專利名稱：超高溫加熱釜及其配套轉(zhuǎn)膛爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
超高溫加熱釜是涉及中小微型化工、食品、飲料、乳品加工行業(yè)，對流體物料進行熱處理工藝領(lǐng)域，一種能把燃料燃燒熱能通過被封閉其中強制循環(huán)的介質(zhì)傳導(dǎo)入需要熱處理的流體物料中，使之得到殺菌、消毒工藝處理，或使之升溫、持溫，改善流體物料內(nèi)在品質(zhì)的工藝設(shè)備。
轉(zhuǎn)膛爐是一種燃燒器，一種能以常規(guī)固體能源物質(zhì)為燃料的燃燒裝置。
目前，化工、食品、飲料、乳品加工行業(yè)中少數(shù)作坊式生產(chǎn)對流體物料進行熱處理，采用土法直接蒸煮，產(chǎn)品質(zhì)量普遍低劣。一些有遠見的中小型生產(chǎn)者，為提高產(chǎn)品質(zhì)量，不得不投資另建輔助性的，以鍋爐及其輔助設(shè)備、水處理設(shè)備構(gòu)成的熱力生產(chǎn)線系統(tǒng)，對產(chǎn)品采用先進的以水或水蒸汽為介質(zhì)的熱處理工藝。產(chǎn)品的質(zhì)量有了明顯的改善，但是，由于橫跨生產(chǎn)線和熱力生產(chǎn)系統(tǒng)兩大部份，操作控制繁雜、難度大、協(xié)調(diào)性差，生產(chǎn)中制約因素增多，和主生產(chǎn)線相比，熱力生產(chǎn)線的規(guī)模也相對過大過剩，使中小微型生產(chǎn)線失去了靈活性，增加了兩大工藝匹配缺陷造成低質(zhì)產(chǎn)品增多的機會。介質(zhì)作為熱量載體，在主輔兩大生產(chǎn)之間輸送，開停機前后和生產(chǎn)過程中的介質(zhì)排放，浪費了大量的熱能和用作介質(zhì)的水資源。不斷地大量補充系統(tǒng)中介質(zhì)水，又帶進了大量的溶氧和水垢，不僅降低了鍋爐的熱吸收效率，增加了日常維護保養(yǎng)的費用，更減少設(shè)備的壽命，加重了環(huán)境污染，造成總體熱利用效率低下，增大了生產(chǎn)成本，降低了市場競爭力。
超高溫加熱釜的設(shè)計目的為中小微型生產(chǎn)線提供一種控制操作靈活、簡便、投資少，通過密閉其中的介質(zhì)能直接吸收利用燃燒熱能，對流體物料進行高質(zhì)量的熱處理的實用、高效設(shè)備。
轉(zhuǎn)膛爐的設(shè)計目的為超高溫加熱釜配備一種操作安全、便捷，能支持熱價比值高，易購易存的常規(guī)燃料燃燒的裝置。同時支撐釜體和容納物料釜內(nèi)熱處理后續(xù)工藝部件。
本實用新型設(shè)計方案為中小微型生產(chǎn)線提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、功能完善的設(shè)備。該設(shè)備將燃料、介質(zhì)、物料置于一體運作，物料熱處理的質(zhì)量、效果和生產(chǎn)能力不低于同檔次另建輔助熱力系統(tǒng)的生產(chǎn)線。熱介質(zhì)選用液態(tài)熱水，燃料可選用煙塵少、污染小、價低熱量高的白煤制品，結(jié)構(gòu)為超高溫加熱釜配轉(zhuǎn)膛爐。
