CN109974515A - 旋转加热主轴换热效率高效提升机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种旋转加热主轴换热效率高效提升机构，属于节能增效技术领域。包括加热主轴、静止轴、取水桶、集水槽等。利用水车原理，采用取水桶和集水槽相结合，降低加热主轴中的冷凝水的积水量，极大增加蒸汽与物料的直接换热面积、减少进汽的阻力，从而有效提高换热效率。取水桶的结构设计可保证取水桶随着旋转后空间位置的变化，有足够低的进水位置、且有足够的蓄水量。集水槽的结构设计及其与取水桶的空间安装位置和角度的配合关系，能够有效保证取水桶中的水随着加热主轴旋转准确注入集水槽中，尽量减少取水过程中的漏失、有效提高排水效率。此外还具有成本低廉、工艺简单、效果显著、不需维护、运行可靠等优点。
Description
技术领域
本发明涉及换热效率提升装置，特别是一种针对旋转加热主轴的、减少其内部积水以增大蒸汽换热面积的换热效率高效提升装置。属于节能增效技术领域。
背景技术
在很多生产领域对进行物料加热、结晶、浓缩、干燥等时，一般采用蒸汽送入加热主轴，通过加热主轴壳体以及连接在加热主轴上的叶片、夹层、盘管等对物料进行加热的方式。
由于加热主轴一直处于旋转状态，且内部蒸汽压力较高，蒸汽换热后形成的冷凝水在加热主轴端部经密封的静止轴向外送出，也就是说，只有当冷凝水达到了静止轴的高度才会向外送出。这就会导致加热主轴中分成了上层的蒸汽和下层的冷凝水两部分，且冷凝水至少占据了加热主轴的下半部分空间。而被加热的物料大部分或全部也都处于下半部分空间，换热过程就不是所期望的蒸汽与物料的换热、而是主要为冷凝水与物料的换热；显然，这样的换热效率很低。
此外，由于水平安装，进汽侧和出水侧具有相同的高度，冷凝水挤占了进汽侧静止轴的空间，使得蒸汽进入加热主轴的截面缩小、阻力增加、流量减小，进一步影响了换热效率。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种旋转加热主轴换热效率高效提升机构，减少加热主轴中的冷凝水的水量，大大增加蒸汽与物料的直接换热面积，减少进汽的阻力，从而有效提高换热效率，起到显著的节能增效作用。同时，还具有成本低廉、工艺简单、效果显著、不需维护、运行可靠等优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
所述的旋转加热主轴换热效率高效提升机构，包括蒸汽加热装置（1）、壳体（2）、加热主轴（3）、加热辅件（4）、静止轴（5）、进汽口（6）、出水口（7）、取水桶（8）、集水槽（9），所述的加热辅件（4），可以是实心叶片、空心加热圆盘、空心加热盘管等。
蒸汽加热装置（1）的外部为空心圆筒形壳体（2），加热主轴（3）位于壳体（2）内部，加热辅件（4）安装在加热主轴（3）外部，随加热主轴（3）旋转，加热主轴（3）的两端为静止轴（5），对加热主轴（3）进行密封且不随加热主轴（3）旋转，进汽口（6）从一端的静止轴（5）接入，出水口（7）从另外一端的静止轴（5）引出。
在加热主轴（3）的出水口（7）一侧，取水桶（8）安装在加热主轴（3）的内壁上，随着加热主轴（3）旋转，集水槽（9）安装在静止轴（5）的内部，不随加热主轴（3）旋转。
随着加热主轴（3）旋转，当取水桶（8）运行到底部时逐渐充水，运行到中上部时逐渐将水倾倒入集水槽（9）中，集水槽（9）中的水不断经静止轴（5）和出水口（7）排出。
进一步地，所述的取水桶（8）为多个，沿加热主轴（3）的横截面内部圆周均匀分布。
进一步地，所述的取水桶（8）为迎风面开口、背风面封闭结构，且迎风面开口直到加热主轴（3）内壁处，背风面封闭延伸到接近集水槽（9）外圆周位置。
进一步地，所述的集水槽（9）的横截面为上部开口的圆形结构，沿轴向一侧封闭、另一侧与出水口（7）相通。
进一步地，所述的取水桶（8）与集水槽（9）的空间安装位置和角度保证取水桶（8）中的水随着加热主轴（3）旋转准确注入集水槽（9）中。
本发明的有益效果是：
1、利用水车原理，采用取水桶和集水槽相结合，大大降低加热主轴中的冷凝水的积水量，极大增加蒸汽与物料的直接换热面积、对加热附件的加热效率、减少进汽的阻力，从而有效提高换热效率，起到显著的节能增效作用。同时，还具有成本低廉、工艺简单、效果显著、不需维护、运行可靠等优点。
2、多个取水桶的迎风面和背风面结构设计，可保证取水桶随着旋转后空间位置的变化，在结构上有足够低的进水位置、且有足够的蓄水量；一方面可以最大限度降低加热主轴中的冷凝水的积水量，另一方面保证能够及时排出积水。
3、集水槽的结构设计及其与取水桶的空间安装位置和角度的配合关系，能够有效保证取水桶中的水随着加热主轴旋转准确注入集水槽中，尽量减少取水过程中的漏失、有效提高排水效率。
附图说明
图1：旋转加热主轴换热效率高效提升机构侧视图。
