(12) INTERNATIONAL APPLICATION PUBLISHED UNDER THE PATENT COOPERATION TREATY (PCT)

(19) World Intellectual Property Organization International Bureau

(43) International Publication Date

11 March 2010 (11.03.2010) PCT

(74) Agent: GREENWALD, John, W.; Gardner Groff Greenwald amp; Villanueva, PC, 2018 Powers Ferry Road, Suite 800, Atlanta, GA 30339 (US).

(57) Abstract: A screw conveyor includes a steam delivery chamber, a condensate return chamber, and a helical hollow flight. In example embodiments, the condensale return chamber is defined by an inner pipe, the steam delivery chamber is defined between the outer and inner pipes, and the helical Ilighl extends radially from the outer pipe. The screw conveyor includes a series of healing zones, each having a 'closed-loop' helical passageway IOrmed by the hollow Ilighl and each having a corresponding steam inlet, condensate outlet, and barrier. Steam travels into the screw conveyor, through the steam inlets, and into the helical passageways, where il condenses as il heals a malerial conveyed by the screw conveyor. As the screw conveyor rolales, the barriers IOrce the condensate upward until it drains through the condensate outlets and into the condensate return chamber Ibr removal from the screw conveyor.

HEAT-TRANSFERRING, HOLLOW-FLIGHT SCREW CONVEYOR

CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION

[0001] This application claims the priority benefit of U.S. Provisional Patent Application Serial No. 61/1 90,885, filed September 2, 2008, which is hereby incorporated herein by reference.

TECHNICAL FIELD

[0002] The present invention relates generally to screw conveyors for conveying a material and transferring heat relative to the conveyed material, and, in particular, to steam-heated, hollow-flight screw conveyors.

BACKGROUND

[0003] Steam-heated, hollow-flight screw conveyors are commonly used to convey and transfer heat to a material. Common applications for such screw conveyors include cooking, heating, and drying of solid and semi-solid materials. In general, these screw conveyors have a helical flight that conveys the material as the screw conveyor is rotated. The flight is hollow so that it forms a helical passageway through which pressurized steam flows, thereby transferring heat to the conveyed material.

[0004] A drawback to conventional hollow-flight screw-conveyor designs is that they have limited lengths beyond which they do not work efficiently. As the steam passes through the helical passageway, condensate forms on the inner surfaces of the walls of the hollow flight and pools in the then-bottom portions of the rotating flight. The design length of these screw conveyors is limited by the number of flight revolutions that the steam can flow through before the accumulated condensate blocks the flow of the steam. In addition, conventional hollow-flight screw conveyors generally have low efficiencies because the significant amount of condensate that accumulates along the length of the helical passageway limits the energy transfer through the flight walls. [0005] Accordingly, it can be seen that needs exist for improved heat-transferring, hollow-flight screw conv

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热传递，中空刮板螺旋输送机

（57）摘要：螺旋输送机包括蒸汽传送腔室，冷凝物返回腔室，和一个螺旋形中空刮板。在示例实施方案中，冷凝物返回腔室通过内部管道限定，蒸汽传送腔室的外部和内部管道之间限定，和螺旋航班从外管径向延伸。螺旋输送机包括一系列的加热区域，在每个具有由中空刮板形成的“闭环”螺旋状的通道，都具有相应蒸汽入口，冷凝物出口，和屏障。蒸汽进入到螺旋输送机，通过蒸汽进气口，并进入螺旋状的通道，在此冷凝为它通过螺旋输送机输送的材料螺旋输送机输送辊,壁垒迫使冷凝向上,直到它通过冷凝排水管出口和进入凝结水回收室排出螺旋输送机。

引用相关申请

[0001]本申请要求美国临时专利申请序列号为61/190885的优先权，2008年9月2日提交的，在此通过引用方式并入本文

技术领域

[ 0002 ]本发明涉及螺旋输送机输送物料和热量传递的相对于输送物料，特别是，蒸汽加热，中空刮板螺旋输送机。

背景介绍

背景技术:蒸汽加热，中空刮板螺旋输送机通常用于传递和加热传递的材料。这种螺旋输送机常见的应用包括加热和固体和半固体材料的干燥。在一般情况下，这些螺旋输送机具有螺旋中空作为螺旋输送机旋转传达物质。刮板是中空的，使得它形成，通过该加压蒸汽流动的螺旋状的通道，从而将热量传递到输送材料。

