管支撑元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及一种管支撑元件，例如在用于处理液体食品的管式热交换器中使用的管支撑元件。
【背景技术】
[0002]如今，在食品加工行业内，热处理食品以确保病原微生物被杀死是公知的。利用热交换器用于此目的是如今常见的做法。有不同类型的热交换器可用，如板式换热器、管式换热器、刮板式热交换器和线圈热交换器。通常，不同类型的热交换器适合不同的产品。例如，板式换热器可用于奶热处理，但不能用于处理具有纤维的产品，如橙汁。另一方面，管式热交换器可以处理具有纤维的产品，因此往往被要求能够既处理具有纤维的产品又处理不具有纤维的产品的装置的柔性件的客户所选择。
[0003]当设计和制造热交换器时，为了确保食品安全不受损害，确保装置能被正确地清洗是极其重要的。此外，如同在所有行业一样，确保用于制造的成本被保持在低水平是重要的。这是例如通过减少材料的用量，减少生产时间，并确保质量被保持在高的水平来实现的。同样重要的是操作成本被保持在低的水平。例如，在对于热交换器的情况下，这表示例如热传递介质和产品之间的热传递要在高的水平，由于这意味着降低的能耗。
[0004]对于管式热交换器，所关注的特定范围是如何将内管(进给产品到其中)固定到管架。管架起双重作用，即定位成组的内管在外壳内，以及提供管架和外壳之间的密封，使在内管中运行的产品与在内管与外壳之间的空间运行的传热介质或冷却介质能保持分隔开。为了这个目的，管架被布置在成组的内管的一端，且通常在其两端。通常通过焊接进行的内管的固定应当被设计为使得它可以有效地以高品质制造。此外，应当以从传热角度来看最佳的方式布置内管的这样的方式进行固定，在某些情况下，这意味着将内管彼此靠近设置。
[0005]如今，将内管焊接到管架的前面是常用的方法。也就是说，内管被进给通过管架中的开口并连接在管架的外端。通过这样做，在内管和管架被安装在管式热交换器之前，内管和管架可以很容易地焊接在一起。
[0006]在Iwai Kikai Kogyo Co Ltd提交的、公开号为JP2010117121的日本专利申请中，表明在管架的背面布置有额外的焊缝用于消除在内管和管架之间的间隙中保留液体的危险性，并且由于管架不必进行加工，降低了生产成本。
[0007]在前面和背面两者布置有焊缝的缺点是在两个焊缝之间形成封闭的空间。有这样封闭的空间导致食品安全的风险。如果背面焊缝破损，那么微生物可以进入封闭空间。因为没有简单的方法来检查背面焊缝，因此这种食品安全风险很难检测，从而使得风险更加严重。
[0008]因此，具有以确保低生产成本、高质量和食品安全的方式连接内管到管架的进一步改进的管式换热器是有需求的。
【发明内容】
[0010]因此，本发明优选寻求缓解、减轻或者消除现有技术中一个或多个上述确定的缺陷和单独的缺点或任何组合的缺点，并至少解决上述提到的问题。
[0011]根据第一方面，提供设置有至少一个通孔并具有第一面和第二面的管支撑元件，其中所述管支撑元件被布置成通过所述第二面连接到管，所述通孔具有直径D1，其中所述直径Dl对应于所述管的内径。
[0012]一个优点是所述管支撑元件和所述管之间没有形成间隙，这是因为将管放置在贴近所述管支撑元件处且然后连接在一起，而不是将管进给通过所述管支撑元件然后将管连接到所述管支撑元件的前面。
[0013]不具有间隙的正面效果是降低食物残渣或其它不需要的材料聚集的风险。
[0014]不具有间隙的另一正面效果是不需要管的膨胀，否则管的膨胀是需要的以便提供管支撑元件和管之间的紧密配合。
[0015]通孔可以包括具有直径Dl和长度LI的主要部分，以及被配置为接纳所述管并具有直径D2和长度L2的接纳部分，其中，所述第二直径D2对应于所述管的外径。
[0016]具有接纳部分的一个优点是在焊接工艺期间该管可容易地保持在适当位置。
