專利名稱:熱傳遞中空刮板螺旋輸送機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明大體涉及用于輸送材料和相對(duì)于輸送的材料傳遞熱的螺旋輸送機(jī),尤其涉及蒸汽加熱的中空刮板螺旋輸送機(jī)。
背景技術(shù):
蒸汽加熱的中空刮板螺旋輸送機(jī)一般用于輸送材料和將熱傳遞給材料。這種螺旋輸送機(jī)的一般應(yīng)用包括固態(tài)和半固態(tài)材料的燒煮、加熱和干燥。通常,這些螺旋輸送機(jī)具有隨著螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)輸送材料的螺旋狀的刮板。刮板是中空的,以便其形成螺旋狀的通道, 加壓蒸汽流過該螺旋狀的通道,由此將熱傳遞給輸送的材料。傳統(tǒng)中空刮板螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)的缺陷在于,它們具有有限的長(zhǎng)度,在超出該有限的長(zhǎng)度時(shí),它們不能有效地工作。隨著蒸汽經(jīng)過螺旋狀的通道,冷凝物形成于中空刮板的壁的內(nèi)表面,并在旋轉(zhuǎn)刮板的當(dāng)時(shí)底部聚集。這些螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度受到蒸汽可在累積的冷凝物阻擋蒸汽流之前流過的刮板的圈數(shù)的限制。此外,傳統(tǒng)中空刮板螺旋輸送機(jī)通常具有低的效率,因?yàn)檠芈菪隣畹耐ǖ赖拈L(zhǎng)度累積的大量的冷凝物限制了通過刮板壁傳遞的能量°因此,可以看出存在對(duì)于改善的熱傳遞的中空刮板螺旋輸送機(jī)的需要,該中空刮板螺旋輸送機(jī)具有增加的熱效率和/或可設(shè)計(jì)成具有增加長(zhǎng)度。本發(fā)明主要目的在于提供解決這些和其它問題的方案。
發(fā)明內(nèi)容
總體而言,本發(fā)明涉及可用于輸送材料和相對(duì)于材料傳遞熱的熱傳遞中空刮板螺旋輸送機(jī)。螺旋輸送機(jī)包括蒸汽傳送腔室、冷凝物返回腔室和螺旋狀的中空刮板。在示范性實(shí)施例中,冷凝物返回腔室通過內(nèi)部管道限定,蒸汽傳送腔室限定在外部和內(nèi)部管道之間, 且螺旋狀的刮板從外部管道徑向地延伸。螺旋輸送機(jī)包括一系列的加熱區(qū)域,各加熱區(qū)域均具有由中空刮板形成的“閉環(huán)”螺旋狀的通道,且各具有相應(yīng)蒸汽入口、冷凝物出口和擋板。蒸汽通過蒸汽入口進(jìn)入螺旋輸送機(jī),并進(jìn)入螺旋狀的通道,隨著蒸汽加熱由螺旋輸送機(jī)輸送的材料,蒸汽在螺旋狀的通道中冷凝。隨著螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn),擋板向上引導(dǎo)冷凝物,直至經(jīng)冷凝物出口將其排入冷凝物返回腔室,用于從螺旋輸送機(jī)將其移除。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的隨后詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利要求,本發(fā)明用于克服現(xiàn)有裝置的缺陷和實(shí)現(xiàn)本文描述的優(yōu)勢(shì)而采用的具體技術(shù)和結(jié)構(gòu)將變得明顯。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例的熱傳遞的中空刮板螺旋輸送機(jī)的側(cè)視圖,顯示為與蒸汽輸入/冷凝物移除裝置一起使用;圖2為圖1的蒸汽/冷凝物裝置的縱截面視圖;圖3為圖1的螺旋輸送機(jī)和蒸汽/冷凝物裝置的左端部的縱截面視圖,顯示了流過的蒸汽和冷凝物;圖4為圖1的螺旋輸送機(jī)和蒸汽/冷凝物裝置的縱截面視圖,顯示了流過螺旋輸送機(jī)的三個(gè)加熱區(qū)域的蒸汽和冷凝物;圖5顯示了圖3的螺旋輸送機(jī)的第二加熱區(qū)域,蒸汽和冷凝物流過該第二加熱區(qū)域;圖6為圖3的螺旋輸送機(jī)沿圖3中線6-6截取的軸向橫截面視圖;圖7顯示了圖6的螺旋輸送機(jī),隨著其旋轉(zhuǎn)以舀出在由中空刮板限定的螺旋狀的通道中形成的冷凝物;圖8顯示了圖6的螺旋輸送機(jī),隨著其進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)以引導(dǎo)舀出的冷凝物離開螺旋狀的通道;圖9為根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例的熱傳遞中空刮板螺旋輸送機(jī)的縱截面視圖,顯示為與蒸汽輸入裝置和具有虹吸管的冷凝物移除裝置一起使用;圖10為替代性螺旋輸送機(jī)的左端部的透視圖,顯示了三個(gè)冷凝物分流器,代替圖 9的虹吸管,以從螺旋輸送機(jī)移除冷凝物;
