一种高温管壳式换热器 |
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| 申请号 | CN202210369921.X | 申请日 | 2022-04-08 | 公开(公告)号 | CN114923353A | 公开(公告)日 | 2022-08-19 |
| 申请人 | 何如翠; | 发明人 | 何如翠; 杨柯; 董江宁; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于换热器设备技术领域，具体的说是一种高温管壳式换热器，包括换热器本体；所述换热器本体设有换热器壳体；所述换热器壳体内一端固接有一号 固定板 ；所述一号固定板贯穿固接有 流体 管；所述换热器壳体内固接有折流板；所述换热器壳体外靠近一号固定板一侧设有传 热管 束一号进口；所述换热器壳体外远离一号固定板一侧设有 传热 管束 出口；所述旋转结构设于流体管外表面；所述 蒸发 装置设于换热器壳体底部；通过旋转结构的转动，清理流体管表面的 水 珠，进而增加了热气与流体管表面的 接触 面积，进一步提高了换热效率；通过蒸发装置使得积聚的水在热气的蒸发下，形成热气 对流 体管预热，更进一步提高了换热效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高温管壳式换热器，其特征在于：包括换热器本体(1)；所述换热器本体(1)设有换热器壳体(11)；所述换热器壳体(11)内一端固接有一号固定板(12)；所述一号固定板(12)贯穿固接有流体管(2)；所述换热器壳体(11)内固接有折流板(13)；所述换热器壳体(11)外靠近一号固定板(12)一侧设有传热管束进口(14)；所述换热器壳体(11)外远离一号固定板(12)一侧设有传热管束出口(15)；所述所述换热器壳体(11)外靠近传热管束出口(8)处设有传热管束二号进口(18)； |
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| 说明书全文 | 一种高温管壳式换热器技术领域[0001] 本发明属于换热器设备技术领域，具体的说是一种高温管壳式换热器。 背景技术[0002] 换热器是指一种在两种或两种以上不同温度的流体间实现物料热量传递的节能设备，其将热流体的部分热量传递给冷流体，所以又称热交换器；按传热原理分类可以分为间壁式换热器、蓄热式换热器、流体连接间接式换热器等，高温管壳式换热器属于间壁式的一种； [0003] 高温管壳式换热器的应用原理是：管壳式换热器主要由壳体、传热管束、管板、折流板和管箱等部件组成；进行换热的冷热两种流体，一种在管内流动，称为管程流体；另一种在管外流动，称为壳程流体；为提高管外流体的传热分系数，通常在壳体内安装若干折流板；折流板可提高壳程流体速度，迫使流体按规定路程多次横向通过管束，增强流体湍流程度； [0004] 现有技术中管壳式换热器在工作过程中，温度较高的流体从传热管束流通，将热量传递给温度较低的管内流体，达到热交换的过程；但热交换过程中气体接触温度较低的管束时，大量的热蒸汽在流体管的外表面冷凝汇集，形成水珠，进而使得热蒸汽与流体管的接触不完全，降低了传热效果； [0005] 鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明设计了一种高温管壳式换热器，解决了上述技术问题。 发明内容[0006] 本发明所要解决的技术问题是：现有技术中管壳式换热器在热交换过程中，气体接触温度较低的管束时，大量热蒸汽在流体管的外表面冷凝汇集，形成水珠，进而使得热蒸汽与流体管的接触不完全，降低了传热效果。 [0007] 本发明提供的一种高温管壳式换热器，包括换热器本体；所述换热器本体设有换热器壳体；所述换热器壳体内一端固接有一号固定板；所述一号固定板贯穿固接有流体管；所述换热器壳体内固接有折流板；所述换热器壳体外靠近一号固定板一侧设有传热管束一号进口；所述换热器壳体外远离一号固定板一侧设有传热管束出口；所述换热器壳体外靠近传热管束出口处设有传热管束二号进口； [0008] 旋转结构；所述旋转结构设于流体管外表面，用以清除热气在流体管表面形成的水珠； [0010] 优选的，所述旋转装置包括； [0011] 轴承；所述轴承设于折流板之间，且靠近折流板； [0012] 旋转杆；所述旋转杆固接于轴承远离折流板的一侧，且远离流体管； [0013] 清理刷；所述清理刷固接于旋转杆靠近流体管一侧，以清除热气在流体管表面形成的水珠； [0014] 弹簧；所述弹簧固接于旋转杆上； [0015] 橡胶球；所述橡胶球固接于弹簧远离旋转杆一端。 [0016] 优选的，所述蒸发装置包括； [0017] 进水孔；所述进水孔设于换热器壳体底部； [0018] 积水槽；所述积水槽延伸于进水孔下端换热器壳体内； [0019] 通气管；所述通气管设于积水槽靠近一号固定板的一侧，且与一号固定板固定连接； [0020] 进气孔；所述进气孔设于通气管靠近积水槽一侧。 [0022] 优选的，所述鼓风结构包括； [0023] 保护罩；所述保护罩设于传热管束一号进口靠近换热器入口的一侧，且与换热器壳体沿流体方向固接； [0024] 电机；所述电机固接于保护罩靠近换热器入口的一侧； [0025] 转动杆；所述转动杆固接于电机贯穿保护罩的输出端； [0027] 二号锥齿轮；所述二号锥齿轮与一号锥齿轮啮合连接； [0028] 二号固定杆；所述二号固定杆固接于传热管束一号进口内壁； [0029] 风扇；所述风扇固接于二号固定杆中间位置； [0030] 转动轴；所述转动轴固接于二号锥齿轮；所述转动轴与风扇固接。 [0032] 优选的，所述换热器管口设有一号过滤网。 [0033] 优选的，所述传热管束一号进口处设有二号过滤网。 [0034] 优选的，所述清理刷为玻璃布材质。 [0036] 本发明的有益效果如下： [0037] 1.本发明提供的一种高温管壳式换热器，当冷流体经过流体管时，通过旋转结构的转动，清理流体管表面的水珠，进而增加了热气与流体管表面的接触面积，进一步提高了换热效率；通过蒸发装置使得积聚的水在热气的蒸发下，形成热气对流体管预热，更进一步提高了换热效率。 [0038] 2.本发明提供的一种高温管壳式换热器，冷流体经过压力传感器时；随着冷流体的流速越快，水流的冲击力越大，随着压力传感器受到的压力增大，转动杆的转速越快，一号锥齿轮与二号锥齿轮的转速也就越快，进而风扇的转速也随之增快，进一步使得换热器能自适应随冷流体的流速而改变热气进入传热管束的速度，更进一步的提高了换热效率。附图说明 [0039] 下面结合附图对本发明作进一步说明。 [0040] 图1是本发明的主体图； [0041] 图2是本发明的内部结构图； [0042] 图3是本发明的部分结构图； [0043] 图4是本发明的部分结构图； [0044] 图5是图4中A处的结构图； [0045] 图中：换热器本体1、换热器壳体11、一号固定板12、折流板13、传热管束一号进口14、传热管束出口15、一号过滤网16、二号过滤网17、传热管束二号进口18、流体管2、轴承 21、旋转杆22、清理刷23、弹簧24、橡胶球25、进水孔3、积水槽31、通气管4、进气孔41、保护罩 5、电机51、转动杆6、一号锥齿轮61、二号锥齿轮62、二号固定杆63、风扇64、转动轴65、压力传感器7。 具体实施方式[0046] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0048] 为解决上述问题，本实施例采用的主要构思为：通过旋转结构的转动，清理流体管表面的水珠，进而增加了热气与流体管表面的接触面积；通过蒸发装置使得积聚的水在热气的蒸发下，形成热气对流体管预热，进一步提高了换热效率。 [0050] 本发明提供的一种高温管壳式换热器，包括换热器本体1；所述换热器本体1设有换热器壳体11；所述换热器壳体11内一端固接有一号固定板12；所述一号固定板12上贯穿固接有流体管2；所述换热器壳体11内固接有折流板13；所述换热器壳体11外靠近一号固定板12一侧设有传热管束一号进口14；所述换热器壳体11外远离一号固定板12一侧设有传热管束出口15；所述所述换热器壳体11外靠近传热管束出口15处设有传热管束二号进口18； [0051] 旋转结构；所述旋转结构设于流体管2外表面，用以清除热气在流体管2表面形成的水珠； [0052] 