CN106288874A - 换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换热器，其包括：顶盖，顶盖设有顶腔；集液室，集液室设有集液腔；壳体，壳体设有容置腔，集液腔和顶腔均不与容置腔连通；上管板和下管板；换热管，换热管依次穿设于顶腔、上管板、容置腔、下管板和集液腔，换热管的两端分别与集液腔和顶腔连通，换热管的外周缘与上管板和下管板之间均夹设有密封件。本发明通过集液室、顶盖、壳体组成的三段式结构，以及换热管可拆卸地分别穿设于上管板和下管板的结构，方便设备的安装与拆卸，有利于设备的检修和清洗；本发明的换热器尤其可用于高温强腐蚀性介质的换热，同时结构紧凑并具有较高换热效果；本发明通过高温强腐蚀性介质自底向上不断撞击回转片并形成旋流，增强了换热效率。

Description

换热器

技术领域

本发明涉及一种换热器。

背景技术

现有技术中，高温强腐蚀性介质，一般金属制换热设备很难在其中长期工作，往往只能采用陶瓷、聚四氟乙烯等塑料或玻璃之类非金属材质，大多数是通过在设置于换热设备内的玻璃换热管内通入高温强腐蚀性蒸汽，将玻璃换热管放置在冷空气中，使得热的强腐蚀性的蒸汽遇冷后冷凝为液体，而上述这种设备的玻璃换热管与筒体内腔的上下端盖是一体成型，通过上下端盖与筒体固定安装，对于这种结构的换热管，不便于维修更换以及清洗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中因一体成型的换热器带来的不便于维修更换和清洗的缺陷，提供一种换热器。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种换热器，其特点在于，其包括：

集液室，所述集液室设有集液腔和强腐蚀介质入口；

顶盖，所述顶盖设有顶腔和强腐蚀介质出口；

壳体，所述壳体可拆卸连接于所述集液室与所述顶盖之间，且所述壳体设有容置腔，所述集液腔和所述顶腔均不与所述容置腔连通，所述壳体的侧壁上间隔设有换热介质入口和换热介质出口；

上管板，所述上管板与所述壳体的一端连接，且位于所述壳体与所述顶盖之间，所述上管板隔断所述容置腔与所述顶腔；

下管板，所述下管板与所述壳体的另一端连接，且位于所述壳体与所述集液室之间，所述下管板隔断所述容置腔与所述集液腔；

换热管，所述换热管依次穿设于所述顶腔、所述上管板、所述容置腔、所述下管板和所述集液腔，所述换热管的两端分别与所述集液腔和所述顶腔连通，所述换热管的外周缘与所述上管板和所述下管板之间均夹设有密封件。通过所述密封件，使所述换热管分别密封连接于所述上管板和所述下管板，使高温强腐蚀性介质不对所述壳体的容置腔内的部件造成影响。

较佳地，所述上管板和下管板的外表面、所述顶盖和所述集液室的内壁面均覆有耐腐蚀层，所述耐腐蚀层的材质为聚四氟乙烯。通过所述耐腐蚀层，用于防止高温强腐蚀性介质对所述上管板和下管板的外表面、所述顶盖和所述集液室的内壁面形成破坏。

较佳地，所述换热器还设有下降管，所述下降管的一端抵接于所述上管板，所述下降管的另一端穿设于所述下管板，所述下降管的外周缘与所述上管板和所述下管板之间均夹设有密封件，所述下降管的两端分别与所述顶腔和所述集液腔连通。通过所述密封件，使所述下降管分别密封连接于所述上管板和所述下管板，使高温强腐蚀性介质不对所述壳体的容置腔内的部件造成影响。

较佳地，所述换热器还包括支撑板，所述支撑板位于所述容置腔内，且所述支撑板的一部分外周缘抵靠于所述壳体的内壁，所述支撑板的另一部分外周缘与所述壳体的内壁之间形成有间隙，所述换热管和所述下降管均穿设于所述支撑板。

较佳地，所述换热管和所述下降管的外周缘与所述支撑板之间夹设有缓冲圈，所述缓冲圈的材质为橡胶。所述缓冲圈有缓冲保护所述换热管和所述下降管的作用。

较佳地，所述换热管远离所述集液腔的一端设有气液分离器；所述换热管内设有回转片。

较佳地，所述上管板中面向所述顶腔的一面设有引流槽，所述引流槽与所述下降管连通。

较佳地，所述集液室远离所述壳体的一端还设有冷凝液出口。

较佳地，所述壳体的侧壁上间隔设有人孔，所述人孔用于观察和维修所述容置腔。

较佳地，所述壳体的内壁面覆有保温层。

本发明的积极进步效果在于：

1、本发明通过所述集液室、所述顶盖、所述壳体组成的三段式结构，以及换热管可拆卸地分别穿设于所述上管板和所述下管板的结构，方便设备的安装与拆卸，有利于设备的检修和清洗；

