一种用于低温条件下粘稠物质的换热系统
技术领域
本发明属于分析与测量控制技术领域，具体涉及一种用于低温条件下粘稠物质的换热系统。
背景技术
热传递主要存在三种基本形式：热传导、热辐射和热对流，只要在物体内部或物体间有温度差存在，热能就必然以三种方式中的一种或多种从高温到低温处传递，当两种不同温度的液体相向流过热交换器时，热能会通过热传导、热辐射和热对流三种传递方式从高温液体向低温液体转移。
在低温条件，随着冷媒温度降低，被降温的介质逐渐变得粘稠后，热对流的作用也逐渐减弱，冷媒温度进一步降低，粘稠的介质粘附到换热器内壁上越来越厚，热传导的作用也越来越差，降温速度会更慢，这种情况下只有通过辐射来传递能量，而冷辐射的能力很弱，会被外界的热量平衡，温度将不再下降。
为了解决低温条件下粘稠物质的换热问题，需要从增加粘稠介质的流动性和削弱粘稠介质对换热器的粘附这两方面入手，以增加热对流和热传导的作用，从而提高在低温条件下粘稠物质的换热效率。
发明内容
本发明提供一种用于低温条件下粘稠物质的换热系统，通过该换热系统螺旋装置的旋转，将冷却后粘附于换热器细管内壁上的被冷却介质刮掉，旋转的同时增加粘稠介质的流动速度，从而提高被冷却介质与冷却介质的热对流和热传导，以提高低温条件下粘稠物质的换热效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种用于低温条件下粘稠物质的换热系统，包括：换热器粗管（1）、换热器细管（3）、轴孔封头（7）、盲孔封头（16）、轴（9）、螺旋叶片（14）、机械密封（12和13）、轴承（8和15）、O型圈（18）、减速电机（19）、机座（20）和支架（21）；所述换热器粗管（1）两端有环形堵头（29和30）、冷却介质进液口（4）和冷却介质出液口（6），换热器细管（3）两端有轴孔封头（7）、盲孔封头（16）、被冷却介质进液口（5）和被冷却介质出液口（2），轴（9）的一端安装在轴承（15）里，螺旋叶片（14）焊接在轴（9）上，轴（9）上的机械密封（13）和轴孔封头（7）上的机械密封（12）密切配合，轴承（15）安装在盲孔封头（16）的盲孔里，轴（9）的另一端穿过轴承（8）内孔与联轴器（10）相连，轴承（8）被轴承压片（11）固定在轴孔封头（7）的轴孔里。
进一步的，所述换热器粗管（1）和换热器细管（3）之间用环形堵头（29和30）焊接在一起，使粗管和细管之间形成密闭空腔，换热器粗管（1）下部有冷却介质进液口（4），上部有冷却介质出液口（6），冷却介质从空腔内流过，对换热器细管（3）内的被冷却介质进行热交换。
进一步的，所述换热器细管（3）中心安装螺旋装置，螺旋装置由螺旋叶片（14）焊接在轴（9）上精加工而成，螺旋叶片（14）的外径与细管（3）的内径之间有小于1mm的间隙，轴（9）两端安装有盲孔封头（16）和轴孔封头（7），盲孔封头（16）和轴孔封头（7）的柱面上分别有两道凹槽，如附图3所示凹槽（17），每个凹槽内安装一个O型圈，如附图3所示O型圈（18），两道凹槽的中间呈圆周方向均匀分布有螺丝孔如螺丝孔（28），这些螺丝孔分别与细管（3）两端的安装孔一一对应，用螺丝如（26）将两个封头（16和7）安装在细管（3）的两端，轴孔封头（7）的左侧平面中心有机械密封的静密封（12），与轴（9）上安装的动密封（13）配合，使被冷却介质不发生渗漏，轴孔封头（7）的右平面中心安装有轴承（8），轴承（8）被轴承压片（11）固定在轴孔封头（7）的轴孔里，盲孔封头（16）、换热器细管（3）、螺旋装置和轴孔封头（7）之间形成密闭空腔，被冷却介质从细管下部的被冷却介质入口（5）流入，从细管上部的被冷却介质出口（2）流出，和冷却介质流向相反。
进一步的，所述电机（19）安装在平台（20）上，换热器粗管（1）固定在L形支架如支架（21）上，L形支架通过螺丝如螺丝（22）安装在平台（20）上，电机（19）的轴中心线与轴（9）的中心线在同一条直线上。螺旋装置的轴（9）末端安装有联轴器（10），和安装在电机轴上的联轴器配合，在电机（19）的转动作用下使螺旋装置旋转，把粘附到细管管壁上的被冷却介质刮下。
