一种无菌型管式换热器

技术领域

本发明涉及饮料生产技术领域，特别涉及一种无菌型管式换热器。

背景技术

在无菌饮料生产线上，特别是超高温杀菌机上，会用到管式换热器。采用蒸汽或者热水作为换热介质对管式换热器中的饮料料液进行高温换热，使饮料温度上升至138～140℃，并保持数秒，保持后的饮料行业内认为是满足商业无菌的。只要后道程序不再有微生物进入饮料中，则最终产品可以在常温下放置许久，满足一定的货架期。由于管式换热器端部的密封件多数采用三元乙丙或氟橡胶材质，在高温的持续作用下这些材质的密封件会迅速老化，导致产品泄漏，甚至微生物侵入。特别是在杀菌机的热回收段和冷却段，由于介质温度较低，一旦微生物侵入，便会导致无菌环境被破坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种无菌型管式换热器，采用无菌的屏蔽介质对第一密封圈外侧进行屏蔽，即便第一密封圈老化导致料液泄漏，也能避免料液遭受无菌破坏，极大程度上减轻了无菌生产线的生产风险。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种无菌型管式换热器，包括外套管、连接在所述外套管端部的内法兰、端部穿设于所述内法兰中的且位于所述外套管中的内管束、内端面抵设于所述内法兰外端面的外法兰、用于将所述外法兰固定在所述内法兰上的固定机构、开设于所述外法兰内端面和/或所述内法兰外端面中的环形槽、开设于所述外法兰上的且分别与所述环形槽连通的屏蔽介质入口和屏蔽介质出口；

所述管式换热器还包括抵设于所述外法兰和所述内法兰之间的且环设于所述环形槽内侧的第一密封圈、抵设于所述外法兰和所述内法兰之间的且环设于所述环形槽外侧的第二密封圈；

所述内管束的端部位于所述第一密封圈中，所述环形槽中屏蔽介质的压力小于等于所述内管束中料液的压力。

优选地，所述屏蔽介质入口沿轴向贯穿所述外法兰，所述管式换热器还包括穿设于所述屏蔽介质入口中的第一接头、抵设于所述第一接头和所述外法兰外端面之间的第一密封环。

优选地，所述屏蔽介质出口沿轴向贯穿所述外法兰，所述管式换热器还包括穿设于所述屏蔽介质出口中的第二接头、抵设于所述第二接头和所述外法兰外端面之间的第二密封环。

优选地，所述固定机构包括固定的穿设于所述外法兰和所述内法兰中的固定螺栓。

优选地，所述外法兰内端面和/或所述内法兰外端面中开设有用于放入所述第一密封圈的第一环形放置槽。

优选地，所述外法兰内端面和/或所述内法兰外端面中开设有用于放入所述第二密封圈的第二环形放置槽。

优选地，所述外套管、所述内法兰、所述外法兰、所述环形槽、所述第一密封圈和所述第二密封圈同轴排列。

更优选地，所述第一密封圈与所述环形槽之间设有第一环形间隙，所述第二密封圈与所述环形槽之间设有第二环形间隙。

优选地，所述管式换热器还包括设于所述外套管中的折流板。

优选地，所述管式换热器还包括设于所述外套管上的膨胀节。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明一种无菌型管式换热器，通过在第一密封圈外侧设置用于进行无菌屏蔽的环形槽，并持续向环形槽中通入压力小于等于料液压力的屏蔽介质，即便第一密封圈发生老化，由于环形槽中屏蔽介质的存在，外界微生物无法透过屏蔽介质侵入料液中，同时屏蔽介质也无法串入料液中，因此能够避免料液遭受无菌破坏，解决了第一密封圈老化时料液泄露导致微生物侵入的无菌环境破坏问题，极大程度上减轻了无菌生产线的生产风险。

附图说明

附图1为根据本发明具体实施例的无菌型管式换热器的结构示意图；

附图2为根据本发明具体实施例的无菌型管式换热器的爆炸示意图一；

附图3为根据本发明具体实施例的外法兰内端面正视图。

其中：1、外套管；2、内法兰；3、内管束；4、外法兰；5、环形槽；6、屏蔽介质入口；7、屏蔽介质出口；8、第一密封圈；9、第二密封圈；10、第一接头；11、第一密封环；12、第二接头；13、第二密封环；14、固定螺栓；15、第一环形放置槽；16、第二环形放置槽；17、第一环形间隙；18、第二环形间隙；19、折流板；20、膨胀节。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

参见图1-3所示，本实施例提供一种无菌型管式换热器，包括外套管1、连接在外套管1端部的内法兰2、端部穿设于内法兰2中的且位于外套管1中的内管束3、内端面抵设于内法兰2外端面的外法兰4、用于将外法兰4固定在内法兰2上的固定机构。

