CN202591538U - 液浮式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液浮式换热器，包括支架，所述支架上转动安装有由动力装置驱动的滚筒，所述滚筒的一端设有进砂口，另一端设有出砂口，所述滚筒内设有使砂由进砂口向出砂口移动的推进机构，所述滚筒的下方安装有冷却箱，所述冷却箱内装有液态的热工介质，所述滚筒底部浸设于所述热工介质内，所述冷却箱上设有控制液位和热工介质温度的温液控制机构，通过滚筒在热工介质内转动，从而加快滚筒内热砂的散热速度，使热砂迅速降温，而且通过热工介质对滚筒的浮力作用，降低驱动滚筒转动的动力，从而降低能耗。

Description

液浮式换热器

技术领域

本实用新型涉及一种热交换装置，尤其涉及一种液浮式换热器。

背景技术

在铸造行业中，消失模是新兴的、最先进的铸造工艺之一，消失模铸造过程通常是先将与铸件尺寸形状相似的石蜡或泡沫模型粘结组合成模型，刷涂耐火涂料并烘干后，将模型置于砂箱中，然后填入干砂振动造型，最后在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，凝固冷却后形成铸件，铸件从砂型中取出后，整个砂型消失又成为散落的砂子，这些砂子初始的温度非常高，冷却后可以重复使用，然而在整个消失模工艺中，产生的热砂的量非常巨大，热砂没有冷却到一定的温度时不能使用的，目前对热砂冷却的方式通常有三种种：一是将热砂放在指定的场地自然晾晒，让热砂自然降温，这种方式降温很慢，因而在整个消失模工艺中需要大量的干砂周转，而且晾晒热砂也需要一定面积的场地，导致生产成本较高，而且很不方便；二是风冷，即将热砂放置在特定的设备上，向设备通风，将热砂的热量带走，这种方式降温速度也比较慢，而且会产生大量的粉尘污染空气，导致工作环境很恶劣；三是将热砂通过换热装置进行降温，目前的换热装置通常包括一个绕自身的轴心转动的滚筒，滚筒的轴心通常是水平或者接近水平方向，热砂由滚筒的一端进入，由另一端流出，滚筒的上方设有一根喷水管，喷水管向滚筒的外表面喷水，吸收滚筒的热量从而使滚筒内的热砂降温，而目前这种换热装置对热砂的冷却效率通常比较低，而且滚筒和热砂的重量比较重，因此驱动滚筒旋转需要很大的动力，导致使用时的能耗比较高，并且水洒在滚筒表面后一部分形成蒸汽，液态的水则洒在滚筒的周围，导致工作环境很差。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种液浮式换热器，它冷却热砂的速度快而且能耗低。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种液浮式换热器，包括支架，所述支架上转动安装有由动力装置驱动的滚筒，所述滚筒的一端设有进砂口，另一端设有出砂口，所述滚筒内设有使砂由进砂口向出砂口移动的推进机构，所述滚筒的下方安装有冷却箱，所述冷却箱内装有液态的热工介质，所述滚筒底部浸设于所述热工介质内，所述冷却箱上设有控制液位和热工介质温度的温液控制机构。

使用时，动力装置驱动滚筒转动，热砂由进砂口进入滚筒后向出砂口移动，最终由出砂口出来，热砂在滚筒内将热量经由滚筒壁传递给冷却箱内的热工介质，实现热砂的迅速降温，采用这种结构具有以下几个好处：

（1）热砂降温的速度快，由于滚筒不停地转动，使冷却箱内的热工介质不断地流动，能够很快的将滚筒散发出来的热量带走，温液控制机构使冷却箱内的热工介质保持低温，使热交换持续高效的进行，并且在滚筒的转动以及推动机构的作用下滚筒内的砂子不停地运动，可以将砂子的热量尽快的传递到滚筒上，从而加快热砂的降温速度，使砂子尽快达到可以重新使用的温度，这样就减少了消失模铸造需要周转的干砂的量，从而节约了时间，降低了成本，而且节省了晾晒热砂的空间。

（2）驱动滚筒转动所需的动力小，能耗低，由于滚筒和砂子的总重量非常大，在滚筒只受重力的情况下想要驱动滚筒转动需要很大的动力，为了保证动力的顺畅的传递，通常是通过齿轮传递动力，因此齿轮的负荷很大，比较容易损坏，而本实用新型当中，滚筒是浸设在热工介质中的，滚筒受到热工介质的浮力作用，浮力和重力相抵消，在滚筒浸入热工介质的深度达到一定程度时，液体的浮力可以完全抵消滚筒和砂子的重力，从而使动力装置驱动滚筒转动的动力极小，降低了很大的能耗，并且传递动力的设备受到的负荷也很小，不容易损坏，使用寿命长。

