标准热管和旋转热管组合型高效传热搅拌装置制造方法
【专利摘要】本实用新型目的是要提供一种可以传热的搅拌装置，边搅拌边放热，大大提高了传热速度，节能降耗。本实用新型的搅拌装置是将标准热管和旋转热管进行组合，在搅拌的同时放热，包括作为旋转热管的主轴体，主轴体内设置有旋转热管圆锥形腔体，主轴体中部外壁上设置有管状搅臂，所述管状搅臂顶端设置有刮板；主轴体左端外壁与标准热管垂直连接，所述标准热管包括外壳和内腔的吸液芯，置于供能箱体的热源中；主轴体左端内腔设置有工质液池，所述工质液池与标准热管内腔、主轴体内腔、管状搅臂内腔相通，内有传热的工质；所述主轴体与供能箱体连接处设置有密封件。
【专利说明】标准热管和旋转热管组合型高效传热搅拌装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种热管加热设备的搅拌器，特别是关于一种标准热管和旋转热管组合型高效传热搅拌装置。
【背景技术】
[0002]随着时代的快速发展，石油、煤炭、天燃气等自然能源资源将日益匮乏，同时，热岛效应也已引起世界的警觉。因此，低碳、节能已作为当今技术创新发展的重中之重。太阳能、空气能、地热能、风能等新能源得到了大力的发展，对于需要低品位热能供热的工艺设备等，采用新能源尤其合适，无论需要低品位或高品位热能供热的设备，提高设备的传热效率和传热速度，就能达到低碳、节能、提高工艺效率的显著效果。对于大型的需要加热、搅拌的设备，例如处理量每次为数千千克的餐厨垃圾高温生物处理设备、化工领域的高温搅拌反应釜、生物制药领域的高温搅拌设备等，通常是通过设备外壁加热，由壁面温度传入设备内的物料或物质，由于传热面积受设备外壁面积的限制，物料或物质量大，尤其是固体物料，物料层厚，仅靠筒壁传热，其传热速度很慢，对于这样的大型设备，即使外壁制成板状热管，提高传热效率，由于物料层厚或物质量大，物料或物质要达到工艺要求温度条件，时间还是较长的，相应说，能耗还是较大。
【发明内容】
[0003]本实用新型目的是要提供一种可以传热的搅拌装置，边搅拌边放热，大大提高了传热速度，节能降耗。本实用新型的搅拌装置是将标准热管和旋转热管进行组合，在搅拌的同时放热。
[0004]本实用新型是这样实现的:标准热管和旋转热管组合型高效传热搅拌装置，其特征在于包括作为旋转热管的主轴体，主轴体内设置有旋转热管圆锥形腔体，主轴体中部外壁上设置有管状搅臂，所述管状搅臂顶端设置有刮板；主轴体左端外壁与标准热管垂直连接，所述标准热管包括外壳和内腔的吸液芯，置于供能箱体的热源中；主轴体左端内腔设置有工质液池，所述工质液池与标准热管内腔、主轴体内腔、管状搅臂内腔相通，内有传热的工质；所述主轴体与供能箱体连接处设置有密封件。
[0005]所述管状搅臂外壁还设置有径向肋片或(和)轴向肋片。
[0006]所述标准热管外壳上设置有径向肋片或(和)轴向肋片。
[0007]所述供能箱体上设置有热源出口、热源进口和排污口。
[0008]将搅拌器也制成高效传热机构，则大大增加了设备的传热面积，提高了加热工艺的速度，提高了工效和生产效益，节约了能源，也降低了碳排放，尤其对于只需要低品位热能的大型设备，如餐厨垃圾高温生物处理设备等，采用太阳能、空气能、地热能、风能等新能源供热能，其低碳、节能效果更显著。
[0009]一种由标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置是将搅拌器的主轴制成旋转热管，搅臂是顶部带刮片的管状，旋转热管的吸热端是布置有吸液芯的标准热管，管状搅臂和标准热管的外壁，可根据需要布置径向肋片或轴向肋片，以进一步增加传热面积和达到传热平衡。管状搅臂和标准热管的长度、数量，肋片布置的形状、数量均根据设备容积大小、通过传热平衡计算确定。由此，对于大型需热能的设备，在筒壁传热的同时，搅拌器也同时在传热，大大提高了设备的传热速度和传热效率，降低能耗，节约能源，减少了碳排放，同时，进一步缩短了工艺时间，提高了工艺效率和生产效益。