具體實(shí)施例方式概括而言,本發(fā)明涉及可用于輸送材料和相對(duì)于輸送的材料傳遞熱的熱傳遞中空刮板螺旋輸送機(jī)。這些螺旋輸送機(jī)可用于輸送和加熱各種不同材料,例如,燒煮馬鈴薯或魚粉,加熱焙烤混合物,或干燥煤。在常見的商業(yè)實(shí)施例中,蒸汽用于加熱螺旋輸送機(jī),然后螺旋輸送機(jī)將熱傳遞至輸送材料。在其它實(shí)施例中,可使用除蒸汽之外的熱傳遞介質(zhì),簡(jiǎn)便起見,本文使用的“蒸汽”包括這些其它的熱傳遞介質(zhì)。此外,螺旋輸送機(jī)可與選擇成用于從輸送的材料移除熱的熱傳遞介質(zhì)一起使用,雖然在冷卻輸送的材料時(shí),可能不能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的某些優(yōu)勢(shì)?,F(xiàn)在參照附圖,圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實(shí)施例的熱傳遞中空刮板螺旋輸送機(jī)100。螺旋輸送機(jī)100包括外部管道102和從外部管道徑向地向外延伸的螺旋狀的刮板104。螺旋輸送機(jī)100還可包括從外部管道縱向延伸的遠(yuǎn)側(cè)軸106。遠(yuǎn)側(cè)軸106可在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未顯示)的作用下旋轉(zhuǎn),以驅(qū)動(dòng)螺旋輸送機(jī)100旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可為本領(lǐng)域公知的傳統(tǒng)類型,且螺旋輸送機(jī)100可由遠(yuǎn)側(cè)軸、近側(cè)軸、該兩者或輸送機(jī)的其它零件驅(qū)動(dòng)。螺旋輸送機(jī)100與蒸汽輸入/冷凝物移除裝置結(jié)合使用,而蒸汽輸入/冷凝物移除裝置可為本領(lǐng)域公知的傳統(tǒng)類型。例如,示出的蒸汽/冷凝物裝置10為旋轉(zhuǎn)接頭設(shè)計(jì), 其將蒸汽輸入螺旋輸送機(jī)100,并從螺旋輸送機(jī)移除冷凝物。這種旋轉(zhuǎn)接頭可在商業(yè)上從制造商獲得,諸如 Kadant 公司(ffestford, Massachusetts)。如圖2-3所示,示出的蒸汽/冷凝物裝置10具有蒸汽入口 12和允許蒸汽90進(jìn)入螺旋輸送機(jī)100的環(huán)形腔室14。蒸汽/冷凝物裝置10還具有用于從螺旋輸送機(jī)100移除
6冷凝水92的虹吸管16和冷凝物出口 18。虹吸管16插入螺旋輸送機(jī)100,并具有樞軸端部 20,樞軸端部20具有用于接收冷凝物92的端部開口 22。樞軸端部20可包括樞軸聯(lián)接,以便其在重力的作用下(在插入螺旋輸送機(jī)100時(shí))向下樞轉(zhuǎn),并以預(yù)先設(shè)定的角度如30或 60度保持在適當(dāng)?shù)奈恢?例如通過非旋轉(zhuǎn)的殼體26)。旋轉(zhuǎn)的環(huán)形體24與螺旋輸送機(jī)100 聯(lián)接,且虹吸管16和旋轉(zhuǎn)體協(xié)調(diào)操作地限定環(huán)形腔室14。蒸汽入口 12和冷凝物出口 18形成在非旋轉(zhuǎn)殼體26中,虹吸管16與非旋轉(zhuǎn)殼體26聯(lián)接,以確保虹吸管16不旋轉(zhuǎn),且端部開口 22始終朝下以移除聚集的冷凝物92。為了提供良好的密封,蒸汽/冷凝物裝置10包括諸如黃銅襯套的環(huán)形密封件28, 其在諸如壓縮螺旋彈簧的彈簧30的作用下逆著螺旋輸送機(jī)100偏置。彈簧30抵壓諸如卡環(huán)的保持器32,且可在彈簧30的端部設(shè)置墊圈34以防止彈簧損壞密封件28。密封件28的功能在于對(duì)固定的(非旋轉(zhuǎn))虹吸管16和旋轉(zhuǎn)的螺旋輸送機(jī)100之間進(jìn)行密封。傳統(tǒng)的系統(tǒng)在虹吸管和螺旋輸送機(jī)之間具有開口,其允許蒸汽“短路”直接到達(dá)系統(tǒng)的冷凝物側(cè), 而本設(shè)計(jì)避免了該問題。此外,密封件28功能在于提供用于非旋轉(zhuǎn)虹吸管16的支承表面。 傳統(tǒng)系統(tǒng)允許虹吸管被旋轉(zhuǎn)接頭懸臂狀地支撐,這可能造成在虹吸管和螺旋輸送機(jī)之間的嚴(yán)重磨損,可能導(dǎo)致虹吸管失效,而本設(shè)計(jì)也避免了該問題。現(xiàn)在參照?qǐng)D4-5,螺旋輸送機(jī)100的螺旋狀的刮板104是中空的,其壁形成螺旋狀的通道,蒸汽90流過該通道而加熱材料。