（3）工作环境干净整洁，由于热工介质位于冷却箱内，热工介质在冷却箱内的进出有专门的温液控制装置控制，因此热工介质不会从冷却箱内溢出，可以保证工作环境的整洁。

作为本实用新型的一种改进，所述滚筒的一端设有进风口，另一端设有出风口，所述出风口连接有吸风机，所述吸风机上设有除尘装置。这样就可以通过吸风机在出风口吸风使空气由进风口进入滚筒，并在滚筒内形成空气流，通过空气流动带走热砂的一部分热量，加快热砂的降温速度，通过除尘装置将空气流中的灰尘处理掉，从而保持室内的空气洁净，防止粉尘污染。

作为本实用新型的进一步改进，所述滚筒内设有根据热砂温度向热砂喷水降温的自动喷淋装置，由于进入滚筒内的热砂的温度范围很大，从几百摄氏度到上千摄氏度不等，当热砂的温度较高时，自动喷淋装置就可以向热砂喷水，通过水和砂子的直接接触带走很大一部分热量，而且由于砂子温度较高，水落到砂子上后很快就气化蒸发，同时水蒸汽在吸风机的作用下从出风口排出，不会将砂子弄湿影响使用。

作为一种优选方案，所述自动喷淋装置包括至少1个向热砂喷水的雾化喷淋头，所述雾化喷淋头连接水源，还包括根据进砂口处热砂的温度开启或关闭所述雾化喷淋头的第一温控开关，所述第一温控开关的温度传感器位于所述滚筒的进砂口处，当进砂口处的温度较高时，温度传感器向第一温控开关发送信号，使第一温控开关打开，雾化喷淋头开始喷水，为热砂降温，当进砂口处热砂的温度较低时，不需要使用喷水为热砂降温时，第一温控开关关闭雾化喷淋头，实现喷淋的自动控制，节省了人力，降低工人的劳动强度。

作为一种优选方案，所述温液控制机构包括安装在所述冷却箱上的进液口和出液口，所述进液口上设有根据热工介质的温度开启或关闭所述进液口的第二温控开关，当液位上升超过出液口位置时，热工介质通过出液口排出到指定位置，当热工介质的温度超过预定的温度，影响与滚筒热交换的速度时，通过第二温控开关向冷却箱内输送温度较低的热工介质，由液体的性质决定，温度较高的液体质量较轻会在温度较低的液体的上方，因此当温度较低的热工介质流入时，温度较高的液体通过出液口排出。

作为一种优选方案，所述动力装置包括与电动机连接的主动摩擦轮，所述滚筒上设有与所述主动摩擦轮相抵靠在一起的从动摩擦轮，由于驱动滚筒需要的动力较小，因此采用这种结构足以驱动滚筒的转动，而且本结构比较耐用，不易损坏。

作为一种优选方案，所述滚筒水平设置，采用水平设置滚筒的安装和使用都较为方便。

作为一种优选方案，所述推进机构包括安装于所述滚筒内的螺旋叶片。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型自动喷淋装置的原理图；

图中：1，进砂槽；2，进风口；3，进液口；4，冷却箱；5，电动机；6，支架；7，壳体；8，导轨；9，从动摩擦轮；10，滚筒；11，出风口；12，出砂槽。

具体实施方式

如图1所示，一种液浮式换热器，包括支架6，所述支架6上转动安装有由动力装置驱动的滚筒10，所述滚筒10水平设置，所述动力装置包括与电动机5连接的主动摩擦轮，所述滚筒10上设有与所述主动摩擦轮相抵靠在一起的从动摩擦轮9，所述从动摩擦轮9上设有两个，每个从动摩擦轮9上均设有凸起的环形导轨8，所述环形导轨8限制滚筒10在轴向上的位置，防止滚筒10在轴向上活动，所述主动摩擦轮的外侧包覆有壳体7，所述滚筒10的一端设有进砂口，所述进砂口连接有进砂槽1，所述滚筒10的另一端设有出砂口，所述出砂口连接有出砂槽12，所述滚筒10内设有使砂由进砂口向出砂口移动的推进机构，所述推动机构包括安装于所述滚筒10内的螺旋叶片，所述滚筒10的下方安装有冷却箱4，所述冷却箱4内装有液态的热工介质，所述滚筒10底部浸设于所述热工介质内，所述热工介质优选为水，因为水的比热容和密度都比较大，能提供较大的浮力和吸收较多的热量，而且取材方便，不造成污染；所述冷却箱4上设有控制液位和热工介质温度的温液控制机构，所述温液控制机构包括安装在所述冷却箱4上的进液口3和出液口，所述进液口3上设有根据热工介质的温度开启或关闭所述进液口3的第二温控开关，所述第二温控开关的温度传感器位于冷却箱4内热工介质的内，且位于上部的液体内用于感知顶部液体的温度，所述滚筒10的一端设有进风口2，另一端设有出风口11，所述出风口11连接有吸风机，所述吸风机上设有除尘装置，所述滚筒10内设有根据热砂温度向热砂喷水降温的自动喷淋装置，所述自动喷淋装置包括至少1个向热砂喷水的雾化喷淋头，所述雾化喷淋头连接水源，还包括根据进砂口处热砂的温度开启或关闭所述雾化喷淋头的第一温控开关，所述第一温控开关的温度传感器位于所述滚筒10的进砂口处，如图3所示的自动喷淋装置有A1、A2和A3三个第一温控开关，分别对应B1、B2和B3三个雾化喷淋头，雾化喷淋头直接通过水泵从冷却箱4内供水，A1、A2和A3可分别设定喷水的临界温度为100℃、200℃和300℃。

