一种换热器及其内螺纹铜管
技术领域
本发明属于化工换热技术领域,具体涉及一种换热器及其内螺纹铜管。
背景技术
换热器是进行热量传递的工艺设备,其在炼油、石化工业及其他一般化学工业中被广泛应用;例如冷却、冷凝、加热、蒸发和废热回收等。换热器由于使用条件的多样性(腐蚀性、温度、压力、介质、杂质、热交换量等),也需要有合理的结构及形式;列管式换热器(管壳式换热器)是目前应用最广泛的传热设备之一,其将两种液体进行热交换的方式为:一种液体流过壳体内、换热管外,另一种液体流过换热管内,换热管内外进行热交换,从而实现其功能;现有技术中的换热器热交换效率低,管程的流体温度分布不均、壳程流体与管程流体的热交换面积低。
发明内容
本发明为了解决换热器热交换效率低,管程的流体温度分布不均、壳程流体与管程流体的热量交换效率低的问题,本发明提供一种换热器及其内螺纹铜管。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种内螺纹铜管,所述管体外下侧设有液压缸,液压缸活塞端部与管体外下表面固定连接,管体内侧均匀设有若干个倒锥形的窄一号通槽,一号通槽内设有锥形的一号板。锥形的一号通槽内装配有锥形的一号板,一号通槽两端通过限位块将一号板两端固定,防止一号板从一号通槽两侧滑出;管体内两侧的均匀排布的一号板使流体流过管体时,流体在管体内做杂乱无章的运动,使管体内流体温度分布均匀,流体在管体内快速运动,减少了污垢在管体内壁上聚集;且内螺纹铜管为弧形,减少了内螺纹铜管的横截面积,在流入管体内的流体流量不变的情况下,管体内的流体的流速增加,使管体内流体温度变化后的流体能迅速从管程流体出口流出,新的流体从管程流体进口进入管体内,增加壳程流体温度变化速度,提高了壳程流体与管程流体的热量交换效率;当壳程流体冲击管体下表面时,使管体向内凹,液压缸伸长,当壳程流体不冲击管体下表面时,使管体向外恢复到原始位置,液压缸收缩,通过管体的内凹和恢复,去除了管体内表面的污垢。
优选的,所述管体外上表面均匀设有若干个弧形的二号通槽,二号通槽位于管体内上侧一号板的一侧;所述一号板为Y型,一号板V型一端可发生微量的开合,一号板下侧设有若干个空腔;所述空腔一侧设有二号孔,空腔通过二号孔与一侧的二号通槽连通,空腔与一号通槽内一号板V型一端连通。当壳程流体冲击二号通槽时,二号通槽周围壳程流体增多,壳程流体通过二号孔和空腔进入一号通槽,壳程流体冲击一号板V型端中间位置,使一号板V型端略微合拢,一号板微微挤出一号通槽,增加了一号板的与管体内流体的接触面积,使进入空腔和一号通槽内的壳程流体温度交换速率增加,提高了管体周围壳程流体与管程流体的热交换效率;当壳程流体不冲击二号通槽时,一号板V型端两侧壁挤压一号通槽侧壁,使一号板V型端扩张到初始大小,挤压一号通槽和空腔中的壳程流体,使发生热交换后的壳程流体冲出二号通槽,新一批的壳程流体进入空腔,增加了壳程流体与管程流体间的热交换面积,提高了壳程流体与管程流体的热交换效率;当一号板受壳程流体挤压向一号通槽外伸出时,一号板与一号通槽侧壁摩擦,去除了一号板上的污垢。
优选的,所述一号板一端固定设有若干个气囊。管程流体流速大,管程流体流动挤压冲击气囊,使气囊在管体内摆动,且流体撞到气囊上,改变了流体的流动方向,提高了管程流体的搅拌效率,使管体内流体温度分布均匀;气囊摆动搅拌了管程流体,进一步提高了管程流体的搅拌效率,使管体内流体温度分布均匀。
优选的,所述管体上下两侧的一号板交错布置,一号板内设有若干个一号孔;所述气囊通过一号孔与一号通槽下侧连通。空腔中的壳程流体通过一号孔进入气囊,使气囊胀大,气囊中的壳程流体与管程流体进行热量交换,增加了壳程流体与管程流体的热交换面积,提高了壳程流体与管程流体的热交换效率;当气囊胀大时,气囊伸入对面一侧的两个一号板之间,气囊胀大在管程流体流速的带动下撞击相邻的一号板,一号气囊与一号板摩擦撞击去除了一号板上的污垢。
