一種蜂窩夾套發(fā)酵罐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蜂窩夾套發(fā)酵罐，包括罐體和底錐，該罐體和底錐焊接在一起，其特征在于，該罐體和底錐分別由內(nèi)板和外板整板相互重疊套合在一起組成，該內(nèi)板和外板上，散布有多個將該內(nèi)板和外板焊接在一起的激光焊點，每個該激光焊點之間的區(qū)域，通過在該區(qū)域的該內(nèi)板和外板之間充入一定的壓力使該內(nèi)板和外板凸起，使得該罐體和底錐呈雙面凸凹的蜂窩狀。本發(fā)明具有傳熱效果好、制造成本低、更容易清洗的特點。
【專利說明】一種蜂窩夾套發(fā)酵罐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種蜂窩夾套啤酒發(fā)酵罐。

【背景技術(shù)】
[0002] 露天發(fā)酵罐由于投資省、生產(chǎn)周期短、自動化管理方便和啤酒質(zhì)量穩(wěn)定等許多優(yōu) 點，這一技術(shù)在我國已被60%的老廠和100%的新建廠采用。在發(fā)酵過程中，為了及時散 出發(fā)酵產(chǎn)生的熱量，并使發(fā)酵罐內(nèi)的溫度均勻，在發(fā)酵罐的外壁裝有冷卻夾套。
[0003] 目前的啤酒發(fā)酵罐大都使用在一塊約4?8mm的不銹鋼厚板的外表面上焊接薄板 的各種夾套，在夾套中通入冷卻媒介，實現(xiàn)啤酒發(fā)酵的功能。發(fā)酵罐的內(nèi)表面都是光滑平整 的，罐體外面通過保溫來減少冷能量的損失。
[0004] 由于啤酒發(fā)酵時產(chǎn)生大量熱能，需要在盡可能短的時間利用夾套內(nèi)的冷卻媒介迅 速冷卻啤酒。但是，現(xiàn)有的夾套中，由于罐壁較厚并且不銹鋼導(dǎo)熱熱阻大，傳熱效果差，隨著 發(fā)酵罐體積越來越大，很難滿足啤酒發(fā)酵的工藝要求。另外，不銹鋼價格很貴，現(xiàn)有的啤酒 發(fā)酵罐材料成本很高。
[0005] 在現(xiàn)有技術(shù)中，有一種罐體采用奧氏體不銹鋼，冷卻夾套用蜂窩夾套的形式，在罐 體和錐底均設(shè)有夾套，可有效提高降溫速度，并可根據(jù)要求設(shè)置不同比例的夾套換熱面積， 夾套外殼內(nèi)凹蜂窩點與罐體外壁之間采用角焊聯(lián)結(jié)；保溫采用PU保溫，外包皮采用全焊接 不銹鋼板。
[0006] 還有一種新型的螺旋板蜂窩結(jié)構(gòu)夾套啤酒發(fā)酵罐。用薄鋼板制成螺旋形夾套，沿 發(fā)酵罐軸向從上到下連續(xù)環(huán)繞焊接在發(fā)酵罐殼體的外壁上，夾套的板材面上也壓制有許多 蜂窩焊點與罐體外壁固定。對該結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度分析和傳熱的工藝計算表明，這種型式的錐形 罐具有耗鋼省、焊邊少、傳熱效果好的優(yōu)點。
[0007] 但是，在上述的蜂窩夾套發(fā)酵罐中，焊接傳熱夾套結(jié)構(gòu)都是包括兩塊板，在兩塊板 的板面上具有一定幾何形狀排列的焊接區(qū)，通常采用外置式結(jié)構(gòu)，即兩塊板的厚度不等，薄 板位于厚板之外，將厚板作為發(fā)酵罐設(shè)備的罐體壁，其內(nèi)為容器空間，而薄板作為夾套板， 位于罐體之外，其外則為大氣空間。由于夾套外置，在使用時，在夾套外需要較厚的保溫層， 并且由于罐壁較厚而使得導(dǎo)熱熱阻大，因此，這樣的傳熱夾套結(jié)構(gòu)制作成本較大，傳熱效果 差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種制造成本低、傳熱效果好的蜂窩夾套發(fā)酵罐。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種蜂窩夾套發(fā)酵罐，包括罐體和底錐，罐體和底 錐焊接在一起，其特征在于，罐體和底錐分別由內(nèi)板和外板整板相互重疊套合在一起組成， 內(nèi)板和外板上，散布有多個將內(nèi)板和外板焊接在一起的激光焊點，每個激光焊點之間的區(qū) 域，通過在區(qū)域的內(nèi)板和外板之間充入一定的壓力使內(nèi)板和外板凸起，使得罐體和底錐呈 雙面凸凹的的蜂窩狀。