2、本发明的换热器尤其可用于高温强腐蚀性介质的换热，同时结构紧凑并具有较高换热效果；

3、本发明通过在换热管内设置回转片，高温强腐蚀性介质自底向上通过换热管的内腔，在通过回转片时不断撞击回转片并形成旋流，增强了换热效率；

4、本发明通过所述密封件使所述换热管分别密封连接于所述上管板和所述下管板，并使所述下降管分别密封连接于所述上管板和所述下管板，使高温强腐蚀性介质不对所述壳体的容置腔内的部件造成影响；

5、本发明通过所述耐腐蚀层用于防止强腐蚀介质对所述上管板和下管板的外表面、所述顶盖和所述集液室的内壁面形成破坏；

6、本发明的换热器可以根据实际生产需要设计成一组并联或串联结构，降低了制作成本与制作周期。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的换热器的内部结构示意图。

图2为本发明较佳实施例的换热器的换热管的结构示意图。

图3为本发明较佳实施例的换热器的下降管的结构示意图。

图4为本发明较佳实施例的换热器的回转片的结构示意图。

附图标记说明

集液室 1

集液腔 11

强腐蚀介质入口 12

冷凝液出口 13

顶盖 2

顶腔 21

强腐蚀介质出口 22

壳体 3

容置腔 31

换热介质入口 32

换热介质出口 33

支撑板 34

人孔 35

保温层 36

防冲板 37

上管板 4

引流槽 41

下管板 5

换热管 6

气液分离器 61

回转片 62

固定装置 63

下降管 7

密封件 8

缓冲圈 9

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

请结合图1-图4予以理解，本实施案例提供一种换热器，其包括：集液室1、顶盖2、壳体3、上管板4、下管板5、换热管6和下降管7。

所述换热器主要用于高温强腐蚀性介质的换热。上管板4和下管板5的外表面、顶盖2和集液室1的内壁面均覆有耐腐蚀层。在本实施例中，在所述耐腐蚀层的材质为聚四氟乙烯。所述耐腐蚀层用于防止强腐蚀介质对上管板4和下管板5的外表面、顶盖2和集液室1的内壁面形成破坏。

集液室1设有集液腔11和强腐蚀介质入口12。集液室1远离壳体3的一端还设有冷凝液出口13。在高温强腐蚀性介质冷却过程中形成的冷凝液，从冷凝液出口13排出到下游设备中。在其他实施例中，集液室1的内壁面上也可砌筑一耐腐蚀耐温层，所述耐腐蚀耐温层为陶瓷砖。

顶盖2设有顶腔21和强腐蚀介质出口22。

壳体3可拆卸连接于集液室1与顶盖2之间，且壳体3设有容置腔31，集液腔11和顶腔21均不与容置腔31连通，壳体3的侧壁上间隔设有换热介质入口32和换热介质出口33。壳体3的内壁面覆有保温层36。

上管板4与壳体3的一端连接，且位于壳体3与顶盖2之间，上管板4隔断容置腔31与顶腔21。

下管板5与壳体3的另一端连接，且位于壳体3与集液室1之间，下管板5隔断容置腔31与集液腔11。

换热管6依次穿设于顶腔21、上管板5、容置腔31、下管板4和集液腔11，换热管6的两端分别与集液腔11和顶腔21连通。通过玻璃换热管6，所述高温强腐蚀性介质与容置腔31内的换热介质形成换热。

换热管6的外周缘与上管板4和下管板5之间均夹设有密封件8。密封件8为“工”字迷宫密封件。

换热管6的材质非金属材质。换热管6的长度为6000mm-9000mm。在本实施例中，换热管6的材质优选为石英玻璃，换热管6的长度优选为7000mm。

换热管6远离集液腔11的一端设有气液分离器61。换热管6设有气液分离器61的一端的结构为圆锥形。换热管6的顶端与气液分离器61之间沿换热管6径向间隔设有若干圆孔，圆孔中穿设有固定装置63，固定装置63可以为固定杆结构或者扎带紧固结构，固定装置63用于将气液分离器61固定于换热管6内。

换热管6内设有回转片62。具体来说，换热管6内嵌设有回转片62，且回转片62的材料为柔性材料，回转片62的材质为玻璃。回转片62的结构为一股或多股螺旋片结构，回转片62的厚度为2-5mm，螺距为50-100mm，螺径为32-34.5mm。通过在换热管6内设置回转片62，强腐蚀介质自底向上通过换热管6的内腔，在通过回转片62时不断撞击回转片62并形成旋流，增强了换热效率。回转片62有效加强传热效果。在本实施例中，回转片62优选为一股螺旋片结构，回转片62的厚度为3mm，螺距为80mm，螺径为33mm。

下降管7的一端抵接于上管板4，下降管7的另一端穿设于下管板5，下降管7的外周缘与上管板4和下管板5之间均夹设有密封件8，下降管7的两端分别与顶腔21和集液腔11连通。在本实施例中，下降管7的材质为石英玻璃。