优选的,所述二号通槽上设有三号孔,管体顶端两个二号通槽间没有三号孔为锥形孔;所述二号通槽间通过三号孔连通,管体顶端以两个二号通槽为中心两侧的三号孔间连成倒锥形。当一侧壳程流体增多挤压管体正顶端两个二号通槽,若没有三号孔,二号通槽中的壳程流体挤压二号通槽,管体左右两侧会向上翘起;当一侧壳程流体增多挤压管体正顶端两个二号通槽,管体正顶端的两个二号通槽中的气体通过三号孔进入两侧的二号通槽,避免了二号通槽发生变形、损害管体,增加了管体的使用寿命;且管体正顶端的两个二号通槽中的气体通过三号孔进入两侧的二号通槽,使壳程流体均匀的分布在管体周围,增加了壳程流体与管程流体的热交换面积。
优选的,所述一号通槽出口端为弧形;所述气囊两侧设有金属薄片,金属薄片一端与气囊固定连接,金属薄片另一端插入一号通槽的弧形面与一号板中间。当壳程流体冲击二号通槽时,壳程流体进入气囊,气囊胀大,当壳程流体不冲击二号通槽时,气囊中的壳程流体流出,气囊变小,气囊在胀大和收缩的过程中带动金属薄片运动,金属薄片运动搅拌管程流体,提高了管程流体的搅拌效率,使管程流体温度分布更加均匀;且金属薄片带动金属薄片与一号板间的管程流体拍打冲击管体内壁,冲刷了管体内壁上的污垢;气囊收缩和胀大带动金属薄片下端沿着一号通槽上的弧形面滑动,使金属薄片刮去一号通槽的弧形面和一号板上的污垢。
本发明所述的一种换热器,包括壳体、封头、管板、内螺纹铜管、管程流体出口、管程流体进口、管程挡板、壳程流体出口和壳程流体进口;所述的内螺纹铜管的两端分别设有管板,内螺纹铜管的两端与管板紧密结合无间隙,在管板上内螺纹铜管的安装位置开有使内螺纹铜管两端开放的圆孔,所述的壳体两端连接在管板上,位于内螺纹铜管的外侧,在两端的管板上分别安装有封头;管程流体出口、管程流体进口安装于封头上;壳程流体出口、壳程流体进口安装于壳体上,两端封头内的空间通过内螺纹铜管连通,并通过在封头内安装若干个管程挡板形成多管程;还包括热敏滑动套和壳程折流挡板;所述壳程折流挡板与壳体内壁滑动连接,壳程折流挡板由圆形板切去一个弓形制成,壳程流体挡板上开有与内螺纹铜管数相等的直径略大于内螺纹铜管外径的小孔,内螺纹铜管从小孔中穿过,壳程折流挡板与内螺纹铜管垂直,相邻两块壳程折流挡板交错安装;所述热敏滑动套受热膨胀,位于同一所述壳程折流挡板上的热敏滑动套感受热的能力相同,热流体从进口到出口的水平方向上壳程折流挡板上的热敏滑动套感受热的能力越来越灵敏。一种液体从管程流体进口进入,经与管程进流腔连通的换热管群流入至封头,再经与管程出流腔连通的换热管群、管程流体出口流出;另一种液体从壳程流体进口入,流经管箱内部后从壳程流体出口流出,两种液体通过换热管的管壁进行热交换,结构合理,换热高效;壳程流体从壳程流体进口进入壳体内时壳程流体向壳程流体水平流动方向挤压壳程折流挡板,使壳程折流挡板向壳程流体水平流动方向滑动,搅拌了壳程流体,使壳体内壳程流体温度分布均匀,增加了壳程流体与管程流体的热交换面积,提高了换热器的热交换率;热流体从进口到出口的水平方向上温度逐渐降低,同一壳程折流挡板上的热敏滑动套温度高的一侧热敏滑动套膨胀翘起,同一壳程折流挡板上的热敏滑动套温度低的一侧热敏滑动套无变化,使热敏滑动套温度低的一侧将壳程折流挡板与内螺纹铜管卡住,当壳程流体冲击壳程折流挡板时,热敏滑动套温度低的一侧将壳程折流挡板与内螺纹铜管卡住,避免了壳程折流挡板滑动到壳程流体出口端一侧的壳体侧壁。
本发明的有益效果如下:
1.本发明所述的一种换热器及其内螺纹铜管,通过壳程流体与热敏滑动套对壳程折流挡板限制,使壳程折流挡板在壳体内滑动,搅拌了壳程流体,使壳程流体的温度分布均匀,热敏滑动套避免了壳程折流挡板滑动到壳程流体出口端一侧的壳体侧壁。
2.本发明所述的一种换热器及其内螺纹铜管,空腔中的壳程流体通过一号孔进入气囊,使气囊胀大,气囊中的壳程流体与管程流体进行热量交换,增加了壳程流体与管程流体的热交换面积,提高了壳程流体与管程流体的热交换效率。
