CN220250301U - 一种旋转流体加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种旋转流体加热装置，驱动轴两端转动连接在轴承座中，驱动轴中部安装有至少一个转动盘，定子套设安装在驱动轴上，定子套设在转动盘外周侧，且定子与转动盘间设置有间隙并且该间隙形成密闭空间，定子一侧端盖设置有至少一个进液口，定子另一侧端盖设置有至少一个出液口，进液口及出液口均与密闭空间连通，密闭空间的内部设置有密闭流体。利用电机带动转子旋转，将密闭空间的部分流体转化为高速旋转流体，利用空化现象，动能转化为热能将流体加热到要求温度，可用于需要热水及与水蒸气混合的汽水混合物场所，还可解决不能用明火和电力对易燃、易爆、剧毒等液体加热问题，消除使用燃料加热产生污染排放，提高安全性和可靠性。

Description

一种旋转流体加热装置

技术领域

本实用新型涉及使用热水及与水蒸气混合的汽水混合物取暖、清理等场所的加热设备，也可使用石油、化工、大型机械等领域中对易燃、易爆、剧毒等液体加热使用技术领域，具体涉及一种旋转流体加热装置。

背景技术

液体的空化现象为液体内部局部压力降低时，液体内部或液固交界面上蒸汽或空泡的形成、发展和溃灭的生成和演化现象。空化生成与液体场中由流动或声场引起的压降有关，当场中压强降低并低于临界压力(通常是饱和蒸汽压力)时，流场中便会发生空化现象，气核生长成为空化结构。

伯努利方程：

其实质上是能量守恒定律在理想流体定常流动中的表现。对于本实用新型的装置，相对于前两项，第三相变化不大，可以忽略，简化后的伯努利方程：也就是高速旋转的流体，其速度越大，该处的压力越小。

式中：p—密闭流体某点的压力；ρ—流体在该点的密度；g—重力加速度；h—该点的相对高度，代表该点的势能；υ—流体在该点的速度。

在密闭条件下水的气相与液相达到平衡即饱和状态下的水蒸气压力p，该压力数值与对应的温度有关。在10℃时，p＝1.2262kPa，密度ρ＝0.0094kg/m³；20℃时，p＝2.3346kPa，密度ρ＝0.01719kg/m³；30℃时，p＝4.2474kPa，密度ρ＝0.03036kg/m³；100℃时，p＝101.33kPa,密度ρ＝0.597kg/m³；145℃时，p＝415.7kPa，密度ρ＝2.238kg/m³。

水与水蒸气的相变潜热约为2260千焦/千克。

可应用在北方冬季取暖使用，消除了使用燃料如煤炭、天然气等造成的环境污染，节约能源和降低使用成本。

可应用油品储罐的清理。在储存油品特别是原油时，在长时间的存放过程中，油品中少量机械杂质、沙粒、泥土、重金属盐类以及石蜡和沥青质等重油性组分会因比重差而自然沉降积累在油罐底部，形成又黑又稠的胶状物质层—油罐底泥。它既是高浓度的污染物，处理不当会对环境具有很大的危害性，又是一种很好的可回收、再利用资源，油罐的清洗一直是石油储运行业的难点。

石油、化工、大型机械等领域在工作和作业中需要对一些燃油、润滑油以及易燃、易爆、剧毒等物质进行加热，尤其是在冬季。如果采用明火加热时对环境有污染，加热过程、加热温度不易精确控制。如果用电加热，则存在安全性差，区部温度高，易改变待加热介质品质等问题。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种旋转流体加热装置，以解决现有技术中的上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

根据本实用新型的第一方面，一种旋转流体加热装置，包括轴承座、转动盘、定子以及驱动轴；所述驱动轴的两端转动连接在所述轴承座中，所述驱动轴的中部安装有至少一个所述转动盘，所述定子套设安装在所述驱动轴上，所述定子套设在所述转动盘的外周侧，且所述定子与所述转动盘间设置有间隙并且该间隙形成密闭空间，所述定子的一侧端盖设置有至少一个进液口，所述定子的另一侧端盖设置有至少一个出液口，所述进液口及所述出液口均与所述密闭空间连通，所述密闭空间的内部设置有密闭流体。

进一步地，多个所述转动盘间隔设置在所述驱动轴上，所述转动盘为圆盘状结构。

进一步地，还包括第一凹槽，所述转动盘的两侧面及外圆周面分别布置有所述第一凹槽。

进一步地，所述第一凹槽为半球形。

进一步地，还包括机械密封，所述定子的两端面与所述驱动轴之间设置有所述机械密封。

进一步地，所述定子包括端盖和管筒，所述端盖为两个，两个所述端盖间隔设置，两个所述端盖之间通过所述管筒连接，所述端盖均套设密封在所述驱动轴上，所述管筒与两个所述端盖共同围合成所述密闭空间。

