CN102444460A - 冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热设备。一种冷却器，包括换热芯；所述换热芯包括芯壳、连通芯壳内部的热介质进口与热介质出口、位于芯壳内的若干根冷介质流通管、进口端管板和出口端管板；所述冷介质流通管的进口端通过所述进口端管板连通在一起，所述冷介质流通管的出口端通过所述出口端管板连通在一起，所述冷介质流通管包括外管和可拔插地设置于外管内的内管。本发明提供了一种能方便地更换冷介质流通管的冷却器，解决了现有的冷却器的冷介质换热管维修不便的问题。

Description

冷却器

技术领域

本发明涉及换热设备，尤其涉及一种冷却器。

背景技术

发动机缸套通过水循环进行冷却（以下将给气缸套冷却用的介质称为缸套冷却水），当发动机使用在如车辆等移动的设备上时，缸套冷却水通常是通过散热器进行冷却的，当发动机使用在发电或船只上时，缸套冷却水通常是通过冷却器进行冷却的。

在中国专利号为 ZL038234653，名称为“EGR冷却器”的专利文献中公开了一种冷却器，该冷却器包括多个导管，导管的两端连通一对顶盖(管板)，使用时使换热介质从导管内部通过、冷介质从导管外部通过，从而实现对换热介质的冷却。

为了使用方便，在海上或海边作业时，冷却器中用于对缸套冷却水进行冷却的介质通常为海水（以下将用于对缸套冷却水进行冷却的介质称为冷却器冷却水），由于海水含盐量高，对冷却器中的第一导管的腐蚀较快，第一导管成为了一个易耗部件。

但是现有的冷却器的第一导管同上述的专利文献中公开的导管一样、都为单壁结构，对第一导管进行更换的方式为：将第一导管整体从管板上取下，然后换上新的第一导管并使第一导管重新密封连接在管板上，为了确保新换上的第一导管同管板之间是密封连接的，在更换完成后还需要进行密封性试验，由于冷却器中的多根第一导管是同时连接在同一个管板上的，在拆卸过程中会相互干扰，尤其是拆卸位于中间部位的第一导管时，需要将旁边的第一导管取下才能进行，因此现有的冷却器更换第一导管时十分耗时与不便。

发明内容

本发明提供了一种能方便地更换第一导管的冷却器，解决了现有的冷却器的第一导管维修不便的问题。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：一种冷却器，包括换热芯；所述换热芯包括芯壳、连通芯壳内部的换热介质进口与换热介质出口、位于芯壳内的若干根第一导管、进口端管板和出口端管板；所述第一导管的进口端通过所述进口端管板连通在一起，所述第一导管的出口端通过所述出口端管板连通在一起，所述第一导管包括外管和可拔插地设置于外管内的内管。使用时缸套冷却水从换热介质进口流入芯壳然后从换热介质出口流出，冷却器冷却水从进口端管板流入到第一导管内、然后从出口端管板流出，位于芯壳内的第一导管浸没在缸套冷却水中，缸套冷却水的热量传递给冷却器冷却水，缸套冷却水被冷却，被冷却后的缸套冷却水流回气缸套对气缸套进行冷却。由于第一导管的内壁是同用作冷却器冷却水的海水相接触的，故第一导管的管壁是由内而外被腐蚀掉的，将第一导管设计为由内管和外管构成的双层壁结构，使用状态时，外管是同管板（进口端管板和出口端管板的总称）密封连接在一起的，而内管能够从外管内拔出，因此根据被腐蚀的速度，在内管还没有破损时就将内管从外管内拔出进行维护，外管仍旧密封连接在管板上，即使需要更换内管的第一导管夹在其它第一导管的中间，也不会影响内管从外管中的拔出。

作为优选，本发明还包括节温器、设置于所述芯壳内的第二导管、位于所述芯壳外部的第二导管进口和位于所述芯壳外部的第二导管出口；所述节温器设置在所述换热介质进口和所述第二导管进口之间。在节温器的作用下，当发动机刚启动时，缸套冷却水经第二导管进口、第二导管和第二导管出口流过换热芯，此时由于缸套冷却水同冷却器冷却水从不同的导管中流过，缸套冷却水同冷却器冷却水之间不进行热交换；当缸套冷却水的温度上升到一定值时，节温器开启，缸套冷却水经换热介质进口、芯壳内部和换热介质出口流过换热芯，此时由于缸套冷却水和冷却器冷却水从相同的导管的内外部流过，冷却器冷却水对缸套冷却水进行冷却。此设计能使发动机工作在一个较佳的工作状态。

