CN103511280B - 一种新型真空对夹式盘管冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型真空对夹式盘管冷却器，所述对夹式法兰靠近中心位设有内螺旋冷却盘管，内螺旋冷却盘管外部设有外螺旋冷却盘管，内螺旋冷却盘管和外螺旋冷却盘管之间通过内外螺旋冷却盘管连接管连接，内螺旋冷却盘管和外螺旋冷却盘管顶部设有压盖，压盖通过定形螺杆固定，定形螺杆的一端位于对夹式法兰内腔底部，定形螺杆的另一端通过调节螺母与压盖固定，对夹式法兰两侧处分别开设有冷却液进口和冷却液出口，该分别开设有冷却液进口和冷却液出口均与内螺旋冷却盘管和外螺旋冷却盘管连通，并形成冷却回路。该新型真空对夹式盘管冷却器的设计不仅解决了罗茨真空泵长期存在的无法在较高的压差下长时间运行，在保证真空度的要求下提高了其稳定性能和承受较高的压差，并在同等工况下降低了排气口温度。

Description

一种新型真空对夹式盘管冷却器

技术领域

本发明涉及真空对夹式盘管冷却器的技术领域，具体的说是一种广泛用于罗茨真空泵排气侧泵腔内降低压缩热的一种冷却装置，也可以安装在任何排风设备出口，降低排气温度的冷却装置，或者是安装在输送管道或气体管道中，降低物料温度之用。该结构以满足强腐蚀，易燃易爆气体等恶劣的化工应用工况。特别涉及其冷却器的机械连接结构。

背景技术

目前罗茨泵在运行的时候存在两个很难克服的不足之处，由于罗茨泵作为真空泵不能单独使用，需要配备前级真空泵，前级真空泵入口需要及时排出罗茨泵排气口的气量，否则会造成气体在罗茨泵排气口积累，形成罗茨泵的排气口与吸入口的压差。当压差过大时，罗茨泵的转子在排气口侧进行气体压缩时，需要更大的做功，根据气体压缩热平衡，气体压缩做功越大，产生的热量也就越大。如果这些热量不能够及时移走或者散热出去，则热量传递到罗茨泵泵体内的转子，泵体，轴，端盖上，而这些金属部件受热会膨胀。当罗茨泵泵体内的温度越来越高时，这些金属部件的膨胀会更大，超过转子与泵体或与罗茨泵端盖之间的间隙而发生金属碰撞，直至转子卡死，造成罗茨泵泵体损坏。

如果罗茨泵转子与泵体或与罗茨泵端盖之间的间隙过大，两端的压差则使得罗茨泵入口真空度将会很大的损失。可见如果罗茨泵入口达到很高的真空度，需要罗茨泵转子与泵体或与端盖之间的间隙需要很小，但是间隙过小却很容易形成压差过大，压缩热不能及时移走造成转子与泵体，端盖卡死。同时对一些苛刻的使用环境来说，泵体表面温度过高也会造成危险的隐患，所以及时移走罗茨泵气体压缩热是提高罗茨泵性能以及使用安全的核心关键。

同时如果不能及时移走压缩热，该热量累计造成罗茨泵泵体内腔温度升高，会传递给端盖，并进一步传递到端盖处的零件，使得这些零件包括轴承，密封件以及润滑油将处在高温下运行，一旦温度过高，将会严重影响了该零件的使用寿命。如果能够迅速移走罗茨真空泵的压缩热，不仅可以在保证真空度的要求下，提高罗茨真空泵的运行压差，而且在同等的工况下运行时，快速移走压缩热，可以保证热量不在此泵腔内积累，降低了排气口的温度，也即降低了排气口的排气体积（温度越高，同等压力下体积变大），更利于前级泵吸收能力满足真空罗茨泵的排气量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型真空对夹式盘管冷却器，利用对夹式法兰直接与罗茨泵排气口直接相连，安装，拆卸及其方便，使得螺旋冷却盘管可以更加的深入罗茨真空泵的排气侧内腔，但不会与罗茨风叶的运行范围碰撞。内外两层特殊的螺旋盘管使得在较小的内腔体积下实现最大化的表面积，即最大的换热面积，同时螺旋的几何化形状使得过流气体造成的阻力损失达到最小。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种新型真空对夹式盘管冷却器，它包括对夹式法兰，其特征在于：所述对夹式法兰靠近中心位设有内螺旋冷却，内螺旋冷却盘管外部设有外螺旋冷却盘管，内螺旋冷却盘管和外螺旋冷却盘管之间通过内外螺旋冷却盘管连接管连接，内螺旋冷却盘管和外螺旋冷却盘管顶部设有压盖，压盖通过定形螺杆固定，定形螺杆的一端位于对夹式法兰内腔底部，定形螺杆的另一端通过调节螺母与压盖固定，对夹式法兰内腔底部呈双环形分布有若干定形螺杆，内圈的定形螺杆用于对内螺旋冷却盘管定型，外圈的定形螺杆用于对外螺旋冷却盘管定型，对夹式法兰两侧处分别开设有冷却液进口和冷却液出口，该分别开设有冷却液进口和冷却液出口均与内螺旋冷却盘管和外螺旋冷却盘管连通，并形成冷却回路。