本实用新型的工作原理为：热砂通过进砂槽1经由进砂口输送到滚筒10内，滚筒10在电动机5的作用下转动，砂子在螺旋叶片的作用下向出砂口方向运动，滚筒10跟下方的冷却箱4内的水热交换，水在滚筒10的转动带动下不停地流动，加快了换热过程，使热砂迅速的降温，冷却后的砂子通过出砂口从滚筒10内流出，由出砂槽12输送到指定地点，同时吸风机启动，空气不断地通过进风口2流向出风口11，空气流过热砂将大量的热量带走，加快了热砂冷却速度，同时灰尘也通过出风口11进入吸风机，并通过除尘装置除去，防止空气的污染，保证里工作环境的整洁，当进砂口处的热砂的温度超过100℃时，第一温控开关A1控制雾化喷淋头B1开启，向热砂喷水降温，加快热砂的冷却速度，当进砂口处的热砂的温度超过200℃时，第一温控开关A2控制雾化喷淋头B2开启，向热砂喷水降温，从而加大了喷水量，加快热砂的降温速度，当进砂口处的热砂的温度超过300℃时，则第一温控开关A 3控制雾化喷淋头B3开启，向热砂喷水降温，此时雾化喷淋头B1、B2和B3同时工作，使热砂迅速由高温降到低温，加快热砂的冷却速度，水遇到热砂产生的水蒸汽通过出风口11排出，不会凝结后将降温后的热砂弄湿，影响使用，通过本实用新型可以将大量的热砂由高温迅速的降低到能够重新使用的温度，提高了砂子的利用率，降低了使用砂子的成本。

Claims (8)

1.液浮式换热器，包括支架，所述支架上转动安装有由动力装置驱动的滚筒，所述滚筒的一端设有进砂口，另一端设有出砂口，所述滚筒内设有使砂由进砂口向出砂口移动的推进机构，其特征在于：所述滚筒的下方安装有冷却箱，所述冷却箱内装有液态的热工介质，所述滚筒底部浸设于所述热工介质内，所述冷却箱上设有控制液位和热工介质温度的温液控制机构。

2.如权利要求1所述的液浮式换热器，其特征在于：所述滚筒的一端设有进风口，另一端设有出风口，所述出风口连接有吸风机，所述吸风机上设有除尘装置。

3.如权利要求2所述的液浮式换热器，其特征在于：所述滚筒内设有根据热砂温度向热砂喷水降温的自动喷淋装置。

4.如权利要求3所述的液浮式换热器，其特征在于：所述自动喷淋装置包括至少1个向热砂喷水的雾化喷淋头，所述雾化喷淋头连接水源，还包括根据进砂口处热砂的温度开启或关闭所述雾化喷淋头的第一温控开关，所述第一温控开关的温度传感器位于所述滚筒的进砂口处。

5.如权利要求1至4任一权利要求所述的液浮式换热器，其特征在于：所述温液控制机构包括安装在所述冷却箱上的进液口和出液口，所述进液口上设有根据热工介质的温度开启或关闭所述进液口的第二温控开关。

6.如权利要求1所述的液浮式换热器，其特征在于：所述动力装置包括与电动机连接的主动摩擦轮，所述滚筒上设有与所述主动摩擦轮相抵靠在一起的从动摩擦轮。

7.如权利要求1所述的液浮式换热器，其特征在于：所述滚筒水平设置。

8.如权利要求1所述的液浮式换热器，其特征在于：所述推进机构包括安装于所述滚筒内的螺旋叶片。

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