超高溫加熱釜由釜體、燃燒室、熱力煙道、介質(zhì)強制循環(huán)系統(tǒng)、調(diào)溫調(diào)節(jié)裝置、物料加熱部件構(gòu)成。釜體是一種可加熱的壓力容器，作為介質(zhì)水加熱的容器，它具備并包含鍋爐中鍋體基本功能，其上裝備相應(yīng)的安全閥、壓力表、溫度計、水位儀等儀器儀表，底壁內(nèi)陷成燃燒室，容納燃燒器的燃燒部件，和熱力煙道、調(diào)溫調(diào)節(jié)裝置、物料加熱部件共同浸沒或類同浸沒在釜體內(nèi)介質(zhì)中，并在各自周圍介質(zhì)中形成不同的功能區(qū)域。介質(zhì)強制循環(huán)系統(tǒng)驅(qū)動介質(zhì)，依次流經(jīng)各自不同的功能區(qū)域形成閉路循環(huán)，線路為 調(diào)溫調(diào)節(jié)裝置采用一根自成系統(tǒng)的管件，盤結(jié)在燃燒室頂壁附近加熱最劇烈的區(qū)域，外部進口接水源，通過溫控閥感應(yīng)產(chǎn)品出口溫度來控制。介質(zhì)強制循環(huán)系統(tǒng)采用熱水循環(huán)泵裝在釜體外，便于操作維護，經(jīng)引出管和回流管驅(qū)動介質(zhì)循環(huán)，介質(zhì)循環(huán)流量也通過溫控閥感應(yīng)產(chǎn)品出口溫度控制。為防止介質(zhì)不完全按路徑運行，未經(jīng)換熱或完全換熱的介質(zhì)回流介質(zhì)加熱區(qū)，形成跨區(qū)或半跨區(qū)混流，造成熱處理溫度波動，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)。高溫回流介質(zhì)再加熱形成過熱介質(zhì)被調(diào)節(jié)調(diào)溫裝置降溫，造成熱流失?？扇藶楦綦x各功能區(qū)，限定介質(zhì)循環(huán)線路，讓其按規(guī)定運行整個過程，使物料在設(shè)備最低消耗下達到最好的效果。解決方案有兩種一種超高溫加熱釜的釜體由單只可加熱壓力容器構(gòu)成單體釜容器，底壁內(nèi)陷的燃燒室壁上按規(guī)律分布數(shù)量和煙管對應(yīng)的煙管口。熱力煙道是煙管的集束，每根煙管成“U”形或復(fù)合“U”形，中間夾持環(huán)柱形物料加熱部件，其內(nèi)部為物料加熱器，外層為一介質(zhì)隔離容器。將介質(zhì)分成內(nèi)、外兩大區(qū)域，內(nèi)部為物料加熱區(qū)，外部為介質(zhì)加熱區(qū)。在其底壁有介質(zhì)強制循環(huán)回流管入口，進入的介質(zhì)是經(jīng)引出管被熱水循環(huán)泵抽出后強制回流的被加熱到最高溫度并經(jīng)調(diào)溫調(diào)節(jié)裝置調(diào)整溫度恒定在特定范圍內(nèi)的介質(zhì)。在隔離容器內(nèi)和物料加熱器中物料逆向并行，并分流進入物料加熱器中介質(zhì)通道。換熱后介質(zhì)從隔離器頂部溢出匯合進入外部介質(zhì)加熱區(qū)循環(huán)。另一種超高溫加熱釜釜體由兩只或兩只以上互相連通的可加熱壓力容器構(gòu)成多膽體，宜采用三只分層套裝的三膽體，由內(nèi)到外分為內(nèi)膽、中膽、外膽。內(nèi)膽底壁內(nèi)陷成燃燒室，膽與膽之間的壁隙形成熱力煙道，各膽自成區(qū)域。內(nèi)膽內(nèi)介質(zhì)中浸沒調(diào)溫調(diào)節(jié)裝置，包圍燃燒室，形成介質(zhì)主加熱區(qū)和調(diào)溫區(qū)，中、外膽容納物料加熱器形成物料加熱區(qū)，介質(zhì)輔助加熱區(qū)則融合在每個膽形成的所有區(qū)域，可在介質(zhì)和物料換熱造成的降溫的同時進行一定的熱量補償。和單釜體超高溫加熱釜相比，加熱速度更快，換熱效率更高，產(chǎn)品產(chǎn)量更大，質(zhì)量更高。轉(zhuǎn)膛爐由給煤裝置、出煙通道、膛體、膛體驅(qū)動轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、出渣裝置、進風(fēng)通道、殼座構(gòu)成。