进一步地，还包括O型密封圈，所述端盖与所述管筒之间采用O型密封圈进行密封。

进一步地，还包括第二凹槽，所述定子的所述端盖内侧面及中间的管状的所述管筒的内侧圆周面上开设有所述第二凹槽，所述第二凹槽为半球形。

进一步地，所述定子的所述端盖与所述管筒之间通过拉杆、螺栓以及螺母进行固定。

进一步地，还包括滚动轴承，所述驱动轴与所述轴承座之间通过所述滚动轴承连接。

进一步地，固定驱动轴的两个轴承座，与定子分别独立设置，驱动轴与轴承座中间设有滚动轴承，两个轴承座支撑轴承的连接面需要同时加工，以使高速旋转的转子实现动平衡。

进一步地，轴承座上的轴承接触面外可设置密封空间及进出口，通水对轴承座进行冷却，降低轴承高速旋转时的温度，使轴承能够长期稳定运行。

本实用新型具有如下优点：

1、可以不用明火和电力直接对易燃、易爆、剧毒等液体进行加热。

2、利用动力机械将流体旋转，产生高速旋转流体，利用流体的空化现象，动能转化为热能，消除了污染物排放，并提高了安全性和可靠性。

3、利用液体空化现象，提高了加热效率和降低能源消耗。

4、对于北方地区冬季取暖，可以根据小区采暖用户的多少，制造不同加热能力旋转流体加热装置。增加温度监控系统，自动启停加热装置，减少供暖管道以及管道损失，降低了供暖成本和消除了各种污染。

附图说明

图1为本实用新型一些实施例提供的一种旋转流体加热装置的剖面结构图。

图2为本实用新型一些实施例提供的一种旋转流体加热装置的转子机构示意图。

图中：1、轴承座，11、滚动轴承；

2、转子，21、驱动轴，22、转动盘；

3、机械密封；

4、定子，41、端盖，42、管筒，43、O型密封圈；

5、密闭流体，6、进液口，7、出液口。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1至图2所示，本实用新型第一方面实施例中的一种旋转流体加热装置，包括轴承座1、转动盘22、定子4以及驱动轴21；驱动轴21的两端转动连接在轴承座1中，驱动轴21的中部安装有至少一个转动盘22，定子4套设安装在驱动轴21上，定子4套设在转动盘22的外周侧，且定子4与转动盘22间设置有间隙并且该间隙形成密闭空间，定子4的一侧端盖设置有至少一个进液口6，定子4的另一侧端盖设置有至少一个出液口7，进液口6及出液口7均与密闭空间连通，密闭空间的内部设置有密闭流体5。

在上述实施例中，需要说明的是，转动盘22以及驱动轴21共同构成转子2。

上述实施例达到的技术效果为：本装置利用电机带动转子旋转，将密闭空间的部分流体转化为高速旋转流体，利用空化现象，动能转化为热能将流体加热到要求温度，可用于需要热水及与水蒸气混合的汽水混合物的场所，还可解决不能用明火和电力对易燃、易爆、剧毒等液体的加热问题，消除了使用燃料加热产生的污染排放，并提高了安全性和可靠性。

实施例2

如图1至图2所示，一种旋转流体加热装置，包括实施例1的全部内容，此外，多个转动盘22间隔设置在驱动轴21上，转动盘22为圆盘状结构。

可选的，还包括第一凹槽，转动盘22的两侧面及外圆周面分别布置有第一凹槽。

可选的，第一凹槽为半球形。

上述实施例达到的技术效果为：转子2转动时，第一凹槽内的流体跟随运动，具有很高的速度，当其压力降低到该流体当地的饱和蒸汽压力时，即产生空化现象。

实施例3

如图1至图2所示，一种旋转流体加热装置，包括实施例2的全部内容，此外，还包括机械密封3，定子4的两端面与驱动轴21之间设置有机械密封3，此外，还可设置其他类型的密封圈，以避免密闭流体的泄漏，在定子4与转子2之间形成密闭流体。

可选的，定子4包括端盖41和管筒42，端盖41为两个，两个端盖41间隔设置，两个端盖41之间通过管筒42连接，端盖41均套设密封在驱动轴21上，管筒42与两个端盖41共同围合成密闭空间。