然而,螺旋輸送機(jī)100被劃分為一系列的加熱區(qū)域,而不是單個(gè)連續(xù)螺旋狀的通道,各區(qū)域均具有專用“閉環(huán)”螺旋狀的通道。在示出的實(shí)施例中,具有三個(gè)連串的加熱區(qū)域108a、108b和108c (統(tǒng)稱“加熱區(qū)域108” ),各區(qū)域均具有相應(yīng)的螺旋狀的通道IlOaUlOb和IlOc(統(tǒng)稱“螺旋狀的通道110”)、蒸汽入口 112a、112b 和112c (統(tǒng)稱“蒸汽入口 110”)、冷凝物出口 114a、114b和114c (統(tǒng)稱“冷凝物出口 114”) 和擋板(在圖4-5中未顯示)。蒸汽入口 112定位在各螺旋狀的通道110的起始處,擋板定位在端部并限定所述端部,且冷凝物出口 114定位在與擋板相鄰的端部。在示出的實(shí)施例中,各加熱區(qū)域108由兩圈半的刮板104形成。在其它實(shí)施例中,螺旋輸送機(jī)100具有兩個(gè)連串的加熱區(qū)域或多于三個(gè)的連串的加熱區(qū)域,并具有相應(yīng)數(shù)量的螺旋狀的通道、蒸汽入口和冷凝物出口。且在其它實(shí)施例中,各加熱區(qū)域108由更少或更多圈的刮板104形成。螺旋輸送機(jī)100包括內(nèi)部管道116,其具有限定冷凝物返回腔室120的內(nèi)部,并定位在外部管道102內(nèi),在它們之間的空間形成蒸汽傳送腔室118。在示出的實(shí)施例中,例如, 內(nèi)部管道116和外部管道102為圓柱狀的,同軸且同心布置,以便冷凝物返回腔室120大體上為圓柱狀的,且蒸汽傳送腔室118大體上為環(huán)形的。在其它實(shí)施例中,內(nèi)部和/或外部管道可為多邊形,或具有其它的規(guī)則或不規(guī)則的橫截面形狀,和/或內(nèi)部管道可定位在外部管道內(nèi),但不與外部管道同軸。例如,內(nèi)部管道可設(shè)置漸縮的(例如錐形)內(nèi)表面,從遠(yuǎn)側(cè)端部向近側(cè)端部向下傾斜成一定角度,以便冷凝物在重力的作用下流向近側(cè)蒸汽/冷凝物裝置而被移除,而不需要調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)的角度。作為另一示例,內(nèi)部管道(包括管或通路的長(zhǎng)度)可附接在外部管道的內(nèi)表面上,并限定蒸汽傳送腔室,而外部管道(排除內(nèi)部管道體積)限定冷凝物返回腔室。通過外部管道102上的開口設(shè)置蒸汽入口 112,其允許蒸汽90在大約相同壓力下從蒸汽傳送腔室118流入螺旋狀的通道110。且通過從各螺旋狀的通道經(jīng)蒸汽傳送腔室118 延伸進(jìn)入冷凝物返回腔室120的導(dǎo)管提供冷凝物出口 114。在示出的實(shí)施例中,例如,通過密封地延伸通過外部管道102和內(nèi)部管道116上的開口的管,提供冷凝物出口導(dǎo)管114。冷凝物出口導(dǎo)管114優(yōu)選地不延伸進(jìn)入螺旋狀的通道110,或僅延伸進(jìn)入少量的長(zhǎng)度,以便冷凝物92可完全排出螺旋狀的通道。且冷凝物出口導(dǎo)管114優(yōu)選地延伸進(jìn)入內(nèi)部管道116足夠的長(zhǎng)度,以便當(dāng)螺旋輸送機(jī)100旋轉(zhuǎn)至它們中的一個(gè)或多個(gè)在底部的位置時(shí),內(nèi)部管道中的冷凝物92不回流進(jìn)入螺旋狀的通道110。在常見商業(yè)實(shí)施例中,冷凝物出口導(dǎo)管110 延伸進(jìn)入內(nèi)部管道116大約一英寸至大約三英寸。在操作中,通過流過第一蒸汽入口 112a并進(jìn)入第一螺旋狀的通道IlOa的蒸汽90 的第一部分加熱第一加熱區(qū)域108a。隨著來自蒸汽90的熱經(jīng)螺旋狀的刮板104的壁傳遞至輸送的材料,蒸汽失熱,水凝結(jié)在第一螺旋狀的通道IlOa的刮板壁的內(nèi)表面上。冷凝物 92的該第一部分然后聚集在第一螺旋狀的通道IlOa的螺旋輸送機(jī)100的任何給定的旋轉(zhuǎn)的位置的底部的部分。隨著螺旋輸送機(jī)100旋轉(zhuǎn),沿螺旋狀的刮板104輸送冷凝物92,以便各底部包含連續(xù)的較大的體積的冷凝物92。冷凝物92累積且沿第一螺旋狀的通道IlOa 被輸送,但被阻擋而不能流過第一螺旋狀的通道的端部的擋板。于是,冷凝物92然后流過第一冷凝物出口導(dǎo)管114a,并進(jìn)入冷凝物返回腔室120。當(dāng)冷凝物92以全容量流過第一冷凝物出口導(dǎo)管114a時(shí),防止蒸汽90流過和泄漏出第一螺旋狀的通道110a。但在一定程度上,一些蒸汽90通過第一冷凝物出口導(dǎo)管114a泄漏,且其陷入冷凝物返回腔室120,于是壓力將平衡(在蒸汽傳送腔室和冷凝物返回腔室),且然后蒸汽不再能夠進(jìn)一步漏出。