图2：旋转加热主轴换热效率高效提升机构横截面图。
图中：1-蒸汽加热装置、2-壳体、3-加热主轴、4-加热辅件、5-静止轴、6-进汽口、7-出水口、8-取水桶、9-集水槽、10-被加热物料、11-冷凝水。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：
如图1所示为旋转加热主轴换热效率高效提升机构的侧视图，图2所示为旋转加热主轴换热效率高效提升机构的横截面图。所述的旋转加热主轴换热效率高效提升机构包括蒸汽加热装置（1）、壳体（2）、加热主轴（3）、加热辅件（4）、静止轴（5）、进汽口（6）、出水口（7）、取水桶（8）、集水槽（9），其中的加热辅件（4）为实心叶片。
图1中，蒸汽加热装置（1）的外部为空心圆筒形壳体（2），加热主轴（3）位于壳体（2）内部，加热辅件（4）安装在加热主轴（3）外部，随加热主轴（3）旋转。加热主轴（3）的两端为静止轴（5），对加热主轴（3）进行密封且不随加热主轴（3）旋转，进汽口（6）从一端的静止轴（5）接入，出水口（7）从另外一端的静止轴（5）引出。
在加热主轴（3）的出水口（7）一侧，取水桶（8）安装在加热主轴（3）的内壁上，随着加热主轴（3）旋转，集水槽（9）安装在静止轴（5）的内部，不随加热主轴（3）旋转。随着加热主轴（3）旋转，当取水桶（8）运行到底部时逐渐充水，运行到中上部时逐渐将水倾倒入集水槽（9）中，集水槽（9）中的水不断经静止轴（5）和出水口（7）排出。
图2中，取水桶（8）为4个，沿着加热主轴（3）内壁均匀分布安装，集水槽（9）的横截面为上部开口的半圆形结构，沿轴向一侧封闭、另一侧与出水口（7）相通。
图2中，以左侧的取水桶（8）为例，加热主轴（3）为顺时针旋转，则取水桶（8）上部为迎风面、下部为背风面，即上部开口、下部封闭结构；且迎风面开口直到加热主轴（3）内壁处，背风面封闭延伸到集水槽（9）外圆周。
图2中，按照4个取水桶（8）的空间位置，右侧取水桶（8）处于准备取水阶段，下部取水桶（8）处于正在取水阶段，左侧取水桶（8）处于开始向集水槽（9）注水阶段，下部取水桶（8）处于注水结束阶段。
随着加热主轴（3）不停旋转，4个取水桶（8）的空间位置循环变换执行上述的四个阶段，不断地将加热主轴（3）中的水送入集水槽（9）中。取水桶（8）与集水槽（9）的空间安装位置和角度保证了取水桶（8）中的水能够随着加热主轴（3）旋转准确注入集水槽（9）中。
图2中，冷凝水（11）液位能够一直保持很低，从而有效提高了蒸汽经加热主轴（3）壁面与被加热物料（10）的直接换热面积，也同时提高了蒸汽经加热主轴（3）对加热辅件（4）的加热效率，而且冷凝水（11）不会对蒸汽进入加热主轴（3）的通道造成任何阻挡，从而显著提高了换热效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施实例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.旋转加热主轴换热效率高效提升机构，其特征在于：包括蒸汽加热装置（1）、壳体（2）、加热主轴（3）、加热辅件（4）、静止轴（5）、进汽口（6）、出水口（7）、取水桶（8）、集水槽（9）；
蒸汽加热装置（1）的外部为空心圆筒形壳体（2），加热主轴（3）位于壳体（2）内部，加热辅件（4）安装在加热主轴（3）外部，随加热主轴（3）旋转，加热主轴（3）的两端为静止轴（5），对加热主轴（3）进行密封且不随加热主轴（3）旋转，进汽口（6）从一端的静止轴（5）接入，出水口（7）从另外一端的静止轴（5）引出；
在加热主轴（3）的出水口（7）一侧，取水桶（8）安装在加热主轴（3）的内壁上，随着加热主轴（3）旋转，集水槽（9）安装在静止轴（5）的内部，不随加热主轴（3）旋转；
随着加热主轴（3）旋转，当取水桶（8）运行到底部时逐渐充水，运行到中上部时逐渐将水倾倒入集水槽（9）中，集水槽（9）中的水不断经静止轴（5）和出水口（7）排出。
2.根据权利要求1所述的旋转加热主轴换热效率高效提升机构，其特征在于：所述的取水桶（8）为多个，沿加热主轴（3）的横截面内部圆周均匀分布。
3.根据权利要求1所述的旋转加热主轴换热效率高效提升机构，其特征在于：所述的取水桶（8）为迎风面开口、背风面封闭结构，且迎风面开口直到加热主轴（3）内壁处，背风面封闭延伸到接近集水槽（9）外圆周位置。
4.根据权利要求1所述的旋转加热主轴换热效率高效提升机构，其特征在于：所述的集水槽（9）的横截面为上部开口的圆形结构，沿轴向一侧封闭、另一侧与出水口（7）相通。
5.根据权利要求1所述的旋转加热主轴换热效率高效提升机构，其特征在于：所述的取水桶（8）与集水槽（9）的空间安装位置和角度保证取水桶（8）中的水随着加热主轴（3）旋转准确注入集水槽（9）中。
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