可选的，还包括O型密封圈43，端盖41与管筒42之间采用O型密封圈43进行密封。

可选的，还包括第二凹槽，定子4的端盖41内侧面及中间的管状的管筒42的内侧圆周面上开设有第二凹槽，第二凹槽为半球形，其内贮存的流体速度为零。

实施例4

如图1至图2所示，一种旋转流体加热装置，包括实施例3的全部内容，此外，定子4的端盖41与管筒42之间通过拉杆、螺栓以及螺母进行固定。

上述实施例达到的技术效果为：通过上述方式，实现了端盖41与管筒42之间的稳定固定，此外，方便了拆卸安装和维护。

实施例5

如图1至图2所示，一种旋转流体加热装置，包括实施例4的全部内容，此外，还包括滚动轴承11，驱动轴21与轴承座1之间通过滚动轴承11连接。

需说明的是：固定驱动轴21的两个轴承座1，与定子4分别独立设置，驱动轴21与轴承座1中间设有滚动轴承，两个轴承座1支撑轴承的连接面需要同时加工，以使高速旋转的转子2实现动平衡；轴承座1上的轴承接触面外可设置密封空间及进出口，通水对轴承座1进行冷却，降低轴承高速旋转时的温度，使轴承能够长期稳定运行。

实施例6

如图1至图2所示，一种旋转流体加热装置，包括实施例5的全部内容，此外，高速旋转的转子2凹槽内的旋转流体，由于空化现象而所产生的水蒸气气泡，由于其比重远小于水的密度，其压力瞬间增大，进入中间的密闭流体，空化的蒸汽泡溃灭产生冲击效应并释放出大量的相变热量，将密闭空间的流体加热。

可选的，在定子4两端盖41内侧面以及中间管状连接段的内圆周面凹槽内的流体速度为零，其压力大于中间流体的压力，对中间流体进行扰动、摩擦、混匀并继续对其加热。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变形。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“实施例二”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种旋转流体加热装置，其特征在于，包括轴承座(1)、转动盘(22)、定子(4)以及驱动轴(21)；所述驱动轴(21)的两端转动连接在所述轴承座(1)中，所述驱动轴(21)的中部安装有至少一个所述转动盘(22)，所述定子(4)套设安装在所述驱动轴(21)上，所述定子(4)套设在所述转动盘(22)的外周侧，且所述定子(4)与所述转动盘(22)间设置有间隙并且该间隙形成密闭空间，所述定子(4)的一侧端盖设置有至少一个进液口(6)，所述定子(4)的另一侧端盖设置有至少一个出液口(7)，所述进液口(6)及所述出液口(7)均与所述密闭空间连通，所述密闭空间的内部设置有密闭流体(5)。

2.根据权利要求1所述的一种旋转流体加热装置，其特征在于，所述转动盘(22)为圆盘状结构。

3.根据权利要求2所述的一种旋转流体加热装置，其特征在于，还包括第一凹槽，所述转动盘(22)的两侧面及外圆周面分别布置有所述第一凹槽。

4.根据权利要求3所述的一种旋转流体加热装置，其特征在于，所述第一凹槽为半球形。

5.根据权利要求1所述的一种旋转流体加热装置，其特征在于，还包括机械密封(3)，所述定子(4)的两端面与所述驱动轴(21)之间设置有所述机械密封(3)。

6.根据权利要求3所述的一种旋转流体加热装置，其特征在于，所述定子(4)包括端盖(41)和管筒(42)，所述端盖(41)为两个，两个所述端盖(41)间隔设置，两个所述端盖(41)之间通过所述管筒(42)连接，所述端盖(41)均套设密封在所述驱动轴(21)上，所述管筒(42)与两个所述端盖(41)共同围合成所述密闭空间。

7.根据权利要求6所述的一种旋转流体加热装置，其特征在于，还包括O型密封圈(43)，所述端盖(41)与所述管筒(42)之间采用O型密封圈(43)进行密封。

8.根据权利要求7所述的一种旋转流体加热装置，其特征在于，还包括第二凹槽，所述定子(4)的所述端盖(41)内侧面及中间的管状的所述管筒(42)的内侧圆周面上开设有所述第二凹槽，所述第二凹槽为半球形。

9.根据权利要求6所述的一种旋转流体加热装置，其特征在于，所述定子(4)的所述端盖(41)与所述管筒(42)之间通过拉杆、螺栓以及螺母进行固定。

10.根据权利要求1所述的一种旋转流体加热装置，其特征在于，还包括滚动轴承(11)，所述驱动轴(21)与所述轴承座(1)之间通过所述滚动轴承(11)连接。