CN108801005B - 一种热交换器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于热交换器技术领域，具体的说是一种热交换器，包括壳体、右端盖、冷水入口管、热水入口管、冷水出口管、热水出口管、U型换热隔板、转动模块、齿条；壳体右上端设置冷水入口管，壳体左下端设置冷水出口管，右端盖固连在壳体右端，壳体和右端盖形成的空腔内设有U型换热隔板，U型换热隔板为波纹板，U型换热隔板的拐弯处设有热水出口管，右端盖设有热水入口管，U型换热隔板一端端面固定连接在右端盖内侧，U型换热隔板另一端与齿条固连，齿条滑动安装在热水入口管上，冷水入口管右侧设置转动模块，通过转动模块来控制齿条滑动，带动U型换热隔板晃动，在产生晃动时使壳体内冷、热两种液体发生震荡，增加换热效果。
Description
技术领域
本发明属于热交换器技术领域，具体的说是一种热交换器。
背景技术
换热器，亦称为热交换器，是用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热及热传导的一种工业应用。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。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，应用更加广泛，根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即:间壁式、混合式和蓄热式，在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。
现有的间壁式换热器的特点是冷、热两流体被一层固体壁面(管或板)隔开，不相混合，通过间壁进行热交换，但其加热面受容器壁面限制，传热系数也不高；在热交换的过程中，流体流动不够充分，制约了热交换的效率。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种热交换器，通过在壳体与右端盖组成的空腔内设置U型换热隔板，U型换热隔板为波纹板，实现U型换热隔板内外侧冷、热液体通过U型换热隔板进行热交换，通过在壳体上的转动模块带动齿条间歇滑动，U型换热隔板跟随一起晃动，进而对液体进行搅动，实现提高换热效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种热交换器，包括壳体、右端盖、冷水入口管、热水入口管、冷水出口管、热水出口管、U型换热隔板、转动模块、齿条；所述壳体右上端设置冷水入口管，所述壳体左下端设置冷水出口管，所述右端盖固连在壳体右端，所述壳体和右端盖形成的空腔内设有U型换热隔板，所述U型换热隔板为波纹板，所述U型换热隔板的拐弯处设有热水出口管，所述热水出口管为波纹管，所述热水出口管穿过壳体左端面，所述热水出口管与壳体固定连接，所述右端盖设有热水入口管，所述右端盖设有通孔，所述通孔位于热水入口管上方，所述通孔内固定设置橡胶密封套，所述U型换热隔板一端端面固定连接在右端盖内侧，所述U型换热隔板另一端端面穿过橡胶密封套与齿条固连，所述齿条沿热水入口管轴线方向滑动安装在热水入口管上，所述冷水入口管右侧设置转动模块，所述转动模块控制齿条滑动，工作时，通过转动模块来控制齿条滑动，带动U型换热隔板晃动，U型换热隔板采用波纹板，在产生晃动时使壳体内冷、热两种液体发生震荡，增加换热效果。
所述转动模块包括电机、转动板、齿轮杆，所述电机固定安装在壳体上，所述转动板与电机输出轴固连，所述转动板上开设一扇形槽，所述齿轮杆固定安装在扇形槽内，所述齿轮杆两侧与扇形槽之间利用缓冲弹簧支撑，工作时，转动板带动齿轮杆，间歇性与齿条啮合，使齿条来回滑动，利用齿轮杆两侧与转动板之间的缓冲弹簧，使齿轮杆与齿条接触瞬间产生的冲击机缓解，减少了齿轮杆的冲击破坏，增加使用寿命。
所述U型换热隔板的拐弯处对称设有两个第一弧形弹片，所述第一弧形弹片两端固定连接在U型换热隔板外侧，所述第一弧形弹片上设有过液孔，所述第一弧形弹片的弧形凸起利用弹簧与壳体相连，工作时，弹簧拉动第一弧形弹片，U型换热隔板晃动带动第一弧形弹片收缩，使第一弧形弹片内的冷水向外快速排出或吸入，造成冲击，起到搅拌作用。
