间依靠管道与自动分配阀(23)进出口的连接而相通，所述换热筒(3)的顶部固定设置有动力装置(13)，所述动力装置(13)向下一端设置有可自由旋转的磁性体a(14)，所述空心转筒(4)的顶部固定设置有磁性体b(12)，所述动力装置(13)驱动所述磁性体a(14)使所述磁性体a(14)产生旋转，所述磁性体a(14)与所述磁性体b(12)之间的磁力相互作用产生力的传递。

2.根据权利要求1所述刮面式换热器，其特征在于：所述换热筒(3)下段设置有喷液管(18)，所述空心转筒(4)的底部固定设置有冲击轮(21)，所述喷液管(18)出口指向所述冲击轮(21)圆周外侧。

3.根据权利要求1所述刮面式换热器，其特征在于：所述弧形面底座(20)的弧形面外形为球面或圆锥形面或圆柱形面。

4.根据权利要求1所述刮面式换热器，其特征在于：所述敞口内侧面(19)为球面或圆锥形面或圆柱形面。

5.根据权利要求1所述刮面式换热器，其特征在于：所述存液盒(5)的外侧面为圆柱形面或圆锥形面，所述存液盒(5)的数量为2个或2个以上。

6.根据权利要求1所述刮面式换热器，其特征在于：所述自动分配阀(23)由调节阀芯(24)、调节阀座(27)、锁紧螺钉(25)和调节阀体(26)组成，所述调节阀芯(24)松套在调节阀体(26)内，所述自动分配阀(23)的数量为1个或1个以上，每个所述自动分配阀(23)两端所连通的存液盒(5)的数量分别为1个或1个以上。

7.根据权利要求2所述刮面式换热器，其特征在于：所述喷液管(18)的数量为1个或1个以上，所述冲击轮(21)的圆周外侧为锯齿形或百叶状。

8.一种实施权利要求1所述刮面式换热器的人造奶油生产系统装置，所述人造奶油生产系统装置包括油相投料罐(28)、水相投料罐(29)、混合乳化罐(33)、高压泵(34)、制冷系统(30)、急冷机(31)、捏合机(32)和灌装机(37)，其特征在于：所述急冷机(31)采用了所述刮面式换热器，所述刮面式换热器的出料管b(17)通过管道连接与所述高压泵(34)的出料管相通，所述刮面式换热器的出料管a(11)通过管道连接与所述捏合机(32)的进料管相通，所述刮面式换热器的介质进入管(16)通过管道连接与所述制冷系统(30)的出水管相通，所述刮面式换热器的介质排出管(9)通过管道连接与制冷系统(30)的回水管相通，在所述出料管b(17)所在管路的分支上设置有循环泵(35)，所述循环泵(35)的排出管通过管道连接与所述换热筒(3)的进料管(22)相通，在所述循环泵(35)排出管与所述进料管(22)相通的管路的分支上设置有调节阀(36)，所述调节阀(36)出料口通过管道连接与所述刮面式换热器的喷液管(18)相通。

9.根据权利要求8所述的人造奶油生产系统装置，其特征在于：所述急冷机(31)采用所述刮面式换热器的数量为1台或1台以上，所述刮面式换热器之间采用串联或并联方式进行管路连接，所述循环泵(35)设置数量为1台或1台以上，所述调节阀(36)设置数量为1个或1个以上。

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