CN108225062B - 温驱控流的换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温驱控流的换热器，包括换热管、进液腔、出液腔和换热腔，换热管连接进液腔和出液腔，换热管穿设换热腔，换热腔内持续通有流动的热流体，换热管端部设有温驱控流装置，温驱控流装置位于出液腔中，温驱控流装置包括挡流板、热变形件、套筒和固定板，挡流板翻转连接于固定板底部，热变形件一端固定于固定板，热变形件另一端设有滑块，固定板固定于套筒内壁，套筒与换热管连通，挡流板表面设有滑槽，滑块置于滑槽内；本发明采用机械结构对流出冷流体的温度进行控制，避免其温度过低，保持其温度处于一定的数值范围内，温度过低时，通过挡流板降低换热管内冷流体流速，增冷流体在换热腔中的停留时间，最大化利用余热中的热量。

Description

温驱控流的换热器

技术领域

本发明涉及热交换装置，具体为一种温驱控流的换热器。

背景技术

换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。

本发明中的换热器是针对废气、废水或冷却液等液体，将其包含的热量进行提取和重新利用。

但是，换热器内热流体和冷流体的流速是固定不变的，当热流体温度降低时，冷流体经过加热后温度也相对偏低，冷流体出液温度跟随热流体一通变化，难以维持冷流体在出液时保持一定的温度范围。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种温驱控流的换热器，温驱控流装置采用机械结构对流出冷流体的温度进行控制，避免其温度过低，保持其温度处于一定的数值范围内，温度过低时，通过挡流板降低换热管内冷流体流速，增冷流体在换热腔中的停留时间，最大化利用余热中的热量。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种温驱控流的换热器，包括换热管、进液腔、出液腔和换热腔，所述换热管连接进液腔和出液腔，换热管穿设换热腔，所述换热腔内持续通有流动的热流体，所述换热管端部设有温驱控流装置，温驱控流装置位于出液腔中，所述温驱控流装置包括挡流板、热变形件、套筒和固定板，所述挡流板翻转连接于固定板底部，所述热变形件一端固定于固定板，热变形件另一端设有滑块，固定板固定于套筒内壁，套筒与换热管连通，所述挡流板表面设有滑槽，所述滑块置于滑槽内；

所述热变形件遇热展开变长，热变形件撑起固定板和滑块，滑块向出液腔所在的外侧移动，挡流板向外侧翻转并逐渐贴合套筒内壁，套筒内流动通道截面变大；

所述热变形件遇冷展开变短，热变形件收缩向内拉扯固定板和滑块，滑块向进液腔所在的内侧移动，挡流板向内侧翻转并逐渐封闭套筒，套筒内流动通道截面变小。

优选的，所述热变形件呈“Z”形，热变形件包括两处形变段和三处连接段，形变段与连接段交替连接，所述形变段由遇热形变的记忆金属制成。

优选的，所述挡流板与固定板的连接处设有使弹性复位件，所述弹性复位件使挡流板向内侧撑起封闭套筒内的流动通道。

优选的，所述复位件为V形弹簧，所述V形弹簧两端压靠于套筒内壁和挡流板壁上，所述换热器竖直摆放，进液腔位于出液腔上方。

优选的，所述热变形件还包括固定套，固定套与连接段连接，所述固定板顶部设有固定轴，所述固定轴穿设于固定套内，所述固定轴外端还设有防止固定套脱出的限位块，所述固定套于限位块和固定板之间的固定轴上自由滑动。

优选的，所述滑槽为圆柱形滑槽，滑块呈球形，所述滑块与热变形件之间还设有滑轴，所述滑轴呈圆柱形，滑轴直径小于滑块直径，滑槽开口处还设有仅用于滑轴进入的槽口，槽口的间距小于滑槽的直径。

优选的，所述挡流板上设有用于冷流体持续流通的泄流孔。

优选的，所述套筒与换热管通过螺纹可拆卸连接。

优选的，所述换热管超出换热腔并进入出液腔内，温驱控流装置位于出液腔中部，所述温驱控流装置与换热腔之间留有10cm以上的间距。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的温驱控流的换热器， 具有如下有益效果：

一、采用本发明的温驱控流的换热器，热变形件可以随水流的温度进行活动，控制挡流板翻转封闭和开启套筒内流道开口口径，从而控制换热管中冷流体的流速。当温度过低时，可以降低换热管内冷流体流速，使冷流体在换热腔内停留时间增加，尽可能多的利用余热中的热量。

