螺旋榨油机榨膛的散热装置的制作方法

本发明涉及油脂加工装备技术领域，更具体地，涉及一种螺旋榨油机榨膛的散热装置。

背景技术：

随着人们生活水平的提高及消费观念的改变，食用油脂制取及加工技术面临重大改进和升级需求，发展具有高安全性的绿色加工技术成为主要推进方向之一。其中压榨制油技术在减少油品-化学剂接触、保留油品天然营养及风味成分、实现油料产地化和广适性加工等方面较目前大规模采用的溶剂浸出制油技术具有较大优势，因此逐渐受到业界重视。

目前，压榨制油的主流核心装备是螺旋榨油机，可实现多种油料的自动化、连续化加工，单机处理能力也在不断增长。螺旋榨油机主要利用机械挤压作用将油料中的油脂榨出，因此油料在榨膛将内经历高压且与榨螺、榨膛表面产生剧烈摩擦，产生大量热量，可导致榨膛温度升高，榨膛温度保持在一定温度范围内，有利于提升压榨出油效率；然而若榨膛温度过高，则将导致压榨油氧化劣变、伴生营养物破坏以及压榨饼蛋白质变性。通常而言，螺旋榨油机处理能力越大、电机输入功率越高，在连续加工过程中面临的过热问题越严重，需要更为高效的散热系统。目前，螺旋榨油机主要采用三种途径散热：(1)空气散热，即利用榨膛表面与周围空气的热交换散热，因效率较低而无法满足大型螺旋压榨机的连续化作业；(2)冷却水散热，即在榨螺内部设置中空管，接通冷却水将榨螺表面的热量转移到设备外，其装置结构复杂、加工难度大、存在冷却水泄露的风险；(3)喷淋油散热，即将压榨所得的压榨油冷却后用喷淋机构喷洒再榨膛外表面，利用冷油移除榨膛过多热量，但易于导致压榨油重复污染以及氧化劣变。

因此，有必要开发一种结构简单、高效散热、避免污染的螺旋榨油机榨膛的散热装置。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明提出了一种螺旋榨油机榨膛的散热装置，其能够通过以雾化流(空气流)为导热介质，实现高效移除榨膛表面多余热量的目的。

根据本发明的一方面，提出了一种高效移除榨膛表面多余热量的散热装置，所述散热装置包括：

雾化流发生器，所述雾化流发生器用于生成夹带大量水滴的空气流；

榨膛夹套，所述榨膛夹套呈封闭的筒状，外套设于螺旋榨油机榨膛，所述榨膛夹套设有热交换空间，所述热交换空间限定雾化流的输送方向；

管路单元，所述管路单元包括第一管路和第二管路，所述雾化流发生器通过所述第一管路连接至所述榨膛夹套的雾化流入口，将所述空气流输入所述热交换空间内，所述榨膛夹套的雾化流出口通过所述第二管路与油料预热器相连，将所述热交换空间内输出的热气流输入所述油料预热器。