由上述技术方案可知，本发明提供的一种用于低温条件下粘稠物质的换热系统，有益效果在于：通过该换热系统螺旋装置在电机的作用下旋转，将冷却后粘附于换热器细管内壁上的被冷却介质迅速刮掉，同时在螺旋叶片的旋转作用下推动粘稠介质流动，增加粘稠介质的流动速度，提高被冷却介质与冷却介质的热对流和热传导作用，从而提高低温条件下粘稠物质的换热效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识，附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明换热器粗管和换热器细管示意图；
图2为本发明螺旋装置示意图；
图3为本发明盲孔封头示意图；
图4为本发明螺旋装置密封示意图；
图5为本发明总体示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“圆周”、“柱面”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1所示，一种用于低温条件下粘稠物质的换热系统，包括：换热器粗管（1）、换热器细管（3）、环形堵头（29和30），换热器粗管（1）和换热器细管（3）之间用环形堵头（29和30）焊接在一起，使粗管和细管之间形成密闭空腔，作为一个实施例，换热器粗管（1）和环形堵头（29和30）采用不锈钢材质，换热器细管（3）采用紫铜管，这两种材质组合的有益效果是：紫铜为热的良导体，导热效果好，性价比高，不锈钢耐腐蚀而且有足够的强度，从整体架构上既满足换热效率高，又经济实惠，还结实耐用。
作为本发明的一些实施例，如图2所示，换热器细管（3）中心安装螺旋装置，螺旋装置由螺旋叶片（14）焊接在轴（9）上精加工而成，螺旋叶片（14）的外径与细管（3）的内径之间有小于1mm的间隙，轴（9）两端安装有盲孔封头（16）和轴孔封头（7），盲孔封头（16）和轴孔封头（7）的柱面上分别有两道凹槽，每个凹槽内安装一个O型圈，两道凹槽的中间呈圆周方向均匀分布有螺丝孔如螺丝孔（28），这些螺丝孔分别与细管（3）两端的孔一一对应，用螺丝如（26）将两个封头（16和7）安装在细管（3）的两端，轴孔封头（7）的小平面中心有机械密封的静密封（12），与轴（9）上安装的动密封（13）配合，使被冷却介质不发生渗漏，轴孔封头（7）的大平面中心安装有轴承（8），轴承（8）被轴承压片（11）固定在轴孔封头（7）的轴孔里，盲孔封头（16）、换热器细管（3）、螺旋装置和轴孔封头（7）之间形成密闭空腔，被冷却介质从细管下部的被冷却介质入口（5）流入，从细管上部的被冷却介质出口（2）流出，流向和冷却介质相反。
作为本发明的一个实施例，如图5所示，所述电机（19）安装在平台（20）上，换热器粗管（1）固定在L形支架如支架（21）上，L形支架通过螺丝如螺丝（22）安装在平台（20）上，电机（19）的轴中心线与轴（9）的中心线在同一条直线上。螺旋装置的轴（9）末端安装有联轴器（10），和安装在电机轴上的联轴器配合，在电机（19）的转动作用下使螺旋装置旋转，有益效果在于：将冷却后粘附于换热器细管内壁上的被冷却介质迅速刮掉，同时在螺旋叶片的旋转作用下推动粘稠介质流动，增加粘稠介质的流动速度，提高被冷却介质与冷却介质的热对流和热传导作用，从而提高低温条件下粘稠物质的换热效率。
作为本发明的另一个实施例，如图5所示总体示意图，当一台换热器换热面积不能满足使用要求时，将多台这样的换热器并联到一起使用，冷却介质和被冷却介质的进液口、出液口分别并在一起，以达到所需的换热面积。
本发明的说明书中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