所述换热器还包括支撑板34，支撑板34位于容置腔31内，且支撑板34的一部分外周缘抵靠于壳体3的内壁，支撑板34的另一部分外周缘与壳体3的内壁之间形成有间隙，换热管6和下降管7均穿设于支撑板34。所述间隙与换热介质入口32和换热介质出口33相连通。支撑板34的数量为多个时，支撑板34相错间隔设置，多个支撑板34与上管板4、下管板5、壳体3的容置腔31构成“Z”形的换热介质通路。支撑板34具有支撑换热管6和下降管7，防止换热管6和下降管7过大的振动的作用，特别是当换热管6和下降管7的材质为石英玻璃时，支撑板34起到很好支撑和保护的作用；同时，支撑板34与上管板4、下管板5、壳体3的容置腔31构成“Z”形的换热介质通路，有利于高温强腐蚀性介质与换热介质更好的进行热交换。

换热管6和下降管7的外周缘与支撑板34之间夹设有缓冲圈9。缓冲圈9的材质为橡胶。缓冲圈9有缓冲保护换热管6和下降管7的作用。同时，在本实施例中，所述缓冲圈9优选采用耐高温的橡胶。

上管板4中面向顶腔21的一面设有引流槽41，引流槽41与下降管7连通。引流槽41的形状为凹弧形。引流槽41底端设有引流孔，下降管7的一端的外周缘与所述引流孔的内壁面之间夹设有密封件8。密封件8为“工”字迷宫密封件。

壳体3的侧壁上间隔设有人孔35，人孔35用于观察和维修容置腔31。人孔35具有方便安装玻璃换热管6、方便检修的作用。在其他实施例中，人孔35盖可以做成视镜结构方便观察内部运行情况。

容置腔31内靠近换热介质入口32处还设有防冲板37，防冲板37用于防止换热介质在换热介质入口32处对玻璃管过大的冲击力。防冲板37可以为多孔板结构也可以为多块纵向平板结构等。

本实施例的工作原理如下：换热介质由换热介质入口32进入，通过“Z”形的换热介质通路，由换热介质出口33排出；高温强腐蚀介质从强腐蚀介质入口12进入集液室1的集液腔11，经过换热管6，高温强腐蚀介质自底向上通过换热管6的内腔，由于回转片62为螺旋片结构，换热管6内的高温强腐蚀介质通过回转片62时不断撞击回转片62并形成旋流，增强了换热效率，遇到相变时，冷凝液沿着换热管6壁或回转片62流入集液室1内，冷凝后高温强腐蚀介质继续上升穿过换热管6内的气液分离器61，进一步过滤与捕集，经气液分离器61过滤下来的大直径雾滴凝聚在上管板4中面向顶腔21的表面，经下降管7导流到集液室1内，余下的经换热和过滤后的高温强腐蚀介质通过顶盖2上的强腐蚀介质出口22排出到下游设备。

在本实施例中的换热器的使用温度-120°-280°摄氏度，使用压力≤0.3Mpa，总传热系数高达165KJ/m²·℃。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，其包括：

集液室，所述集液室设有集液腔和强腐蚀介质入口；

顶盖，所述顶盖设有顶腔和强腐蚀介质出口；

壳体，所述壳体可拆卸连接于所述集液室与所述顶盖之间，且所述壳体设有容置腔，所述集液腔和所述顶腔均不与所述容置腔连通，所述壳体的侧壁上间隔设有换热介质入口和换热介质出口；

上管板，所述上管板与所述壳体的一端连接，且位于所述壳体与所述顶盖之间，所述上管板隔断所述容置腔与所述顶腔；

下管板，所述下管板与所述壳体的另一端连接，且位于所述壳体与所述集液室之间，所述下管板隔断所述容置腔与所述集液腔；

换热管，所述换热管依次穿设于所述顶腔、所述上管板、所述容置腔、所述下管板和所述集液腔，所述换热管的两端分别与所述集液腔和所述顶腔连通，所述换热管的外周缘与所述上管板和所述下管板之间均夹设有密封件。

2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述上管板和下管板的外表面、所述顶盖和所述集液室的内壁面均覆有耐腐蚀层，所述耐腐蚀层的材质为聚四氟乙烯。

3.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热器还设有下降管，所述下降管的一端抵接于所述上管板，所述下降管的另一端穿设于所述下管板，所述下降管的外周缘与所述上管板和所述下管板之间均夹设有密封件，所述下降管的两端分别与所述顶腔和所述集液腔连通。

4.如权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述换热器还包括支撑板，所述支撑板位于所述容置腔内，且所述支撑板的一部分外周缘抵靠于所述壳体的内壁，所述支撑板的另一部分外周缘与所述壳体的内壁之间形成有间隙，所述换热管和所述下降管均穿设于所述支撑板。

5.如权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述换热管和所述下降管的外周缘与所述支撑板之间夹设有缓冲圈，所述缓冲圈的材质为橡胶。

6.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热管远离所述集液腔的一端设有气液分离器；所述换热管内设有回转片。

7.如权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述上管板中面向所述顶腔的一面设有引流槽，所述引流槽与所述下降管连通。

8.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述集液室远离所述壳体的一端还设有冷凝液出口。

9.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述壳体的侧壁上间隔设有人孔，所述人孔用于观察和维修所述容置腔。

10.如权利要求1-9中任意一项所述的换热器，其特征在于，所述壳体的内壁面覆有保温层。