作为优选，所述芯壳内设有导流板，所述导流板为沿所述芯壳的的轴向螺旋形延伸的螺旋形结构。使得从换热介质进口流入芯壳内的缸套冷却水在芯壳内呈螺旋形流动，增强了冷却效果。

作为优选，所述换热芯有两个，所述两个换热芯并联连接。当一个换热芯损坏时，可以通过另一个换热芯对缸套冷却水进行冷却，实现在发动机不停机的状态下更换维修换热芯。

作为优选，所述两个换热芯的换热介质进口之间设有三通阀，所述两个换热芯的进口端管板之间设有三通阀。通过设置三通阀控制缸套冷却水通过两个换热芯中的哪一个来进行冷却。两个换热芯之间切换时方便。当然也可以通过设计多个闸阀，采取人工开关的方式来进行切换，只是方便性没有使用三通阀时的高。

作为优选，本发明还包括振动装置，所述振动装置用于驱动所述第一导管在所述芯壳内运动。使用时通过振动装置使第一导管在芯壳内晃动，增加了第一导管内外介质流动时的湍动作用，使得冷却效果更好，同时第一导管上不容易结垢。

作为优选，所述振动装置包括转盘和驱动转盘作往复转动的马达，所述第一导管同所述转盘转动相连接。使用时马达驱动转盘正转一定的角度后再反转一定的角度（即马达驱动转盘作往复式转动），转盘带动第一导管以转盘的转动轴为轴作同样的往复式转动，与此同时第一导管还以同转盘转动连接的转轴作复位转动。

作为优选，在所述转盘同所述第一导管的连接处设有轴承。第一导管能更加轻松地以同转盘转动连接的转轴作复位转动。

作为另一优选，所述振动装置包括导杆、同所述芯壳相连接的导套、凸轮和驱动凸轮转动的马达，所述导套套在所述导杆上，所述导杆一端同所述第一导管相连接、另一端同所述凸轮相连接。使用时马达带动凸轮转动，凸轮驱动导杆沿着导套的轴向作伸缩运动，导杆驱动第一导管在芯壳内作往复运动。

作为优选，所述凸轮的轮缘上设有若干个加振齿，所述导杆抵接在所述加振齿上。设置加振齿，使得导杆往复运动时的行程曲线为一条振荡前行的曲线，提高第一导管的振动频率、以达到提高冷却效果的作用。

本发明具有下述优点，通过将第一导管设计为由内管和外管构成的双层壁结构且内管可以从外管内拔出的结构形式，更换第一导管时方便省力高效；通过设计节温器，使得换热介质的温度低于要求值时不会被冷却，故该结构的冷却器用于发动机时能使发动机工作在较佳的工作状态；设计螺旋形结构的导流板，设计振动结构，能增加冷却器的冷却效果。

附图说明

图1为本发明实施例一的立体结构示意图。

图2为图1中的换热芯去除芯壳后的轴向剖视示放大示意图。

图3为本发明实施例二的立体结构示意图。

图4为本发明实施例三的结构示意图。

图5为本发明实施例四的结构示意图。

图6为图5中的A处B向局部放大示意图。

图7为本发明实施例五的A处B向局部放大示意图。

图8为本发明实施例六的结构示意图。

图9为图8的C处D向局部放大示意图。

图中：换热芯1，芯壳11，内壳111，外壳112，换热介质进口12，换热介质出口13，第一导管14，外管141，内管142，进口端管板15，进口端管板内端壳151，进口端管板外端壳152，出口端管板16，出口端管板内端壳161，出口端管板外端壳162，第二导管17，第二导管进口171，第二导管出口172，总管173，波纹软管18，弹簧19，节温器2，节温器入口21，导流板3，冷却器外壳4，第一三通阀51，第二三通阀52，第三三通阀53，第一三通阀进口54，第三三通阀进口55，第二三通阀进口56，滚珠轴承59，振动装置6，导杆61，导套62，凸轮63，马达64，转轴65，支撑座66，加振齿67，套圈68，滚针轴承69，转盘60，转盘的转动轴601，第一导管同转盘的转轴602。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一，参见图1，一种冷却器，包括换热芯1。