所述U型换热隔板的拐弯处对称设置两个摆动模块，所述摆动模块包括套筒、第一摆动杆、第二摆动杆、压轴，所述套筒固定连接在U型换热隔板外侧，所述套筒周向开设第一通槽、第二通槽、第三通槽，所述第一通槽和第二通槽沿套筒轴线对称设置，所述第一摆动杆通过转轴安装在第一通槽中间，所述第二摆动杆通过转轴安装在第二通槽中间，所述转轴上设有扭簧，所述套筒内设有压轴，所述压轴用于推动第一摆动杆与第二摆动杆转动，所述压轴利用弹簧穿过第三通槽和壳体相连，工作时，在U型隔板晃动的情况下压轴与壳体之间的弹簧控制压轴离开第一摆动杆和第二摆动杆，使第一摆动杆和第二摆动杆可以转动，压轴的扭簧收缩将压轴重新压制，使第一摆动杆和第二摆动杆固定，这个过程中第一摆动杆和第二摆动杆来回摆动，使冷水得到搅拌。
所述壳体内设有一组伸缩杆，所述伸缩杆一正一反依次设置在U型换热隔板中间，所述伸缩杆包括推送杆和套管，所述伸缩杆的推送杆滑动连接U型换热隔板一侧，所述伸缩杆的套管固定连接在U型换热隔板的另一侧，工作时，伸缩杆随U型换热隔板一起发生运动，增强了热水在壳体中的搅动。
所述伸缩杆的推送杆两侧分别设置一个第一连杆，所述第一连杆铰接在推送杆上，所述第一连杆上设有导向槽，所述伸缩杆的套管两侧分别设置一个第二连杆，所述第二连杆铰接在套管上，所述第二连杆上设有滑动销，所述滑动销在导向槽中滑动，工作时，伸缩杆的推送杆会随着U型换热隔板的波纹进行来回收缩，使第一连杆和第二连杆来回折叠，进一步搅动热水。
所述推送杆两侧分别设置一个第一拉簧，所述第一拉簧一端连接第一连杆，所述第一拉簧另一端连接推送杆，所述套管两侧分别设置一个第二拉簧，所述第二拉簧一端连接第二连杆，所述第二拉簧另一端连接套管，所述第二连杆设置有配合第一连杆滑动的限位圆弧，工作时，推送杆收缩时，第一连杆端头抵住第二连杆的限位圆弧转动，这时第一连杆和第二连杆一起向外扩展，第一连杆与第二连杆之间夹角逐渐减小，最终使第一连杆端头从限位圆弧脱离，在第二拉簧的作用下使第二连杆瞬间回收，可以让周围热水发生激烈震荡，第一连杆沿导向槽向下运动，推送杆推送时，第二连杆位置不变，第一连杆在第一拉簧的作用下，第一连杆沿导向槽跟随推送杆向上运动，直到第一连杆端头完全抵住第二连杆的限位圆弧，这样往复运动，使热水在热交换器中充分搅拌。
所述套管上端设置一圈第二弧形弹片，所述推送杆中间部位周向设置圆弧凸起，工作时，推送杆收缩时圆弧凸起部位将基本壁上一圈第二弧形弹片向外挤压，推送杆推送时，第二弧形弹片恢复，通过第二弧形弹片的反复运动可以让热水产生搅拌。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过设置一个转动模块和齿条，通过转动模块转动，带齿条间歇式滑动，使U型换热隔板跟随一起晃动，进而对换热器腔内液体进行搅动，提高换热效率。
2.本发明通过在U型换热隔板拐弯圆弧外侧设置第一弧形弹片或摆动模块，U型换热隔板晃动时，第一弧形弹片或摆动模块在弹簧的拉力下做相应的挤压或摆动运动，进而对U型换热隔板外侧液体进一步搅拌。
3.本发明通过在U型换热隔板内侧设置伸缩杆，伸缩杆随U型换热隔板晃动而收缩，进而对U型换热隔板内侧液体进一步搅拌，伸缩杆外侧增加连杆结构或第二弧形弹片，使伸缩杆加大搅拌程度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中E处局部放大视图；
图3是图1中G处局部放大视图；
图4是本发明中伸缩杆的结构图；
图5是本发明中另一种伸缩杆的结构图；
图6是本发明中第一弧形弹片的结构图；
图7是本发明中摆动模块的结构图；
图8是图7中F处局部放大视图；