本发明公开了一种新型真空对夹式盘管冷却器，该新型真空对夹式盘管冷却器的设计不仅解决了罗茨真空泵长期存在的无法在较高的压差下长时间运行，在保证真空度的要求下提高了其稳定性能和承受较高的压差，并在同等工况下降低了排气口温度，降低了功耗，延长部分零件的使用寿命。

附图说明

图1为真空对夹式盘管冷却器立体图。

图2为对夹式法兰俯视图。

图3为对夹式法兰侧剖面图。

图4为内螺旋冷却盘管和外螺旋冷却盘管连接状态俯视图。

图5为内螺旋冷却盘管和外螺旋冷却盘管连接状态侧视图。

图6为压盖结构示意图。

图7为真空对夹式盘管冷却器结构示意图。

图8为真空对夹式盘管冷却器俯视图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明进一步进行描述。

以下实施例将能使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明。应当理解，尽管结合其优选的具体实施方案描述了本发明，但这些实施方案拟阐述，而不是限制本发明的范围。

本发明为一种新型真空对夹式盘管冷却器，它包括对夹式法兰1，其区别于现有技术在于：所述对夹式法兰1靠近中心位设有内螺旋冷却盘管2，内螺旋冷却盘管2外部设有外螺旋冷却盘管3，内螺旋冷却盘管2和外螺旋冷却盘管3之间通过内外螺旋冷却盘管连接管4连接，对夹式法兰1内的盘管采用内外螺旋形式，使得冷却液盘管的长度达到最大化，不仅增加了盘管表面积(即换热面积)，同时对过流气体的阻力降低到最低。

在具体实施时，内螺旋冷却盘管2和外螺旋冷却盘管3顶部设有压盖5，压盖5通过定形螺杆6固定，定形螺杆6的一端位于对夹式法兰1内腔底部，定形螺杆6的另一端通过调节螺母7与压盖5固定，对夹式法兰1内腔底部呈双环形分布有若干定形螺杆6，内圈的定形螺杆6用于对内螺旋冷却盘管2定型，外圈的定形螺杆6用于对外螺旋冷却盘管3定型，所述对夹式法兰1内腔底部呈双环形分布有若干螺纹孔，用于固定上述定形螺杆6一端，上述螺纹孔亦呈双环形分布，用于配合定形螺杆6。上述对夹式法兰1两侧处分别开设有冷却液进口101和冷却液出口102，该分别开设有冷却液进口101和冷却液出口102均与内螺旋冷却盘管2和外螺旋冷却盘管3连通，并形成冷却回路。

在具体实施时，上述内螺旋冷却盘管2和外螺旋冷却盘管3利用底盘上的定形螺杆，不仅可以保证内螺旋冷却盘管2和外螺旋冷却盘管3在缠绕时与对夹式法兰的同轴心，且安装方便，不易变形。同时保证压盖的连接强度和高度的调整。再者，定形螺杆还可以用于固定压盖，利用调整螺母来调整压盖与对夹式法兰最终的间距，保证冷却器在深入罗茨泵内腔中接触面最大，却不会与罗茨风叶相碰撞。

在具体实施时，所述对夹式法兰1内腔底部靠近边缘处形成外静止固环9，用于对外螺旋冷却盘管3的底部环形管进行固定，所述对夹式法兰1内腔底部靠近中心处形成内静止固环10，用于对内螺旋冷却盘管2的底部环形管进行固定。

在具体实施时，所述压盖5处设有活动固环8，内螺旋冷却盘管2和外螺旋冷却盘管3的最佳安装位置，并加以固定。防止在运行时过流气体对它的冲击造成变形或者是因为变形力过大，在对夹式法兰的连接头焊接处产生撕裂细缝，造成冷却液泄漏。

