本实用新型公开了一种热交换装置，具体公开了一种凹凸型热交换滚筒结构。
背景技术：
在乙炔的生产过程中需要对原料电石(化学式为CaC2)进行处理，这就涉及到对电石的加热熔化除杂以及降温凝固处理，现有的电石降温方式，通常为将电石熔融液放置在容器中进行自然冷却，这种方式会带来以下几点问题：
(1)电石冷却过程较长，大大降低了乙炔的生产效率。
(2)电石冷却过程中散发的热量最终排空，蕴含的大量余热无法回收，造成较大的能量浪费。
(3)电石冷却过程中会与空气中的水分接触而导致电石凝固后粉化严重，影响了乙炔的生产。
技术实现要素：
本实用新型公开了一种能够回收利用电石冷却余热的凹凸型热交换滚筒结构。
本实用新型的基础方案：凹凸型热交换滚筒结构，包括两个转动咬合的滚筒，滚筒内设有供液体金属流动的通道且通道内设有导流件，滚筒外壁周向设有若干凹槽，滚筒一端固定有传动件。
使用过程中将凹凸型热交换滚筒安装在冷却塔中，两个滚筒两端转动设置在冷却塔上，其中一个滚筒的凹槽与另一个滚筒的非凹槽部分咬合，两个滚筒的不断咬合与转动，然后将电石熔融液自上而下浇入，而液态金属的进液管与通道入口接通，液态金属的出液管与通道出口接通，电石熔融液与滚筒不断接触进行热交换从而快速降温凝固，而液态金属则吸收滚筒的热量从而使滚筒、电石熔融液降温。
本实用新型的效果：
1、本实用新型采用液态金属进行冷却的方式，液态金属在中空的滚筒内流动以实现与电石熔融液的间接热交换，液态金属具有优异的物理性能、熔点低、沸点高、导热系数高、运动黏性比较小等优点，具有良好的流动换热能力，不仅能够回收利用生产余热，而且热交换效率也大大提升。
2、两个滚筒的设置不仅能够用于电石熔融液的分流、导向，还可以为液态金属提供流动通道，实现液态金属与电石熔融液的热交换，此外，通过设置传动件，滚筒实现自身与动力源的传动关系，进而实现自身转动，通过设置导流件，滚筒在自身转动的同时还能够推动液态金属向前运动，无需额外设置泵体即可实现液态金属的输送，大大简化了整体结构。
3、凹槽的设置在滚筒表面形成凹凸型结构，不仅能够增大滚筒的外表面积，增大滚筒与高温的电石熔融液之间的换热面积，还能够在滚筒表面形类似水车的结构，大大提升了滚筒对高温的电石熔融液的导向分流效果。
进一步，导流件包括转轴以及固定在转轴上的叶片，叶片固定在滚筒中并沿着滚筒轴向呈螺旋状分布。叶片固定在转轴上，转轴用于支撑叶片，从而形成稳定结构，而滚筒转动时带动叶片、转轴转动，进而推动液体金属向前涌动；同时叶片已经转轴能够增大滚筒与液体金属的换热面积，从而提高热交换效率。
进一步，所述转轴呈管状。管状的转轴方便部分液态金属通过，增大了液态金属在导流件处的流动面积，提高了液态金属与滚筒、电石熔融液之间的热交换效率。
进一步，滚筒包括沿轴向依次连通的空心轴段Ⅰ、中心段以及空心轴段Ⅱ，其中导流件设置在中心段中，传动件固定在空心轴段Ⅰ或空心轴段Ⅱ上。如此设置，对滚筒进行功能分段，空心轴段Ⅰ、空心轴段Ⅱ作为滚筒的动力输入部分，而中心段则作为滚筒的动力输出部分。
进一步，空心轴段Ⅰ与中心段之间一体成型，空心轴段Ⅱ与中心段之间焊接固定。这种结构就保证了空心轴段Ⅰ与中心段之间的快速成型以及可靠固定，而空心轴段Ⅱ则可在加工过程中通过焊接固定在中心段上，保证了叶片以及转轴能够安装在滚筒内。
