CN114674126A - 一种低能耗物料分散换热器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低能耗物料分散换热器，包括上开口的筒体，筒体内设置旋转轴，旋转轴上设置有至少两个物料分散换热机构，分散换热机构包括多个扇形托盘，各扇形托盘的底部均连接有一个驱动扇形托盘绕铰接轴旋转的伸缩电机，各扇形托盘的上表面均布设有多个散料装置，散料装置包括固定设置于扇形托盘上表面的基座和设置于基座上的平扫散料器，所述的平扫散料器包括介质板、贴合于介质板一侧的第一压电片和贴合于介质板另一侧的第二压电片。本发明利用多个低能耗的压电片来实现对托盘上物料的分散，相比现有搅拌散料方式明显降低了设备的功耗，并且各散料装置独立工作，相互协同，能够提高物料的分散效率。

Description

一种低能耗物料分散换热器及其工作方法

技术领域

本发明涉及换热设备技术领域，尤其涉及一种低能耗物料分散换热器及其工作方法。

背景技术

现在在粮食、食品、化工、医药等生产领域中，需要在对物料进行干燥烘干处理；现在市场上的干燥烘干设备的换热装置多以排管式散热、隔层加热方式进行换热散热，但是它们的换热器体积大、换热面积小、热能使用效率低、干燥不均匀，物料烘干死角多，综合影响物料的干燥烘干品质。

为了提高换热效果，换热设备中通常会设置散料装置。如中国专利CN201510505700.0公开了一种加热换热装置，由外壳、内仓和导热工质组成，内仓由仓体、散热立管、密封盖、传导轴和螺旋叶片组成，内仓大头一端的仓体上的传导轴可以带动内仓旋转起来，密封盖上面有排气口；内仓的仓体上有螺旋叶片、散热立管，散热立管和螺旋叶片具备搅拌物料的功能。又如中国专利CN201110347811.5公开的一种蛇管式换热器。所述的蛇形换热管上端连接进口管，下段连接出口管，蛇形换热管内部构成的环形空间嵌套搅拌杆，搅拌杆上有搅拌叶片。

但上述结构中的散料装置均需要大功率电动机驱动，能耗高，增加了加工成本。

发明内容

本发明实施例提供一种低能耗物料分散换热器，用以降低换热设备的能耗，提高物料换热过程中的分散程度。

为了实现上述发明目的，本发明实施例第一方面提供了低能耗物料分散换热器，包括上开口的筒体，筒体的顶部设置有筒盖，筒体内设置旋转轴，旋转轴的顶部和底部均分别可旋转地安装于筒体的底部和筒盖，筒盖上部设置有驱动旋转轴旋转的驱动电机，

所述的旋转轴上设置有至少两个物料分散换热机构，所述的分散换热机构包括多个沿旋转轴周向依次布设的扇形托盘，各扇形托盘的内边缘均通过铰接轴铰接于旋转轴，各扇形托盘的底部均连接有一个驱动扇形托盘绕铰接轴旋转的伸缩电机，伸缩电机的一端铰接于旋转轴，伸缩电机的另一端铰接于对应扇形托盘的底部，各扇形托盘的上表面均布设有多个散料装置，

所述的散料装置包括固定设置于扇形托盘上表面的基座和设置于基座上的平扫散料器，所述的平扫散料器包括介质板、贴合于介质板一侧的第一压电片和贴合于介质板另一侧的第二压电片，所述的介质板垂直于扇形托盘且一端与基座固定连接，平扫散料器与扇形托盘之间具有间隙，第一压电片和第二压电片相对做伸缩运动；

所述的分散换热机构还包括设置于所述多个扇形托盘上方的热风布气装置，热风布气装置用于对扇形托盘上的物料鼓吹热风；

所述的筒盖上设置有进料口和位于进料口下方的第一导料板，第一导料板用于将经进料口落下的物料导料至扇形托盘；

筒体位于相邻分散换热机构之间的位置处设置有第二导料板，第二导料板用于将位于上侧的分散换热机构的扇形托盘落下的物料导料至位于下侧的分散换热机构的扇形托盘；

所述的筒体的底部设置有出料口。

本发明中介质板于基座固定连接的一端为固定端，介质板的另一端为自由端，从而介质板在第一压电片和第二压电片的驱动下，其自由端相对于固定端在水平方向往复摆动，从而实现对物料的搅动、分散。扇形托盘上布设多个散料装置，从而相邻散料装置对位于两者之间的物料反复进行搅动、分散。利用多个低能耗的压电片来实现对托盘上物料的分散，相比现有搅拌散料方式明显降低了设备的功耗，并且各散料装置独立工作，相互协同，能够提高物料的分散效率。