[0017]具有接纳部分的另一优点是管和管支撑元件之间的界面面积增加，而且焊缝可放置于更靠近管支撑元件的中间部分。这使得当焊接管到管支撑元件时，在管上形成不希望的腰部的风险降低。
[0018]所述主要部分的第一长度LI可以大于所述接纳部分的第二长度L2。
[0019]第二长度短的优点在于，这使得在将管支撑元件焊接在管一起之后能将这两者之间的间隙闭合，从而不聚集食物残渣或其它不需要的产品。
[0020]第二直径D2可以是至少8毫米或小于200毫米。
[0021]所述第一直径Dl和所述第二直径D2之间的差可以为至少0.5毫米或小于5毫米。
[0022]所述第二长度L2可为至少0.5毫米或小于10毫米。
[0023]所述第一长度LI可为至少15毫米或小于100毫米。
[0024]所述第一长度LI和所述第二长度L2 —起可以比所述第二直径D2大。
[0025]此外，也可以设置凹槽在所述管支撑元件上，所述凹槽朝向所述第一面。
[0026]具有凹部的一个优点在于，可以较容易地检查在管支撑元件的背面上制造的焊缝。
[0027]第一面可以是平坦的。
[0028]具有平坦的第一面的一个优点在于这提供了与另一个模块更紧密的配合。在前面焊缝的情况下，由于焊缝，前面不是平坦的。
[0029]所述管支撑元件可以是管架。
[0030]根据第二方面，提供了一种包括根据所述第一方面所述的管支撑元件的管式热交换器。
[0031]根据第三方面，提供了一种用于制造管式热交换器的方法，所述方法包括将至少一个管经由所述管支撑元件的所述第二面放置到根据第一方面所述的管支撑元件的通孔，将焊接装置经由所述管支撑元件的所述第一面放置在所述通孔中，并焊接所述至少一个内管到所述管支撑元件。
【附图说明】
[0032]参考附图，通过本发明优选实施方式的以下说明性且非限制性的详细描述将更好地理解本发明的以上目的、特征和优点，以及附加目的、特征和优点，其中:
[0033]图1a和Ib示出了管式热交换器的示例。
[0034]图2示出了管架与内管之间的界面的横截面视图的示例。
[0035]图3示出了管架和内管之间的界面的横截面图的另一示例。
[0036]图4又示出了管架和内管之间的界面的横截面视图的示例。
[0037]图5示出了成组的内管和管架的横截面视图的示例。
[0038]图6示出了成组的内管和管架的横截面视图的另一示例。
[0039]图7示出了成组的管架和内管的横截面视图的又一示例。
[0040]图8示出了成组的管架和内管的横截面图的另一示例。
【具体实施方式】
[0041]图1a和Ib示出了管式热交换器100的示例，更具体地是由Tetra Pak销售的Tetra Spiraflo?。如图所示，一些数量的管经由提供紧凑设计的弯管102彼此连接。在示出的例子中，内管104被成组保持，每个组被配置在被称为外壳106的更大的管中。食品通过内管进给，传热介质通过外壳进给。为了保持能量消耗低，使用将在存储之前被冷却下来的外送食品作为传热介质是有利的。这样的系统通常被称为再生系统。
[0042]图2示出了弯管102和内管104之间的界面的横截面视图的示例。每个组的内管104可以连接到管架200。管架200有助于保持内管104在原位，并使得外壳侧面上的传热介质被阻止进入所述弯管102中。此外，如图1b所示，通过在管架200的帮助下使成组的内管捆绑在一起，以更便捷的方式处理成组内管是可能的。例如，在管式换热器100需要重建的情况下，连接到管架200的成组的内管104可从外壳106拉出并由其他的内管和管架的组合所取代。
[0043]如今，如图2所示，通过将内管焊接到管架的前面，内管被连接到管架。具有前面焊缝202的一个优点是，它们很容易进入，这使得制造和检查更方便。另外，从热传递效率的角度看，通过具有前面焊缝，内管104可被放置成彼此靠近，使