3.本发明所述的一种换热器及其内螺纹铜管,通过气囊与金属薄片的配合,金属薄片运动搅拌管程流体,提高了管程流体的搅拌效率,使管程流体温度分布更加均匀;且金属薄片带动金属薄片与一号板间的管程流体拍打冲击管体内壁,冲刷了管体内壁上的污垢。
附图说明
图1是本发明的主视图;
图2是图1中C-C处的剖视图;
图3是图2中A处的局部放大图;
图4是图1中B处的局部放大图;
图中:管体1、液压缸2、一号通槽3、一号板4、空腔6、二号孔7、气囊8、一号孔9、三号孔10、金属薄片11、壳体12、封头13、管板14、内螺纹铜管15、管程流体出口16、管程流体进口17、管程挡板18、壳程流体出口19、壳程流体进口20、壳程折流挡板21、热敏滑动套22。
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4所示,本发明所述的一种内螺纹铜管,包括管体1,所述管体1外下侧设有液压缸2,液压缸2活塞端部与管体1外下表面固定连接,管体1内侧均匀设有若干个倒锥形的窄一号通槽3,一号通槽3内设有锥形的一号板4。锥形的一号通槽3内装配有锥形的一号板4,一号通槽3两端通过限位块将一号板4两端固定,防止一号板4从一号通槽3两侧滑出;管体1内两侧的均匀排布的一号板4使流体流过管体1时,流体在管体1内做杂乱无章的运动,使管体1内流体温度分布均匀,流体在管体1内快速运动,减少了污垢在管体1内壁上聚集;且内螺纹铜管15为弧形,减少了内螺纹铜管15的横截面积,在流入管体1内的流体流量不变的情况下,管体1内的流体的流速增加,使管体1内流体温度变化后的流体能迅速从管程流体出口16流出,新的流体从管程流体进口17进入管体1内,增加壳程流体温度变化速度,提高了壳程流体与管程流体的交换效率;当壳程流体冲击管体1下表面时,使管体1向内凹,液压缸2伸长,当壳程流体不冲击管体1下表面时,使管体1向外恢复到原始位置,液压缸2收缩,通过管体1的内凹和恢复,去除了管体1内表面的污垢。
作为本发明的一种实施方式,所述管体1外上表面均匀设有若干个弧形的二号通槽5,二号通槽5位于管体1内上侧一号板4的一侧;所述一号板4为Y型,一号板4V型一端可发生微量的开合,一号板4下侧设有若干个空腔6;所述空腔6一侧设有二号孔7,空腔6通过二号孔7与一侧的二号通槽5连通,空腔6与一号通槽3内一号板4V型一端连通。当壳程流体冲击二号通槽5时,二号通槽5周围壳程流体增多,壳程流体通过二号孔7和空腔6进入一号通槽3,壳程流体冲击一号板4V型端中间位置,使一号板4V型端略微合拢,一号板4微微挤出一号通槽3,增加了一号板4的与管体1内流体的接触面积,使进入空腔6和一号通槽3内的壳程流体温度交换速率增加,提高了管体1周围壳程流体与管程流体的热交换效率;当壳程流体不冲击二号通槽5时,一号板4V型端两侧壁挤压一号通槽3侧壁,使一号板4V型端扩张到初始大小,挤压一号通槽3和空腔6中的壳程流体,使发生热交换后的壳程流体冲出二号通槽5,新一批的壳程流体进入空腔6,增加了壳程流体与管程流体间的热交换面积,提高了壳程流体与管程流体的热交换效率;当一号板4受壳程流体挤压向一号通槽3外伸出时,一号板4与一号通槽3侧壁摩擦,去除了一号板4上的污垢。
作为本发明的一种实施方式,所述一号板4一端固定设有若干个气囊8。管程流体流速大,管程流体流动挤压冲击气囊8,使气囊8在管体1内摆动,且流体撞到气囊8上,改变了流体的流动方向,提高了管程流体的搅拌效率,使管体1内流体温度分布均匀;气囊8摆动搅拌了管程流体,进一步提高了管程流体的搅拌效率,使管体1内流体温度分布均匀。