[0010]标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置其放热端由主轴和顶端带刮板的管状搅臂组成，其主轴内孔为圆锥形，放热端远端为圆锥形小头，吸热端为圆锥形大头外的液池，搅臂为顶端带刮板的管子，内孔一端与刮板焊接密封，一端与圆锥孔密封连通，在管外可布置径向肋片或轴向肋片。在吸热端的圆周上布置有标准热管结构的管子，即管内有金属卷绕丝网或丝网复合芯等吸液芯(标准热管是指管内有吸液芯的热管)，管外可布置径向肋片或轴向肋片，将整个结构件焊接密封后，抽成高真空并充以工质。由此，组成了标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置。在标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置的吸热端布置有供能箱体，供能箱体上有热源进口、热源出口和排污口，供能箱体和旋转热管外壳接触处设置有密封件。
[0011]所述标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置是由标准热管和旋转热管组合而成。在旋转热管放热端圆周上布置顶端带刮板的搅臂，搅臂由空心管子制成，顶端与刮板焊接密封，另一端内孔与旋转热管圆锥形内腔连通，运转时相当于管状重力热管的放热端，管外可布置径向肋片或轴向肋片；旋转热管的吸热端圆周上布置有标准热管(即带有吸液芯的热管)，管子内孔一端密封，一端与旋转热管液池连通，管外可布置径向肋片或轴向肋片。
[0012]所述标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置其管状搅臂和标准热管的长度、数量根据设备容积大小，供热量和传热面积的热平衡条件设置。
[0013]所述标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置其顶端带刮板的管状搅臂的管外和标准热管的管外采用径向肋片或轴向肋片的形式、数量根据处理物料的性质和热平衡条件设置。
[0014]所述标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置其供热箱体中的供热热源可以是高温水、气、汽或其他热媒；
[0015]所述供热箱体设置有热源进口、热源出口、排污口 ；
[0016]所述标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置的传热工质在不工作时为液态，工作时在吸热端吸收汽化潜热汽化，至园锥形放热端释放汽化潜热冷凝，由于旋转热管内孔是圆锥形，管状搅臂形成管状重力热管的放热端，蒸汽同时在此释放汽化潜热，冷凝液依靠重力返回旋转热管园锥形腔体，随同旋转热管的冷凝液一起，从园锥形小头返回园锥形大头处的液池中，通过工质的汽化和冷凝，在旋转搅拌中将热能直接传递给物料或物质，由此，在热管通路中高速高效地循环传热。
[0017]所述标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置其吸热端布置带有吸液芯的标准热管，吸液芯可由金属卷绕丝网或丝网复合芯等制成，其内孔一端密封，一端与旋转热管吸热端液池连通，增大了吸热面积，同时在旋转中依靠重力和毛细吸液力储存工质，发挥了标准热管高效传热的功效。
[0018]详述如下:将所述搅拌装置的主轴体内孔制成园锥形腔体，制成热管后，锥形腔体小口径端为旋转热管的放热端，沿主轴放热端径向布置顶端带刮板的管状搅臂，管状搅臂内孔一端与刮板焊接密封，一端与园锥形腔体连通，管状搅臂长度、数量根据设备容积、大小确定，管外根据传热量、传热面积需要可布置径向肋片或轴向肋片；园锥形腔体大口径终端设一大于锥形腔体大口径的圆柱形工质液池，沿圆柱形工质液池径向布置圆管，圆管一端密封，一端内孔与圆柱形工质液池连通，圆管内布置有金属卷绕丝网或丝网复合芯的吸液芯，圆管数量、长度、管外布置的肋片形状【径向肋片或轴向肋片】、数量根据传热量、传热面积确定，制成热管后，即成为标准热管结构，液池和标准热管成为旋转热管的吸热端；在吸热端外设置供能箱体，供能箱体与主轴体接触处设置密封件，供能箱体上置有热源进口、热源出口、排污口。将整个结构件焊接密封后，抽成高真空并充以工质，由此组成标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置。