衛(wèi)生型熱交換器的制造方法
【專利說明】衛(wèi)生型熱交換器
[0001]本發(fā)明涉及一種衛(wèi)生的食品對食品的管狀熱交換器，對于我們，其適用于食品加工應(yīng)用，即是，例如，通過普通清潔代替使用酸性流體清洗，被容易地且定期地清潔內(nèi)部和外部的熱交換器。
【背景技術(shù)】
[0002]已知的食品管狀熱交換器在細長的且通常圓柱形的殼體(外殼)的每個端部具有管板，其中多個密集排列的在兩個管板之間延伸的軸向管作為管束。管的端部被容納在對應(yīng)的在各管板中的貫穿孔中。在制造熱交換器期間，管的端部被插入到孔中，并且具有相對緊的配合，并且通過旋轉(zhuǎn)管的內(nèi)側(cè)該相對緊的配合增強，以便在旋轉(zhuǎn)的區(qū)域中管壁部變得更薄，從而試圖增加其直徑，這導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)的管的區(qū)域的外表面在被壓迫抵靠在管板中的孔的壁部。旋轉(zhuǎn)僅被使用在被容納于管板中的孔的內(nèi)部的管的端部中。然后，管的端部在管的外側(cè)被焊接于管板。該工序提供了在諸如產(chǎn)品成本、可靠性和防止流體從圓柱形殼體的內(nèi)部溢出的各個方面都滿意的牢固的連接。
[0003]然而，在衛(wèi)生型熱交換器的領(lǐng)域中，即是，適用于與液體食品一同使用的且直接接觸液體食品的熱交換器，其最重要的是，避免尖角、縫隙、裂縫、穴或其他形式的難以清洗和滅菌的凹陷，并且在食物殘留的地方還有微生物開始繁殖的危險。
[0004]在已知的熱交換器(如圖6所示)中的管板的外側(cè)使用焊接的旋轉(zhuǎn)的接頭沒有達到衛(wèi)生需求，因為其在管的外表面和管板的孔的內(nèi)表面之間留下了縫隙，并且其在管板的內(nèi)側(cè)和管的外表面之間的過渡處留下了尖角26。從而，在這些類型的熱交換器中，食品僅可被使用于管的內(nèi)腔中，而不能被使用于細長的殼體的內(nèi)部中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在這種背景下，本發(fā)明的目的是提供一種衛(wèi)生型的軸向管熱交換器，為了將食品供應(yīng)到食品熱交換器中，其能不僅能在管的內(nèi)腔中操作液體食品，還能在圍繞管的熱交換器的內(nèi)部操作液體食品，即是，提供一種克服了或者至少減少了上述缺點的熱交換器。
[0006]該目的通過將衛(wèi)生的食品供應(yīng)到食品熱交換器中來實現(xiàn)，熱交換器包括:細長且中空的殼體；金屬管板，其被安裝在細長的殼體的每個相對的端部，以在細長且中空的殼體中限定封閉的內(nèi)部空間；多個緊密間隔的金屬管，它們在管板之間軸向地延伸，其中管的端部被容納于在管板中的相應(yīng)的緊密間隔的孔中，或者管的內(nèi)腔與管板中的所述的相應(yīng)的緊密間隔的孔對齊；其中，金屬管通過在管板的朝內(nèi)面向的側(cè)面上的焊接接頭被密封地固定于金屬管板，其中焊接接頭沿管的整個圓周延伸，并且在管的外表面和管板的朝內(nèi)面向的側(cè)面之間提供平滑的過渡。
[0007]通過使用在管板的內(nèi)側(cè)上的焊接接頭來固定管，在管和管板之間產(chǎn)生了衛(wèi)生的、平滑的、無縫隙和裂縫的連接，并且從而允許液體食品在圍繞管的內(nèi)部空間中被使用。這種衛(wèi)生的設(shè)計甚至允許處理滅菌的且無菌食品。
[0008]在另一實施方式中，焊接接頭位于在管的外表面和管板的朝內(nèi)面向的表面之間的過渡處。
[0009]在另一實施方式中，每個管沿直線在管板之間延伸。
[0010]在另一實施方式中，管的中心線之間的距離比管的外直徑的兩倍小。
