用于提高在容器中初始处于至少部分固化状态的物质的温度的方法、设备、系统和换热器技术方案

本发明专利技术的一个方面涉及一种用于提高物质的温度的方法，其中所述物质在容器（３４）中初始处于至少部分固化的状态，至少一个换热器布置在所述容器中。一个目的是实现较快地改变物质的温度。这通过设置用于转移所述物质的泵送装置，使换热器与所述物质之间交换热量，利用泵送装置转移物质以增强换热器与所述物质之间的热交换，以及通过在容器内转移所述物质而利用泵送装置搅动该物质来加以实现。当所述物质被转移时，不只是停滞的物质与换热器接触以进行热交换。因此与换热器接触的物质的量极大地增加，并且传热更少地依赖于物质的导热率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于提高在容器中初始处于至少部分固化状态的物质的温度的方法，其中将至少一个换热器布置在该容器中。本专利技术还涉及一种设备、系统和换热器。
技术介绍
通常用于保持物质的罐可以配备有浸没在该物质中的螺旋形换热器或者配备有缠绕该罐用于加热这种物质的螺旋形换热器。可以出于不同的目的对该物质进行加热，例如为了烹饪该物质、为了改变物质的粘度，为了加速该物质中的化合物之间的化学作用等。换热器的有效表面被加热到至少与物质所需温度相同高的温度，即存在温差。为了在短时间获得所需的温度，通常增大温差。但是，倘若物质、或者该物质的一个或多个部分对高温度敏感，换热器的温度必须保持低于或者等于允许的最大温度。对于一些物质，该最大温度可以非常低，并且如果大量的该物质被置于罐中，用于加热该物质的时间可能非常长。在冷却物质的时候也存在相同的问题。从雪人也可以了解该现象。与落在草坪上未压紧的相同量的雪相比，当雪被压紧一个大球、正如在一个雪人中时，需要很长的时间来融化。温度变化非常长时间的情况的例子是在塑料容器中有大量的植物油。这种塑料容器公知例如是一至几千升的柔性罐或者类似物，如在Trans Ocean Distribution(www.todbulk.com)或者在John S Braid &Co Ltd(www.braidco.com)可购得的。在运输过程中，环境温度可能低于油的熔点，因此油将逐渐固化。为了清空容器，在最终目的地，必须使已固化的油熔化。因此容器在装满油之前从开始就被放置在加热毯(heating blanket)上。在到达最终目的地之后，在油被熔化并且能被放出之前，加热毯必须工作几天，例如四到五天，这取决于容器的大小。主要由于油的数量多并且加热毯的温度受限而导致了长的持续时间。由于容器由塑料材料制成而引发缺陷，该容器只能承受一定的温度，更重要的是如果过分加热，植物油将真的质量降低。而且，由于配件以及加热毯中的管子的尺寸没有设计用来承受更高压力所带来的增大负荷，因此加热介质(水或蒸汽)的压力不能进一步提高。另外的加热系统在US2522948中被描述用来冷却水或者其他液体。该液体穿过换热器被泵送到一罐中，所述换热器由位于壳体中的多个平行管组成。在经过这些管子之后，被冷却的液体随后在罐中的最远处从壳体的另一开口端流出，并与其余液体混和。所述液体被从位于罐底部的一出口泵出并且被循环直到达到所需的温度。虽然换热器也可能加热用，但泵只能对液体进行作用，不能对初始部分固化且不能泵送的物质进行作用。而且，由于液体仅围绕系统被循环，然后只在换热器的内部端部附近发生混和，所以换热液体和剩余物质之间的换热不会非常有效。这导致在罐内部的不同位置处存在大的温差，并导致整个冷却时间更长。而且由于液体、进而管道系统从一端离开所述罐，近似在另一端进入，所以系统在所述罐外侧占据了相当大的空间。因此装到罐上的几个配件和罐中的开口也需要通向罐的外侧的主要部分的入口，这不总是可行的。US6002838描述了用于存储和排放在排放过程中被加热的液体的罐。所述罐被分成两个腔室，之间只有较小的开口，并且换热器放置在最小的腔室中。将液体泵送通过换热器并泵出，其中一些液体立刻排出，其余的液体被再次泵入小腔室中。也由于上述专利中出现的相同情况，一些液体被再次循环以帮助加热剩余的流体。但是没有获得搅动效果。而且上述方法涉及带有内置腔室的存储罐的特殊设计，并且因此该方法不能用于标准罐。最终，所述方法不能解决对初始处于不可泵送状态的物质进行加热的问题。
技术实现思路