在高真空状况下，热管内工质的沸点降低，在外界提供较低温度热源的条件下，工质会迅速吸收汽化潜热而蒸发，蒸汽在几乎无热阻的情况下到达放热端释放汽化潜热，在放热端，除了内孔为圆锥形的主轴向外释放汽化潜热外，蒸汽还通过管状搅臂及肋片释放汽化潜热，由于搅臂随主轴旋转，冷凝液可依靠重力返回圆锥孔内，并随旋转热管内的冷凝液一起返回吸热端液池，由此组成工质吸热一蒸发一放热一冷凝液返回的连续循环，对外即达到高速、高效循环传热的效果。若以高温水为供热热源时，供能箱体即为水箱，旋转热管的液池及管内有吸液芯、管外有肋片的标准热管部分均置于水箱中，旋转热管放热端及带刮板的管状搅臂随同管外的肋片置于设备的筒体中，高温水提供的热能启动标准热管和液池内的工质蒸发，蒸汽向旋转热管园锥形腔体传送，并通过园锥形腔体传送至管状搅臂内，在通过主轴外壁和管状搅臂外壁及肋片向外释放汽化潜热后，蒸汽凝结，冷凝液依靠重力返回吸热端，其中，管状搅臂内的冷凝液在旋转中依靠重力返回旋转热管的园锥孔内，并随旋转热管的冷凝液一起返回旋转热管的吸热端，也即返回液池中，由于连通液池的标准热管内置有吸液芯，在旋转中即使标准热管处于倒置状，管内的吸液芯依靠毛细力将工质吸附在内，避免了热管吸热端工质干枯而影响传热的可能。由此，形成工质吸热一蒸发一放热一冷凝液返回的连续循环，对外即将供热箱提供的热能，依靠高速、高效循环的传热使物料或物质快速升温，快速达到和完成工艺条件，使整个处置工艺缩短了时间，降低了能耗，达到了低碳、节能的效果，提高了生产效率。由于高温水是低品位热能，通过太阳能、空气能、地热能、风能等新能源就能获得，实践中由太阳能热水器和空气热泵互补供热，通过标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置的运行，设备中的物料或物质完全能快速达到60-80°C的工艺处置温度，对于大型餐厨垃圾高温资源化生物处理等设备将大大降低能耗和处理成本，使之成为可持续发展的循环经济。因此，本实用新型的新颖性、创造性、实用性 极强。
[0019]在上述的标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置中，液池连通标准热管，管内布置有金属卷绕丝网或丝网复合芯等吸液芯，依靠毛细吸力储存工质和回收冷凝液，保证了工质吸热一蒸发一冷凝液回收的循环运转。
[0020]在上述的标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置中，标准热管布置在旋转热管吸热端液池外壳的圆周上，其长度、数量及管外采用径向肋片或轴向肋片的形式、数量等依据传热量、传热面积确定。
[0021]在上述的标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置中，旋转热管的吸热端液池和标准热管均置于供热箱中，其作用是快速吸收供热箱提供的热源的汽化潜热，使管内和液池内工质蒸发传热。
[0022]在上述的标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置中，供热箱设有热源进口、热源出口、排污口，供热箱与旋转热管外壳接触处设置有密封件，以防供热箱中的热源外泄。
[0023]在上述的标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置中，主轴体管内是园锥形体，以利于在旋转中冷凝液依靠重力和旋转力的回流。
[0024]在上述的标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置中，主轴体内的圆锥形体直径由大到小，该段为旋转热管的放热端，在放热端上径向设置有顶端带刮板的管状搅臂，管状搅臂内孔一端与刮板密封连接，另一端与主轴体内圆锥孔连通，管外可根据需要布置径向肋片或轴向肋片，以增加传热面积，管状搅臂和圆锥形内孔的主轴部分为旋转热管的放热端，通过放热端将汽化潜热向物料或物质释放，对外即高速高效地将物料或物质加热使之快速达到和完成工艺条件。
[0025]在上述的标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置中，旋转热管及连接在上的顶端带刮板的管状搅臂均置于设备的筒体中，使之在运转中对物料或物质均匀搅拌的同时快速将物料或物质加热至工艺温度。