[0010] 進(jìn)一步地，內(nèi)板和外板為同材質(zhì)，其厚度分別為1?4mm。
[0011] 優(yōu)選地，內(nèi)板和外板由不銹鋼制成。
[0012] 進(jìn)一步地，激光焊點在內(nèi)板和外板上均勻分布。
[0013] 進(jìn)一步地，發(fā)酵罐底錐的錐角為65°?150°。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的蜂窩夾套發(fā)酵罐的有益效果在于：
[0015] 第一，由于內(nèi)板較薄、導(dǎo)熱熱阻小，所以散熱效果好，而外板相對于現(xiàn)有的夾套 又較厚，外板之外的保溫層可以設(shè)計得相對較薄，傳熱夾套內(nèi)板較薄一般減少厚度50? 80%，使得夾套發(fā)酵罐在降低成本的同時傳熱效果更好：即內(nèi)筒薄、傳熱效率高，傳熱效率 和厚度反比例的關(guān)系；另外，由于其內(nèi)表面呈蜂窩形狀，在冷卻過程中夾套內(nèi)表面會因為啤 酒的溫差流動形成紊流，傳熱系數(shù)加大，傳熱效果更好。
[0016] 第二，由于內(nèi)板和外板為兩塊平鋼板通過激光焊接連接在一起并且形成具有一定 幾何形狀的焊接區(qū)，再借助鼓脹成型方法，使得其他非焊接區(qū)鋼板發(fā)生變形，從而在兩板之 間形成的封閉式凸弧狀腔體夾套，通過爆破試驗證明，該內(nèi)板和外板焊接成一體后，由于內(nèi) 板、外板外形尺寸相同，內(nèi)板和外板都能對增強(qiáng)罐體的強(qiáng)度起作用，而并非如以往技術(shù)那 樣，罐體的強(qiáng)度僅僅由其內(nèi)板的強(qiáng)度(厚度）而決定，從而同樣強(qiáng)度的發(fā)酵罐可以用更薄的 鋼板加工而成，不銹鋼內(nèi)板厚度減少50?80%，大幅度減少不銹鋼材料的使用量，降低啤 酒發(fā)酵罐制造成本。根據(jù)啤酒發(fā)酵罐的大小，不銹鋼材料的厚度可以從1?4mm的范圍內(nèi) 選擇。而傳統(tǒng)的蜂窩夾套啤酒發(fā)酵罐內(nèi)壁厚度一般在4_以上。
[0017] 第三，兩板間的蜂窩狀腔道內(nèi)充入冷卻媒介，由于腔道內(nèi)流體通道截面具有寬窄 的變化，加上焊接區(qū)的阻撓，腔道內(nèi)的無相變流體極易形成湍流，邊界層不斷更新，極大地 提高了內(nèi)腔的傳熱系數(shù)。同時容器內(nèi)物料由于內(nèi)壁表面的凸凹，內(nèi)表面積增大，物料表面能 形成紊流狀態(tài)、而使其傳熱系數(shù)大大提高。
[0018] 第四，由于啤酒發(fā)酵罐對內(nèi)部的衛(wèi)生要求非常高，每次使用完都需要進(jìn)行CIP清 洗，發(fā)酵罐內(nèi)表面的呈蜂窩狀凸凹，在高壓水清洗的時候形成紊流，清洗液在內(nèi)表面的的流 速加快，提升清洗效率，減少清洗液消耗；同時所需清洗時間縮短，因發(fā)酵罐需要經(jīng)常清洗， 故節(jié)省水和清洗液。
[0019] 另外可以選擇不同的圈焊區(qū)形狀以使蜂窩腔內(nèi)流體流道具有不同的形式，以適應(yīng) 不同的具體情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明的一個較佳實施方式的一個具體實施例的蜂窩夾套發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0021] 圖2是圖1中I處封頭對接的局部放大示意圖；
[0022] 圖3是圖1中II處夾套端面的局部放大示意圖；
