阅读说明：本技术 一种具有热交换功能的高浓溶液或固体物料输送装置 (High-concentration solution or solid material conveying device with heat exchange function ) 是由 张培洲 于 2020-05-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种具有热交换功能的输送高浓溶液或固体颗粒物料的装置,本发明包括有驱动导叶轴转动的变频电机减速器、壳体、物料入口与出料口、设置于壳体内的螺旋状的输送导叶、及用于固定导叶的轴和用于固定导叶轴的轴承,本发明的装置在其壳体外设置有加热腔,所述的导叶轴与导叶内部均为空腔,导叶轴空腔设置有加热介质输入端与冷却介质输出端分别连通,导叶空腔的起始端与终端分别有通道与导叶轴空腔相互连通。本发明也可以作为一台独立、完整的设备进行高浓溶液或固体流物料的输送同时对物料进行加热或冷却,满足工艺要求,可大大解放生产率,提高工作效率。(The invention discloses a device with heat exchange function for conveying high-concentration solution or solid particle materials, which comprises a variable frequency motor reducer for driving a guide vane shaft to rotate, a shell, a material inlet and a material outlet, a spiral conveying guide vane arranged in the shell, a shaft for fixing the guide vane and a bearing for fixing the guide vane shaft. The invention can also be used as an independent and complete device for conveying high-concentration solution or solid flow materials and heating or cooling the materials at the same time, meets the process requirements, can greatly liberate the production rate and improve the working efficiency.)

一种具有热交换功能的高浓溶液或固体物料输送装置

技术领域

本发明涉及一种具有热交换功能的高浓溶液或固体物料输送装置，确切讲本发明是一种可输送高浓溶液和固体颗粒物料的、包括有壳体、物料入口与出料口、设置于壳体内的螺旋状的输送导叶、及用于固定导叶的轴和用于固定导叶轴的轴承的输送装置。

背景技术

工业生产中用于输送固体颗粒状物料的装置是常用的装置，这类装置基本上包括有壳体、物料入口与出料口、设置于壳体内的螺旋状的输送导叶、及用于固定导叶的轴和用于固定导叶轴的轴承。

在生产实践中常有这样的情况，随着溶液浓度的提高，溶液的黏度上升、表面张力加大、流动性变差，换热过程中将有结晶物在换热器表面聚集结垢，难以形成持续有效和持续的流动，传统方式不能维持正常的换热工作得以继续顺利进行。本发明利用螺旋系统的强制推动来解决流动性问题，并设置特殊机构进行强制换热，溶液被加热之后送出或后续继续处理，或完成其它工艺目标。

在生产实践中还有另一种情况，被输送的固体物料温度较高或较低，需要进行冷却或加温，以适应工艺要求，例如化肥、水泥、食品添加剂等，在生产过程中或需要冷却以便及时装袋和快速冷却以保持其特殊品质、或需要加热以适应特殊工艺要求，这类物料虽然在外力作用下能够产生类似流体的运动状态，却难以稳定保持。现有的螺旋输送装置仅能实施物料的输送，但无法解决前述的那些问题。现有技术中多采用流化床等设备来进行换热，但是流化床类装置能耗较高，且换热效果不明显，并且在输送时会伴随着大量的灰尘排出，对于环境的影响也比较严重，不符合当前的发展趋势和技术进步的要求。

现有的螺旋输送器虽可有效地输送固体物料，但在输送过程中无法改变被输送物料的温度，因此也无法很好地解决因物料粘度过大造成的问题。而流动床虽然可在加热的同时一定程度解决固体物料输送，但其输送的效率，特别是输送粘度较大的物料是非常困难，甚至完全不能胜任。

发明内容

本发明提供一种可解决现有技术无法解决的问题的高浓溶液和固体物料输送装置。

本发明的这种具有热交换功能的高浓溶液和固体物料输送装置，同样也包括有：壳体，设置于壳体上的物料入口与出料口，设置于壳体内的螺旋状的输送导叶，固定导叶的轴，及用于固定导叶轴的轴承，本发明的装置在其壳体外设置有加热腔，所述的导叶轴与导叶内部均为空腔，导叶空腔的起始端与终端分别有通道与导叶轴空腔相互连通，导叶轴空腔的加热介质输入端与冷却后的介质输出端分别与加热介质输送管和冷却后的介质输出管连通。

本发明中，内外夹套和其端板构成一个封闭腔，且内夹套为换热介质和待处理介质的热交换场所；空中的导叶轴、中空的导叶螺旋也形成相对独立的封闭腔，且同时成为换热机构，这些场所均作为换热表面参与换热，因此，与物料的接触面非常大，换热效果明显。工作过程中，在变频电机的带动下螺旋轴做旋转运动，强制推动物料连续、稳定向前移动，螺旋输送对于物料黏度的敏感性很低、介质流动性的影响也很小，由于物料沿导叶表面切向流动，即在不断地进行着物理摩擦，因此杜绝了设备内结垢倾向。