【0004】常规的中空刮板螺旋输送器设计的一个缺点是它们具有长度限制，超出这个限制不能有效地工作。当蒸汽通过该螺旋状的通道，在旋转飞行的时候经过中空刮板和垒壁的内表面上形成冷凝物。这些螺旋输送​​机由飞行通道设计长度，该蒸汽可以累积冷凝块之前流过的蒸汽的流的数目的限制。此外，传统中空刮板螺旋输送机通常具有低的效率，因为沿着螺旋通道的长度积累冷凝物的显著量限制通过飞行壁的能量传递。

【0005】因此，可以看出，对于改进的热传递，中空刮板螺旋输送机具有增加的热效率和/或可被设计为具有增加的长度的存在需求。它是对提供给这些解决方案和本发明主要针对其他问题。

总结

【0006】一般而言，本发明涉及可用于输送和相对热传递给的材料的热传递，中空刮板螺旋输送机。螺旋输送机包括蒸汽传送腔室，冷凝物返回腔室，和一个螺旋形中空飞行。在示例实施方案中，冷凝物返回腔室通过内部管道限定，蒸汽传送腔室的外部和内部管道之间限定，和螺旋航班从外管径向延伸。螺旋输送机包括一系列的加热区域，每个具有由中空刮板形成的“闭环”螺旋状的通道，每个具有相应蒸汽入口，冷凝物出口，和屏障。蒸汽行进到螺旋输送机，通过蒸汽进气口，并进入螺旋状的通道，在此冷凝为它加热通过螺旋输送机输送的材料。如螺旋输送机旋转，障壁引导冷凝向上，直到它耗尽通过冷凝物出口并进入冷凝物返回腔室用于从螺旋输送机移除。

【0007】具体的技术和通过本发明来改善优于现有装置的缺陷和完成本文所述的优点将通过本发明的示例性实施例和所附的附图和权利要求书的以下详细描述变得显而易见的结构。

附图简介

[0008] 图1是根据本发明的第一示例实施例中，在与蒸汽输入/冷凝物移除装置一起使用所示的一个热传递，中空刮板螺旋输送机的侧视图。

[0009]图2是图1蒸汽/冷凝物装置的纵截面图

图3是一个纵向截面视图的左端螺旋输送机和图1的蒸汽/冷凝设备,显示蒸汽和冷凝水借此流动。

图4是一个螺旋输送机和蒸汽的纵向截面视图/冷凝设备的图1,显示蒸汽和冷凝液流经螺旋输送机的三个加热区。

[0012]图5所示的第二个加热区图3的螺旋输送机,蒸汽和冷凝水借此流动。

[0013]图6是一个轴向截面视图的螺旋输送机。图3，是个 6尺6寸的大的交手。

[0014]图7显示了图6,因为它旋转的螺旋输送机舀冷凝形成的螺旋通道定义的空心飞行。

[0015]图8显示了图6的螺旋输送机旋转进一步直接舀冷凝的螺旋通道。

【0016】图9是根据本发明的第二示例实施例中，在与蒸汽输入装置和一个带虹吸管的冷凝液去除装置使用所示的热传递，中空刮板螺旋输送机的纵向横截面图。

[0017]图10是一个透视图的另一种螺旋输送机的左端,显示三个冷凝分流,而图9的虹吸管,冷凝除去的螺旋输送机。
具体实施方式的详细描述

【0018】一般而言，本发明涉及热传递可以被用来传送的材料和相对热传递到所输送的材料，中空刮板螺旋输送机。这些螺旋输送机可用于输送和加热的各种不同的材料，例如，烹调土豆或鱼粉，加热面包店的混合，或干燥煤。在典型的商业实施例中，蒸汽被用于加热螺旋输送机，然后将热传递到所输送的材料。在其他实施方案中，除了蒸汽以外的热传递介质可以被使用，并且为方便起见，本文所用的“蒸”包括这样的其它热传递介质。此外，螺旋输送器可与选择用于从所输送的材料中去除热量的热传递介质可以使用，虽然冷却输送材料时，本发明的某些优点可能无法实现。

【0019】现在参照附图，图1示出一个热传递，空心螺纹螺杆根据本发明的第一示例实施例的传送器100。螺旋输送机100包括外管102和从外管向外径向延伸的螺旋状的刮板104。螺旋输送机100还可以包括从外管纵向延伸的远侧部轴106。远侧部轴106可以由一个旋转驱动机构被旋转驱动螺旋输送机100的旋转驱动机构可以是本领域中已知的常规类型的旋转，螺杆输送器100可以被驱动在远侧部轴，一个近侧轴，这两者或输送机的另一部分。

【0020】螺旋输送机100被结合使用与蒸汽输入/冷凝物移除装置，其可以是本领域中已知的常规类型。所描绘的蒸汽/冷凝物装置10，例如，是一个旋转接头设计，其输入蒸汽进入螺旋输送机100，并从螺旋输送机移除冷凝物。这种旋转接头可购自厂商，例如凯登公司（马萨诸塞Westford）。