在具体实施时，所述内螺旋冷却盘管2和外螺旋冷却盘管3为褶皱的弹性金属盘管，或者有弯曲性质的波纹金属盘管，或者由二个的或多个管道焊接连接，连续盘旋制成的一个完整的盘管。但最佳的是使用带褶皱的柔性（金属）管，因为采用这类管，可以有较大的弯曲缠绕的性能，制作内外螺旋形状则更加简单和准确。同时由于存在褶皱，使得管道的表面积比普通无缝管要增大3倍以上，使得冷却器的换热面积增加数倍，还能缓冲过流气体以及高温对金属材料造成的应力影响。

在具体实施时，所述内螺旋冷却盘管2和外螺旋冷却盘管3为不锈钢或者黄铜材质。一般采用铜管，可以避免水中的氯离子对管道腐蚀，但对于较高温气体采用不锈钢管道，可以保证在高温下的管道强度。对于一些强腐蚀的酸性气体，可以采用特殊的合金管材，但这并不影响其冷却的性能。

本专利所记载的真空对夹式螺旋盘管冷却器具有新型的内外一体化螺旋盘管管线，其结构区别于现有技术在于：现有的盘管式冷却器都不能直接使用于罗茨真空泵排气侧的内腔用于冷却压缩热的功能。一般连接方式都是两端法兰连接，夹套蛇管式，等同于管壳式换热器，多数用于实验室等。该新式对夹式螺旋盘管冷却器首先使用于罗茨真空泵排气侧内腔，快速移除压缩热，降低罗茨真空泵的热应力和功率。同时该新式对夹式螺旋盘管冷却器可以使用在任何一个风机排气口或者管道中，降低出口温度。

对于新式对夹式螺旋盘管冷却器除了可以使用水作为冷却液，还可以使用其他的冷却液，例如丙二醇，冷冻盐水以及冷汽油等都可以满足要求。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种真空对夹式盘管冷却器，它包括对夹式法兰(1)，其特征在于：所述对夹式法兰(1)靠近中心位设有内螺旋冷却盘管(2)，内螺旋冷却盘管(2)外部设有外螺旋冷却盘管(3)，内螺旋冷却盘管(2)和外螺旋冷却盘管(3)之间通过内外螺旋冷却盘管连接管(4)连接，内螺旋冷却盘管(2)和外螺旋冷却盘管(3)顶部设有压盖(5)，压盖(5)通过定形螺杆(6)固定，定形螺杆(6)的一端位于对夹式法兰(1)内腔底部，定形螺杆(6)的另一端通过调节螺母(7)与压盖(5)固定，对夹式法兰(1)内腔底部呈双环形分布有若干定形螺杆(6)，内圈的定形螺杆(6)用于对内螺旋冷却盘管(2)定型，外圈的定形螺杆(6)用于对外螺旋冷却盘管(3)定型，对夹式法兰(1)两侧处分别开设有冷却液进口(101)和冷却液出口(102)，该冷却液进口(101)和冷却液出口(102)均与内螺旋冷却盘管(2)和外螺旋冷却盘管(3)连通，并形成冷却回路。

2.根据权利要求1所述的一种真空对夹式盘管冷却器，其特征在于：所述对夹式法兰(1)内腔底部靠近边缘处形成外静止固环(9)，用于对外螺旋冷却盘管(3)的底部环形管进行固定，所述对夹式法兰(1)内腔底部靠近中心处形成内静止固环(10)，用于对内螺旋冷却盘管(2)的底部环形管进行固定。

3.根据权利要求1所述的一种真空对夹式盘管冷却器，其特征在于：所述压盖(5)处设有活动固环(8)。

4.根据权利要求1所述的一种真空对夹式盘管冷却器，其特征在于：所述对夹式法兰(1)内腔底部呈双环形分布有若干螺纹孔，用于固定上述定形螺杆(6)一端。

5.根据权利要求1所述的一种真空对夹式盘管冷却器，其特征在于：所述内螺旋冷却盘管(2)和外螺旋冷却盘管(3)为褶皱的弹性金属盘管，或者有弯曲性质的波纹金属盘管。

6.根据权利要求1所述的一种真空对夹式盘管冷却器，其特征在于：所述内螺旋冷却盘管(2)和外螺旋冷却盘管(3)为不锈钢或者黄铜材质。