[0011]在另一實施方式中，管具有在10mm和50mm之間的外直徑，并且優(yōu)選地，所有管具有相同的直徑。
[0012]在另一實施方式中，管板具有足夠的厚度，并且孔是貫穿孔，并且管被插入到孔的整個長度中。
[0013]在另一實施方式中，管板具有比管的外直徑大的厚度。
[0014]上述目的還通過提供制造軸向管狀熱交換器的方法來實現(xiàn)，該軸向管狀熱交換器包括:在細長的熱交換器殼體的每個相對的端部的金屬管板，以及在管板之間延伸的、緊密間隔的軸向金屬管，該方法包括:將管的端部插入到管板中的對應(yīng)的孔中，或者將管的內(nèi)腔與管板中的所述的對應(yīng)的緊密間隔的孔對齊的步驟；以及通過焊接在管和管板之間、在面向細長的圓柱形殼體的內(nèi)部的管板的一側(cè)上產(chǎn)生接頭，以在管的外表面和所述管板的朝內(nèi)面向的側(cè)面之間提供平滑圓潤的過渡的步驟。
[0015]在該方法的另一實施方式中，接頭被從管的內(nèi)腔焊接。
[0016]上述目的還通過將衛(wèi)生的食品供應(yīng)到食品熱交換器來實現(xiàn)，熱交換器包括:細長且中空的圓柱形殼體；在細長的殼體的每個相對的端部的金屬管板；具有多個緊密間隔的金屬管的管束，金屬管在管板之間軸向地延伸，其中管的端部被容納于各管板中的相應(yīng)的緊密間隔的孔中，或者其中管的內(nèi)腔與管板中的所述的相應(yīng)的緊密間隔的孔對齊；第一進口，其在管的一個端部被連接到開口，以允許第一液體食品介質(zhì)進入管的內(nèi)部；第一出口，其在管的另一端部被連接到開口，以允許第一液體食品介質(zhì)離開管的內(nèi)部；第二進口，其用于允許第二液體食品進入細長的圓柱形殼體的內(nèi)部；第二出口，其用于允許第二液體食品離開細長的殼體的內(nèi)部；第二出口與第二進口軸向地間隔，以便第二液體食品在第二進口和第二出口之間流過管的整個外側(cè)；第二進口是切向的，并且第二出口是切向的，以在第二液體食物介質(zhì)從第二進口流到第二出口時，產(chǎn)生用于第二液體食物介質(zhì)的螺旋流徑。
[0017]在實施方式中，第二進口包括切向的管狀通道，其被連接到細長且中空的圓柱形殼體，并且其中，第二出口包括切向的管狀通道，其被連接到細長且中空的圓柱形殼體。
[0018]在另一實施方式中，第二進口的切向的管狀通道具有相對于細長的圓柱形殼體的軸線而偏移的軸線，并且第二出口的切向的管狀通道具有相對于細長的圓柱形殼體的軸線而偏移的軸線。
[0019]在另一實施方式中，熱交換器進一步包括螺旋桿，其纏繞管束且被固定于管束，以在當?shù)诙后w食品從第二進口流到第二出口時，促使第二液體食品遵循螺旋流徑。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的衛(wèi)生型的熱交換器和方法的進一步的目的、特征、益處和特性將從詳細的描述變得顯而易見。
【附圖說明】
[0021]在下面的本發(fā)明的描述的詳細的部分中，將參考附圖中所示的示例實施方式更詳細地說明本發(fā)明，其中:
[0022]圖1是穿過根據(jù)示例實施方式的衛(wèi)生型熱交換器的剖面視圖，
[0023]圖2是圖1所示的衛(wèi)生型熱交換器的剖視圖，
[0024]圖3是示出了圖1所示的衛(wèi)生型熱交換器的端部的細節(jié)的剖面視圖，
[0025]圖4是流體介質(zhì)的圍繞圖1所示的衛(wèi)生型熱交換器的管的流動的圖示性描述，
[0026]圖5是示出了圖1所示的衛(wèi)生型熱交換器的端部的另一示例實施方式的細節(jié)的剖面視圖，并且
[0027]圖6是示出了圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的衛(wèi)生型熱交換器的細節(jié)的剖面視圖。
【具體實施方式】