进一步，滚筒两端转动连接有轴承座。通过设置轴承座的方式，实现滚筒与外部散热主体之间的流畅的转动。
进一步，传动件为齿轮、链轮或者皮带轮。传动件为常用的齿轮、链轮或者皮带轮中的一种，稳定可靠，利于实现外部动力与滚筒之间的稳定传动。
进一步，叶片与滚筒之间为焊接固定的。通过焊接固定的方式方便实现滚筒与叶片之间的牢固固定。
进一步，空心轴段Ⅰ、空心轴段Ⅱ上均转动密封有连接管。通过设置连接管，方便使用过程中输送液态金属的管道与空心轴段Ⅰ、空心轴段Ⅱ连通。
进一步，凹槽呈条形且长度方向平行于滚筒轴向。如此设置能够保证凹槽充分对物料进行分流，条形的凹槽设计使得分流效果更加明显。
附图说明
图1为本实用新型实施例一中滚筒的剖视图；
图2为图1中滚筒的结构示意图；
图3为本实用新型实施例一中凹槽的结构示意图；
图4为图1的侧视图；
图5为图1中密封压块的结构示意图；
图6为图5的侧视图；
图7为本实用新型实施例二中凹槽的结构示意图；
图8为图7的侧视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：中心段10、叶片11、转轴12、焊接块13、空心轴段Ⅱ 14、推力轴承15、连接管16、密封压块18、盘根19、齿轮20、轴承端盖21、凹槽22、安装通孔23。
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例一：
如附图1所示：凹凸型热交换滚筒结构，包括滚筒、导流件、齿轮20、链轮以及凹槽 22，滚筒为相对设置的两个(图1中所示为其中之一)，滚筒包括沿轴向依次连通的空心轴段Ⅰ、中空的中心段10以及空心轴段Ⅱ14，内部连通的空心轴段Ⅰ、中空的中心段10以及空心轴段Ⅱ14形成了供液态金属流动的通道，其中空心轴段Ⅰ与中心段10之间一体成型，空心轴段Ⅱ14与中心段10之间通过焊接块13实现焊接固定；如图1、图2所示，导流件包括转轴12以及固定在转轴12上的叶片11，叶片11焊接固定在中心段10的空腔中并沿着中心段10轴向呈螺旋状分布，叶片11与转轴12焊接固定，转轴12用于支撑叶片11，从而形成稳定结构，而滚筒转动时带动叶片11、转轴12转动，进而推动液体金属向前涌动；同时叶片11以及转轴12能够增大滚筒与液体金属的换热面积，从而提高热交换效率。此外，转轴12呈管状，管状的转轴12方便部分液态金属通过，增大了液态金属在导流件处的流动面积，提高了液态金属与滚筒、电石熔融液之间的热交换效率；这种结构就保证了空心轴段Ⅰ与中心段10之间的快速成型以及可靠固定，而空心轴段Ⅱ14则保证了叶片11以及转轴12 能够安装在滚筒内。空心轴段Ⅰ、空心轴段Ⅱ14作为滚筒的动力输入部分，而中心段10则作为滚筒的动力输出部分。齿轮20、链轮均与空心轴段Ⅱ14之间通过键连接固定。滚筒的设置不仅能够用于电石熔融液的分流、导向，还可以为液态金属提供流动通道，实现液态金属与电石熔融液的热交换，此外，通过设置齿轮20、链轮，其中齿轮用于相邻的凹凸型热交换滚筒之间实现齿轮传动，而链轮的设置则用于实现凹凸型热交换滚筒与动力源之间实现链传动，进而实现自身转动，通过设置导流件，滚筒在自身转动的同时还能够推动液态金属向前运动，无需额外设置泵体即可实现液态金属的输送，大大简化了整体结构。