[0023] 圖4是本發(fā)明的蜂窩夾套發(fā)酵罐的一個具體實施例的夾套圈焊方式的示意圖；
[0024] 圖5是本發(fā)明的蜂窩夾套發(fā)酵罐的另一個具體實施例的夾套圈焊方式的示意圖；
[0025] 圖6是本發(fā)明的蜂窩夾套發(fā)酵罐的再一個具體實施例的夾套圈焊方式的示意圖；
[0026] 圖7是本發(fā)明的蜂窩夾套發(fā)酵罐的又一個具體實施例的夾套圈焊方式的示意圖。

【具體實施方式】
[0027] 下面將結(jié)合附圖介紹本發(fā)明。
[0028] 圖1是本發(fā)明的一個較佳實施方式的一個具體實施例的蜂窩夾套發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu) 示意圖；
[0029] 如圖1所示，蜂窩夾套發(fā)酵罐，包括罐體1和底錐2,該罐體1和底錐2焊接在一 起，如圖2所示，該罐體1和底錐2分別由不銹鋼材質(zhì)的內(nèi)板11和外板12整板相互重疊套 合在一起組成，在內(nèi)板11和外板12上，散布有多個將該內(nèi)板11和外板12焊接在一起的激 光焊點13,每個該激光焊點13之間的區(qū)域14,通過在該區(qū)域14的該內(nèi)板11和外板12之 間充入一定的水(也可以充入其他不會導(dǎo)致發(fā)生危險的液體)、加壓，使該內(nèi)板11和外板12 凸起，使得該罐體1和底錐2呈雙面凸凹的蜂窩狀。
[0030] 內(nèi)板11和外板12為同材質(zhì)的奧氏體不銹鋼板。在本實施例中，內(nèi)板11和外板12 的厚度均為2mm，內(nèi)板11和外板12外形尺寸相同，該發(fā)酵罐底錐的錐角為70°。激光焊點 13在該內(nèi)板11和外板12上均勻分布。
[0031] 由兩塊等厚度的內(nèi)板11和外板12組成的激光焊接傳熱夾套結(jié)構(gòu)同時和封頭3、底 錐2焊接成一體，組成發(fā)酵罐壁，如圖1和圖2所示。
[0032] 如圖4-7所示，板面上具有按一定封閉幾何形狀排列的、用激光圈焊的焊接區(qū)，其 它非焊接區(qū)部分呈凸弧狀，內(nèi)板內(nèi)表面以拋光為佳。圖中，L為焊縫，Μ為激光圈焊的圖形， Ν為內(nèi)板或外板的表面，如圖4和圖5所示，Μ為圓形；圖4中，Μ在橫列和縱列上數(shù)目相同， 均布排列；圖5中，Μ以0為分界線，呈交叉網(wǎng)格排列狀態(tài)；圖6中，Μ為兩端為圓弧的長條 形；圖7中，Μ為橢圓形，呈交叉網(wǎng)格排列狀態(tài)。在上述各實施例中，Μ在內(nèi)板11和外板12 上均勻分布。
[0033] 以上是本發(fā)明的較佳實施例及附圖，只有較佳實施例以及附圖被舉例說明，并非 是用于限制本發(fā)明技術(shù)的權(quán)利范圍，凡是以相同的技術(shù)手段、或為下述權(quán)利要求內(nèi)容所涵 蓋的權(quán)利范圍而實施的，均不脫離本發(fā)明的范疇而是 申請人:的權(quán)利范圍。
[0034] 例如，在上述較佳實施例中，內(nèi)板和外板采用的是奧氏體不銹鋼板，但是，本發(fā)明 并不僅限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際設(shè)計和使用需要選擇其他類型的不銹鋼板， 比如馬氏體不銹鋼，或者雙相不銹鋼等等，只要能夠使得內(nèi)板11與外板12焊接連接后耐蝕 性不會有明顯降低即可。
[0035] 例如，在上述各個較佳實施例中，板面上具有按一定封閉幾何形狀排列的、用激光 圈焊的焊接區(qū)呈圓形、長條形或橢圓形，但是，本發(fā)明并不僅限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以 根據(jù)實際設(shè)計和使用需要選擇各種形狀和排列的圈焊區(qū)，比如三角形、四邊形等等，只要能 夠使得內(nèi)板11與外板12焊接連接并能鼓脹成型即可。