优选地，所述雾化流发生器包括：

雾化器，所述雾化器设置在水箱中，所述水箱与进水管连接，所述进水管上设有水量调节阀；

空气压缩机，所述空气压缩机通过第三管路连接至所述水箱内。

优选地，所述第三管路上设有第三调节阀，用于调节输入所述水箱的空气流量。

优选地，所述雾化器为超声波雾化器。

优选地，所述榨膛夹套包括：

套筒，所述套筒外套于所述榨膛，呈水滴状，所述套筒包括左半套筒和右半套筒，所述雾化流入口设置于所述套筒的下方，所述雾化流出口设置于所述套筒的上方；

一对半环形顶板，所述一对半环形顶板设置于所述套筒前端，靠近所述螺旋榨油机榨膛的入榨口；

一对半环形底板，所述一对半环形底板设置于所述套筒后端，靠近所述螺旋榨油机榨膛的出饼口。

优选地，所述榨膛夹套还包括：

折流板，所述折流板设置于所述套筒的内壁上，并位于所述榨膛的各条榨笼板之间。

优选地，所述榨膛夹套还包括：

排料口，所述排料口设置于所述套筒的底部中间处；

排渣轮，所述排渣轮为具有外齿轮结构的转轮，所述排渣轮通过所述排料口下方的基座设置于所述排料口中心位置。

优选地，所述第一管路上设有第一调节阀，用于调节输入所述热交换空间的空气流的流量。

优选地，所述第二管路上设有第二调节阀，用于调节所述热交换空间内输出的热气流输入所述油料预热器的流量。、

根据本发明的另一方面，提出了一种高效移除榨膛表面多余热量的散热装置，所述散热装置包括：

雾化流发生器，所述雾化流发生器用于生成夹带大量水滴的空气流；

分布式喷射器，所述分布式喷射器与所述雾化流发生器相连，将所述空气流直接作用于榨膛，用于所述榨膛的散热。

根据本发明的螺旋榨油机榨膛的散热装置，其优点在于：通过以雾化流为导热介质，提供一种高效移除榨膛表面多余热量的散热装置，结构简单、避免污染，还可将获得热量的导热介质直接用于油料预热，从而优化螺旋榨油机的热量分配，提高压榨操作整体热效率。

本发明的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种螺旋榨油机榨膛散热装置的示意图。

图2a和图2b分别示出了根据本发明的一个示例性实施例的榨膛夹套的a-a和b-b的示意图。

图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的三种工况下榨膛(出饼段)表面温度曲线示意图。

图4示出了根据本发明的一个示例性实施例的雾化流含水量与换热系数的关系示意图。

附图标记说明：

1、超声波雾化器；2、水箱；3、空气压缩机；4、进水管；5、水量调节阀；6、榨膛；7、榨膛夹套；701、左半套筒；702、右半套筒；703、雾化流入口；704、雾化流出口；705、一对半环形顶板；706一对半环形底板；707、折流板；708、排料口；709、排渣轮；710、集料区；8、第一管路；9、第二管路；10、第三管路；11、第一调节阀；12、第二调节阀；13、第三调节阀；14、油料预热器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

散热装置在考虑余热回用的情况下：

本发明提供了一种螺旋榨油机榨膛的散热装置，该散热装置包括：

雾化流发生器，雾化流发生器用于生成夹带大量水滴的空气流；

榨膛夹套，榨膛夹套呈封闭的筒状，外套设于螺旋榨油机榨膛，榨膛夹套设有热交换空间，热交换空间限定雾化流的输送方向；

管路单元，管路单元包括第一管路和第二管路，雾化流发生器通过第一管路连接至榨膛夹套的雾化流入口，将空气流输入热交换空间内，榨膛夹套的雾化流出口通过第二管路与油料预热器相连，将热交换空间内输出的热气流输入油料预热器。

该散热装置是以雾化流，即夹带大量微小水滴的空气流为载热介质的，该介质从榨膛表面吸收并移除热量。

雾化流由空气与大量微小水滴构成，其中水滴在与榨膛热表面接触时发生汽化，可吸收大量热量，其换热效率远高于空气；雾化流本身具有巨大比表面积，与榨膛表面接触换热时换热面积远大于中空榨螺，也比喷淋油与榨膛表面接触更为充分；雾化流介质由水和空气构成，廉价易得，对于压榨油、压榨饼以及榨油机均无污染；还可将获得热量的导热介质直接用于油料预热，从而优化螺旋榨油机的热量分配，提高压榨操作整体热效率，实现废热充分利用。

作为优选方案，雾化流发生器包括：

雾化器，雾化器设置在水箱中，水箱与进水管连接，进水管上设有水量调节阀；

空气压缩机，空气压缩机通过第三管路连接至水箱内。

其中，第三管路上设有第三调节阀，用于调节输入水箱的空气流量，进而调节雾化流的流量。

作为优选方案，雾化器为超声波雾化器。

超声波雾化器功率可调，以调控水箱中水的雾化量，从而控制雾化流中的水含量。

来自空气压缩机的空气输入水箱，与水箱底部超声波雾化器所产生的水雾混和从第一管路输入榨膛夹套的热交换空间内，与榨膛表面发生接触并吸收热量，绝大部分水滴汽化成为水蒸气，形成高温雾化流并从第二管路输出，可直接导入油料预热器与油料接触，水蒸气冷凝放热为油料提供预热热量。