直线电机可以根据进料速率或物料的干燥程度，进行落料操作。具体的，当物料分散换热机构需要进行落料操作时，直线电机的电机轴向内收缩，从而驱动扇形托盘向下翻转，物料在重力及散料装置的搅动作用下掉落至第二导料板或筒体底部。

所述多个扇形托盘位于同一高度并围成圆形，以获得更大的盛料面积，相邻扇形托盘间设置有间隙，以避免对各扇形托盘在旋转过程中产生干涉。

所述的扇形托盘的两个直角边均设置有挡料板，以避免散料装置搅动过程中造成过多的物料的掉落。

所述的热风布气装置包括进气管和多个与进气管相连的盘管，盘管固定设置于所述多个扇形托盘的上方，且盘管的底部布设有向扇形托盘鼓吹气流的喷口，进气管连接热风气源。

所述的筒体的外筒壁设置有夹套，夹套具有中空的内腔，筒体的上部设置有出气口，出气口连通所述的内腔，所述的内腔内设置有螺旋导流板，内腔的底部设置有排气口。从而筒体排出的气体流经夹套的内腔后最终从排气口排出，夹套的设置能够提到保温隔热的效果，并对热风的余热进行了利用，进一步降低了能耗。

优选的，所述的第二导料板为倒锥形的锥筒形板。

优选的，所述的出料口设置于筒体的底部，筒体的底面为向出料口倾斜的斜面。进一步优选的，所述的斜面为平面或弧形面。

本发明第二方面提供一种采用所述的低能耗物料分散换热器的工作方法，包括以下步骤：

S1、进料，当有物料从进料口进料时，旋转轴缓慢单向旋转或双向交替旋转，以使得物料经第一导料板导料后能够分散掉落至位于最上层的分散换热机构的各扇形托盘，当进料口物物料进料时，旋转轴停止工作；

S2、换热，热风气源的热风经热风布气装置鼓吹至分散换热机构的各扇形托盘上的物料，同时各扇形托盘上的散料装置均进行动作，各散料装置的介质板在第一压电片和第二压电片的驱动下，其自由端相对于固定端在水平方向往复摆动，从而实现对物料的搅动、分散；

S3、落料，当某分散换热机构需要进行落料操作时，直线电机的电机轴向内收缩，从而驱动扇形托盘向下翻转，物料在重力及散料装置的搅动作用下掉落至第二导料板或筒体底部，落至第二导料板的物料经由第二导料板的导料，掉落至下一分散换热机构的各扇形托盘。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

本发明中介质板在第一压电片和第二压电片的驱动下，其自由端相对于固定端在水平方向往复摆动，从而实现对物料的搅动、分散。扇形托盘上布设多个散料装置，从而相邻散料装置对位于两者之间的物料反复进行搅动、分散。利用多个低能耗的压电片来实现对托盘上物料的分散，相比现有搅拌散料方式明显降低了设备的功耗，并且各散料装置独立工作，相互协同，能够提高物料的分散效率。

驱动电机驱动旋转轴旋转，从而保证进料口落下的物料均匀掉落至物料分散换热机构的各扇形托盘；直线电机可以根据进料速率或物料的干燥程度，进行落料操作。但驱动电机和直线电机均仅在需要时才通电工作，相比现有换热装置中的搅拌装置的驱动电机需要一直动作，同样能耗降低显著。

本发明通过较低的能耗即可实现相同甚至更优的物料分散效果，保证换热效率和干燥效果的同时，显著降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的分散换热机构的结构示意图；

图3为本发明的散料装置的结构示意图；

图4为本发明的散料装置的工作状态示意图；

图5为本发明的热风布气装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种低能耗物料分散换热器，用以降低换热设备的能耗，提高物料换热过程中的分散程度。

具体的，如图1所示，本发明提供的一种低能耗物料分散换热器，包括上开口的筒体10，筒体10的顶部设置有筒盖11，筒体10内设置旋转轴14，旋转轴14的顶部和底部均分别可旋转地安装于筒体10的底部和筒盖11，筒盖11上部设置有驱动旋转轴14旋转的驱动电机15，

所述的旋转轴14上设置有至少两个物料分散换热机构，如图2所示，所述的分散换热机构包括多个沿旋转轴14周向依次布设的扇形托盘21，各扇形托盘21的内边缘均通过铰接轴铰接于旋转轴14，各扇形托盘21的底部均连接有一个驱动扇形托盘21绕铰接轴旋转的伸缩电机22，伸缩电机22的一端铰接于旋转轴14，伸缩电机22的另一端铰接于对应扇形托盘21的底部，各扇形托盘21的上表面均布设有多个散料装置24，

如图3所示，所述的散料装置24包括固定设置于扇形托盘21上表面的基座241和设置于基座241上的平扫散料器，所述的平扫散料器包括介质板242、贴合于介质板242一侧的第一压电片243和贴合于介质板242另一侧的第二压电片244，所述的介质板242垂直于扇形托盘21且一端与基座241固定连接，平扫散料器与扇形托盘21之间具有间隙，第一压电片243和第二压电片244相对做伸缩运动；