其中如图3、图4所示，凹槽22呈条形且长度方向平行于滚筒轴向，本实施例中凹槽22集中布置在中心段10的外壁上。凹槽22的设置不仅能够增大滚筒的外表面积，增大滚筒与高温的电石熔融液之间的换热面积，还能够在滚筒表面形类似水车的结构，大大提升了滚筒对高温的电石熔融液的导向分流效果。具体的，本实施例中的凹槽22间隔设置。
如图1所示，空心轴段Ⅰ、空心轴段Ⅱ14均转动连接有轴承座。通过设置轴承座的方式，实现滚筒与外部散热主体之间的流畅的转动。具体的轴承座中心为用以套接空心轴段Ⅰ、空心轴段Ⅱ14的安装孔，轴承座与空心轴段Ⅰ、空心轴段Ⅱ14之间通过滚珠轴承实现转动连接，而滚珠轴承位于安装孔内，安装孔一端设置有两个密封圈，安装孔另一端则通过螺栓连接固定轴承端盖21，如此设置形成两端封闭对的双密封结构用以隔绝外界粉尘，保证滚珠轴承相对无尘的工作环境，提高使用寿命以及运行稳定性。
如图1所示，空心轴段Ⅰ、空心轴段Ⅱ14上均转动密封有连接管16。通过设置连接管 16，方便使用过程中输送液态金属的管道与空心轴段Ⅰ、空心轴段Ⅱ14连通。具体的，空心轴段Ⅰ、空心轴段Ⅱ14中心均为阶梯孔，连接管16插入阶梯孔中，阶梯孔中直径大的一段的底部设置有推力轴承15用以减小空心轴段Ⅰ、空心轴段Ⅱ14与连接管16之间的转动摩擦，阶梯孔中直径大的一段与连接管16之间的空隙中放置盘根19进行密封，并在阶梯孔最外侧通过螺纹连接密封压块18进行固定，如图5、图6所示，密封压块18为一套筒，套筒主体与阶梯孔直径大的一段配合并压紧盘根19，而套筒外端沿径向延伸形成环形部，环形部周向开有四个安装通孔23，可使用螺栓穿过该通孔与空心轴段Ⅰ、空心轴段Ⅱ14的外端面进行螺纹锁紧。
使用时，将两个相对设置的滚筒安装在冷却塔侧壁上，即滚筒的轴承座固定在冷却塔侧壁上，此时空心轴段Ⅰ、空心轴段Ⅱ14穿出冷却塔侧壁，中心段则位于冷却塔中，两个滚筒两端转动设置在冷却塔上，其中一个滚筒的凹槽与另一个滚筒的非凹槽部分咬合，两个滚筒的不断咬合与转动，然后将电石熔融液自上而下浇入，而液态金属的进液管与空心轴段Ⅱ14 上的连接管接通，液态金属的出液管与空心轴段Ⅰ上的连接管接通，电石熔融液与滚筒不断接触进行热交换从而快速降温凝固，而液态金属则吸收中心段的热量从而使滚筒、电石熔融液降温。
本实用新型采用了液态金属进行冷却的方式，本实施例中的液态金属由质量分数为镓 37％，铟22％，铋18.6％，铝3％，铁2％，镁2.4％和锡15％组成合金；合金熔点为3℃，运动黏性小，具有良好的流动换热能力，液态金属在中空的滚筒内流动以实现与电石熔融液的间接热交换，液态金属具有优异的物理性能、熔点低、沸点高、导热系数高、运动黏性比较小等优点，具有良好的流动换热能力，不仅能够回收利用生产余热，而且热交换效率也大大提升。
实施例二：
如图7、图8所示，与实施例一的区别仅在于：本实施例中的凹槽22为首尾相连的，本实施例中的凹槽22在进行电石熔融液分流导向时更加顺畅、连贯。
以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。