作为优选方案，榨膛夹套包括：

套筒，套筒外套于榨膛，呈水滴状，套筒包括左半套筒和右半套筒，雾化流入口设置于套筒的下方，雾化流出口设置于套筒的上方；

一对半环形顶板，一对半环形顶板设置于套筒前端，靠近螺旋榨油机榨膛的入榨口；

一对半环形底板，一对半环形底板设置于套筒后端，靠近螺旋榨油机榨膛的出饼口。

作为优选方案，榨膛夹套还包括：

折流板，折流板设置于套筒的内壁上，并位于榨膛的各条榨笼板之间。

作为优选方案，榨膛夹套还包括：

排料口，排料口设置于套筒的底部中间处；

排渣轮，排渣轮为具有外齿轮结构的转轮，排渣轮通过排料口下方的基座设置于排料口中心位置。

基座上固定有专用电机，专用电机用于驱动排渣轮。

其中，左半套筒和右半套筒从榨膛外部左右两侧装入，并相互接合成完整的套筒，套筒的下部收缩形成集料区，可将榨条间隙压出的压榨油和饼榨汇集到一起并从底部排料口排出；一对半环形顶板和一对半环形底板可从榨膛外部左右两侧装入，与套筒接合，对榨膛形成封闭夹套结构，该封闭夹套可强化雾化流与榨膛外壁的接触换热以及限定雾化流的输送方向；折流板可用于缩小榨膛夹套内壁与榨膛外壁的间隙，从而增大雾化流在夹套内的流速，提升雾化流与榨膛表面之间的换热效率；排渣轮的设置能够促进底部排料口压榨油和饼渣的排出，防止因饼渣搭桥效应导致的出料口堵塞。

本装置中雾化流发生器引出的雾化流通过第一管路输入榨膛夹套的下部，而从榨膛夹套输出的雾化流通过榨膛夹套的顶部输出，以便获得较好的换热效果。

套筒呈水滴状，其上部截面为半圆形，与榨膛截面匹配，下部截面为锥形，形成集料区，用以收集榨膛表面挤出的压榨油和饼渣。

其中，雾化流入口设置于套筒下部后端，雾化流出口设置于套筒上部前端，并与管路单元相连。

作为优选方案，第一管路上设有第一调节阀，用于调节输入热交换空间的空气流的流量，第二管路上设有第二调节阀，用于调节热交换空间内输出的热气流输入油料预热器的流量。

针对榨膛散热或油料预热的动态需求，通过各调节阀调节雾化流流量及水分含量，从而控制雾化流输出时的热焓。

本发明的装置结构简单，并避免了对压榨油、压榨饼以及榨油机的污染。

在不考虑余热回用的情况下，本发明的散热装置可不装备榨膛夹套及相应管路单元，散热装置包括：

雾化流发生器，雾化流发生器用于生成夹带大量水滴的空气流；

分布式喷射器，分布式喷射器与雾化流发生器相连，将空气流直接作用于榨膛，用于榨膛的散热。

其中，雾化流发生器与上述雾化流发生器结构相同。

两种方式使用，可以将雾化流直接喷射在榨油机出饼口，可迅速降低压榨饼出口温度，减少饼中蛋白质热变性，也可以利用分布式喷射器，将雾化流直接喷射在榨油机榨膛表面，可迅速移除榨膛表面热量，较之自然或主动空气散热效率更高。

实施例1

本实施以kqzx-18型螺旋榨油机为例，其主轴装机功率30kw，日处理量10-12吨菜籽，经测算主轴输入功率75％-80％转化为热能，并通过榨膛表面散热输出。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种螺旋榨油机榨膛散热装置的示意图。图2a和图2b分别示出了根据本发明的一个示例性实施例的榨膛夹套的a-a和b-b的示意图。

如图1、图2a和图2b所示，本实施例的一种螺旋榨油机榨膛散热装置，该散热装置包括：

雾化流发生器，雾化流发生器用于生成夹带大量水滴的空气流；

榨膛夹套7，榨膛夹套7呈封闭的筒状，外套设于螺旋榨油机榨膛6，榨膛夹套7设有热交换空间，热交换空间限定雾化流的输送方向；

管路单元，管路单元包括第一管路8和第二管路9，雾化流发生器通过第一管路8连接至榨膛夹套7的雾化流入口703，将空气流输入热交换空间内，榨膛夹套7的雾化流出口704通过第二管路9与油料预热器相连，将热交换空间内输出的热气流输入油料预热器14。

