CN109682233B - 一种精密分散管路高效换热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明装置公开了一种精密分散管路高效换热装置，固定管筒内部套设安装有内换热筒，固定管筒内壁面与内换热筒外壁面形成的环槽空间内均匀相切安装有一定数量的分散管，二次换热轴筒始端部通过固定套安装有轴流风扇，通过电机配合带动整个装置运行，二次换热轴筒内部孔槽中流动有相比空气与降温介质比热系数大的二次换热介质，固定管筒内空腔内流动着冷却空气，冷却空气流向与两侧换热的降温介质流向、二次换热介质流向相反。有益之处：针对精密机械设计一种分散管式管套管的换热装置，根据流动介质比热大小设计三种介质之间逆向对流换热，始终保证三种介质各换热界面的高效换热效率。

Description

一种精密分散管路高效换热装置
技术领域
本发明属于精密器械领域，具体涉及一种精密分散管路高效换热装置。
背景技术
热交换装置是将一种流体的热量传给另一种流体的装置。分为混合式和表面式两种。混合式热交换装置中的传热过程是通过热流体与冷流体的直接混合。混合式凝汽器就是混合热交换装置的一种。表面式热交换装置中热量由一种流体通过固体壁传给另一种流体。换热设备广泛应用于炼油、化工、轻工、制药、机械、食品加工、动力以及原子能工业部门当中，换热装置在精密仪器中的使用主要受装置所占空间限制，使其设计顾此失彼，换热效率不尽人意，加上精密仪器对于换热温度变化非常敏感，对工作温度的稳定性要求非常高，类似于计算机等精密服务器，数据处理情况非常复杂，温度变化比较大，一般的空冷根本解决不了问题，水冷的介入又存在隐患，所以设计一种精密分散管路高效换热装置来解决以上问题。
发明内容
针对以上不足，本发明装置提供了一种精密分散管路高效换热装置。
本发明装置解决其技术问题所采用的技术方案是：该装置主要包括固定管筒（1）、分散管（2）、轴流风扇（11）、降温介质（3），固定管筒（1）为薄壁管件结构，内部套设安装有内换热筒（6），两者之间轴隙内均匀布置有分散管（2），相邻分散管（2）之间的轴隙内固定设置有内导热栅板（22），内换热筒（6）内部中心套设安装有二次换热轴筒（8），二次换热轴筒（8）与内换热筒（6）之间设置有外导热栅板（23），固定管筒（1）靠近轴流风扇（11）端固定焊接在电机筒（12）壁面上，电机筒（12）内部设置有安装孔（12-2），安装孔（12-2）内通过电机固定板（13-1）螺栓连接固定有电机（13），电机（13）内端连接有电机轴（18），电机轴（18）内端连接有连接轴（19），连接轴（19）外端面安装有轴流风扇（11）；连接轴（19）内部设置有插孔（19-1），二次换热轴筒（8）通过滑动轴承（20）安装在插孔（19-1）内，并通过内轴承挡板（19-3）固定，轴流风扇（11）安装在连接轴（19）外端面设置的滚动轴承上（21），并通过连接轴（19）缘部设置的外轴承挡板（19-2）固定；每根分散管（2）流出端、流入端均设置有过渡接头（14），过渡接头（14）呈圆弧状，过渡接头（14）安装固定在固定管筒（1）上对应设置的切口的外延孔（1-1）内；固定管筒（1）后端部安装有后端盖（17），后端盖（17）端面设置有栅板（17-1），栅板（17-1）之间连接有栅肋板（17-2），电机筒（12）内部设置的安装孔（12-2）为六边形结构，电机筒（12）在电机（13）与轴流风扇（11）之间位置处均匀设置有交换孔（12-1），二次换热轴筒（8）靠近轴流风扇（11）位置连接有“T”型的二次换热介质入口端（15），二次换热轴筒（8）靠近后端盖（17）位置设置有“T”型的二次换热介质出口端（16），二次换热介质入口端（15）、二次换热介质出口端（16）均通过固定管筒（1）上设置的孔槽穿出，其尾端部均设置成螺纹端（15-1）。
另外，轴流风扇（11）安装为吸流风扇，固定管筒（1）内空腔内流动着冷却空气（7），冷却空气流向（4）与两侧换热的降温介质流向（5）、二次换热介质流向（10）相反。
特别的，二次换热轴筒（8）内部孔槽中流动有相比空气与降温介质（3）比热系数大的二次换热介质（9）。
为保证冷却空气（7）导向作用，每根分散管（2）流出端的过渡接头（14）的远端距离轴流风扇（11）一定距离轴流间隙（24）D，保证冷却空气（7）低阻力穿过。