【0021】如图所示。 2-3，所描绘的蒸汽/冷凝物装置10具有蒸汽入口12和环形室14，其允许蒸汽90通入螺旋输送机100的蒸汽/冷凝物装置10还具有一个虹吸管16和冷凝液出口18，用于从螺旋输送机100的虹吸管除去冷凝水92 16插入到螺旋输送机100，并具有枢转端20与端部开口22，用于容纳冷凝水92的枢转端20可以包括一个枢转耦合，以便它通过重力向下枢转（在插入螺旋输送机100），并在保持就位（例如，通过非旋转壳体26）在一个预先设定的角度，例如30或60度。一种旋转环状体24耦合到螺旋输送机100和虹吸管16和旋转体共同限定环形腔室14的蒸汽入口12和一个非旋转壳体26形成18的冷凝物出口，向其中虹吸管16耦合，以确保它不旋转和端部开口22总是向下指向以除去汇集冷凝92。

【0022】为了提供​​一个良好的密封，蒸汽/冷凝物装置10包括一个环形密封件28，例如由一个弹簧30偏压在螺旋输送机100如压缩螺旋弹簧的黄铜衬套。针对一个保持器32，弹簧30偏压诸如卡环，和一个垫圈34可在弹簧30的端部被提供，以防止弹簧损坏的密封件28的密封件28的功能，以提供固定的之间的密封（非旋转）虹吸管16和旋转螺旋输送器100的传统系统具有虹吸管和螺旋输送机，允许蒸汽“短路”直接向系统的冷凝侧，在本设计避免之间的开口这一问题。此外，密封件28的功能，以提供非旋转虹吸管16.传统系统允许虹吸管被支撑悬臂状从旋转接头，能产生虹吸管和螺杆之间严重磨损的支承面输送器可以导致虹吸管失败，并且本设计避免了该问题了。

【0023】现在参考图。 4-5，螺旋输送机100的螺旋状的刮板104是中空的，其壁形成螺旋状的通道，通过该蒸汽90流动来加热材料。代替一个单一的连续的螺旋状的通道，然而，螺旋输送机100被划分成与具有专用“闭环”螺旋状的通道的每个区的一系列的加热区域。在所描绘的实施例中，有三个串行加热区域108a，108b和108c（统称为“加热区108”），每个具有相应的螺旋状的通道110a，1 10b和1 IOC（统称为“螺旋状的通道1 10“），蒸汽入口1 12A，1 12B和1 12C（统称”蒸汽入口110“），凝析油出口1 14A，1 14B和1 14C（统称为”冷凝物出口14N“），和阻挡（未示于图4-5）。该蒸汽进气口112被定位在各自的螺旋状的通道1 1 0的开始，所述屏障定位在并定义的端部，和所述冷凝物出口114被定位在相邻的障碍的端部。在所描绘的实施方案中，加热区108各自通过飞行104在其它实施例的两个和一个半圈形成时，螺旋输送机100具有两个或多于三个串行加热区和具有螺旋形的相应的数字通道，蒸汽进气口和冷凝物出口。和在其他实施方案中，加热区108各自通过飞行104的更少或更多的转数而形成的。

[0024]螺旋输​​送机100包括内管116具有一个内部限定冷凝物返回腔室120和与形成蒸汽传送腔室118在所描绘的实施例中它们之间的空间定位在所述外管102内，例如，内管116和外管102是圆柱形的，同轴的，并且同心地设置，以使冷凝物返回腔室120是大致圆柱形的，并且所述蒸汽传送腔室118通常是环形的。在其它实施例中，内和/或外管可以是多边形或具有其他规则或不规则的横截面形状，和/或内管可被定位之内，但不同轴的外管。例如，内管可设置有一锥形（例如，圆锥形）内被向下从远端朝向近端成角度表面，使得通过重力冷凝流朝向近端的蒸汽/冷凝物装置去除，而不需要向角螺旋输送机。作为另一个例子，内管（包括管或通道的长度）可以附着到外管的内表面并限定蒸汽传送腔室，与外管（不包括内管体积）限定冷凝物返回腔室。