要实现的一个目的是使充满初始处于至少部分固化状态的物质的整个罐的温度可以比较快地升高。另一目的是在只允许有限的温差或者最大温度的时候，获得温度的相对快的升高。另外的目的可从别处的描述明了。因此，如权利要求1所述，本专利技术提供了一种提高物质的温度的方法，其中所述物质初始处于至少部分固化的状态，其中提供了用于转移所述物质的泵送装置，所述方法包括以下步骤a)使换热器与所述物质之间交换热量；b)利用泵送装置转移物质，从而增强换热器与所述物质之间的热交换；c)通过在容器内转移物质来利用泵送装置搅动所述物质。当根据步骤b)转移初始处于至少部分固化状态的物质时，不只是停滞的物质与换热器接触以根据步骤a)进行热交换。因此与换热器接触的物质的量极大地增加，并且传热更少地依赖于物质的导热率。当根据步骤c)进一步搅动所述物质时，实现了在与换热器接触之后的所述物质被传输离开所述换热器并与剩余的物质混和，从而在热交换后的物质与剩余物质之间也将发生热交换，与只与换热器进行热交换相比，这是一个很大的改进。通过步骤c)也实现了将远离所述换热器放置的物质传输到该换热器，从而换热器可以与所有的物质在短时间内交换热量，这再次降低了对所述物质的导热率的依赖。所述方法可以优选地包括将换热器与一用于将热量传递给容器中的所述物质的外部源装置相连，并且其中所述源装置和泵送装置由控制物质的温度的控制装置协调。这样，用于传递热量到所述物质或者从所述物质传递热量的所述外部源装置只需设置在要进行传热的位置。通过协调所述源装置和泵送装置，例如通过相对于传递到所述源装置或者从该源装置传递的热量来调整单位时间泵送的物质的数量，可以实现对物质更宽松的处理，从而例如防止过热并且获得对物质的温度范围的完全控制。换热器可以优选地包括伸长的圆柱表面，并且设置有引导装置，用于在进行步骤b)时沿着所述表面引导所述物质，所述引导装置与所述泵送装置相连。当沿着换热器的表面引导所述物质时，由于所述物质可以沿着所述表面与换热器相互作用并且不局限于该表面的一定的有限部分，在所述物质与换热器之间实现了增强的热传递。在一优选实施例中所述引导装置可以包括围绕换热器基本同心布置的壳体，所述壳体包括多个开口，这些开口沿着壳体的长度以一图案布置以便在进行步骤c)时分配所述物质。进而增强了所述物质与换热器之间的热传递，以及在经由所述开口分配所述物质时对所述物质的搅动效果。与静态下传递热量到所述物质或从所述物质传递热量相比，分配及所引发的搅动效果极大地增强了到或从整个大量物质的传热。倘若所述方法涉及固化物质的熔化，由于引导装置包括围绕换热器基本同心布置的壳体，可以首先利用来自换热器的热量熔化包含在引导装置中的物质，之后可以将该熔化的物质分配到物质的仍固化的剩余部分中，从而实现了直接将热量传递给上述部分。步骤c)可以优选地包括通过至少一个喷嘴状装置转移所述物质，该喷嘴状装置用于在搅动时增大流速。通过增大流速可以增强搅动效果，从而也增强了到或从所述物质的热传递。通过设置不同位置、不同尺寸的几个喷嘴或喷嘴状装置，所述搅动可以很好地受控，从而可以在罐的所有部分中、甚至是在最远离所述换热器的角落中实现被加热的物质与未被加热的物质之间的混和。在最简单的设计中，所述喷嘴可以是孔。在一优选实施例中外部源装置可以包括用于对水进行加热的装置。用于对水进行加热的装置通常以较低的成本获得。水对环境是中性的，并且万一大量水意外泄漏也没有危害。所述方法可以优选地以如下方式加以应用，即所述物质初始处于至少部分固化状态，并且在换热器与所述物质之间根据步骤a)进行换热，至少直到在步骤b)和c)开始之前大量物质被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高容器中的物质的温度的方法，其中所述物质初始处于至少部分固化的状态，并且将至少一个换热器布置在所述容器中，提供了用于转移所述物质的泵送装置，所述方法包括以下步骤：　ａ）使换热器与所述物质之间交换热量；ｂ）利用泵送装置转移物质，从而增强换热器与所述物质之间的热交换；ｃ）通过在容器内转移物质来利用泵送装置搅动所述物质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AK汉森，
申请(专利权)人：奥胡斯卡尔斯丹麦公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]