[0036] 又如，在上述各個較佳實施例中，內(nèi)板11和外板12厚度相等，這是考慮到易于加 工下料等方面的因素，但是，本發(fā)明并不僅限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際設(shè)計和使 用需要選擇內(nèi)板及外板的厚度，比如外板稍薄內(nèi)板稍厚，或者內(nèi)板比外板薄等等，只要能夠 使得內(nèi)板11與外板12能鼓脹成型呈蜂窩狀，且焊接后罐體強(qiáng)度滿足使用需求即可。
[0037] 再如，在上述各個較佳實施例中，發(fā)酵罐底錐的錐角為70°，但是，本發(fā)明并不僅 限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際設(shè)計和使用需要選擇底錐的錐角為65°、150°以及 該角度范圍內(nèi)的各個角度等等。
[0038] 以下，對本實施方式的制造工藝要點進(jìn)行如下說明：
[0039] 用于制造激光焊接夾套的鋼板應(yīng)是平板，表面應(yīng)平整、光滑，無劃傷、銹跡、麻點、 凹坑、突起和局部變形等缺陷。鋼板的名義厚度不應(yīng)小于1mm。
[0040] 焊接前，應(yīng)檢查鋼板周邊的毛刺應(yīng)清除干凈，兩板貼合后的最大間隙不應(yīng)超過 0. 1mm，鋼板表面無油污、灰塵及其他有害雜質(zhì)。焊縫表面應(yīng)光滑，不應(yīng)有裂紋、咬邊、氣孔和 影響焊縫強(qiáng)度的弧坑。
[0041] 夾套鼓脹成型的液體宜采用潔凈水，需要時也可以采用不會導(dǎo)致發(fā)生危險的其他 液體。鼓脹時的液體溫度應(yīng)低于其閃點或沸點。用水進(jìn)行鼓脹時，應(yīng)控制水中氯離子含量 不超過25mg/l，否則應(yīng)將夾套內(nèi)的水漬清除干凈。
[0042] 接下來，將對如何利用膨脹成型的方式形成本發(fā)明提供的夾套的方法進(jìn)行簡單描 述：
[0043] a)鼓脹時夾套頂部設(shè)置排氣口，充液時先將夾套及管路內(nèi)的空氣排盡。在鼓脹過 程中，保持整個夾套觀察表面干燥；
[0044] b)鼓脹時壓力應(yīng)緩慢上升，并測量夾套的鼓脹高度；
[0045] c)鼓脹壓力上升至預(yù)期值時應(yīng)停止加壓，保持足夠長的時間以對夾套進(jìn)行全面的 檢查，合格后卸壓，測量夾套的成型高度；
[0046] d)鼓脹成型后的夾套按照規(guī)定進(jìn)行液壓試驗及氣密性試驗，激光焊接夾套表面應(yīng) 進(jìn)行酸洗、鈍化處理。
【權(quán)利要求】
1. 一種蜂窩夾套發(fā)酵罐，包括罐體和底錐，所述罐體和底錐焊接在一起，其特征在于， 所述罐體和底錐分別由內(nèi)板和外板整板相互重疊套合在一起組成，所述內(nèi)板和外板上，散 布有多個將所述內(nèi)板和外板焊接在一起的激光焊點，每個所述激光焊點之間的區(qū)域，通過 在所述區(qū)域的所述內(nèi)板和外板之間充入一定的壓力使所述內(nèi)板和外板凸起，使得所述罐體 和底錐呈雙面凸凹的的蜂窩狀。
2. 如權(quán)利要求1所述的蜂窩夾套發(fā)酵罐，其特征在于，所述內(nèi)板和外板為同材質(zhì)，其厚 度分別為1?4mm。
3. 如權(quán)利要求2所述的蜂窩夾套發(fā)酵罐，其特征在于，所述內(nèi)板和外板由不銹鋼制成。
4. 如權(quán)利要求1所述的蜂窩夾套發(fā)酵罐，其特征在于，所述激光焊點在所述內(nèi)板和外 板上均勻分布。
5. 如權(quán)利要求1所述的蜂窩夾套發(fā)酵罐，其特征在于，所述發(fā)酵罐底錐的錐角為 65。?150。。
【文檔編號】C12C11/00GK104120053SQ201310151188
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】黃粵寧, 賴云來 申請人:寧波樂惠食品設(shè)備制造有限公司