工作原理：装置固定管筒（1）起到整个装置的固定安装作用，其内部套设安装有内换热筒（6），固定管筒（1）内壁面与内换热筒（6）外壁面形成的轴环槽空间内均匀相切安装有一定数量的分散管（2），分散管（2）内流动降温介质（3），降温介质（3）按照降温介质流向（5）进行流动，经过热传导将热量传导到分散管管壁，这时一部分热量通过分散管（2）管壁与内换热筒（6）相切接触进行热传导，另一部分通过空气传到外导热栅板（23）上，外导热栅板（23）与内换热筒（6）进行热传导，内换热筒（6）内部由于轴流风扇（11）的作用吸入外界冷却空气在管道内反向流动，此时正好带走圆形内换热筒壁面上传导下来的热量，由于随着降温介质（3）的温度升高，两种介质之间温差降低，冷却空气的对流效果减弱，这时冷却空气（7）与二次换热轴筒（8）内的大比热的反向二次换热介质产生对流换热，又带走温度较高的冷却空气热量，从而使得内换热筒壁面与分散管壁面的对流换热效果提升，持续提高整个装置的换热性能。
轴流风扇（11）安装为吸流风扇，外界冷却气流换热之后通过安装孔（12-2）流出，对流换热之后流体通过固定管筒（1）尾端的后端盖（17）上的栅板（17-1）排除。
连接轴（19）内部设置有插孔（19-1），二次换热轴筒（8）通过滑动轴承（20）安装在插孔（19-1）内，并通过内轴承挡板（19-3）固定，轴流风扇（11）安装在连接轴（19）外端面设置的滚动轴承上（21），并通过连接轴（19）缘部设置的外轴承挡板（19-2）固定，电机带动连接轴转动，通过滑动轴承（20），保证二次换热轴筒（8）固定不动，连接轴（19）外端面通过滚动轴承上（21）带动轴流风扇（11）转动，使得整个装置得以运行。
另外，为保证冷却空气（7）导向作用，每根分散管（2）流出端的过渡接头（14）的远端距离轴流风扇（11）一定距离轴流间隙（24）D，保证冷却空气（7）带走热量之后低阻力穿过，最后通过交换孔（12-1）流出。
为了进一步增大换热效率、换热面积，内换热筒（6）内部、固定管筒（1）内表面固定安装导热性能比较好的内导热栅板（22）和外导热栅板（23），增大冷却空气与管壁的对流面积和换热效率。
本发明装置所提供的技术方案有益之处：针对精密机械设计一种分散管式管套管的换热装置，内设对流风扇以及参与换热的二次换热轴筒，配合栅板式高换热面积，根据流动介质比热大小设计三种介质之间逆向对流换热，始终保证三种介质各换热界面的高效换热效率，持续提高整个装置的换热性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明装置进一步说明。
图1是本发明一种精密分散管路高效换热装置的主剖视图；
图2是本发明一种精密分散管路高效换热装置的A-A剖视图；
图3是本发明一种精密分散管路高效换热装置的局部视图；
图4是本发明一种精密分散管路高效换热装置的B向视图；
图5是本发明一种精密分散管路高效换热装置的固定管筒与电机筒安装截面视图。
1.固定管筒，1-1.外延孔，2.分散管，3. 降温介质，4.冷却空气流向，5. 降温介质流向，6. 内换热筒，7.冷却空气，8. 二次换热轴筒，9. 二次换热介质，10. 二次换热介质流向，11. 轴流风扇，12. 电机筒，12-1.交换孔，12-2.安装孔，13. 电机，13-1.电机固定板，14.过渡接头,15.二次换热介质入口端，15-1.螺纹端，16.二次换热介质出口端，17.后端盖，17-1.栅板，17-2.栅肋板，18.电机轴，19.连接轴，19-1.插孔，19-2.外轴承挡板，19-3.内轴承挡板，20.滑动轴承，21.滚动轴承，22.内导热栅板，23.外导热栅板，24.轴流间隙。
具体实施方式
如图1-5所示，该装置主要包括固定管筒（1）、分散管（2）、轴流风扇（11）、降温介质（3），固定管筒（1）为薄壁管件结构，内部套设安装有内换热筒（6），两者之间轴隙内均匀布置有分散管（2），相邻分散管（2）之间的轴隙内固定设置有内导热栅板（22），内换热筒（6）内部中心套设安装有二次换热轴筒（8），二次换热轴筒（8）与内换热筒（6）之间设置有外导热栅板（23），固定管筒（1）靠近轴流风扇（11）端固定焊接在电机筒（12）壁面上，电机筒（12）内部设置有安装孔（12-2），安装孔（12-2）内通过电机固定板（13-1）螺栓连接固定有电机（13），电机（13）内端连接有电机轴（18），电机轴（18）内端连接有连接轴（19），连接轴（19）外端面安装有轴流风扇（11）；连接轴（19）内部设置有插孔（19-1），二次换热轴筒（8）通过滑动轴承（20）安装在插孔（19-1）内，并通过内轴承挡板（19-3）固定，轴流风扇（11