[0026]本实用新型标准热管、旋转热管组合型高效传热搅拌装置，由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:
[0027]1.本实用新型结构简练、紧凑，尤其是对于传热量大的设备，通过标准热管长度、数量及管外肋片数量，以及管状搅臂长度、数量和管外肋片数量，能灵活、有效地布置相应的传热面积，使之达到最佳的传热效率。
[0028]2.本实用新型由于使用了标准热管和旋转热管的组合，将搅拌器和加热器组合在一起，体积小，传热效率高，在搅拌的同时高效传热，快速加热物料或物质，缩短了工艺时间，提高了工艺效率和生产效益。
[0029]3.本实用新型由于使用了标准热管和旋转热管的组合，传热面积布置灵活，制造方便，制造成本低，实用性强，有利于广泛推广应用。
[0030]4.本实用新型由于使用了标准热管和旋转热管的组合，在供热热源变化时，可通过调整标准热管的管径、长度、数量、肋片的数量及旋转热管的管径、管状搅臂的管径、数量、肋片的形状和数量，达到传热平衡，使热管的传热效率达到最佳。同时，增加了供热热源的选择范围，可以由太阳能、空气能、风能、地热能等或由太阳能-空气能、太阳能-地热能等组合提供高温热水作为热源，也可以由热风、高温烟气等工业余热提供热能，还可由蒸汽或导热油等作为供热热源。
[0031]综上所述，本实用新型是一种传热效率高、能耗低的标准热管和旋转热管组合型高效传热搅拌装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；
[0033]图中:1.主轴体，2.旋转热管园锥形腔体，3.管状搅臂，4.刮板，5.径向肋片，6.轴向肋片，7.密封件，8.标准热管外壳，9.吸液芯，10.热源出口，
11.供能箱体，12.热源，13.工质，14.热源进口， 15.排污口， 16.工质液池。【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和典型实施例对本实用新型作进一步说明。
[0035]在图1中，本实用新型包括作为旋转热管的主轴体1，主轴体I内设置有旋转热管圆锥形腔体2，主轴体I中部外壁上设置有管状搅臂3，所述管状搅臂3顶端设置有刮板4 ；主轴体I左端外壁与标准热管垂直连接，所述标准热管包括外壳8和内腔的吸液芯9，置于供能箱体11的热源12中；主轴体I左端内腔设置有工质液池16，所述工质液池16与标准热管内腔、主轴体内腔、管状搅臂内腔相通，内有传热的工质13 ;所述主轴体I与供能箱体11连接处设置有密封件7。
[0036]所述管状搅臂外壁还设置有径向肋片5或(和)轴向肋片6。
[0037]所述标准热管外壳上设置有径向肋片5或(和)轴向肋片6。
[0038]所述供能箱体11上设置有热源出口 10、热源进口 14和排污口 15。
【权利要求】
1.标准热管和旋转热管组合型高效传热搅拌装置，其特征在于包括作为旋转热管的主轴体，主轴体内设置有旋转热管圆锥形腔体，主轴体中部外壁上设置有管状搅臂，所述管状搅臂顶端设置有刮板；主轴体左端外壁与标准热管垂直连接，所述标准热管包括外壳和内腔的吸液芯，置于供能箱体的热源中；主轴体左端内腔设置有工质液池，所述工质液池与标准热管内腔、主轴体内腔、管状搅臂内腔相通，内有传热的工质；所述主轴体与供能箱体连接处设置有密封件。
2.如权利要求1所述的标准热管和旋转热管组合型高效传热搅拌装置，其特征在于所述管状搅臂外壁还设置有径向肋片。
3.如权利要求1所述的标准热管和旋转热管组合型高效传热搅拌装置，其特征在于所述管状搅臂外壁还设置有轴向肋片。
4.如权利要求1所述的标准热管和旋转热管组合型高效传热搅拌装置，其特征在于所述标准热管外壳上设置有径向肋片。
5.如权利要求1所述的标准热管和旋转热管组合型高效传热搅拌装置，其特征在于所述标准热管外壳上设置有轴向肋片。
【文档编号】F28D15/04GK203432425SQ201320482935
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】承中良, 何其伦, 何晓晔 申请人:何其伦, 何晓晔