類似地,通過流過第一蒸汽入口 112a后沿蒸汽傳送腔室118通過第二蒸汽入口 112b并進(jìn)入第二螺旋狀的通道IlOb (還見圖5)的第二部分的蒸汽90,加熱第二加熱區(qū)域 108b。然后,冷凝物92的第二部分聚集,并沿第二螺旋狀的通道IlOb被輸送,但被阻擋而不能流過第二螺旋狀的通道的端部的擋板。由此冷凝物92然后流過第二冷凝物出口導(dǎo)管 114b并進(jìn)入冷凝物返回腔室120。通過第三加熱區(qū)域108c和通過任何螺旋輸送機(jī)100包括的其它的連串的加熱區(qū)域,以相同方式實(shí)施該蒸汽加熱和冷凝物排出過程。圖6-8顯示了擋板122如何將冷凝物92引導(dǎo)出螺旋狀的通道110。在圖6中,隨著螺旋輸送機(jī)100旋轉(zhuǎn)(如通過指向箭頭標(biāo)示的那樣),冷凝物92聚集在一個(gè)螺旋狀的通道110的當(dāng)時(shí)底部。在圖7中,螺旋輸送機(jī)100已經(jīng)旋轉(zhuǎn)成使得螺旋狀的通道110的端部的旋轉(zhuǎn)的擋板122阻擋冷凝物92的通過。在圖8中,螺旋輸送機(jī)100再進(jìn)一步旋轉(zhuǎn),以便進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)的擋板122迫使冷凝物92向上直至其排出螺旋狀的通道110,通過冷凝物出口導(dǎo)管114并進(jìn)入冷凝物返回腔室120。對(duì)于移除特別大體積的冷凝物92 (例如較大的螺旋輸送機(jī)和/或長(zhǎng)的螺旋狀的通道)的應(yīng)用,各螺旋狀的通道110可設(shè)置多于一個(gè)的冷凝物出口導(dǎo)管114,例如在圖6-8中顯示的那樣。在示出的實(shí)施例中,螺旋輸送機(jī)100具有單個(gè)的連續(xù)的螺旋狀的刮板104,擋板 122定位在中空刮板內(nèi)以限定螺旋狀的通道110。因而,第一擋板將第一加熱區(qū)域108a和第二加熱區(qū)域108b分開,第一冷凝物出口導(dǎo)管114a定位成與第一擋板相鄰且剛好在第一擋板之前,而第二蒸汽入口 112b定位為與第一擋板相鄰和剛好在第一擋板之后(為圖示清楚,圖4-5中未反映冷凝物出口的該位置)??赏ㄟ^曲線板(如圖所示),通過傾斜一定角度或平坦的構(gòu)件,諸如板、面板、塊或類似物,或通過用于將冷凝物92引導(dǎo)出冷凝物出口導(dǎo)管114的其它傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)來設(shè)置擋板122。擋板122在刮板104的周壁之間延伸,并密封地附接于刮板104的周壁,以阻擋冷凝物92流過它們進(jìn)入下一螺旋狀的通道110。
在其它實(shí)施例中,螺旋輸送機(jī)包括安裝在外部管道上的一系列獨(dú)立的中空螺旋狀的刮板,各個(gè)螺旋狀的通道通過各個(gè)中空刮板限定,擋板通過各中空刮板的遠(yuǎn)側(cè)端壁限定, 且在第一刮板的遠(yuǎn)側(cè)端部和第二刮板的近側(cè)端部(起始處)之間具有間隙。在又一其它實(shí)施例中,加熱區(qū)域彼此不獨(dú)立,而是擋板允許至少一些冷凝物進(jìn)入下一螺旋狀的通道。在這些實(shí)施例中,擋板可包括孔口或可不整體地延伸橫跨螺旋狀的通道,使得至少一些冷凝物可進(jìn)入下一螺旋狀的通道。然而,在這些實(shí)施例中,從螺旋狀的通道移除足夠量的冷凝物,以避免阻擋蒸汽流和大幅降低熱效率。再次參照?qǐng)D3,顯示了螺旋輸送機(jī)100的近側(cè)端部的細(xì)節(jié),其中蒸汽90進(jìn)入蒸汽傳送腔室118,且從冷凝物返回腔室120被移除。在示出的實(shí)施例中,螺旋輸送機(jī)100包括中空連通管道124、外部端壁126和內(nèi)部端壁128。內(nèi)部端壁128安裝在內(nèi)部管道116上,以密封冷凝物返回腔室120的近側(cè)(左)端部,而外部端壁126安裝在外部管道102上,以密封蒸汽傳送腔室118的近側(cè)端部??赏ㄟ^圓形或具有適配和密封外部和內(nèi)部管道116和102 的其它形狀的板,提供外部和內(nèi)部端壁126和128。連通管道124在外部和內(nèi)部端壁126和 128之間軸向延伸,且從外部端壁軸向延伸出。連通管道124與蒸汽/冷凝物裝置10的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件24聯(lián)接,并容納虹吸管16。蒸汽90從蒸汽/冷凝物裝置10流過連通管道124和虹吸管16之間的環(huán)形空間14,并流過連通管道124上的開口 130,進(jìn)入蒸汽傳送腔室118。 在其它實(shí)施例中,通過其它結(jié)構(gòu)(諸如組合的外部/內(nèi)部端壁(即歧管)中的通道或直接連接在其上的蒸汽管線)將蒸汽90饋送進(jìn)入蒸汽傳送腔室118。