换热芯1包括芯壳11和第一导管14。

在芯壳11上设置有换热介质进口12与换热介质出口13。换热介质进口12和换热介质出口13同芯壳11的内部空间相连通。

第一导管14有多根。第一导管14位于芯壳11内部。所有的第一导管14的进口端通过进口端管板15连通在一起后引出芯壳11。所有的第一导管14的出口端通过出口端管板16连通在一起后引出芯壳11。

在芯壳11内还设有第二导管17。以上的多根第一导管14包围在第二导管17的四周。第二导管17的进口端通过第二导管进口171引出芯壳11。第二导管17的出口端通过第二导管出口172引出芯壳11。在换热介质进口12和第二导管进口171之间设有节温器2。

参见图2，第二导管进口171、第二导管出口172和第二导管17为一体结构。

第一导管14包括外管141和内管142。

进口端管板15为由进口端管板内端壳151和进口端管板外端壳152构成的盒体结构。

出口端管板16为由出口端管板内端壳161和出口端管板外端壳162构成的盒体结构。

维护第一导管14的方法为：将进口端管板内端壳151和进口端管板外端壳152分开，出口端管板内端壳161和出口端管板外端壳162分开，将内管142从外管141内拔出，再插入新的内管，然后将进口端管板内端壳151和进口端管板外端壳152合上，出口端管板内端壳161和出口端管板外端壳162合上即可。

参见图1和图2，使用时，冷却器冷却水从进口端管板15流入、从出口端管板16流出，缸套冷却水从节温器入口21引入，当发动机刚启动即缸套冷却水的温度较低时，缸套冷却水从第二导管进口171流入、从第二导管出口172流出，此时冷却器冷却水对缸套冷却水没有冷却作用；当缸套冷却水的温度上升到节温器2的开启温度时，缸套冷却水从换热介质进口12流入、换热介质出口13流出，此时冷却器冷却水从第一导管14的内部流过、缸套冷却水从第一导管14的外部流过，因此冷却器冷却水对缸套冷却水有冷却作用。

实施例二，参见图3，与实施例一的不同之处为：在芯壳11内设有导流板3。导流板3为沿芯壳11的的轴向螺旋形延伸的螺旋形结构。

实施例三，参见图4，同实施例二的不同之处为：换热芯1有两个。两个换热芯1并联连接在一起。两个换热芯1安装在冷却器外壳4内。

两个换热芯1的换热介质进口12之间设有第一三通阀51。两个换热芯1的进口端管板15之间设有第二三通阀52。两个换热芯1的第二导管进口171之间设有第三三通阀53。节温器2设置在第一三通阀进口54和第三三通阀进口55之间。

使用时，缸套冷却水从节温器进口21引入，冷却器冷却水从第二三通阀进口56引入。当需要起用对应的换热芯进行冷却作业时，通过三通阀使缸套冷却水和冷却器冷却水只从该换热芯内流过，另外一个换热芯即可以进行维修。

实施例四，参见图5，同实施例二的不同之处为：第二导管17有多个根且位于芯壳11的内部靠近壁部的位置。这样设计的目的是防止干扰第一导管14在芯壳11内运动。多根第二导管17的两端各通过一根总管173连通在一起。第二导管进口171和第二导管出口172设置在对应的那根总管173上。

进口端管板15和出口端管板16各通过一根波纹软管18同芯壳11柔性连接在一起。

进口端管板15和出口端管板16同芯壳11之间各设有一根弹簧19。

本实施例中还设有振动装置6。

振动装置6包括两根导杆61、两个导套62、两个凸轮63和马达64。

导杆61穿设在导套62内。导套62和导杆61之间为密封连接。导套62固接在芯壳11的外表面上。两根导杆61的一端分别固接在进口端管板15和出口端管板16上、两根导杆61的另一端分别抵接在两个凸轮63上。马达64通过转轴65同时驱动两个凸轮63。为了防止转轴65弯曲变形，转轴65的中间通过支撑座66支撑在芯壳11上。

参见图6，凸轮63为偏心轮。凸轮63的轮缘上设有多个加振齿67。导杆61抵接在加振齿67上。加振齿67的自由端面为弧形面，加振齿67之间为弧形过渡，导杆61同凸轮63相连接的一端的端面为弧形面。这样设计使得导杆61同凸轮63之间不易产生磨损。