所述的分散换热机构还包括设置于所述多个扇形托盘21上方的热风布气装置23，热风布气装置23用于对扇形托盘21上的物料鼓吹热风；

所述的筒盖11上设置有进料口12和位于进料口12下方的第一导料板13，第一导料板13用于将经进料口12落下的物料导料至扇形托盘21；

筒体10位于相邻分散换热机构之间的位置处设置有第二导料板25，第二导料板25用于将位于上侧的分散换热机构的扇形托盘21落下的物料导料至位于下侧的分散换热机构的扇形托盘21；

所述的筒体10的底部设置有出料口16。

本发明中介质板242于基座241固定连接的一端为固定端，介质板242的另一端为自由端，从而介质板242在第一压电片243和第二压电片244的驱动下，其自由端相对于固定端在水平方向往复摆动，如图4所示，从而实现对物料的搅动、分散。扇形托盘21上布设多个散料装置24，从而相邻散料装置24对位于两者之间的物料反复进行搅动、分散。利用多个低能耗的压电片来实现对托盘上物料的分散，相比现有搅拌散料方式明显降低了设备的功耗，并且各散料装置24独立工作，相互协同，能够提高物料的分散效率。第一压电片243和第二压电片244均包括压电材料板本体和涂敷于压电材料板本体两个相对表面上的电极层245，其中一个涂覆电极层245的表面与介质板贴合。

直线电机可以根据进料速率或物料的干燥程度，进行落料操作。具体的，当物料分散换热机构需要进行落料操作时，直线电机的电机轴向内收缩，从而驱动扇形托盘21向下翻转，物料在重力及散料装置24的搅动作用下掉落至第二导料板25或筒体10底部。

所述多个扇形托盘21位于同一高度并围成圆形，以获得更大的盛料面积，相邻扇形托盘21间设置有间隙，以避免对各扇形托盘21在旋转过程中产生干涉。

所述的扇形托盘21的两个直角边均设置有挡料板211，以避免散料装置24搅动过程中造成过多的物料的掉落。

如图5所示，所述的热风布气装置23包括进气管231和多个与进气管231相连的盘管232，盘管232固定设置于所述多个扇形托盘21的上方，且盘管232的底部布设有向扇形托盘21鼓吹气流的喷口，进气管231连接热风气源。

所述的筒体10的外筒壁设置有夹套17，夹套17具有中空的内腔，筒体10的上部设置有出气口18，出气口18连通所述的内腔，所述的内腔内设置有螺旋导流板，内腔的底部设置有排气口19。从而筒体10排出的气体流经夹套17的内腔后最终从排气口19排出，夹套17的设置能够提到保温隔热的效果，并对热风的余热进行了利用，进一步降低了能耗。

优选的，所述的第二导料板25为倒锥形的锥筒形板。

优选的，所述的出料口16设置于筒体10的底部，筒体10的底面为向出料口16倾斜的斜面。进一步优选的，所述的斜面为平面或弧形面。

本发明第二方面提供一种采用所述的低能耗物料分散换热器的工作方法，包括以下步骤：

S1、进料，当有物料从进料口12进料时，旋转轴14缓慢单向旋转或双向交替旋转，以使得物料经第一导料板13导料后能够分散掉落至位于最上层的分散换热机构的各扇形托盘21，当进料口12物物料进料时，旋转轴14停止工作；

S2、换热，热风气源的热风经热风布气装置23鼓吹至分散换热机构的各扇形托盘21上的物料，同时各扇形托盘21上的散料装置24均进行动作，各散料装置24的介质板242在第一压电片243和第二压电片244的驱动下，其自由端相对于固定端在水平方向往复摆动，从而实现对物料的搅动、分散；

S3、落料，当某分散换热机构需要进行落料操作时，直线电机的电机轴向内收缩，从而驱动扇形托盘21向下翻转，物料在重力及散料装置24的搅动作用下掉落至第二导料板25或筒体10底部，落至第二导料板25的物料经由第二导料板25的导料，掉落至下一分散换热机构的各扇形托盘21。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

本发明中介质板在第一压电片和第二压电片的驱动下，其自由端相对于固定端在水平方向往复摆动，从而实现对物料的搅动、分散。扇形托盘上布设多个散料装置，从而相邻散料装置对位于两者之间的物料反复进行搅动、分散。利用多个低能耗的压电片来实现对托盘上物料的分散，相比现有搅拌散料方式明显降低了设备的功耗，并且各散料装置独立工作，相互协同，能够提高物料的分散效率。