此外,虹吸管16延伸通過內(nèi)部端壁128上的連通開口,并進(jìn)入冷凝物返回腔室 120。虹吸管16抽吸出排入冷凝物返回腔室120的冷凝物92。在常見使用中,螺旋輸送機(jī) 100相對(duì)于水平面以小的角度(例如5-10度)定向,以便冷凝物92在重力作用下流向虹吸管16。然而,這將導(dǎo)致冷凝物92累積在內(nèi)部端壁128和虹吸管16的樞軸端部20的端部開口 22之間的空間,從而造成螺旋輸送機(jī)100的生銹和過早退化。為糾正該問題,螺旋輸送機(jī)100可設(shè)置隔離物132,所述隔離物132定位在內(nèi)部端壁128和虹吸管16的樞軸端部20 之間,并附接在內(nèi)部管道116或內(nèi)部端壁上。在圖3所示實(shí)施例中,通過具有形狀大體為彼此相向的兩個(gè)楔面的縱截面的環(huán)形錐形構(gòu)件,提供隔離物132。斜邊錐形表面優(yōu)選為相對(duì)于水平具有一定角度,通常適配虹吸管16的樞軸端部20的角度,如圖3所示。在另一實(shí)施例中,通過塊,諸如半環(huán)形錐形構(gòu)件(例如環(huán)形錐形構(gòu)件的一部分,通常為楔形橫截面),提供隔離物132,其在每次旋轉(zhuǎn)時(shí),使聚集的冷凝物92向虹吸管端部22偏移。以該方式,在使用之后,非常少(若有的話)的冷凝物92可留在冷凝物返回腔室120中。且在又一實(shí)施例中,隔離物包括在傳統(tǒng)“一次通過”中空刮板螺旋輸送機(jī)中,其帶有單個(gè)螺旋狀的通道和通過外部管道(沒有設(shè)置內(nèi)部管道)內(nèi)的圓柱形空間限定冷凝物返回腔室。螺旋輸送機(jī)100的主要構(gòu)件,諸如刮板104、內(nèi)部和外部管道116和102、近側(cè)內(nèi)部和外部端壁128和126、遠(yuǎn)側(cè)內(nèi)部和外部端壁134和136、擋板122、和冷凝物出口導(dǎo)管114 可由選擇為具有高強(qiáng)度和耐久性的金屬制成。在常見實(shí)施例中,這些構(gòu)件由從商業(yè)上可獲得的鋼構(gòu)件零件制成。為了使用螺旋輸送機(jī)100,以傳統(tǒng)方式(例如安裝在槽中,用于保持要輸送和加熱的材料)和方位(例如相對(duì)于水平成一小角度)將其安裝在適當(dāng)?shù)奈恢?,與傳統(tǒng)中空刮板螺旋輸送機(jī)的公知安裝方式相同。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可操作地與螺旋輸送機(jī)100 (例如遠(yuǎn)側(cè)軸106)
9聯(lián)接,蒸汽/冷凝物裝置10安裝在螺旋輸送機(jī)100上,將材料饋送給螺旋輸送機(jī),激活蒸汽源,將蒸汽90傳送給螺旋輸送機(jī),并促動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制,使螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)。螺旋輸送機(jī)100可適用于各種不同應(yīng)用。在一些實(shí)施例中,可依據(jù)冷凝物在螺旋狀的通道中形成的期望容積和傳遞至材料的熱的量,改變擋板122的間隔和數(shù)量,以提供更長(zhǎng)的或附加的螺旋狀的通道110。在其它一些實(shí)施例中,蒸汽入口 112可設(shè)置成不同的周向尺寸(例如直徑),以便更多蒸汽90進(jìn)入具有較大尺寸的蒸汽入口的螺旋狀的通道 110。在這種實(shí)施例中,各加熱區(qū)域108可設(shè)計(jì)成具有獨(dú)立于其它加熱區(qū)域的特定熱傳遞性質(zhì)。因此,螺旋輸送機(jī)100可設(shè)計(jì)成在第一區(qū)域中傳遞特定的第一熱量,在第二區(qū)域中傳遞特定的第二熱量,和在第三區(qū)域中傳遞特定的第三熱量。以該方式,能夠使材料在第一預(yù)先確定的時(shí)間段經(jīng)受高-BTU熱量,然后在第二預(yù)先確定的時(shí)間段經(jīng)受低-BTU熱量,等等。這在希望材料在不同加熱區(qū)域改變狀態(tài)的應(yīng)用中有用,例如,在松軟的、粘性的、砂礫的、粉末的、或其它狀態(tài)之間改變,或特定狀態(tài)需要更少的能量用于預(yù)期的處理。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實(shí)施例的熱傳遞中空刮板螺旋輸送機(jī)200。 該實(shí)施例的螺旋輸送機(jī)200在設(shè)計(jì)和操作方面類似于第一實(shí)施例。