CN216554045U - 一种高分子材料挤出加工余热回收发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高分子材料挤出加工余热回收发电装置，包括第一吸热圈、第二吸热圈、储热箱、泵、管道、斯特林发动机和发电机，所述第一吸热圈和第二吸热圈包覆在挤出机加热器外侧，所述第一吸热圈、第二吸热圈、储热箱和泵通过管道连通形成循环回路，所述循环回路内充满热交换介质，所述泵用于驱动热交换介质在循环回路内流动，所述斯特林发动机的吸热端伸入储热箱内与所述储热箱内的热交换介质进行热量交换，驱动所述斯特林发动机运转，并带动所述发电机发电。本实用新型结构简单，易于安装，可回收高分子材料挤出加工余热并发电。
Description
技术领域
本实用新型涉及余热回收发电领域，尤其涉及高分子材料挤出加工余热回收发电装置。
背景技术
挤出机通常会在机筒外包覆加热器以提供高分子材料挤出加工所需要的热量，但裸露的加热器表面温度高于环境温度，在自然对流的情况下约有三分之一的热量散发到周围环境中。当前挤出机通常在加热器表面包覆保温层，但是为了防止挤出机加热器发热体温度过高，保温层不能过厚，依然有大量的热量散发到环境中(郭英,螺杆挤出机.1986,北京:纺织工业出版社.)。
斯特林发动机是一种外部供热的活塞式发动机，它以气体作为工质，按回热循环的方式进行工作。斯特林发动机对热源无特殊要求，只要热源温度高于闭式循环中的工质温度即可(钱国柱,热气机原理与设计.1987,北京:国防工业出版社.)。因此，可以将斯特林发动机应用高分子材料挤出加工过程中的余热回收。但是，斯特林发动机对工作容积的要求十分苛刻，而挤出机加热器表面形状复杂、面积大、表面余热分布不均匀，如何协调两者之间的矛盾成为当前亟需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型提出一种基于斯特林发动机的余热发电装置，旨在回收高分子材料挤出加工过程散发的余热并发电，降低挤出加工的能耗损失。既可以回收高分子材料挤出加工过程的余热，又不会使挤出机加热器发热体温度过高。
本实用新型至少通过如下技术方案之一实现。
一种高分子材料挤出加工余热回收发电装置，包括循环回路、斯特林发动机和发电机；所述循环回路包括包覆在挤出机加热器表面的吸热组件、储热箱和泵，所述吸热组件、储热箱和泵依次连接；所述吸热组件中有可供热交换介质流动的腔；所述泵用于驱动热交换介质在循环回路内流动；所述斯特林发动机的吸热端伸入储热箱内，与储热箱内的热交换介质进行热量交换，驱动斯特林发动机运转，所述发电机与斯特林发动机的输出端相连；吸热组件包括第一吸热圈、第二吸热圈。
优选地，所述第一吸热圈和第二吸热圈的形状相同或者不同。
优选地，所述第一吸热圈和第二吸热圈为均半圆筒形，所述第一吸热圈和第二吸热圈均包括内壁和外壁，内壁和外壁之间有可供热交换介质流动的腔，所述第一吸热圈和第二吸热圈的内壁靠近圆心的一侧上分布着条状梯形吸热翅片。
优选地，所述第一吸热圈和第二吸热圈包覆在挤出机加热器外侧，并用固定圈固定。
优选地，所述第一吸热圈和第二吸热圈在循环回路中为并联关系。
优选地，所述吸热组件两端均有接口，所述两端的接口通过管道分别与储热箱和泵连接。
优选地，所述斯特林发动机和发电机是一体的或者不是一体的。
优选地，所述热交换介质为导热油。
优选地，所述泵为屏蔽泵。
使用时，热交换介质在泵的作用下在循环回路中流动，热交换介质在流经第一吸热圈和第二吸热圈时吸收挤出机加热器散发出的热量而升温，升温后的热交换介质流入储热箱，斯特林发动机的吸热端与储热箱内的热交换介质进行热量交换，驱动斯特林发动机运转，并带动发电机发电，经过热量交换后的热交换介质流出储热箱，在泵的驱动下再次流入第一吸热圈和第二吸热圈，进入下一循环。
与现有技术相比，本实用新型能够实现的有益效果至少如下：使用泵驱动热交换介质在循环回路中流动，吸收高分子材料挤出加工过程中散发的热量，用以驱动斯特林发动机运转并带动发电机发电。实现高分子材料挤出加工余热回收发电，有效地降低挤出加工过程中的能耗。
本实用新型技术手段简便易行，结构简单，所述第一吸热圈和第二吸热圈的形状可以灵活设计，使之可以贴合不同外形的工业设备，本实用新型可以应用在各种不同的工业设备上。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的轴测图；
图3是第一吸热圈和第二吸热圈的剖视图；
图标：1-挤出机机筒；2-挤出机加热器；3-第一吸热圈；4-第二吸热圈；5-固定圈；6-螺杆；7-管道；8-泵；10-储热箱；10-发电机；11-斯特林发动机。
