一种管壳式塑料粒子换热器的制作方法

本实用新型属于塑料粒子预热和冷却领域，特别涉及一种管壳式塑料粒子换热器。

背景技术：

塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，俗称塑料或树脂，可以自由改变成分及形体样式，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。典型的塑料类型有PE、PP、HDPE、LDPE、 PVC、ABS、PET、POM、TPU等。根据各种塑料不同的成型方法，可以分为膜压、层压、注射、挤出、吹塑、浇铸塑料和反应注射塑料等多种类型。在各种加工工艺中，很多涉及到脱气前的预热工序和包装前的冷却工序，特定工序甚至是需要在氮气保护下的冷却工序等等。

传统的塑料粒子换热器技术有很多，例如流化床换热器、桨叶式换热器(又称螺旋式换热器)、滚筒换热器；行业内最常用的是流化床换热器的两种形式，即振动式流化床和沸腾流化床，但是无论哪一种流化床技术均有着先天性的问题，例如：设备为动设备，能耗高；设备采用冷却风作为换热介质，冷却风的换热效率极低，设备巨大，造价高；占地面积大增加工厂空间投资；巨大的设备和复杂的配套流程导致安装成本高，安装时间长；动设备会导致塑料粒子破碎或受损；大型的非模块化式设备不利于工厂扩产增能的改造项目；废气排放和粉尘排放给工厂带来巨大的困扰。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种管壳式塑料粒子换热器，为一种间壁换热的塑料粒子预热和冷却装备。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种管壳式塑料粒子换热器，其为立式结构，从上到下分别是入料管、漏斗口列管式换热器、管式卸料器和旋转卸料阀，四个组成部分均通过圆形标准法兰连接，漏斗口列管式换热器由一系列列管经过六边形发散式排布而成，壳程走加热介质或冷却介质，管程走塑料粒子，两种流体通过列管的壁面进行间壁换热；漏斗口的锥角必须要与物料的安息角、颗粒度、堆积密度、表面光洁度相匹配；经过预热或冷却的塑料粒子从漏斗口列管式换热器底部落入管式卸料器，均匀导流排入旋转阀，再经过旋转阀进入下一道工序。

优选地，管式卸料器上部是一个锥形管，下部通过焊接的形式连接到一个直管段，直管段的内部是一个防止发生偏流的导向流挡板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

(1)运行能耗低：主体设备为静设备运行，底部的旋转阀的电机功率一般在10KW以下。相对于动设备的风机或大功率旋转电机超过100KW的功率而言，其能耗极低。

(2)造价低：设备结构非常简单，流程短，无附属设备，这意味着投资小。同时换热段的列管式换热器的加工简单而成熟，其制造成本极低。

(3)占地面积小：管壳式塑料粒子换热器占用空间极小，可以排布在工厂的任何可以利用的角落和缝隙。从工程设计和生产管理角度来说，都更实用、更紧凑。

(4)漏斗式密相输送设计避免破碎：采用了专有的漏斗口列管式换热器设计，实现均匀的密相输送，颗粒之间不存在剧烈的撞击，不存在破碎。

(5)管道式设计易于融入气力输送系统：采用圆柱体设计，进出口均为标准的圆形法兰，可以直接接入气力输送系统。

附图说明

图1为本实用新型实施例的管壳式塑料粒子换热器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的管壳式塑料粒子换热器的漏斗口列管式换热器设备图；

图3为本实用新型实施例的管壳式塑料粒子换热器的漏斗口六边形排布图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

参照图1至3对本实用新型的实施例进一步说明：

本实用新型实施例的管壳式塑料粒子换热器，其为立式结构，从上到下分别是入料管、漏斗口列管式换热器、管式卸料器和旋转卸料阀，四个组成部分均通过圆形标准法兰连接，漏斗口列管式换热器由一系列列管经过特殊的六边形发散式排布而成，壳程走加热介质或冷却介质，管程走塑料粒子，两种流体通过列管的壁面进行间壁换热；特殊设计的漏斗口的锥角必须要与物料的安息角、颗粒度、堆积密度、表面光洁度等参数相匹配；经过预热或冷却的塑料粒子从漏斗口列管式换热器底部落入管式卸料器，均匀导流排入旋转阀，再经过旋转阀进入下一道工序。塑料粒子在管壳式塑料粒子换热器内部是依靠重力从上而下流动，依次经过入料管1、漏斗口列管式换热器2、管式卸料器3和旋转卸料阀4。入料管1在设备的最顶端，入管段上设置了进料口5、排气口6、物位计7。进料口5是塑料粒子进入设备的位置，进料口5一般采用标准圆形法兰设计，便于融入系统，也可以根据系统的需求定制成任何平面形状。排气口 6主要用于排出废气，在特定应用里可以配合实现氮气保护和惰性气体保护。物位计7在本实用新型上的应用采用雷达导波式设计，用于精确检测塑料粒子散装料堆的物位高度。物位计7的物位探头8直接与塑料粒子接触。

塑料粒子在入料管1形成物位后流入漏斗口列管式换热器2顶部的六边形漏斗口中，漏斗口9的角度α是决定塑料粒子在列管式换热器10是否能实现均匀稳定的密相输送的关键数值之一，例如在TPU领域应用的设计上一般要求小于60°。其次列管11的孔径Ф设计也至关重要，例如TPU领域的应用一般为 DN20，过小则会架桥，过大则会影响换热效果。再次列管式换热器壳程的折流板设计与常规液液换热或气液换热也有较大差异，需要把列管内部处于层流的塑料粒子作为关键因素考虑，同时还要兼顾换热介质的流量，例如：在冷却应用中，如果冷却液流量过大，则会导致冷却液出水温度过低，导致物料侧的管壁发生结露，导致粘结而堵塞列管的内通道。

从漏斗口列管式换热器2底部排出塑料粒子进入管式卸料器3，管式卸料器上部是一个锥形管12，下部通过焊接的形式连接到一个直管段13，直管段 13的内部是一个导向流挡板14，其作用是防止发生偏流。

设备的底部是一个旋转卸料阀4，阀门通过电机15进行驱动，调节设备内部塑料粒子的流速。

管壳式塑料粒子换热器是一个可以灵活设计的设备，根据实际塑料粒子的种类、颗粒度的大小、堆积密度、处理量、进料温度、出料温度以及换热介质的问题可以非常灵活的设计。列管的数量、列管的壁厚、列管的排布、均是根据实际情况来设计的，特定的设计也可以通过叠加多段漏斗口列管式换热器来实现。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。