驱动电机驱动旋转轴旋转，从而保证进料口落下的物料均匀掉落至物料分散换热机构的各扇形托盘；直线电机可以根据进料速率或物料的干燥程度，进行落料操作。但驱动电机和直线电机均仅在需要时才通电工作，相比现有换热装置中的搅拌装置的驱动电机需要一直动作，同样能耗降低显著。

本发明通过较低的能耗即可实现相同甚至更优的物料分散效果，保证换热效率和干燥效果的同时，显著降低了生产成本。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种低能耗物料分散换热器，其特征在于，包括上开口的筒体，筒体的顶部设置有筒盖，筒体内设置旋转轴，旋转轴的顶部和底部均分别可旋转地安装于筒体的底部和筒盖，筒盖上部设置有驱动旋转轴旋转的驱动电机，

所述的旋转轴上设置有至少两个物料分散换热机构，所述的分散换热机构包括多个沿旋转轴周向依次布设的扇形托盘，各扇形托盘的内边缘均通过铰接轴铰接于旋转轴，各扇形托盘的底部均连接有一个驱动扇形托盘绕铰接轴旋转的伸缩电机，伸缩电机的一端铰接于旋转轴，伸缩电机的另一端铰接于对应扇形托盘的底部，各扇形托盘的上表面均布设有多个散料装置，

所述的散料装置包括固定设置于扇形托盘上表面的基座和设置于基座上的平扫散料器，所述的平扫散料器包括介质板、贴合于介质板一侧的第一压电片和贴合于介质板另一侧的第二压电片，所述的介质板垂直于扇形托盘且一端与基座固定连接，平扫散料器与扇形托盘之间具有间隙，第一压电片和第二压电片相对做伸缩运动；

所述的分散换热机构还包括设置于所述多个扇形托盘上方的热风布气装置，热风布气装置用于对扇形托盘上的物料鼓吹热风；

所述的筒盖上设置有进料口和位于进料口下方的第一导料板，第一导料板用于将经进料口落下的物料导料至扇形托盘；

筒体位于相邻分散换热机构之间的位置处设置有第二导料板，第二导料板用于将位于上侧的分散换热机构的扇形托盘落下的物料导料至位于下侧的分散换热机构的扇形托盘；

所述的筒体的底部设置有出料口。

2.如权利要求1所述的一种低能耗物料分散换热器，其特征在于，所述的介质板于基座固定连接的一端为固定端，介质板的另一端为自由端，从而介质板在第一压电片和第二压电片的驱动下，其自由端相对于固定端在水平方向往复摆动。

3.如权利要求1所述的一种低能耗物料分散换热器，其特征在于，所述多个扇形托盘位于同一高度并围成圆形，相邻扇形托盘间设置有间隙。

4.如权利要求1所述的一种低能耗物料分散换热器，其特征在于，所述的扇形托盘的两个直角边均设置有挡料板。

5.如权利要求1所述的一种低能耗物料分散换热器，其特征在于，所述的热风布气装置包括进气管和多个与进气管相连的盘管，盘管固定设置于所述多个扇形托盘的上方，且盘管的底部布设有向扇形托盘鼓吹气流的喷口，进气管连接热风气源。

6.如权利要求1所述的一种低能耗物料分散换热器，其特征在于，所述的筒体的外筒壁设置有夹套，夹套具有中空的内腔，筒体的上部设置有出气口，出气口连通所述的内腔，所述的内腔内设置有螺旋导流板，内腔的底部设置有排气口。

7.如权利要求1所述的一种低能耗物料分散换热器，其特征在于，所述的第二导料板为倒锥形的锥筒形板。

8.如权利要求1所述的一种低能耗物料分散换热器，其特征在于，所述的出料口设置于筒体的底部，筒体的底面为向出料口倾斜的斜面。

9.如权利要求8所述的一种低能耗物料分散换热器，其特征在于，所述的斜面为平面或弧形面。

10.如权利要求1-9中任意一项所述的一种低能耗物料分散换热器的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、进料，当有物料从进料口进料时，旋转轴缓慢单向旋转或双向交替旋转，以使得物料经第一导料板导料后能够分散掉落至位于最上层的分散换热机构的各扇形托盘，当进料口物物料进料时，旋转轴停止工作；

S2、换热，热风气源的热风经热风布气装置鼓吹至分散换热机构的各扇形托盘上的物料，同时各扇形托盘上的散料装置均进行动作，各散料装置的介质板在第一压电片和第二压电片的驱动下，其自由端相对于固定端在水平方向往复摆动，从而实现对物料的搅动、分散；

S3、落料，当某分散换热机构需要进行落料操作时，直线电机的电机轴向内收缩，从而驱动扇形托盘向下翻转，物料在重力及散料装置的搅动作用下掉落至第二导料板或筒体底部，落至第二导料板的物料经由第二导料板的导料，掉落至下一分散换热机构的各扇形托盘。

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