其包括限定冷凝物返回腔室220的內(nèi)部管道216、與內(nèi)部管道協(xié)調(diào)操作以限定蒸汽傳送腔室218的外部管道202、 從外部管道徑向地延伸的螺旋狀的中空刮板204、從外部管道縱向延伸的中空近側(cè)軸224、 和附接在外部管道上的遠(yuǎn)側(cè)外部端壁236。螺旋輸送機(jī)200被劃分成一系列的加熱區(qū)域,各區(qū)域均具有專用“閉環(huán)”螺旋狀的通道。在示出的實(shí)施例中,具有三個(gè)連串的加熱區(qū)域208a、 208b和208c,各加熱區(qū)域均具有相應(yīng)的螺旋狀的通道210a、210b和210c、蒸汽入口 212a、 212b和212c、冷凝物出口 214a,214b和214c以及擋板(未顯示)。然而,在該實(shí)施例中,螺旋輸送機(jī)200采用“一次通過”設(shè)計(jì),其中蒸汽進(jìn)入和冷凝物移除位于相反端(而不是如以上描述的“兩次通過”設(shè)計(jì)位于相同端)。因而,螺旋輸送機(jī)200與具有蒸汽腔室14的蒸汽輸入裝置IOa和具有冷凝物腔室16的冷凝物移除裝置 IOb 一起使用,而不是與組合的蒸汽/冷凝物裝置一起使用。在附接到蒸汽裝置IOa和使蒸汽90傳送進(jìn)入螺旋輸送機(jī)方面,螺旋輸送機(jī)200的遠(yuǎn)側(cè)端部可具有與第一實(shí)施例相同的設(shè)計(jì)。但螺旋輸送機(jī)200的近側(cè)端部具有稍微不同的設(shè)計(jì)。在示出的實(shí)施例中,螺旋輸送機(jī) 200包括從外部管道202的近側(cè)端部縱向延伸的中空遠(yuǎn)側(cè)軸206。冷凝物移除裝置IOb安裝在中空遠(yuǎn)側(cè)軸206上,并從冷凝物返回腔室220移除冷凝物92,通過中空遠(yuǎn)側(cè)軸和通過冷凝物移除裝置的虹吸管16。可在近側(cè)軸、遠(yuǎn)側(cè)軸、其兩者或輸送機(jī)的其它部分驅(qū)動(dòng)螺旋輸送機(jī) 200。此外,在該實(shí)施例中,蒸汽入口 212定位成比冷凝物出口 214更靠近螺旋輸送機(jī) 200的冷凝物移除端部。例如,第一冷凝物出口 214a定位在第一螺旋狀的通道210a的近側(cè)端部,而第一蒸汽入口 212a定位在第一螺旋狀的通道的遠(yuǎn)側(cè)端部。于是,蒸汽90縱向流過蒸汽傳送腔室218,第一蒸汽入口導(dǎo)管212a定位成通過第一蒸汽入口 212a進(jìn)入第一螺旋狀的通道210a。蒸汽入口和冷凝物出口的相反的這種構(gòu)造允許蒸汽90沿與材料輸送相同的方向流動(dòng),這是有利的,因?yàn)槭境龅墓伟?04沿相同方向引導(dǎo)冷凝物??赏ㄟ^對(duì)冷凝物移除裝置IOb的虹吸管16應(yīng)用抽吸或通過其它冷凝物移除結(jié)構(gòu), 移除冷凝物。例如,圖10顯示了替代性實(shí)施例,其中螺旋輸送機(jī)200包括具有冷凝物分流器260而不是虹吸管的冷凝物移除裝置10c。冷凝物移除裝置包括限定從外部管道202到中空遠(yuǎn)側(cè)軸206徑向地向內(nèi)延伸的分流通路264的至少一個(gè)葉片262。在示出的實(shí)施例中, 三個(gè)徑向葉片262附接到遠(yuǎn)側(cè)外部端壁236的內(nèi)表面上,各葉片均具有大體上L形的橫截面,且分流通路264由遠(yuǎn)側(cè)外部端壁和L形葉片的兩壁形成。隨著螺旋輸送機(jī)200旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)葉片262從冷凝物返回腔室220的當(dāng)時(shí)底部菌出冷凝物92,并迫使其向上移動(dòng)至遠(yuǎn)側(cè)外部端壁236上的連通開口 266,進(jìn)而通過中空遠(yuǎn)側(cè)軸206和冷凝物移除裝置IOb將其移除。應(yīng)理解,該發(fā)明不限于本文描述和/或顯示的示范性實(shí)施例的特定裝置、方法、條件和/或參數(shù),且本文使用的術(shù)語僅用于通過示例的方式描述具體實(shí)施例的目的。因而,術(shù)語應(yīng)當(dāng)寬泛地解釋,而不應(yīng)非必要地限制要求保護(hù)的發(fā)明。例如,如說明書和所附權(quán)利要求中使用的那樣,單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、“該”包括復(fù)數(shù),術(shù)語“或”表示“和/或”,且具體數(shù)值的提及至少包括該特定值,除非文中以其它方式明確規(guī)定。此外,本文描述的任何方法不意圖限于描述的步驟的序列,而可以其它序列實(shí)施,除非本文以其它方式明示地陳述。