作为本发明的一种实施方式,所述管体1上下两侧的一号板4交错布置,一号板4内设有若干个一号孔9;所述气囊8通过一号孔9与一号通槽3下侧连通。空腔6中的壳程流体通过一号孔9进入气囊8,使气囊8胀大,气囊8中的壳程流体与管程流体进行热量交换,增加了壳程流体与管程流体的热交换面积,提高了壳程流体与管程流体的热交换效率;当气囊8胀大时,气囊8伸入对面一侧的两个一号板4之间,气囊8胀大在管程流体流速的带动下撞击相邻的一号板4,一号气囊8与一号板4摩擦撞击去除了一号板4上的污垢。
作为本发明的一种实施方式,所述二号通槽5上设有三号孔10,管体1顶端两个二号通槽5间没有三号孔10为锥形孔;所述二号通槽5间通过三号孔10连通,管体1顶端以两个二号通槽5为中心两侧的三号孔10间连成倒锥形。当一侧壳程流体增多挤压管体1正顶端两个二号通槽5,若没有三号孔10,二号通槽5中的壳程流体挤压二号通槽5,管体1左右两侧会向上翘起;当一侧壳程流体增多挤压管体1正顶端两个二号通槽5,管体1正顶端的两个二号通槽5中的气体通过三号孔10进入两侧的二号通槽5,避免了二号通槽5发生变形、损害管体1,增加了管体1的使用寿命;且管体1正顶端的两个二号通槽5中的气体通过三号孔10进入两侧的二号通槽5,使壳程流体均匀的分布在管体1周围,增加了壳程流体与管程流体的热交换面积。
作为本发明的一种实施方式,所述一号通槽3出口端为弧形;所述气囊8两侧设有金属薄片11,金属薄片11一端与气囊8固定连接,金属薄片11另一端插入一号通槽3的弧形面与一号板4中间。当壳程流体冲击二号通槽5时,壳程流体进入气囊8,气囊8胀大,当壳程流体不冲击二号通槽5时,气囊8中的壳程流体流出,气囊8变小,气囊8在胀大和收缩的过程中带动金属薄片11运动,金属薄片11运动搅拌管程流体,提高了管程流体的搅拌效率,使管程流体温度分布更加均匀;且金属薄片11带动金属薄片11与一号板4间的管程流体拍打管体1内壁,冲刷了管体1内壁上的污垢;气囊8收缩和胀大带动金属薄片11下端沿着一号通槽3上的弧形面滑动,使金属薄片11刮去一号通槽3的弧形面和一号板4上的污垢。
本发明所述的一种换热器,包括壳体12、封头13、管板14、内螺纹铜管15、管程流体出口16、管程流体进口17、管程挡板18、壳程流体出口19和壳程流体进口20;所述的内螺纹铜管15的两端分别设有管板14,内螺纹铜管15的两端与管板14紧密结合无间隙,在管板14上内螺纹铜管15的安装位置开有使内螺纹铜管15两端开放的圆孔,所述的壳体12两端连接在管板14上,位于内螺纹铜管15的外侧,在两端的管板14上分别安装有封头13;管程流体出口16、管程流体进口17安装于封头13上;壳程流体出口19、壳程流体进口20安装于壳体12上,两端封头13内的空间通过内螺纹铜管15连通,并通过在封头13内安装若干个管程挡板18形成多管程;还包括热敏滑动套22和壳程折流挡板21;所述壳程折流挡板21与壳体12内壁滑动连接,壳程折流挡板21由圆形板切去一个弓形制成,壳程流体挡板上开有与内螺纹铜管15数相等的直径略大于内螺纹铜管15外径的小孔,内螺纹铜管15从小孔中穿过,壳程折流挡板21与内螺纹铜管15垂直,相邻两块壳程折流挡板21交错安装;所述热敏滑动套22受热膨胀,位于同一所述壳程折流挡板21上的热敏滑动套22感受热的能力相同,热流体从进口到出口的水平方向上壳程折流挡板21上的热敏滑动套22感受热的能力越来越灵敏。工作时,一种液体从管程流体进口17进入,经与管程进流腔连通的换热管群流入至封头13,再经与管程出流腔连通的换热管群、管程流体出口16流出;另一种液体从壳程流体进口20入,流经管箱内部后从壳程流体出口19流出,两种液体通过换热管的管壁进行热交换,结构合理,换热高效;壳程流体从壳程流体进口20进入壳体12内时壳程流体向壳程流体水平流动方向挤压壳程折流挡板21,使壳程折流挡板21向壳程流体水平流动方向滑动,搅拌了壳程流体,使壳体12内壳程流体温度分布均匀,增加了壳程流体与管程流体的热交换面积,提高了换热器的热交换率;热流体从进口到出口的水平方向上温度逐渐降低,同一壳程折流挡板21上的热敏滑动套22温度高的一侧热敏滑动套22膨胀翘起,同一壳程折流挡板21上的热敏滑动套22温度低的一侧热敏滑动套22无变化,使热敏滑动套22温度低的一侧将壳程折流挡板21与内螺纹铜管15卡住,当壳程流体冲击壳程折流挡板21时,热敏滑动套22温度低的一侧将壳程折流挡板21与内螺纹铜管15卡住,避免了壳程折流挡板21滑动到壳程流体出口19端一侧的壳体12侧壁。