爐膛采用轉(zhuǎn)動膛體，由轉(zhuǎn)動驅(qū)動系統(tǒng)操作，驅(qū)動裝置采用手動棘輪，膛體在其驅(qū)動下單向轉(zhuǎn)動，依位置次序變換給煤出渣?？紤]中小微型加工使用方便，降低費用，一種轉(zhuǎn)膛爐可采用家用蜂窩煤球類燃料，膛體采用多膛組成復(fù)膛，給煤通道宜水平方面或位于膛頂豎立，有一定下滑緩沖坡度。因煤球和其燃燒后渣體流動性能差，給煤、出渣主要依靠工具人工操作。另一種轉(zhuǎn)膛爐采用圓球或近圓球形的白煤球類燃料，煤球和煤渣流動性好，膛體可采用單膛，膛體較大，底部出渣部位，固定一拔渣刀，膛體被驅(qū)動時，膛內(nèi)渣體隨膛轉(zhuǎn)動，可被其拔落。給煤通道宜和水平成一定傾角，利于煤球滾落膛中，進風(fēng)通道由出渣口兼作，設(shè)置可調(diào)節(jié)開啟大小的風(fēng)門。
本實用新型的特征是超高溫加熱釜的燃燒室、熱力煙道、物料加熱器、調(diào)節(jié)調(diào)溫管都浸沒或類同浸沒在釜體內(nèi)介質(zhì)中，燃燒室是釜體底壁內(nèi)陷形成，調(diào)溫調(diào)節(jié)裝置在介質(zhì)主加熱區(qū)燃燒室頂壁附近，自成一體，外接水源。介質(zhì)強制循環(huán)系統(tǒng)中主設(shè)備熱水循泵外置，從主加熱區(qū)內(nèi)抽吸經(jīng)調(diào)溫后的高溫介質(zhì)回流物料加熱區(qū)和物料加熱器中介質(zhì)通道，強制介質(zhì)按照特定的路線在各區(qū)域內(nèi)及其間閉路循環(huán)。一種實用新型超高溫加熱釜，釜體是單只可加熱壓力容器，物料加熱器外包介質(zhì)隔離容器，形成物料加熱區(qū)內(nèi)小環(huán)境，煙道為“U”形或復(fù)合“U”形管狀集束，圍燃燒室一周，“U”形中間夾持物料加熱器和介質(zhì)隔離容器。另一種超高溫加熱釜，釜體是三膽體，調(diào)溫調(diào)節(jié)裝置和燃燒室浸沒或被包圍在內(nèi)膽內(nèi)介質(zhì)中，熱力煙道是膽與膽之間的壁隙。物料加熱器浸沒在中膽、外膽介質(zhì)中。
配套轉(zhuǎn)膛爐的膛體可在膛體驅(qū)動轉(zhuǎn)動系統(tǒng)帶動下作單向運動，一種實用新型轉(zhuǎn)膛爐能以家用蜂窩煤為燃料，膛體為復(fù)式。另一種實用新型轉(zhuǎn)膛爐以圓球或近圓球型煤球為燃料，膛體為單膛，膛體內(nèi)底部固定軸端裝備拔渣刀。
本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊、功能完善、技術(shù)先進合理，燃燒裝置、介質(zhì)吸收熱能裝置、物料與介質(zhì)換熱裝置融為一體，和采用鍋爐等輔助性熱力生產(chǎn)系統(tǒng)的中小生產(chǎn)線相比，節(jié)約了空間占用，簡化了操作控制，省去了占總投資20～30％的熱力系統(tǒng)建設(shè)，強制介質(zhì)封閉內(nèi)循環(huán)，提高了熱處理的速度和質(zhì)量，實現(xiàn)了介質(zhì)和熱能的無距離輸送，消除了介質(zhì)在生產(chǎn)中因水、汽分離和開機前后為維護保養(yǎng)、排污等進行的排放，節(jié)約了大量的水和燃料資源，總體熱效率提高兩倍左右。特別是三膽體超高溫加熱釜以膽壁作為受熱面，大大增加了熱吸收率，使總體熱效率遠遠超過了60％。設(shè)備也因介質(zhì)水不需要經(jīng)常更換補充，減少了水中溶氧腐蝕和水垢清除對設(shè)備的損傷，延長了使用壽命，節(jié)約了維護保養(yǎng)的費用。以熱價比值高，煙塵少，污染小的白煤制品作燃料，增加了設(shè)備運轉(zhuǎn)的安全性能，滿足了環(huán)境保護要求。從經(jīng)濟效益和社會效益各方面比較，本實用新型優(yōu)點突出、先進、新穎、實用，應(yīng)盡快全面推廣。