盡管已經(jīng)以示例形式顯示和描述了要求保護(hù)的發(fā)明,但對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是,在不脫離權(quán)利要求限定的發(fā)明的精神和范圍的情況下,可作出許多變型、增加和刪節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種熱傳遞旋轉(zhuǎn)螺旋輸送機(jī),用于與形成冷凝物的蒸汽一起使用,所述螺旋輸送機(jī)包括蒸汽傳送腔室;冷凝物返回腔室;至少一個(gè)螺旋狀的中空刮板;多個(gè)擋板,與所述中空刮板協(xié)調(diào)操作以限定一系列的螺旋狀的通道,所述蒸汽流過所述一系列的螺旋狀的通道,所述冷凝物在所述一系列的螺旋狀的通道中形成;多個(gè)蒸汽入口,其中所述蒸汽入口中的第一個(gè)定位成允許所述蒸汽的第一部分從所述蒸汽傳送腔室流入所述螺旋狀的通道中的第一個(gè),且所述蒸汽入口中的最后一個(gè)定位成允許所述蒸汽的最后一部分從所述蒸汽傳送腔室流入所述螺旋狀的通道中的最后一個(gè);和多個(gè)冷凝物出口,其中所述冷凝物出口中的第一個(gè)定位成允許所述冷凝物的第一部分從所述第一螺旋狀的通道流入所述冷凝物返回腔室,且所述冷凝物出口中的最后一個(gè)定位成允許所述冷凝物的最后一部分從所述最后的螺旋狀的通道流入所述冷凝物返回腔室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述至少一個(gè)螺旋狀的中空刮板包括單個(gè)的螺旋狀的中空刮板,且所述多個(gè)擋板包括定位在所述中空刮板內(nèi)的第一擋板和通過所述中空刮板的端壁限定的最后的擋板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述冷凝物在所述中空刮板中的所述螺旋狀的通道的底部累積,且隨著所述螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn),所述擋板向上引導(dǎo)所述累積的冷凝物,通過重力經(jīng)所述冷凝物出口將其排出并進(jìn)入所述冷凝物返回腔室。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述螺旋輸送機(jī)進(jìn)一步包括外部管道和定位在所述外部管道內(nèi)的內(nèi)部管道,其中所述螺旋狀的中空刮板從所述外部管道徑向地向外延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述內(nèi)部管道限定所述冷凝物返回腔室,且所述內(nèi)部管道和所述外部管道協(xié)調(diào)操作地限定所述蒸汽傳送腔室。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述內(nèi)部管道和所述外部管道同軸地布置,且所述蒸汽傳送腔室由形成在它們之間的環(huán)形空間限定。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述蒸汽入口包括限定在所述外部管道內(nèi)的開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述冷凝物出口包括從所述螺旋狀的通道經(jīng)所述蒸汽傳送腔室延伸進(jìn)入所述冷凝物返回腔室的導(dǎo)管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述螺旋輸送機(jī)進(jìn)一步包括近側(cè)端壁和延伸通過所述近側(cè)端壁的近側(cè)中空連通管道,其中所述蒸汽通過所述中空連通管道進(jìn)入所述螺旋輸送機(jī),且所述冷凝物通過所述中空連通管道離開所述螺旋輸送機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述螺旋輸送機(jī)進(jìn)一步包括近側(cè)端壁、延伸通過所述近側(cè)端壁的近側(cè)中空連通管道、遠(yuǎn)側(cè)端壁和延伸通過所述遠(yuǎn)側(cè)端壁的遠(yuǎn)側(cè)中空連通管道,其中所述蒸汽通過所述近側(cè)中空連通管道進(jìn)入所述螺旋輸送機(jī),且所述冷凝物通過所述遠(yuǎn)側(cè)中空管道離開所述螺旋輸送機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述第一螺旋狀的通道限定第一加熱區(qū)域,且所述最后的螺旋狀的通道限定最后的加熱區(qū)域。