二、本发明中的温驱控流装置为机械结构，成本较低，无需通电，且接触冷流体不会像电路元器件一样发生损坏，温驱控流装置直接与冷流体接触，不存在电泄露，因此无需过多的考虑冷流体密封，降低密封所需的资金投入，同时更为安全可靠。

附图说明

图1为本发明温驱控流的换热器实施例的结构示意图；

图2为本实施例换热器中出液腔剖视图；

图3为本实施例中温驱控流装置的结构示意图；

图4为本实施例中温驱控流装置的结构示意图；

图5为本实施例中热变形件的结构示意图；

图6为本实施例中挡流板的结构示意图；

图7为本实施例中温驱控流装置的结构示意图（正常状态）；

图8为本实施例中温驱控流装置的结构示意图（温度过低状态）；

图9为本实施例中热变形件的形变示意图。

附图标记：10、固定套；11、形变段；12、连接段；13、滑轴；14、滑块；2、挡流板；20、凸起；21、滑槽；22、槽口；23、泄流孔；3、固定板；30、固定轴；31、限位块；4、套筒；5、换热管；61、进液腔；62、出液腔；71、进液口；72、出液口；81、余热入口；82、余热出口；9、V形弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1至8所示的温驱控流的换热器，包括换热管5、进液腔61、出液腔62和换热腔，换热管5连接进液腔61和出液腔62，换热管5穿设换热腔，换热腔内持续通有流动的热流体，换热管5端部设有温驱控流装置，温驱控流装置位于出液腔62中，温驱控流装置包括挡流板2、热变形件、套筒4和固定板3，挡流板2翻转连接于固定板3底部，热变形件一端固定于固定板3，热变形件另一端设有滑块14，固定板3固定于套筒4内壁，套筒4与换热管5连通，挡流板2表面设有滑槽21，滑块14置于滑槽21内。

如图4和图5所示，热变形件呈“Z”形，热变形件包括两处形变段11和三处连接段12，形变段11与连接段12交替连接，本实施例中形变段11由遇热形变的记忆金属制成，连接段12则有普通的铜板或者其他防腐蚀的钢材制成。

目的在于通过增加形变段11的数量，增加形变的节点，使得两处形变段11由弧形变为直线状，即可使得整个热变形件的形变增大，产生较大长度的形变。

如图4所示，由于形变过程中，滑块14在滑槽21内移动，若是热变形件顶部固定则会容易使得其发生扭曲，而产生内部应力，造成热变形件永久性形变（无法恢复），因此为了降低热变形件的扭曲，热变形件还包括固定套10，固定套10与连接段12连接，固定板3顶部设有固定轴30，固定轴30穿设于固定套10内，固定轴30外端还设有防止固定套10脱出的限位块31，固定套10于限位块31和固定板3之间的固定轴30上自由滑动，在滑块14活动时，整个热变形件处于可活动的状态，其顶部和底部可以前后移动以配合挡流板2的翻转需要。

如图5和图6所示，滑槽21为圆柱形滑槽21，滑块14呈球形，滑块14与热变形件之间还设有滑轴13，滑轴13呈圆柱形，滑轴13直径小于滑块14直径，滑槽21开口处还设有仅用于滑轴13进入的槽口22，槽口22的间距小于滑槽21的直径。槽口22将滑块14夹紧，使得热变形件在伸长和缩短的过程中，可以带动挡流板2翻转，有效避免滑块14脱出滑槽21。

本实施例中，挡流板2上设有用于流体持续流通的泄流孔23，避免挡流板2封闭套筒4内壁，导致套筒内流速过低，因此开设泄流孔23保证换热管5内的冷流体流动，挡流板2闭合时仅起到降低流速的作用，而非关闭冷流体流动。

如图3所示，套筒4与换热管5通过螺纹可拆卸连接，温驱控流装置整体组装可以在外部完成，组装更为方便，组装完毕后通过螺纹即可将其安装在换热管底部，同时维修和更换也更为方便。

如图2所示，换热管5超出换热腔并进入出液腔62内，温驱控流装置位于出液腔62中部，温驱控流装置与换热腔之间留有10cm以上的间距，通过控制10cm以上的距离，避免换热腔内温度通过换热管5导热到套筒4上，保证热变形件所接触的温度为加热后冷流体的问题，而不是换热腔中余热入口81处通过管壁传递过来的温度，保证控制的准确性。