本實用新型圖例說明如下


圖1、圖3為單釜體超高溫加熱釜主剖圖圖4為單釜體超高溫加熱釜俯剖圖圖5為三膽體超高溫加熱釜主剖圖圖2、圖6為轉(zhuǎn)膛爐主剖圖本實用新型實施方法根據(jù)設(shè)計方案和圖例敘述如下
圖1中釜體(1)為單體的超高溫加熱釜，底壁內(nèi)陷成燃燒室(2)，由可加熱耐高溫高壓的鋼板沖壓或焊接而成，邊緣采用法蘭。在燃燒室(2)頂壁上預(yù)留煙管(3)口給煤通道(21)口，底周邊上預(yù)留物料加熱器(5)和介質(zhì)回流管(7)共用的管口，介質(zhì)的進出口，調(diào)溫調(diào)節(jié)裝置(6)進出管口，介質(zhì)循環(huán)的引出管(13)口。釜體(1)外形如鐘罩，底部邊緣焊接法蘭盤，罩壁上應(yīng)預(yù)置安全閥(17)壓力表(18)溫度計(19)水位儀(20)等孔洞，煙道(3)出口、給煤通道(21)外口，均采用法蘭盤對接密封形式。煙管(3)可采用焊接或彎管工藝成“U”或復(fù)合“U”形，總煙管(22)采用較粗的直管。調(diào)溫調(diào)節(jié)管件(6)采用盤結(jié)式環(huán)狀管路。介質(zhì)強制循環(huán)的引出管(13)吸入端(16)采用圓環(huán)管，內(nèi)側(cè)壁均布吸入孔。介質(zhì)隔離器(4)下部采用環(huán)柱狀容器，頂部由內(nèi)壁形成封頭(23)，并在封頭(23)上預(yù)留總煙管(22)洞孔、給煤通道(21)洞孔，孔邊為法蘭盤式。在封頭頂部裝一個帶單向閥(24)的短管，使底部介質(zhì)可能形成的氣體上行。物料加熱器(5)可采用管式，用雙盤套管較好，內(nèi)管為介質(zhì)通道。這些備好后即可按從里到外裝配。先將總煙管(22)給煤通道(21)焊接在燃燒室(2)壁上，將調(diào)溫調(diào)節(jié)管(6)引出管(13)吸入端環(huán)(16)依次套裝到燃燒室(2)頂壁附近，并將各自進出口納入底壁預(yù)留孔中。將煙管(3)與燃燒室(2)總煙管(22)接通焊牢，將裝入物料加熱器(5)的隔離器(4)插入“U”型煙管(3)集束中間，各進出管件納入預(yù)留孔。緊固總煙管(22)給煤通道(21)的中間預(yù)置的法蘭和隔離器(4)封頭(23)對應(yīng)法蘭盤。最后罩上釜體(1)外罩壁，和底壁、給煤通道(21)口、總煙管(22)口法蘭盤固緊密封。所有的來自釜體(1)內(nèi)管件和釜體(1)之間采用焊接或壓蓋密封，在正常生產(chǎn)時不得滲漏，所有的密封件均應(yīng)耐高壓高溫。介質(zhì)引出管(13)和回流管(7)回流分管(15)分別連接熱水循環(huán)泵(14)的進出口，并在需要的管件上設(shè)置各種控制閥體。所有的管件及其接頭和熱水循環(huán)泵(14)蝸輪軸都必須達到密封的要求。這是給煤通道(21)為豎立不貫穿隔離器(4)物料加熱器(5)的單體加熱釜實施方法。圖3、圖4中，水平給煤通道(25)的單體加熱釜，給煤通道(25)須分里外段安裝，里段(26)內(nèi)端和燃燒室(2)壁焊接，外端采用雙層法蘭，里段(26)的長度以法蘭端恰好到達隔離器(4)內(nèi)壁內(nèi)為宜，外層法蘭和隔離器(4)里壁預(yù)留洞口法蘭吻合，內(nèi)層法蘭和外段(27)給煤通道(25)法蘭由密封件密封，外段(27)中間預(yù)置法蘭盤和隔離器(4)外壁在同一曲面上。用兩片“U”型法蘭邊鋼片以補丁的形式將外壁開口補上。后面的操作和