蒸发装置；所述蒸发装置设于换热器壳体11底部，以将再次转化为热气的水珠对流体管2口进行预热； [0053] 当换热器开始工作时，冷流体从一号固定板12处的流体管2口进入，热气从传热管束一号进口14与传热管束二号进口18进入换热器本体1内部，传热管束一号进口14出的热气经过流体管2与折流板13后，从传热管束出口15处流出；传热管束二号进口18出的热气加强液体流经后续管束的换热效率；热气经过流体管2时，热气在冷的流体管2表面冷凝形成水珠，旋转结构旋转使得水珠被刮掉，进而水珠滴落至换热器壳体11底部，换热器壳体11底部设有蒸发装置，进而使得积聚的水在高温下再次蒸发，从对流体管2进行预热； [0054] 现有技术中，由于流体管2内流经的是冷的液体,热交换过程中气体接触温度较低的管束时，大量的热蒸汽在流体管的外表面冷凝汇集，形成水珠，进而妨碍热蒸汽与流体管的直接接触，使得热蒸汽与流体管的接触不完全，从而降低了传热效果，降低了换热器的换热效果； [0055] 本发明通过旋转结构的转动，清理流体管2表面的水珠，进而增加了热气与流体管2表面的接触面积，进一步提高了换热效率；通过蒸发装置使得积聚的水在热气的蒸发下，形成热气对流体管2预热，更进一步提高了换热效率。 [0056] 作为本发明的一种具体实施方式，所述旋转装置包括； [0057] 轴承21；所述轴承21套设于流体管2表面，且所述轴承21内环与流体管2固接； [0058] 旋转杆22；所述旋转杆22设置于两个轴承21之间，且旋转杆22端部与轴承21外环固接； [0059] 清理刷23；所述清理刷23固接于旋转杆22靠近流体管2的一侧，以清除热气在流体管2表面形成的水珠； [0060] 弹簧24；所述弹簧24固接于旋转杆22上； [0061] 橡胶球25；所述橡胶球25固接于弹簧24远离旋转杆22一端； [0062] 作为本发明的一种具体实施方式，所述蒸发装置包括； [0063] 进水孔3；所述进水孔3设于换热器壳体11底部； [0064] 积水槽31；所述积水槽31延伸于进水孔3下端换热器壳体11内； [0065] 通气管4；所述通气管4设于积水槽31靠近一号固定板12的一侧，且与一号固定板12固定连接； [0066] 进气孔41；所述进气孔41设于通气管4靠近积水槽31一侧； [0067] 当冷的流体经过流体管2时，热气从传热管束一号进口14进入到换热器壳体11内部，对流体管2内冷的流体进行加热；部分旋转杆22会因为在热气的吹动下，带动轴承21外环发生转动，此时清理刷23也随着旋转杆22转动，使得流体管2表面的水珠掉落到换热器壳体11底部，而由于首次换热结束后，在进行下次换热时，旋转杆22的位置不是全部都处于初始位置，通过位于可被带动工作的旋转杆22上的橡胶球25，与处于无法在热风带动下旋转的旋转杆22接触，使得部分热风无法吹动的旋转杆22转动，同时在弹簧24的带动下橡胶球25也会与流体管2接触，进而敲击流体管2，使得流体管2表面上凝聚的水珠掉落，通过进水孔3进入到积水槽31中，积水槽31中的水在热气的带动下，形成水蒸汽从进气孔41流出，热蒸汽沿着通气管4向上流通，使得靠近一号固定板12处的流体管2预热，进一步提高了换热器的换热效率； [0068] 通过热气吹动部分旋转杆22，带动轴承21外环旋转，进而使得清理刷23清洁流体管2表面的水珠，增大了流体管2与热气的受热面积，进一步加快流体管2内冷流体的升温速度，进一步提高了换热器的效率；而橡胶球25对流体管2的撞击进一步加快了水珠掉落的速度，进一步增大了流体管2与热气的受热面积；通过积聚水受热形成的水蒸汽向通气管4上方移动，使得一号固定板12一端的流体管2达到预热效果，进一步提高了换热器的换热效率。 [0069] 作为本发明的一种具体实施方式，鼓风结构；所述鼓风结构设于传热管束一号进口14处，用以增强热气的流速； [0070] 冷流体的量过多时，冷流体带动鼓风结构，鼓风结构作用于传热管束一号进口14处，使得传热管束一号进口14处的热气加速流动，进一步提高了换热器的换热效率。 [0071] 作为本发明的一种具体实施方式，所述鼓风结构包括； [0072] 保护罩5；所述保护罩5设于传热管束一号进口14靠近换热器入口的一侧，且与换热器壳体11沿流体方向固接； [0073] 电机51；所述电机51固接于保护罩5靠近换热器入口的一侧； [0074] 转动杆6；所述转动杆6固接于电机51贯穿保护罩5的输出端； [0075] 一号锥齿轮61；所述一号锥齿轮61固接于转动杆6远离电机51输出端一端； [0076] 二号锥齿轮62；所述二号锥齿轮62与一号锥齿轮61啮合连接； [0077] 二号固定杆63；所述二号固定杆63固接于传热管束一号进口14内壁； [0078] 风扇64；所述风扇64固接于二号固定杆63中间位置； [0079] 转动轴65；所述转动轴65固接于二号锥齿轮62；所述转动轴65与风扇64固接； [0080] 保护罩5用以固定电机51与保护转动杆6；冷流体从外界进入换热器本体1中，工作人员控制开关，电机51开始工作，电机51的输出端带动转动杆6旋转，进而带动一号锥齿轮61转动，一号锥齿轮61又带动二号锥齿轮62转动；二号固定杆63用以固定风扇64的位置，避免因热气经过使得风扇64位置发生变动；二号锥齿轮62带动转动轴65转动，进而带动风扇 64转动，进而加快了热气进入传热管束的速度，进一步提高了换热器的换热效率。 [0081] 作为本发明的一种具体实施方式，所述流体管2口内壁靠近保护罩5处固接有压力传感器7； [0082] 冷流体经过压力传感器7时；随着冷流体的流速越快，水流的冲击力越大，压力传感器7所传递的信号值也不同，设定当压力传感器7受到的压力越大，电机的功率也就越大；随着压力传感器7受到的压力增大，转动杆6的转速越快，一号锥齿轮61与二号锥齿轮62的转速也就越快，进而风扇64的转速也随之增快，进一步使得换热器能自适应随冷流体的流速而改变热气进入传热管束的速度，更进一步的提高了换热效率。 [0083] 作为本发明的一种具体实施方式，所述换热器管口设有一号过滤网16； [0084] 冷流体流进流体管2前，一号过滤网16使得大部分杂质无法进入换热器内部，一方面减少了杂质堵塞流体管2的可能性，便于工作人员的清理；另一方面减少了流体的杂质对鼓风结构的影响；进一步提高了换热效率。 [0085] 作为本发明的一种具体实施方式，所述传热管束一号进口14处设有二号过滤网17； [0086] 热气传输中存在着许多杂质，增设二号过滤网17减少杂质进入传热管束的可能性，便于工作人员的清理；另一方面减少了杂质对风扇64转动产生的影响；进一步提高了换热效率。 [0087] 作为本发明的一种具体实施方式，所述清理刷23为玻璃布材质； [0089] 作为本发明的一种具体实施方式，所述换热器壳体11内表面涂有环氧煤沥青涂层； [0090] 由于换热器壳体11内表面涂有环氧煤沥青涂层，而环氧煤沥青涂层具有较高的附着力和非常光滑的表面，所以液体不易附着在换热器壳体11内表面，进而使得冷流体清理较为简便且不会因流体长时间经过而损坏。 [0091] 具体工作流程如下： [0092] 当换热器开始工作时，冷流体经过压力传感器7时；随着冷流体的流速越快，水流的冲击力越大，压力传感器7所传递的信号值也不同，设定当压力传感器7受到的压力越大，电机的功率也就越大；电机51开始工作，电机51的输出端带动转动杆6旋转，进而带动一号锥齿轮61转动，一号锥齿轮61又带动二号锥齿轮62转动；一号锥齿轮61又带动二号锥齿轮62转动；二号固定杆63用以固定风扇64的位置，避免因热气经过使得风扇64位置发生变动； 二号锥齿轮62带动转动轴65转动，进而带动风扇64转动，进而加快了热气进入传热管束的速度；冷流体从一号固定板12处的流体管2入口进入，热气从传热管束一号进口14进入换热器本体1内部，经过流体管2与折流板13后，从传热管束出口15处流出，同时传热管束二号进口18进入的部分热气对后续热量降低的热气进行升温，加强后续管束的换热效果；热气经过流体管2时，热气在冷的流体管2表面冷凝形成水珠，旋转结构旋转使得水珠被刮掉，进而水珠滴落至换热器壳体11底部，换热器壳体11底部设有蒸发装置，进而使得积聚的水在高温下再次蒸发，对流体管2进行预热。 [0093] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 |
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