如图7和图8所示，挡流板2与固定板3的连接处设有V形弹簧，弹性复位件使挡流板2向内侧撑起封闭套筒4内的流动通道，V形弹簧两端压靠于套筒4内壁和挡流板2壁上。

如图1所示，本实施例中的换热器竖直摆放，换热管5上方具有一定的水压，进液腔61位于出液腔62上方，本实施例的目的在于尽可能多的利用到换热腔内余热，因此正常情况下挡流板2处于图7的样子，下压的水流迫使挡流板2正常情况下处于被打开的状态；热变形件未处于工作状态，热变形件伸直，由于水压的自然下压力，使V形弹簧9处于自然的被压缩状态，热变形件仅需提供少许的形变弹力即可使得V形弹簧9被压缩，记忆金属仅提供少许弹力，热变形件正常情况下为图9的（b）伸长状态。

而当冷流体温度降低，形变段11向内收缩，由（b）变为（a）的收缩状态，滑块14不再向下顶出滑槽21，挡流板2在V形弹簧9的作用下向上撑起，将套筒4内流通通道封闭，仅留下部分间隙和泄流孔23让水流缓慢通过，使其在换热管5内停留时间增加，加热时间提高，使得水流温度得以提高，最大化利用余热中的热量。

以上所述使本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种温驱控流的换热器，包括换热管（5）、进液腔（61）、出液腔（62）和换热腔，所述换热管（5）连接进液腔（61）和出液腔（62），换热管（5）穿设换热腔，所述换热腔内持续通有流动的流体，其特征在于：所述换热管（5）端部设有温驱控流装置，温驱控流装置位于出液腔（62）中，所述温驱控流装置包括挡流板（2）、热变形件、套筒（4）和固定板（3），所述挡流板（2）翻转连接于固定板（3）底部，所述热变形件一端固定于固定板（3），热变形件另一端设有滑块（14），固定板（3）固定于套筒（4）内壁，套筒（4）与换热管（5）连通，所述挡流板（2）表面设有滑槽（21），所述滑块（14）置于滑槽（21）内；

所述热变形件遇热展开变长，热变形件撑起固定板（3）和滑块（14），滑块（14）向出液腔（62）所在的外侧移动，挡流板（2）向外侧翻转并逐渐贴合套筒（4）内壁，套筒（4）内流动通道截面变大；

所述热变形件遇冷展开变短，热变形件收缩向内拉扯固定板（3）和滑块（14），滑块（14）向进液腔（61）所在的内侧移动，挡流板（2）向内侧翻转并逐渐封闭套筒（4），套筒（4）内流动通道截面变小。

2.根据权利要求1所述的温驱控流的换热器，其特征在于：所述热变形件呈“Z”形，热变形件包括两处形变段（11）和三处连接段（12），形变段（11）与连接段（12）交替连接，所述形变段（11）由遇热形变的记忆金属制成。

3.根据权利要求2所述的温驱控流的换热器，其特征在于：所述挡流板（2）与固定板（3）的连接处设有弹性复位件，所述弹性复位件使挡流板（2）向内侧撑起封闭套筒（4）内的流动通道。

4.根据权利要求3所述的温驱控流的换热器，其特征在于：所述弹性复位件为V形弹簧，所述V形弹簧两端压靠于套筒（4）内壁和挡流板（2）壁上，所述换热器竖直摆放，进液腔（61）位于出液腔（62）上方。

5.根据权利要求2所述的温驱控流的换热器，其特征在于：所述热变形件还包括固定套（10），固定套（10）与连接段（12）连接，所述固定板（3）顶部设有固定轴（30），所述固定轴（30）穿设于固定套（10）内，所述固定轴（30）外端还设有防止固定套（10）脱出的限位块（31），所述固定套（10）于限位块（31）和固定板（3）之间的固定轴（30）上自由滑动。

6.根据权利要求1所述的温驱控流的换热器，其特征在于：所述滑槽（21）为圆柱形滑槽（21），滑块（14）呈球形，所述滑块（14）与热变形件之间还设有滑轴（13），所述滑轴（13）呈圆柱形，滑轴（13）直径小于滑块（14）直径，滑槽（21）开口处还设有仅用于滑轴（13）进入的槽口（22），槽口（22）的间距小于滑槽（21）的直径。

7.根据权利要求1所述的温驱控流的换热器，其特征在于：所述挡流板（2）上设有用于流体持续流通的泄流孔（23）。

8.根据权利要求1所述的温驱控流的换热器，其特征在于：所述套筒（4）与换热管（5）通过螺纹可拆卸连接。

9.根据权利要求1所述的温驱控流的换热器，其特征在于：所述换热管（5）超出换热腔并进入出液腔（62）内，温驱控流装置位于出液腔（62）中部，所述温驱控流装置与换热腔之间留有10cm以上的间距。