本发明可以高效率地输送高浓溶液或者固体物料，在输送过程中的同时可以对物料进行加温或冷却作业，也可以在输送过程中保持物料在适当的温度区间，因此本发明也可以作为一台独立、完整的设备进行高浓溶液固体流物料的输送同时对物料进行加热或冷却，满足工艺要求。当采用智能化DCS控制系统，本发明的正常运行参数均由预置程序完成，可大大解放生产率，提高工作效率。

其次，本发明中设备、阀门等部件数量较少，控制环节较少，自动化控制程度会更高。导叶轴的用变频电机减速器来驱动，利用转速的高低来调节物料输送量并于控制阀门之间形成设定的协调工作关系，改变驱动电机的运行频率，则送料量因此而同步改变，就需通过阀门来提供相应量的热源介质与之匹配。在DCS系统中可以预制和修改运行逻辑参数，系统将自动协调匹配，从而满足工艺需要。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图，

附图2为附图1中螺旋导叶和空芯轴的连接结构示意图。

图中：1为变频电机减速器；2为弹性联轴器；3为导叶轴固定轴承；4为空芯轴端支撑；5为空芯轴端密封；6为外套管端板；7为外夹套换热介质出口；8为导叶螺旋空芯轴；9为物料出口；10为空心轴换热介质出口；11为内套管端板；12为空芯轴换热介质入口；13为外夹套换热介质入口；14为外套管；15为中空螺旋导叶；16为内壳；17为物料入口；18为电机支架；19为换热介质控制阀门；20为导叶换热介质入口。

具体实施方式

本发明结合附图进行解说。

本发明的结构为参见图1，变频电机减速器1通过弹性联轴器2与导叶螺旋空芯轴8相连接，导叶螺旋空芯轴8两端由装配在空芯轴端支撑4上的导叶轴固定轴承3固定，为防止液体泄露，在固定轴承端部还装配有空芯轴端密封5。本发明的中空螺旋导叶15沿螺旋线固定在空芯轴8上，并通过导叶进汽口20与空芯轴内部连通。带有螺旋导叶的空芯轴8装配在内壳16中，内壳16在位于空芯轴的两端分别设置有物料入口17和物料出口9，当空芯轴8转动时，可通过螺旋轴旋转产生的强制推动作用将物料从入口输送至出口并排出。外套管14设于壳体16之外形成一个封闭腔，换热介质从外夹套介质入口13进入到内、外夹套封闭腔中，与内夹套中的待处理介质发生热交换，换热后的介质从外夹套换热介质出口7排出。内夹套16、内套管端板11和螺旋导叶空芯轴8之间也形成一个封闭腔，换热介质从空芯轴入口12进入到该封闭腔后同时通过空芯轴和中空螺旋导叶外表面与待处理介质进行热交换，换热后的介质从空心轴换热介质出口10排出。

本发明的空芯轴8设置成为中空管状结构，中空螺旋导叶15，同样为空芯形式，沿螺旋线固定在空芯轴上。导叶装配位置的螺旋线上开有连续不断的导叶换热介质入口20，参见图2，使得螺旋轴管和导叶内部有效连通，新鲜蒸汽进入到空芯轴管，继而通过导叶换热介质入口20进入到螺旋导叶内部，空芯轴和导叶将作为换热表面与物料有效接触并产生换热，物料被加热或被冷却，换热后的介质从空心轴换热介质出口10排出。

本发明工作时，由变频电机的带动下空芯轴做旋转运动，强制推动由物料入口17进入到螺旋端部的物料连续、稳定向前移动，螺旋输送对于物料黏度的敏感性很低，对介质流动性的影响也很小，由于物料沿导叶表面切向流动，即在不断地进行着物理摩擦和剪切作用，因此杜绝了结垢倾向。物料在前行过程中与内夹套16连续进行着热交换，在螺旋轴的推动下最终由物料出口9排出，改变驱动电机的运行频率，则送料量因此而同步改变。由于本发明是利用旋转的导叶推动物料实现物料的输送，因此它可以用于对高浓度、高粘度液态物料的输运，也可用于对固体物料输送。

本发明用于对输送物料进行加热的实施例工作状态如下：待处理的物料由物料入口17送入，打开新鲜蒸汽供应管上进汽控制阀门19，启动变频电机减速器1，在螺旋的推动下物料翻滚着向前运动，新鲜蒸汽将分别通过空芯轴换热介质入口12和换热介质从外夹套介质入口13（此时12和我3分别成为加热蒸汽的入口）进入到夹套空腔和空芯轴及导叶内部与螺旋外的物料进行充分换热，物料被加热而换热后蒸汽被冷凝形成冷凝水，分别由外夹套换热介质出口7和空心轴换热介质出口10排出（此时7和10分别成为冷凝水出口）。调节变频电机减速器1的工作频率，则通过螺旋的物料量随之变化，根据物料出口9上的物料温度信号来控制阀门19的开度，将形成一个协调匹配的系统逻辑，从而满足工艺需要。系统将自动平衡物料的进出量，在设定的DCS参数下系统温度运行。