【0025】该蒸汽进气口112通过开口的外管102，其允许蒸汽90从蒸汽传送腔室118流动在约等于压入螺旋状的通道110和冷凝物出口被提供114提供通过从各螺旋​​状的通道延伸通过所述蒸汽传送腔室118，并进入冷凝物返回腔室120在所描绘的实施例中的导管，例如，冷凝物出口导管114通过管该密封通孔中的外延伸设置管102和内管116的冷凝物出口导管114优选地不延伸进入螺旋状的通道110，或者这样做只是很小的长度，以使冷凝物92能完全排出螺旋状的通道的。和冷凝物出口导管114，使得当螺旋输送机100旋转到与一种或底部更多的人，在该内管的冷凝物92的位置上不优选延伸到内管116具有足够的长度回流进入螺旋状的通道110在典型的商业实施例中，冷凝物出口导管110由约一英寸延伸到内管116到大约三英寸。

【0026】在操作中，第一加热区108a为通过流过第一蒸汽入口112a和进入第一螺旋状的通道110a中的蒸汽90的第一部分加热。如从蒸汽90的热通过螺旋飞行104向输送的材料的壁转移，蒸汽失去热量和水的飞行壁在第一螺旋状的通道110a的内表面上凝结。冷凝物92的再池在第一螺旋状的通道110a中的是在在螺旋输送机100的任何给定的旋转位置作为螺旋输送机100旋转时，冷凝物92被沿着螺旋飞行输送的底部的部分该第一部104，使每个底部部分含有冷凝水92的冷凝物92累积在和沿所述第一螺旋状的通道110被输送的连续的较大体积，但它是从在第一螺旋状的通道的端部流过屏障阻挡。这样的冷凝物92然后流过第一冷凝物出口导管114a和进入冷凝物返回腔室120。当通过第一冷凝物出口导管114a的冷凝水92流在满负荷时，蒸汽90从流过它并泄漏的防止所述第一螺旋状的通道110。但是，一些蒸汽90的不通过第一冷凝物出口导管114a的泄漏的情况下，它被捕获在冷凝物返回腔室120，所以压力将平衡（在蒸汽输送和冷凝物返回腔室），然后没有进一步的蒸汽可以泄漏出来。

【0027】类似地，第二加热区108B是由流过第一蒸汽入口112a的蒸汽90的第二部分被加热，沿所述蒸汽传送腔室118更远，通过第二蒸汽入口112b和进入第二螺旋状的通道110b的（还参见图5）。然后在92游泳池的冷凝水的第二部分沿第二螺旋状的通道110b的输送，但它是从在第二螺旋状的通道的端部流过屏障阻挡。这样的冷凝物92然后流过第二冷凝物出口导管114b中并进入冷凝物返回腔室120。这蒸汽加热和冷凝水过程被以相同的方式通过第三加热区108c的进行，并通过任何附加的串行加热区包括在螺旋输送机100。

【0028】图6-8显示的障碍122的功能如何直接冷凝物92出来的螺旋状的通道110在图的。 6，冷凝物92在110的螺旋状的通道中的一个作为所述螺旋输送机100转动的底部部分汇集（由方向箭头所指示的）。在图7，螺旋输送机100已经被旋转，使得在冷凝水92在图的螺旋状的通道110块通道的端部的旋转势垒122。 在图8中，螺旋输送器100已经被进一步转动，从而使进一步旋转的屏障122迫使冷凝92向上，直到它耗尽出螺旋状的通道110，通过冷凝物出口导管114，并进入冷凝物返回腔室120对于应用程序在其中一个特别大的体积冷凝92的要被去除（例如，对较大的螺旋输送机和/或长螺旋状的通道），一个以上的冷凝物出口导管可以为每个螺旋状的通道110的设置114，例如如图在图6-8。

[0029]在所描述的实施例中，螺旋输送机100具有单一连续的螺旋状的刮板104，具有定位在所述中空刮板内的障碍122以限定螺旋状的通道110。因此，在第一阻挡分离第一加热区108a和第二加热区108b和与第一冷凝物出口导管114a的相邻定位和刚第一屏障和第二蒸汽进口112b的相邻定位和刚过之前（为了说明图的清晰度。4-5不反映冷凝物出口的该位置）。例如板，面板，块或类似物，或通过其它常规的结构，用于引导冷凝物92从冷凝物出口导管114的122可通过弯曲板来提供（如所描绘）的障碍，由倾斜的或平的构件壁垒122之间和延伸都密封地连接到飞行104的周壁以从流过它们进入下一螺旋状的通道110挡住冷凝92。

【0030】在其他实施方案中，螺旋输送机包括一系列的安装到外管独立中空螺旋状的中空刮板，通过的中空的航班的相应的一个限定的螺旋状的通道中的每一个，与障碍由远侧端值定义的各中空航班壁，并与第一飞行的远端和所述第二飞行的近端（开始）之间的间隙。

【0031】在另外的实施方案中，加热区是不相互独立的，和不是障碍至少允许一些冷凝

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