图中：壳体1、右端盖2、通孔21、橡胶密封套22、冷水入口管3、热水入口管4、冷水出口管5、热水出口管6、U型换热隔板7、转动模块8、齿条9、电机81、转动板82、齿轮杆83、扇形槽84、缓冲弹簧85、第一弧形弹片10、过液孔101、摆动模块11、套筒111、第一摆动杆112、第二摆动杆113、压轴114、第一通槽115、第二通槽116、第三通槽117、转轴118、伸缩杆12、推送杆121、套管122、第一连杆123、导向槽124、第二连杆125、滑动销126、第一拉簧127、第二拉簧128、限位圆弧129、第二弧形弹片130、圆弧凸起131。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图8所示，本发明所述的一种热交换器，包括壳体1、右端盖2、冷水入口管3、热水入口管4、冷水出口管5、热水出口管6、U型换热隔板7、转动模块8、齿条9；所述壳体1右上端设置冷水入口管3，所述壳体1左下端设置冷水出口管5，所述右端盖2固连在壳体1右端，所述壳体1和右端盖2形成的空腔内设有U型换热隔板7，所述U型换热隔板7为波纹板，所述U型换热隔板7的拐弯处设有热水出口管6，所述热水出口管6为波纹管，所述热水出口管6穿过壳体1左端面，所述热水出口管6与壳体1固定连接，所述右端盖2设有热水入口管4，所述右端盖2设有通孔21，所述通孔21位于热水入口管4上方，所述通孔21内固定设置橡胶密封套22，所述U型换热隔板7一端端面固定连接在右端盖2内侧，所述U型换热隔板7另一端端面穿过橡胶密封套22与齿条9固连，所述齿条9沿热水入口管4轴线方向滑动安装在热水入口管4上，所述冷水入口管3右侧设置转动模块8，所述转动模块8控制齿条9滑动，工作时，通过转动模块8来控制齿条9滑动，带动U型换热隔板7晃动，U型换热隔板7采用波纹板，在产生晃动时使壳体1内冷、热两种液体发生震荡，增加换热效果。
作为本发明的一种实施方式，所述转动模块8包括电机81、转动板82、齿轮杆83，所述电机81固定安装在壳体1上，所述转动板82与电机81输出轴固连，所述转动板82上开设一扇形槽84，所述齿轮杆83固定安装在扇形槽84内，所述齿轮杆83两侧与扇形槽84之间利用缓冲弹簧85支撑，工作时，转动板82带动齿轮杆83，间歇性与齿条9啮合，使齿条9来回滑动，利用齿轮杆83两侧与转动板82之间的缓冲弹簧85，使齿轮杆83与齿条9接触瞬间产生的冲击机缓解，减少了齿轮杆83的冲击破坏，增加使用寿命。
作为本发明的一种实施方式，所述U型换热隔板7的拐弯处对称设有两个第一弧形弹片10，所述第一弧形弹片10两端固定连接在U型换热隔板7外侧，所述第一弧形弹片10上设有过液孔101，所述第一弧形弹片10的弧形凸起利用弹簧与壳体1相连，工作时，弹簧拉动第一弧形弹片10，U型换热隔板7晃动带动第一弧形弹片10收缩，使第一弧形弹片10内的冷水向外快速排出或吸入，造成冲击，起到搅拌作用。
作为本发明的一种实施方式，所述U型换热隔板7的拐弯处对称设置两个摆动模块11，所述摆动模块11包括套筒111、第一摆动杆112、第二摆动杆113、压轴114，所述套筒111固定连接在U型换热隔板7外侧，所述套筒111周向开设第一通槽115、第二通槽116、第三通槽117，所述第一通槽115和第二通槽116沿套筒111轴线对称设置，所述第一摆动杆112通过转轴118安装在第一通槽115中间，所述第二摆动杆113通过转轴118安装在第二通槽116中间，所述转轴118上设有扭簧，所述套筒内设有压轴114，所述压轴114用于推动第一摆动杆112与第二摆动杆113转动，所述压轴114利用弹簧穿过第三通槽117和壳体1相连，工作时，在U型隔板晃动的情况下压轴114与壳体1之间的弹簧控制压轴114离开第一摆动杆112和第二摆动杆113，使第一摆动杆112和第二摆动杆113可以转动，使冷水得到搅拌。
作为本发明的一种实施方式，所述壳体1内设有一组伸缩杆12，所述伸缩杆12一正一反依次设置在U型换热隔板7中间，所述伸缩杆12包括推送杆121和套管122，所述伸缩杆12的推送杆121滑动连接U型换热隔板7一侧，所述伸缩杆12的套管122固定连接在U型换热隔板7的另一侧，工作时，伸缩杆12随U型换热隔板7一起发生运动，增强了热水在壳体1中的搅动。