具体实施方式
本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
如图1-图2所示，本实施例的一种高分子材料挤出加工余热回收发电装置，包括第一吸热圈3和第二吸热圈4、储热箱9、泵8、管道7、斯特林发动机11和发电机10。
所述第一吸热圈3和第二吸热圈4、储热箱9和泵8之间通过管道7连通形成循环回路。
所述循环回路内部充满热交换介质。
如图3所示，所述第一吸热圈3和第二吸热圈4为半圆筒形，所述第一吸热圈3和第二吸热圈4包括内壁和外壁，内壁和外壁之间有可供热交换介质流动的腔，所述第一吸热圈3和第二吸热圈4的内壁靠近圆心的一侧上分布着条状梯形吸热翅片。
所述第一吸热圈3和第二吸热圈4在循环回路中为并联关系。
本实施例中，所述第一吸热圈3和第二吸热圈4的材料为铝合金。
所述第一吸热圈3和第二吸热圈4的轴向两端有接口，所述接口可以连通管道7。
所述泵8用于驱动热交换介质在循环回路中循环流动。
所述第一吸热圈3和第二吸热圈4包覆在挤出机加热器2外面，使用固定圈5固定。所述一吸热圈3和第二吸热圈4、储热箱9、和介质管道7外侧都包覆有保温层。
所述斯特林发动机11的吸热端伸入储热箱9内，与储热箱9内的热交换介质接触。
所述发电机10与斯特林发动机11的输出端相连。
本实施例中，所述斯特林发动机11为低温差斯特林发动机，所述发电机10为永磁发电机；所述泵8为屏蔽泵；所述热交换介质为导热油。
使用时，热交换介质在泵8的作用下在循环回路中循环流动，热交换介质在流经第一吸热圈3和第二吸热圈4时吸收挤出机加热器2散发出的热量并升温，升温后的热交换介质流入储热箱9，斯特林发动机11的吸热端与储热箱9内的热交换介质进行热量交换，驱动斯特林发动机11运转，斯特林发动机11带动发电机10发电，经过热量交换后的热交换介质流出储热箱9，在泵8的驱动下再流入第一吸热圈3和第二吸热圈4，进入下一循环。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。本实用新型所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (10)
1.一种高分子材料挤出加工余热回收发电装置，其特征在于：包括循环回路、斯特林发动机(11)和发电机(10)；所述循环回路包括包覆在挤出机加热器(2)表面的吸热组件、储热箱(9)和泵(8)，所述吸热组件、储热箱(9)和泵(8)依次连接；所述吸热组件中有可供热交换介质流动的腔；所述泵(8)用于驱动热交换介质在循环回路内流动；所述斯特林发动机(11)的吸热端伸入储热箱(9)内，与储热箱(9)内的热交换介质进行热量交换，驱动斯特林发动机(11)运转，所述发电机(10)与斯特林发动机(11)的输出端相连；吸热组件包括第一吸热圈(3)、第二吸热圈(4)。
2.根据权利要求1所述的高分子材料挤出加工余热回收发电装置，其特征在于：所述第一吸热圈(3)和第二吸热圈(4)的形状相同或者不同。
3.根据权利要求1所述的高分子材料挤出加工余热回收发电装置，其特征在于：所述第一吸热圈(3)和第二吸热圈(4)为均半圆筒形，所述第一吸热圈(3)和第二吸热圈(4)均包括内壁和外壁，内壁和外壁之间有可供热交换介质流动的腔。
4.根据权利要求3所述的高分子材料挤出加工余热回收发电装置，其特征在于：所述第一吸热圈(3)和第二吸热圈(4)的内壁靠近圆心的一侧上分布着条状梯形吸热翅片。
5.根据权利要求1所述的高分子材料挤出加工余热回收发电装置，其特征在于：所述第一吸热圈(3)和第二吸热圈(4)包覆在挤出机加热器(2)外侧，并用固定圈(5)固定。
6.根据权利要求1所述的高分子材料挤出加工余热回收发电装置，其特征在于：所述第一吸热圈(3)和第二吸热圈(4)在循环回路中为并联关系。
7.根据权利要求1～6任一项所述的高分子材料挤出加工余热回收发电装置，其特征在于：所述吸热组件两端均有接口，所述两端的接口通过管道(7)分别与储热箱(9)和泵(8)连接。
8.根据权利要求1所述的高分子材料挤出加工余热回收发电装置，其特征在于：所述斯特林发动机(11)和发电机(10)是一体的或者不是一体的。
9.根据权利要求1所述的高分子材料挤出加工余热回收发电装置，其特征在于：所述热交换介质为导热油。
10.根据权利要求1所述的高分子材料挤出加工余热回收发电装置，其特征在于：所述泵(8)为屏蔽泵。
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