12.—種熱傳遞旋轉(zhuǎn)螺旋輸送機(jī),用于與形成冷凝物的蒸汽一起使用,所述螺旋輸送機(jī)包括外部管道,至少部分地限定蒸汽傳送腔室和冷凝物返回腔室;至少一個(gè)螺旋狀的中空刮板,從所述外部管道徑向地向外延伸;多個(gè)擋板,與所述中空刮板協(xié)調(diào)操作以限定一系列的螺旋狀的通道,所述蒸汽流過所述一系列的螺旋狀的通道,所述冷凝物在所述一系列的螺旋狀的通道中形成,其中所述螺旋狀的通道中的第一個(gè)限定第一加熱區(qū)域,且所述蒸汽入口中的最后一個(gè)限定最后的加熱區(qū)域;多個(gè)蒸汽入口,其中所述蒸汽入口中的第一個(gè)定位成允許所述蒸汽的第一部分從所述蒸汽傳送腔室流入所述第一螺旋狀的通道,且所述最后的螺旋狀的通道定位成允許所述蒸汽的最后一部分從所述蒸汽傳送腔室流入所述螺旋狀的通道中的最后一個(gè);和多個(gè)冷凝物出口,其中所述冷凝物出口中的第一個(gè)定位成允許所述冷凝物的第一部分從所述第一螺旋狀的通道流入所述冷凝物返回腔室,且所述冷凝物出口中的最后一個(gè)定位成允許所述冷凝物的最后一部分從所述最后的螺旋狀的通道流入所述冷凝物返回腔室,其中所述冷凝物在所述中空刮板中所述螺旋狀的通道的底部累積,且隨著所述螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn),所述擋板向上引導(dǎo)所述累積的冷凝物,并通過重力經(jīng)所述冷凝物出口將其排出并進(jìn)入所述冷凝物返回腔室。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述至少一個(gè)螺旋狀的中空刮板包括單個(gè)的螺旋狀的中空刮板,且所述多個(gè)擋板包括定位在所述中空刮板內(nèi)的第一擋板和通過所述中空刮板的端壁限定的最后的擋板。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述蒸汽入口包括限定在所述外部管道內(nèi)的開口。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述螺旋輸送機(jī)進(jìn)一步包括定位在所述外部管道內(nèi)的內(nèi)部管道,其中所述內(nèi)部管道限定所述冷凝物返回腔室,且所述內(nèi)部管道和所述外部管道協(xié)調(diào)操作地限定所述蒸汽傳送腔室。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述內(nèi)部管道和所述外部管道同軸地布置,且所述蒸汽傳送腔室通過形成在它們之間的環(huán)形空間限定。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述冷凝物出口包括從所述螺旋狀的通道經(jīng)所述蒸汽傳送腔室延伸進(jìn)入所述冷凝物返回腔室的導(dǎo)管。
18.一種熱傳遞旋轉(zhuǎn)螺旋輸送機(jī),用于與移除冷凝物的裝置一起使用,所述螺旋輸送機(jī)包括可旋轉(zhuǎn)的外部管道;至少一個(gè)螺旋狀的中空刮板,從所述外部管道徑向地向外延伸,并限定至少一個(gè)螺旋狀的通道;冷凝物返回腔室,定位在所述外部管道內(nèi);端壁,限定與所述冷凝物返回腔室連通的連通開口 ;和用于將所述冷凝物返回腔室中的所述冷凝物傳輸給所述冷凝物移除裝置的部件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述冷凝物移除裝置包括具有延伸通過所述連通開口并進(jìn)入所述冷凝物返回腔室的端部的虹吸管,且其中所述冷凝物傳輸部件包括定位在所述端壁和所述虹吸管端部之間的所述冷凝物返回腔室內(nèi)的隔離物,以將所述冷凝物從所述隔離物的位置向所述虹吸管端部偏移,其中所述隔離物至少具備具有楔形橫截面的部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的螺旋輸送機(jī),其特征在于,所述冷凝物傳輸部件包括限定分流通路的至少一個(gè)葉片,所述至少一個(gè)葉片安裝在所述端壁上且從所述外部管道向所述連通開口徑向地向內(nèi)延伸。
全文摘要
螺旋輸送機(jī)包括蒸汽傳送腔室、冷凝物返回腔室和螺旋狀的中空刮板。在示范性實(shí)施例中,冷凝物返回腔室通過內(nèi)部管道限定,蒸汽傳送腔室限定在外部和內(nèi)部管道之間,且螺旋狀的刮板從外部管道徑向地延伸。螺旋輸送機(jī)包括一系列的加熱區(qū)域,各加熱區(qū)域均具有由中空刮板形成的“閉環(huán)”螺旋狀的通道,且各具有相應(yīng)蒸汽入口、冷凝物出口和擋板。蒸汽通過蒸汽入口進(jìn)入螺旋輸送機(jī),并進(jìn)入螺旋狀的通道,隨著蒸汽加熱通過螺旋輸送機(jī)輸送的材料,蒸汽在螺旋狀的通道中冷凝。隨著螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn),擋板迫使冷凝物向上移動(dòng),直至通過冷凝物出口將其排出并進(jìn)入冷凝物返回腔室,從螺旋輸送機(jī)將其移除。
文檔編號(hào)F28F5/06GK102216720SQ200980143432
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月2日
發(fā)明者P·惠特尼, R·尼克森 申請(qǐng)人:賽爾馬福萊公司