作为本发明的一种实施方式，所述伸缩杆12的推送杆121两侧分别设置一个第一连杆123，所述第一连杆123铰接在推送杆121上，所述第一连杆123上设有导向槽124，所述伸缩杆12的套管122两侧分别设置一个第二连杆125，所述第二连杆125铰接在套管122上，所述第二连杆125上设有滑动销126，所述滑动销126在导向槽124中滑动，工作时，伸缩杆的推送杆121会随着U型换热隔板7的波纹进行来回收缩，使第一连杆123和第二连杆125来回折叠，进一步搅动热水。
作为本发明的一种实施方式，所述推送杆121两侧分别设置一个第一拉簧127，所述第一拉簧127一端连接第一连杆123，所述第一拉簧127另一端连接推送杆121，所述套管122两侧分别设置一个第二拉簧128，所述第二拉簧128一端连接第二连杆125，所述第二拉簧128另一端连接套管122，所述第二连杆125设置有配合第一连杆123滑动的限位圆弧129，工作时，推送杆121收缩时，第一连杆123端头抵住第二连杆125的限位圆弧129转动，这时第一连杆123和第二连杆125一起向外扩展，当第一连杆123端头超出限位圆弧129范围时，在第二拉簧128的作用下使第二连杆125瞬间回收，可以让周围热水发生激烈震荡，第一连杆123沿导向槽124向下运动，推送杆121推送时，第二连杆125位置不变，第一连杆123在第一拉簧127的作用下，第一连杆123沿导向槽124跟随推送杆121向上运动，直到第一连杆123端头完全抵住第二连杆125的限位圆弧129，这样往复运动，使热水在热交换器中充分搅拌。
作为本发明的一种实施方式，所述套管122上端设置一圈第二弧形弹片13，所述推送杆121中间部位周向设置圆弧凸起14，工作时，推送杆121收缩时圆弧凸起131部位将基本壁上一圈第二弧形弹片130向外挤压，推送杆121推送时，第二弧形弹片130恢复，通过第二弧形弹片130的反复运动可以让热水产生搅拌。
工作时，通过转动模块8来控制齿条9滑动，带动U型换热隔板7晃动，U型换热隔板7采用波纹板，在产生晃动时使壳体1内冷、热两种液体发生震荡，增加换热效果，转动板82带动齿轮杆83，间歇性与齿条9啮合，使齿条9来回滑动，利用齿轮杆83两侧与转动板82之间的缓冲弹簧85，使齿轮杆83与齿条9接触瞬间产生的冲击机缓解，减少了齿轮杆83的冲击破坏，增加使用寿命，弹簧拉动第一弧形弹片10，U型换热隔板7晃动带动第一弧形弹片10收缩，使第一弧形弹片10内的冷水向外快速排出或吸入，造成冲击，起到搅拌作用，在U型隔板晃动的情况下压轴114与壳体1之间的弹簧控制压轴114离开第一摆动杆112和第二摆动杆113，使第一摆动杆112和第二摆动杆113可以转动，使冷水得到搅拌，伸缩杆12随U型换热隔板7一起发生运动，增强了热水在壳体1中的搅动，伸缩杆的推送杆121会随着U型换热隔板7的波纹进行来回收缩，使第一连杆123和第二连杆125来回折叠，进一步搅动热水，推送杆121收缩时，第一连杆123端头抵住第二连杆125的限位圆弧129转动，这时第一连杆123和第二连杆125一起向外扩展，第一连杆123与第二连杆125之间夹角逐渐减小，最终使第一连杆123端头从限位圆弧129脱离，在第二拉簧128的作用下使第二连杆125瞬间回收，可以让周围热水发生激烈震荡，第一连杆123沿导向槽124向下运动，推送杆121推送时，第二连杆125位置不变，第一连杆123在第一拉簧127的作用下，第一连杆123沿导向槽124跟随推送杆121向上运动，直到第一连杆123端头完全抵住第二连杆125的限位圆弧129，这样往复运动，使热水在热交换器中充分搅拌，推送杆121收缩时圆弧凸起131部位将基本壁上一圈第二弧形弹片130向外挤压，推送杆121推送时，第二弧形弹片130恢复，通过第二弧形弹片130的反复运动可以让热水产生搅拌。
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。
Claims (8)