参见图1所示，外套管1两端分别连接有内法兰2，两个外法兰4分别固连于两个内法兰2外端面。内管束3有多条，相互平行且两两之间间隔排列。内法兰2上开设有多个安装孔，用于一一对应的安装多条内管束3。

外套管1上开设有换热介质入口和换热介质出口，用于对内管束3中左右流动的料液进行换热，该换热过程为非接触式换热。

图1中左右两端的结构相互对称，以下对图1中的左端结构进行详细描述。

上述一种无菌型管式换热器，还包括开设于外法兰4内端面和/或内法兰2外端面中的环形槽5、开设于外法兰4上的且分别与环形槽5连通的屏蔽介质入口6和屏蔽介质出口7。

在本实施例中，参见图2-3所示，环形槽5开设于外法兰4内端面上，环形槽5的横截面呈方形。

在第二实施例中，环形槽5开设于内法兰2外端面上。

在第三实施例中，环形槽5同时开设于外法兰4内端面和内法兰2外端面上。

参见图2所示，屏蔽介质入口6沿轴向贯穿外法兰4，管式换热器还包括穿设于屏蔽介质入口6中的第一接头10、抵设于第一接头10和外法兰4外端面之间的第一密封环11。在本实施例中，第一接头10由直径不同的两段连接组成，直径较小的一段穿设于屏蔽介质入口6中，直接较大的一段则留设于屏蔽介质入口6外，第一密封环11套设于直径较小的一段上，且抵设于直径较大的一段内端面和外法兰4外端面之间。

参见图2所示，屏蔽介质出口7沿轴向贯穿外法兰4，管式换热器还包括穿设于屏蔽介质出口7中的第二接头12、抵设于第二接头12和外法兰4外端面之间的第二密封环13。在本实施例中，第二接头12由直径不同的两段连接组成，直径较小的一段穿设于屏蔽介质出口7中，直接较大的一段则留设于屏蔽介质出口7外，第二密封环13套设于直径较小的一段上，且抵设于直径较大的一段内端面和外法兰4外端面之间。

上述一种无菌型管式换热器，还包括抵设于外法兰4和内法兰2之间的且环设于环形槽5内侧的第一密封圈8、抵设于外法兰4和内法兰2之间的且环设于环形槽5外侧的第二密封圈9。外套管1、内法兰2、外法兰4、环形槽5、第一密封圈8和第二密封圈9同轴排列。其轴心线均沿图1中的左方方向延伸。

参见图1所示，多条内管束3的左端部均位于第一密封圈8中，环形槽5中屏蔽介质的压力小于等于内管束3中料液的压力，屏蔽介质为无菌屏蔽介质，例如高温水蒸气。

通过设置第一密封圈8，用于对其径向内侧的内管束3进行密封；通过在第一密封圈8外侧设置用于进行无菌屏蔽的环形槽5，并持续向环形槽5中通入压力小于等于料液压力的屏蔽介质，即便第一密封圈8发生老化，由于环形槽5中屏蔽介质的存在，外界微生物也无法透过屏蔽介质侵入料液中，同时屏蔽介质也无法串入料液中，因此能够避免料液遭受无菌破坏，解决了第一密封圈8老化时料液泄露导致微生物侵入的无菌环境破坏问题，极大程度上减轻了无菌生产线的生产风险。

通过设置第二密封圈9，用于对其径向内侧的环形槽5进行密封。当第二密封圈9发生老化时，由于环形槽5中的屏蔽介质具有一定的压力，同样能够避免外界微生物透过屏蔽介质侵入料液中。

在本实施例中，参见图2所示，上述固定机构包括固定的穿设于外法兰4和内法兰2中的固定螺栓14。固定螺栓14有多个，多个固定螺栓14沿圆周方向依次间隔环绕排列。

上述外法兰4内端面和/或内法兰2外端面中开设有用于放入第一密封圈8的第一环形放置槽15；上述外法兰4内端面和/或内法兰2外端面中开设有用于放入第二密封圈9的第二环形放置槽16。

在本实施例中，参见图3所示，第一环形放置槽15和第二环形放置槽16均开设于外法兰4内端面上。

第一密封圈8装入第一环形放置槽15中后，与环形槽5之间具有第一环形间隙17，第二密封圈9装入第二环形放置槽16中后，与环形槽5之间具有第二环形间隙18。

参见图1所示，上述一种无菌型管式换热器，还包括设于外套管1中的折流板19、以及设于外套管1上的膨胀节20。

本发明一种无菌型管式换热器，结构简单可靠，相较于普通的管式换热器，有效的无菌介质屏蔽能够确保密封件发生泄漏时也能照常生产，将密封件泄漏导致的无菌破坏风险降至最低，更有利于食品安全。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。