[0028]在下面，將通過示例實施方式來詳細描述衛(wèi)生型熱交換器。
[0029]圖1至3示出了單通直管式熱交換器1的示例實施方式。該熱交換器1設(shè)置有多個緊密間隔的內(nèi)管2，內(nèi)管2共同來自于位于殼體4中的管束3。殼體4形成了細長且中空的圓柱形殼體4。內(nèi)管2可為平的或有波紋的。
[0030]殼體4的端部在殼體4的每端被管板6封閉。管板6設(shè)置有多個緊密間隔的以適合的模式布置的貫穿孔。
[0031]盤狀的管板6具有足夠的厚度，通常管板6的厚度比管2的直徑更大。管板6被密封地固定于殼體6的各自的端部，并且管板被密封地固定于管2，以便產(chǎn)生在殼體4的內(nèi)側(cè)的氣密封的內(nèi)部空間10，其中管板6的一側(cè)面向熱交換器1的內(nèi)部，并且管板的另一側(cè)面向進口或出口氣室。
[0032]具有進口氣室13的第一進口 12位于殼體4的其中一個端部。具有出口氣室15的第一出口 14位于殼體4的另一端部。第一進口 12允許介質(zhì)進入熱交換器1，并且允許介質(zhì)穿過在管2中的內(nèi)腔流到第一出口 14。第一出口 14允許介質(zhì)離開熱交換器1。第一進口 12和第一出口 14的位置能交換，以便介質(zhì)以相反的方向流過管2的內(nèi)腔。
[0033]直的(有或沒有波紋的)管6平行地延伸并且緊密間隔，當管束3在熱交換器1的內(nèi)部10中時，通常中心線到中心線的距離S比管2的外直徑的兩倍更小。
[0034]在實施方式中，管2、管板6和殼體4由諸如不銹鋼的耐腐蝕金屬制成，以便熱交換器牢固且可靠，具有良好的導(dǎo)熱性質(zhì)，并且能使用諸如強酸的腐蝕性介質(zhì)來消毒或滅菌。
[0035]管2的縱向端部被容納于管板6中的相應(yīng)的孔中。在實施方式中，管2被深深地插入到孔中，以便管2的端部與管板6的面向進口或出口氣室的一側(cè)齊平。管板6中的孔實質(zhì)上具有與管2的外直徑相同的直徑，以便管2被非常精確地安裝到孔中，從而能以施加不大于適度的力的方式將管插入到孔中。
[0036]面向內(nèi)部空間10的管板6和管2的外表面之間的接頭是焊接接頭，其在管2和管板6之間提供了平滑圓潤的過渡。在實施方式中，管2通過圍繞每個管2的焊接接頭20被固定于管板6。焊接接頭20被設(shè)置在管2和管板6之間的過渡處，即是，在管板6的朝內(nèi)面向的側(cè)面上。焊接接頭20在管2和管板6之間提供沒有裂紋、縫隙、裂縫和其他凹陷的平滑的過渡，并且因此提供了衛(wèi)生型的結(jié)構(gòu)，由于該衛(wèi)生型的結(jié)構(gòu)能被高效地清洗且滅菌，該衛(wèi)生型的結(jié)構(gòu)被允許接觸食品。焊接接頭20也很牢固、可靠，并且提供了氣密封。
[0037]管2在兩個位置被焊接到管板，即是，除了在管板6的內(nèi)側(cè)的連接外，管2的末端在管板6的外側(cè)通過焊接接頭24被連接到管板6。在管板6的外側(cè)的額外的接頭24加強了管2和管板6之間的連接。
[0038]在實施方式中，焊接接頭20通過從管2的內(nèi)腔焊接產(chǎn)生，以便焊接接頭20從管2的內(nèi)部產(chǎn)生。由于圍繞管2的空間太小，難以在管2的外周使用焊槍，所以這種方法特別地有利。
[0039]從而，接頭通過在管2和管板6之間的、在面向細長的圓柱形殼體的內(nèi)部10的管板6的一側(cè)上由焊接熔化的金屬產(chǎn)生。
[0040]通過使用在管板6的內(nèi)側(cè)上的焊接接頭20來固定管2，在管2和管板6之間產(chǎn)生了衛(wèi)生的、平滑的、無縫隙和裂縫的連接，并且從而允許液體食品在圍繞管2的內(nèi)部空間10中被使用。
[0041]在實施方式中，管2的中心線之間的距離S比管2的