1.一种热交换器，包括壳体(1)、右端盖(2)、冷水入口管(3)、热水入口管(4)、冷水出口管(5)、热水出口管(6)、U型换热隔板(7)、转动模块(8)、齿条(9)；其特征在于：所述壳体(1)右上端设置冷水入口管(3)，所述壳体(1)左下端设置冷水出口管(5)，所述右端盖(2)固连在壳体(1)右端，所述壳体(1)和右端盖(2)形成的空腔内设有U型换热隔板(7)，所述U型换热隔板(7)为波纹板，所述U型换热隔板(7)的拐弯处设有热水出口管(6)，所述热水出口管(6)为波纹管，所述热水出口管(6)穿过壳体(1)左端面，所述热水出口管(6)与壳体(1)固定连接，所述右端盖(2)设有热水入口管(4)，所述右端盖(2)设有通孔(21)，所述通孔(21)位于热水入口管(4)上方，所述通孔(21)内固定设置橡胶密封套(22)，所述U型换热隔板(7)一端端面固定连接在右端盖(2)内侧，所述U型换热隔板(7)另一端端面穿过橡胶密封套(22)与齿条(9)固连，所述齿条(9)沿热水入口管(4)轴线方向滑动安装在热水入口管(4)上，所述冷水入口管(3)右侧设置转动模块(8)，所述转动模块(8)控制齿条(9)滑动。
2.根据权利要求1所述的一种热交换器，其特征在于：所述转动模块(8)包括电机(81)、转动板(82)、齿轮杆(83)，所述电机(81)固定安装在壳体(1)上，所述转动板(82)与电机(81)输出轴固连，所述转动板(82)上开设一扇形槽(84)，所述齿轮杆(83)固定安装在扇形槽(84)内，所述齿轮杆(83)两侧与扇形槽(84)之间利用缓冲弹簧(85)支撑。
3.根据权利要求1所述的一种热交换器，其特征在于：所述U型换热隔板(7)的拐弯处对称设有两个第一弧形弹片(10)，所述第一弧形弹片(10)两端固定连接在U型换热隔板(7)外侧，所述第一弧形弹片(10)上设有过液孔(101)，所述第一弧形弹片(10)的弧形凸起利用弹簧与壳体(1)相连。
4.根据权利要求1所述的一种热交换器，其特征在于：所述U型换热隔板(7)的拐弯处对称设置两个摆动模块(11)，所述摆动模块(11)包括套筒(111)、第一摆动杆(112)、第二摆动杆(113)、压轴(114)，所述套筒(111)固定连接在U型换热隔板(7)外侧，所述套筒(111)周向开设第一通槽(115)、第二通槽(116)、第三通槽(117)，所述第一通槽(115)和第二通槽(116)沿套筒(111)轴线对称设置，所述第一摆动杆(112)通过转轴(118)安装在第一通槽(115)中间，所述第二摆动杆(113)通过转轴(118)安装在第二通槽(116)中间，所述转轴(118)上设有扭簧，所述套筒内设有压轴(114)，所述压轴(114)用于推动第一摆动杆(112)与第二摆动杆(113)转动，所述压轴(114)利用弹簧穿过第三通槽(117)和壳体(1)相连。
5.根据权利要求1所述的一种热交换器，其特征在于：所述壳体(1)内设有一组伸缩杆(12)，所述伸缩杆(12)一正一反依次设置在U型换热隔板(7)中间，所述伸缩杆(12)包括推送杆(121)和套管(122)，所述伸缩杆(12)的推送杆(121)滑动连接U型换热隔板(7)一侧，所述伸缩杆(12)的套管(122)固定连接在U型换热隔板(7)的另一侧。
6.根据权利要求5所述的一种热交换器，其特征在于：所述伸缩杆(12)的推送杆(121)两侧分别设置一个第一连杆(123)，所述第一连杆(123)铰接在推送杆(121)上，所述第一连杆(123)上设有导向槽(124)，所述伸缩杆(12)的套管(122)两侧分别设置一个第二连杆(125)，所述第二连杆(125)铰接在套管(122)上，所述第二连杆(125)上设有滑动销(126)，所述滑动销(126)在导向槽(124)中滑动。
7.根据权利要求6所述的一种热交换器，其特征在于：所述推送杆(121)两侧分别设置一个第一拉簧(127)，所述第一拉簧(127)一端连接第一连杆(123)，所述第一拉簧(127)另一端连接推送杆(121)，所述套管(122)两侧分别设置一个第二拉簧(128)，所述第二拉簧(128)一端连接第二连杆(125)，所述第二拉簧(128)另一端连接套管(122)，所述第二连杆(125)设置有配合第一连杆(123)滑动的限位圆弧(129)。
8.根据权利要求5所述的一种热交换器，其特征在于：所述套管(122)上端设置一圈第二弧形弹片(13)，所述推送杆(121)中间部位周向设置圆弧凸起(14)。
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