）安装在连接轴（19）外端面设置的滚动轴承上（21），并通过连接轴（19）缘部设置的外轴承挡板（19-2）固定；每根分散管（2）流出端、流入端均设置有过渡接头（14），过渡接头（14）呈圆弧状，过渡接头（14）安装固定在固定管筒（1）上对应设置的切口的外延孔（1-1）内；固定管筒（1）后端部安装有后端盖（17），后端盖（17）端面设置有栅板（17-1），栅板（17-1）之间连接有栅肋板（17-2），电机筒（12）内部设置的安装孔（12-2）为六边形结构，电机筒（12）在电机（13）与轴流风扇（11）之间位置处均匀设置有交换孔（12-1），二次换热轴筒（8）靠近轴流风扇（11）位置连接有“T”型的二次换热介质入口端（15），二次换热轴筒（8）靠近后端盖（17）位置设置有“T”型的二次换热介质出口端（16），二次换热介质入口端（15）、二次换热介质出口端（16）均通过固定管筒（1）上设置的孔槽穿出，其尾端部均设置成螺纹端（15-1），进行外界连接件的密封安装。
另外，轴流风扇（11）安装为吸流风扇，固定管筒（1）内空腔内流动着冷却空气（7），冷却空气流向（4）与两侧换热的降温介质流向（5）、二次换热介质流向（10）相反。
特别的，二次换热轴筒（8）内部孔槽中流动有相比空气与降温介质（3）比热系数大的二次换热介质（9）。
为保证冷却空气（7）导向作用，每根分散管（2）流出端的过渡接头（14）的远端距离轴流风扇（11）一定距离轴流间隙（24）D，保证冷却空气（7）带走热量之后低阻力穿过。

Claims (6)

1.一种精密分散管路高效换热装置，主要包括固定管筒（1）、分散管（2）、轴流风扇（11）、降温介质（3），固定管筒（1）为薄壁管件结构，内部套设安装有内换热筒（6），两者之间轴隙内均匀布置有分散管（2），相邻分散管（2）之间的轴隙内固定设置有内导热栅板（22），内换热筒（6）内部中心套设安装有二次换热轴筒（8），二次换热轴筒（8）与内换热筒（6）之间设置有外导热栅板（23），固定管筒（1）靠近轴流风扇（11）端固定焊接在电机筒（12）壁面上，电机筒（12）内部设置有安装孔（12-2），安装孔（12-2）内通过电机固定板（13-1）螺栓连接固定有电机（13），电机（13）内端连接有电机轴（18），电机轴（18）内端连接有连接轴（19），连接轴（19）外端面安装有轴流风扇（11）；所述连接轴（19）内部设置有插孔（19-1），二次换热轴筒（8）通过滑动轴承（20）安装在插孔（19-1）内，并通过内轴承挡板（19-3）固定，轴流风扇（11）安装在连接轴（19）外端面设置的滚动轴承上（21），并通过连接轴（19）缘部设置的外轴承挡板（19-2）固定；所述二次换热轴筒（8）内部孔槽中流动有相比空气与降温介质（3）比热系数大的二次换热介质（9）；
其中，所述轴流风扇（11）安装为吸流风扇，固定管筒（1）内空腔内流动着冷却空气（7），冷却空气流向（4）与两侧换热的降温介质流向（5）、二次换热介质流向（10）相反。
2.根据权利要求1的一种精密分散管路高效换热装置，其特征在于：每根所述分散管（2）流出端、流入端均设置有过渡接头（14），过渡接头（14）呈圆弧状，过渡接头（14）安装固定在固定管筒（1）上对应设置的切口式外延孔（1-1）内。
3.根据权利要求1的一种精密分散管路高效换热装置，其特征在于：所述固定管筒（1）后端部安装有后端盖（17），后端盖（17）端面设置有栅板（17-1），栅板（17-1）之间连接有栅肋板（17-2）。
4.根据权利要求1的一种精密分散管路高效换热装置，其特征在于：所述电机筒（12）内部设置的安装孔（12-2）为六边形结构，电机筒（12）在电机（13）与轴流风扇（11）之间位置处均匀设置有交换孔（12-1）。
5.根据权利要求1的一种精密分散管路高效换热装置，其特征在于：所述二次换热轴筒（8）靠近轴流风扇（11）位置连接有“T”型的二次换热介质入口端（15），二次换热轴筒（8）靠近后端盖（17）位置设置有“T”型的二次换热介质出口端（16），二次换热介质入口端（15）、二次换热介质出口端（16）均通过固定管筒（1）上设置的孔槽穿出，其尾端部均设置成螺纹端（15-1）。
6.根据权利要求2的一种精密分散管路高效换热装置，其特征在于：每根所述分散管（2）流出端的过渡接头（14）的远端距离轴流风扇（11）一定距离轴流间隙（24）D。
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