[发明专利]装置、方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及热交换器，诸如具有用于混合内容物的内部刀片的热交换器，本文中也称为刮面式热交换器。

背景技术

刮面式热交换器广泛应用于食品工业，主要用于连续加热和冷却粘性食物产品。本领域中已知的常规热交换器通常包括被夹套围绕的圆柱形室，安装在该室中的旋转轴以及铰链连接到该旋转轴的一系列刀片刮刀，以便使刀片在操作期间刮除室的内表面。

冷却或加热介质诸如氨、甘油、热水或蒸汽循环通过带夹套的圆柱形室，并通过常见的热交换程序提供热交换。产品在压力下穿过位于热交换器一端的导管，并通过位于其相对端的导管离开热交换器。在产品移动通过这两个导管之间的热交换器(该运动还可用于限定纵向方向)的过程中，通过安装到可旋转轴上的刀片刮刀将产品从圆柱形室的内表面刮除，从而根据需要实现加热或冷却。

在常规的刮面式热交换器中，刀片刮刀通过铰接销连接件连接到可旋转轴，使得刀片刮刀从其连接处自由地以角运动枢转出来。通常，刀片刮刀设计有孔和/或狭缝，并且通过合适的定位装置诸如铆钉、销和/或螺钉固定到转子上。

此外，在常规的刮面式热交换器中，刀片刮刀与热交换器的内表面直接接触。常规刀片的前缘与热交换器的内表面连续接触，从内表面连续刮除材料。

US 7 302 999 B2公开了一种刮面式热交换器刮刀片，其中该刀片可相对于驱动轴枢转；其进一步描述了刮面式热交换器的刮刀片，其中该刀片具有第二端，该第二端带有抵靠刮除表面而刮除接触的边缘，使得其在使用时接触刮除表面。

GB 2232 469 A公开了一种刮面式热交换器，其中刀片刮刀通过使用铰链装置枢转地连接到转子，并且刮刀片的刮刃在定子的热交换表面上具有刀刃。

US 3 385 354公开了通过销连接到刮面式热交换器的中心驱动轴的刀片，然而这些刀片可自由地枢转通过由带夹套的热交换筒和旋转轴限定的环形空间。它进一步描述了刮刀片的前缘被强制向外与热交换表面的内壁连续接触，并且这些刀片锋利的边缘连续地将经处理的材料从热交换表面的内壁上刮除。

在上述常规的刮面式热交换器中，刀片相对于旋转轴自由地绕轴旋转，其中刀片随着旋转轴的每次旋转向内和向外枢转，使得实现有效的热交换。

但是所描述的现有枢转刀片刮刀存在某些缺点。当产品在热交换器内积聚时，枢转刮刀片容易相对于轴径向移动和/或切向移动，这会降低刮除效率，因此是不可取的。当处理粘性产品诸如巧克力时，这个问题尤其严重。

此外，在所述的常规刮面式热交换器中，刀片在产品通过热交换器期间连续地从内表面刮掉产品，以确保表面被刮除干净，没有任何静电膜材料，同时补充追加材料，同样处理。这使得能够在热交换器的内表面和被处理的材料之间进行有效的热传递交换。

所描述的现有刮刀片存在某些缺点，因为刮刀片的效率很大程度上取决于被处理材料的性质和厚度。例如，粘性材料诸如巧克力，在热交换器内表面上留有不期望的厚静电膜。

在热交换器内部圆柱形表面上的粘性产品的积聚也称为产品结垢，其推动刮刀片远离内表面，导致加热和冷却不均，总传热效率降低。另外，积聚在刮刀片前缘上的产品向内推动刀片，从而对圆柱形室的热交换表面造成磨擦损坏，并且对刮刀片造成过度磨损和损坏。

在热交换器内部圆柱形表面上的粘性产品的积聚也称为产品结垢，其导致加热和冷却不均，总传热效率降低。

产品易于在刮刀片的前缘上积累，从而对圆柱形室的热交换表面造成磨擦损坏，并且对刮刀片造成过度磨损和损坏。

产品结垢还导致另外的问题，因为在生产线中必须周期性地中断制造程序，其中热交换器被布置成清洁交换器、移除积聚的产品和/或替换刀片和/或热交换器，或修复对刀片和/或热交换器的内表面的损坏。这样将导致相当大的经济损失。

因此，需要提供一种刮面式热交换器刮刀片，其具有避免相对于轴的不期望的径向和切向运动的特征，并且还提供更有效的刮除动作以防止产品积聚，并且仍然保持所需的刮除性能并且延长刀片寿命。此外，需要开发出一种用于刮面式热交换器刮刀的改进的刀片，其防止和/或减少刮面式热交换器的产品结垢和/或损坏，从而防止生产过程中不必要的停机时间。