第一管路8上设有第一调节阀11，用于调节输入热交换空间的空气流的流量，第二管路9上设有第二调节阀12，用于调节热交换空间内输出的热气流输入油料预热器14的流量。

进一步地，雾化流发生器包括：

超声波雾化器1，超声波雾化器1设置在水箱2中，水箱2与进水管4连接，进水管4上设有水量调节阀5；

空气压缩机3，空气压缩机3通过第三管路10连接至水箱2内。

其中，第三管路10上设有第三调节阀13，用于调节输入水箱2的空气流量，进而调节雾化流的流量。

超声波雾化器1功率可调，以调控水箱2中水的雾化量，从而控制雾化流中的水含量。

进一步地，榨膛夹套7包括：

套筒，套筒外套于榨膛，呈水滴状，套筒包括左半套筒701和右半套筒702，雾化流入口703设置于套筒的下方，雾化流出口704设置于套筒的上方；

一对半环形顶板705，一对半环形顶板705设置于套筒前端，靠近螺旋榨油机榨膛6的入榨口；

一对半环形底板706，一对半环形底板706设置于套筒后端，靠近螺旋榨油机榨膛6的出饼口。

榨膛夹套7还包括：

折流板707，折流板707设置于套筒的内壁上，并位于榨膛6的各条榨笼板之间。

排料口708，排料口708设置于套筒的底部中间处；

排渣轮709，排渣轮709为具有外齿轮结构的转轮，排渣轮709通过排料口708下方的基座(未示出)设置于排料口708中心位置。

套筒呈水滴状，其上部截面为半圆形，与榨膛6截面匹配，下部截面为锥形，形成集料区710，用以收集榨膛表面挤出的压榨油和饼渣。

其中，雾化流入口703设置于套筒下部后端，雾化流出口704设置于套筒上部前端，并与管路单元相连。

以下通过一个实施例说明本发明所述榨油机榨膛散热装置应用于kqzx-18型螺旋榨油机时的操作方式和散热效果。

图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的三种工况下榨膛(出饼段)表面温度曲线示意图。

三种工况包括：(1)将本发明的散热装置装在kqzx-18型螺旋榨油机上，启动螺旋压榨机主轴并连续输入菜籽(预热至64℃)，待榨膛温度逐步升高，30min后开始输入含水量为19.7％的雾化流；(2)将本发明的散热装置装在kqzx-18型螺旋榨油机上，启动螺旋压榨机主轴并连续输入菜籽(预热至64℃)，待榨膛温度逐步升高，30min后开始输入空气流(超声波雾化器停机)；(3)kqzx-18型螺旋榨油机不安装本发明的散热装置，利用空气自然散热，启动螺旋压榨机主轴并连续输入菜籽(预热至64℃)。

分别记录上述三种工况下，位于榨膛出饼段的温度传感器记录榨膛表面温度曲线。

如图3所示，采用空气自然散热的情况下kqzx-18型螺旋榨油机榨膛(出饼段)表面温度在开机30min后仅上升了23℃；而安装本发明散热装置且未输入空气或雾化流的情况下，榨膛(出饼段)表面温度在开机30min后可上升40℃以上，表明采用该装置(不输入载热介质时)可减少榨膛散热，使榨膛温度迅速升高到适宜的压榨温度。30min后，无散热装置的榨膛温度持续升高，90min时超过90℃并有持续上升的趋势，显示榨膛产热量大于散热量，压榨油和压榨饼受热较为严重。30min后，采用散热装置但以空气作为散热介质的榨膛温度上升速度较低，但到90min时榨膛温度也已达到84℃，且仍存在缓慢上升趋势。30min后，采用散热装置且输入雾化流作为散热介质的工况下，榨膛表面温度基本稳定在65-68℃之间，是较为适宜的榨膛表面温度。

因此，采用本发明的散热装置不仅可改善榨膛过热时的散热效率，而且还在榨油机启动时起到减少散热的作用，使榨油机更快进入适宜工况。此外，雾化流比空气散热效率高，可维持榨膛产热和散热的热平衡，有利于榨油机保持在适宜工况下。而且所得雾化流具有较高温度和热量，可直接输入油料预热器用于加热油料。

图4示出了根据本发明的一个示例性实施例的雾化流含水量与换热系数的关系示意图。

如图4所示，在相同流速下，不同含水量的雾化流与空气作为导热介质时的换热系数对比可知，当雾化流中含水量达到19-21％时，其换热系数可达空气的3倍以上。因此本发明的散热装置具有良好的榨膛散热效率。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的实施例。