圖1相同。圖5中釜體(8)為多膽體的超高溫加熱釜，以三膽套裝為宜，實施方法，內(nèi)膽(10)底內(nèi)陷成燃燒室(2)，其內(nèi)浸沒調(diào)溫調(diào)節(jié)裝置(6)，引煙管和給煤通道(21)貫穿內(nèi)外壁，介質(zhì)引出管(13)吸入端(16)也安置其中，可將內(nèi)膽(10)的所有管道接口及內(nèi)外壁接縫焊死。物料加熱器(5)置于中膽(11)外膽(12)內(nèi)，可將其內(nèi)外壁采用法蘭密封件緊固密封。貫穿其內(nèi)壁的通道在內(nèi)壁上焊接，外壁上采用法蘭緊固連接。介質(zhì)引出管(13)和熱水循環(huán)泵(14)連接，出口回流管(7)由底部進入中膽(12)體內(nèi)，回流分管(15)進物料加熱器內(nèi)管介質(zhì)通道，所有介質(zhì)入膽口在膽內(nèi)設(shè)彎頭導(dǎo)向，使介質(zhì)能環(huán)繞膽壁運行。
圖2、圖6中轉(zhuǎn)膛爐的煙道(3，9)和給煤通道(21，25)設(shè)置在釜體(1，8)上，膛體(28，29)有單膛(29)和復(fù)膛(28)。圖6中，單膛(29)上部是一耐火材料制成的空心壁柱。中部為一帶孔板倒錐筒，底部無壁，中部、底部由兩個帶孔的圓板爐箅(42，43)夾持，無邊壁，在中間的固定軸(32)上裝拔渣刀(30)。圖2中，復(fù)膛(28)上部由兩個或兩個以上膛體組合，下部為兩帶孔的園板爐箅(42，43)夾持。膛體(28，29)由膛體轉(zhuǎn)動驅(qū)動系統(tǒng)操作控制，轉(zhuǎn)動驅(qū)動系統(tǒng)由軸筒(31)固定軸(32)軸承(33，34)棘輪(35)手柄(36)構(gòu)成。軸筒(31)和膛體底部固定在一起，固定軸(32)固定在爐體的殼座(37)上。棘輪(35)裝在軸筒(31)外壁上，一根手柄(36)固定在棘輪(35)上伸出爐殼外，軸承(33，34)支撐軸筒(31)和膛體(28，29)。殼座(37)下設(shè)一灰坑(38)，爐腔(40)內(nèi)一斜面板(39)將灰渣導(dǎo)入灰坑(38)。為保護轉(zhuǎn)動部件，將棘輪(35)和手柄(36)操作時的整個行程空間用鐵皮包住。膛體(28，29)的中層倒錐上端或下部上層爐箅(43)最好能和爐腔(40)壁之間動密封。殼座(37)上部周邊和釜體接觸部應(yīng)采用門或插板形式，在需要時可閉死，殼座(37)壁形成的壁腔(41)可容納釜內(nèi)熱處理后續(xù)工藝處理部件，物料在其中可達到下一工序加工的條件或排出的要求位，除三膽體里外煙道通道外應(yīng)能密封不透氣。所有爐體腔(40)和外部通道都應(yīng)采用門或插板形式，在需要時可閉死，殼座(37)壁形成的壁腔(41)可容納釜內(nèi)熱處理后續(xù)工藝處理部件，物料在其中可達到下一工序加工的條件或排出的要求。
權(quán)利要求1.一種超高溫加熱釜及其配套轉(zhuǎn)膛爐，它主要由釜體，熱力煙道，燃燒室，選配的燃燒器轉(zhuǎn)膛爐，物料加熱器構(gòu)成，其特征在于所述的釜體和選配的燃燒器轉(zhuǎn)膛爐為分體式，釜體底壁形成燃燒室坐置于燃燒器之上，所述的熱力煙道和物料加熱器，浸沒在釜體內(nèi)被封閉的介質(zhì)中，互相夾持環(huán)繞，但不接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高溫加熱釜及其配套轉(zhuǎn)膛爐，其特征是在釜體外裝置一個循環(huán)泵，進出口分別和釜體內(nèi)物料加熱器的介質(zhì)通道、釜體腔內(nèi)介質(zhì)自然對流通道連接，形成介質(zhì)強制循環(huán)閉路系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高溫加熱釜及其配套轉(zhuǎn)膛爐，其特征是在釜體內(nèi)設(shè)置一個調(diào)溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，進出口引出釜體外，進口接可調(diào)控水源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高溫加熱釜及其配套轉(zhuǎn)膛爐，其特征是所述的釜體為單體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高溫加熱釜及其配套轉(zhuǎn)膛爐，其特征是所述的釜體為分層套裝的多膽體，膽與膽之間的壁隙形成熱力煙道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高溫加熱釜及其配套轉(zhuǎn)膛爐，爐體由給煤裝置、出渣裝置、進風(fēng)系統(tǒng)、出煙系統(tǒng)、膛體、殼座組成，其特征是它還包括膛體驅(qū)動轉(zhuǎn)動系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和6所述的一種超高溫加熱釜及其配套轉(zhuǎn)膛爐，其特征是所述的膛體驅(qū)動轉(zhuǎn)動系統(tǒng)由膛體固定在一起的軸筒通過軸承和固定在爐體殼座上的固定軸連接，軸筒外裝一帶手柄的棘輪構(gòu)成，手柄驅(qū)動膛體單向轉(zhuǎn)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和6所述的一種超高溫加熱釜及其配套轉(zhuǎn)膛爐，其特征是膛體為復(fù)膛，可以家用蜂窩煤為燃料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1和6所述的一種超高溫加熱釜及其配套轉(zhuǎn)膛爐，其特征是膛體為單膛，膛體底部有固定拔渣刀，燃料可用家用圓球形煤球。
專利摘要本實用新型涉及一種超高溫加熱釜及其配套轉(zhuǎn)膛爐，主要由釜體，物料加熱器，燃燒器構(gòu)成。它還包括介質(zhì)強制循環(huán)系統(tǒng)和調(diào)溫調(diào)節(jié)裝置。本實用新型將物料加熱器置于可直接承受燃燒器的燃燒熱焰的釜體內(nèi)封閉的介質(zhì)中，不需另建鍋爐系統(tǒng)，即可通過熱介質(zhì)對小批量不宜直接蒸煮加熱的流體物料進行連續(xù)熱處理，避免因熱介質(zhì)輸送、生產(chǎn)中排放及鍋爐系統(tǒng)不能與生產(chǎn)線同步運行造成的巨大熱損水耗和巨額原始投資。應(yīng)用于飲料、乳品、食品、制藥、化工行業(yè)中小型微型生產(chǎn)線的加熱殺菌、消毒，改善物料內(nèi)在品質(zhì)的工藝中，轉(zhuǎn)膛爐，膛體部分設(shè)置轉(zhuǎn)動驅(qū)動系統(tǒng)，可以家用煤球為燃料，作為微型超高溫加熱釜的選配燃燒器，方便實用，安全經(jīng)濟，污染小。
文檔編號F27B17/00GK2524190SQ0125906
公開日2002年12月4日 申請日期2001年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月14日
發(fā)明者梁曉龍 申請人:梁曉龍