工作时,锥形的一号通槽3内装配有锥形的一号板4,一号通槽3两端通过限位块将一号板4两端固定,防止一号板4从一号通槽3两侧滑出;管体1内两侧的均匀排布的一号板4使流体流过管体1时,流体在管体1内做杂乱无章的运动,使管体1内流体温度分布均匀,流体在管体1内快速运动,减少了污垢在管体1内壁上聚集;且内螺纹铜管15为弧形,减少了内螺纹铜管15的横截面积,在流入管体1内的流体流量不变的情况下,管体1内的流体的流速增加,使管体1内流体温度变化后的流体能迅速从管程流体出口16流出,新的流体从管程流体进口17进入管体1内,增加壳程流体温度变化速度,提高了壳程流体与管程流体的交换效率;当壳程流体冲击管体1下表面时,使管体1向内凹,液压缸2伸长,当壳程流体不冲击管体1下表面时,使管体1向外恢复到原始位置,液压缸2收缩,通过管体1的内凹和恢复,去除了管体1内表面的污垢;当壳程流体冲击二号通槽5时,二号通槽5周围壳程流体增多,壳程流体通过二号孔7和空腔6进入一号通槽3,壳程流体冲击一号板4V型端中间位置,使一号板4V型端略微合拢,一号板4微微挤出一号通槽3,增加了一号板4的与管体1内流体的接触面积,使进入空腔6和一号通槽3内的壳程流体温度交换速率增加,提高了管体1周围壳程流体与管程流体的热交换效率;当壳程流体不冲击二号通槽5时,一号板4V型端两侧壁挤压一号通槽3侧壁,使一号板4V型端扩张到初始大小,挤压一号通槽3和空腔6中的壳程流体,使发生热交换后的壳程流体冲出二号通槽5,新一批的壳程流体进入空腔6,增加了壳程流体与管程流体间的热交换面积,提高了壳程流体与管程流体的热交换效率;当一号板4受壳程流体挤压向一号通槽3外伸出时,一号板4与一号通槽3侧壁摩擦,去除了一号板4上的污垢;管程流体流速大,管程流体流动挤压冲击气囊8,使气囊8在管体1内摆动,且流体撞到气囊8上,改变了流体的流动方向,提高了管程流体的搅拌效率,使管体1内流体温度分布均匀;气囊8摆动搅拌了管程流体,进一步提高了管程流体的搅拌效率,使管体1内流体温度分布均匀;空腔6中的壳程流体通过一号孔9进入气囊8,使气囊8胀大,气囊8中的壳程流体与管程流体进行热量交换,增加了壳程流体与管程流体的热交换面积,提高了壳程流体与管程流体的热交换效率;当气囊8胀大时,气囊8伸入对面一侧的两个一号板4之间,气囊8胀大在管程流体流速的带动下撞击相邻的一号板4,一号气囊8与一号板4摩擦撞击去除了一号板4上的污垢;当一侧壳程流体增多挤压管体1正顶端两个二号通槽5,若没有三号孔10,二号通槽5中的壳程流体挤压二号通槽5,管体1左右两侧会向上翘起;当一侧壳程流体增多挤压管体1正顶端两个二号通槽5,管体1正顶端的两个二号通槽5中的气体通过三号孔10进入两侧的二号通槽5,避免了二号通槽5发生变形、损害管体1,增加了管体1的使用寿命;且管体1正顶端的两个二号通槽5中的气体通过三号孔10进入两侧的二号通槽5,使壳程流体均匀的分布在管体1周围,增加了壳程流体与管程流体的热交换面积;当壳程流体冲击二号通槽5时,壳程流体进入气囊8,气囊8胀大,当壳程流体不冲击二号通槽5时,气囊8中的壳程流体流出,气囊8变小,气囊8在胀大和收缩的过程中带动金属薄片11运动,金属薄片11运动搅拌管程流体,提高了管程流体的搅拌效率,使管程流体温度分布更加均匀;且金属薄片11带动金属薄片11与一号板4间的管程流体拍打冲击管体1内壁,冲刷了管体1内壁上的污垢。
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。