振动装置6使第一导管14振动的方法为：马达64驱动转轴65转动、转轴65驱动凸轮63转动、凸轮63通过导杆61驱动第一导管14，再在弹簧19的配合下，第一导管14在芯壳11内作往复式直线运动。在振动齿67的作用下，第一导管14在往复运动的同时会产生振动。当然也可以不设计弹簧19，而通过借助第一导管14自身的重力来使导杆61抵接在凸轮63上。

实施例五，参见图7，同实施例四的不同之处为：导杆61是通过套圈68套设在凸轮63上的。套圈68同导杆61是通过焊接的方式连接在一起的。在套圈68同凸轮63之间设有滚针轴承69。没有设置弹簧。凸轮63上没有设置加振齿。

实施例六，参见图8，同实施例四的不同之处为：芯壳11包括内壳111和套在内壳111外的外壳112。内壳111和内壳112之间的缝隙形成第二导管17。

振动装置6包括马达64和转盘60。振动装置6有两个。进口端管板15和出口端管板16分别转动连接在两个振动装置6的转盘60上。

参见图9，在转盘60同第一导管同转盘的转轴602之间设有滚珠轴承59。设置滚珠轴承59的目的在于减少磨损。

使用时，参见图8和图9，马达64驱动转盘60正转270度、再驱动转盘60反转270，如此反复，使得转盘60作往复式转动（设计为往复式转动的目的是为了克服波纹软管18同转盘的转动轴601之间的缠绕问题），转盘60带动第一导管14以转盘的转动轴601为轴作同样的往复转动形式的公转。同时由于公转时波纹软管18会受到扭动而有复位的趋势、第一导管14整体的质心同第一导管同转盘的转轴602的轴线会有偏差，每当第一导管14随同转盘60转动一定角度后、第一导管14还会以第一导管同转盘的转轴602为轴作复位转动。从而起到增加冷却效果的作用。可以通过增大第一导管14的质心偏离第一导管同转盘的转轴602的距离，来降低对波纹软管18的扭伤和增加第一导管14的复位转动角度。

Claims (10)

1. 一种冷却器，包括换热芯；所述换热芯包括芯壳、连通芯壳内部的换热介质进口与换热介质出口、位于芯壳内的若干根第一导管、进口端管板和出口端管板；所述第一导管的进口端通过所述进口端管板连通在一起，所述第一导管的出口端通过所述出口端管板连通在一起，其特征在于，所述第一导管包括外管和可拔插地设置于外管内的内管。

2.根据权利要求1所述的冷却器，其特征在于，还包括节温器、设置于所述芯壳内的第二导管、位于所述芯壳外部的第二导管进口和位于所述芯壳外部的第二导管出口；所述节温器设置在所述换热介质进口和所述第二导管进口之间。

3.根据权利要求1或2所述的冷却器，其特征在于，所述芯壳内设有导流板，所述导流板为沿所述芯壳的的轴向螺旋形延伸的螺旋形结构。

4.根据权利要求1或2所述的冷却器，其特征在于，所述换热芯有两个，所述两个换热芯并联连接。

5.根据权利要求4所述的冷却器，其特征在于，所述两个换热芯的换热介质进口之间设有三通阀，所述两个换热芯的进口端管板之间设有三通阀。

6.根据权利要求1或2所述的冷却器，其特征在，还包括振动装置，所述振动装置用于驱动所述第一导管在所述芯壳内运动。

7.根据权利要求6所述的冷却器，其特征在，所述振动装置包括转盘和驱动转盘作往复转动的马达，所述第一导管同所述转盘转动相连接。

8.根据权利要求7所述的冷却器，其特征在于，在所述转盘同所述第一导管的连接处设有轴承。

9.根据权利要求6所述的冷却器，其特征在于，所述振动装置包括导杆、同所述芯壳相连接的导套、凸轮和驱动凸轮转动的马达，所述导套套在所述导杆上，所述导杆一端同所述第一导管相连接、另一端同所述凸轮相连接。

10.根据权利要求9所述的冷却器，其特征在于，所述凸轮的轮缘上设有若干个加振齿，所述导杆抵接在所述加振齿上。

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