CN109883239A - 一种高温冷却器管程分水/汇水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冷却器技术领域，尤其涉及一种高温冷却器管程分水/汇水装置。该装置包括圆形水腔、座法兰、密封法兰和连接管，其中，圆形水腔具有中空腔体，该圆形水腔的前端面上设有进水孔，在圆形水腔的周向和底端面上均设有多个与换热管连接的管接口，座法兰的一端插入高温冷却器的壳体的开孔内，密封法兰、座法兰和开孔之间均同轴设置，连接管的一端与圆形水腔连接，并通过进水孔与中空腔体连通，另一端穿过座法兰和密封法兰的内孔，且伸出高温冷却器的壳体外侧与壳体外侧的供水管道连接。该高装置在不影响高温冷却器高效换热的情况下实现冷却水的输运，而且结构简单，占用空间小，不影响高温冷却器的换热管的结构设计。

Description

一种高温冷却器管程分水/汇水装置

技术领域

本发明涉及冷却器技术领域，尤其涉及一种高温冷却器管程分水/汇水装置。

背景技术

高温冷却器是电弧风洞中最重要的热交换系统。常规工业标准管壳式换热器通常采用在冷却器壳体两端增加封头和隔板的方式进行冷流体(如水等)的进出口设计，冷却流体与热流体采用管板分隔，但是对于大尺度高温气体冷却器而言，这种设计型式并不适用。主要原因有：一是电弧风洞高温冷却器的进口与风洞扩压器出口相通，出口与真空系统相连通，除需要具备换热功能外，还兼具流体通道的作用，因此，两端封头与隔板设计型式并不能满足实际需要。二是通常采用气体横掠管束方式，壳体内部的换热管不是同一规格，很难用封头与隔板型式实现冷却流体的输运；三是电弧风洞高温气体最高焓值可达到30MJ/kg(温度可超过6000K)，各级不同规格的管束采用U型连接时，为防止冷却流体压降过大引起管束过热，换热管所需的冷却水流量是不同的；四是电弧风洞运行工况多变，冷却水流的进出壳体密封结构设计不合理，易引起冷却水泄漏。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的提供一种高温冷却器管程分水/汇水装置，以至少解决上述的一个问题。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明提供了一种高温冷却器管程分水/汇水装置，包括：

圆形水腔，具有中空腔体，圆形水腔的前端面上设有进水孔，圆形水腔的周向和底端面上均设有多个与换热管连接的管接口，管接口与中空腔体连通；

座法兰，其一端插入高温冷却器的壳体的开孔内，且与开孔同轴设置；

密封法兰，其与座法兰同轴设置，且一端紧贴座法兰；

连接管，其一端与圆形水腔连接，并通过进水孔与中空腔体连通，另一端穿过座法兰和密封法兰的内孔，且伸出高温冷却器的壳体外侧与供水管道连接。

优选地，连接管通过锁紧螺母与圆形水腔连接。

优选地，连接管的一端面与圆形水腔的前端面之间设有第一密封圈。

优选地，还包括压紧法兰，压紧法兰与密封法兰同轴设置，且一端紧贴密封法兰，压紧法兰、密封法兰和座法兰通过螺栓轴向固定。

优选地，密封法兰的内孔壁与连接管的外侧壁之间设有第二密封圈。

优选地，密封法兰与座法兰之间设有第三密封圈。

优选地，连接管伸出冷却器的壳体外侧的一端设有螺纹法兰，螺纹法兰与连接管螺纹连接，连接管通过螺纹法兰与供水管道连接。

优选地，螺纹法兰的内孔为阶梯孔，连接管的端面抵在阶梯孔的阶梯面上。

优选地，连接管的端面与阶梯面之间设有第四密封圈。

优选地，连接管与圆形水腔连接的一端的外侧具有环形凸起；

锁紧螺母的一端的孔径大于环形凸起的直径，与圆形水腔螺纹连接，另一端的孔径小于环形凸起的直径，以抵住环形凸起。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的高温冷却器管程分水/汇水装置，包括圆形水腔、座法兰、密封法兰和连接管，其中，圆形水腔具有中空腔体，该圆形水腔的前端面上设有进水孔，在圆形水腔的周向和底端面上均设有多个与换热管连接的管接口，该管接口与中空腔体连通，座法兰的一端插入高温冷却器的壳体的开孔内，并且与开孔同轴设置，密封法兰与座法兰同轴设置，且一端紧贴座法兰，连接管的一端与圆形水腔连接，并通过进水孔与中空腔体连通，另一端穿过座法兰和密封法兰的内孔，且伸出高温冷却器的壳体外侧与壳体外侧的供水管道连接。该高温冷却器管程分水/汇水装置在不影响高温冷却器高效换热的情况下，实现冷却水的输运，而且结构简单，占用空间小，不影响高温冷却器的换热管的结构设计。

附图说明

本发明附图仅仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。

图1是本发明实施例中一种高温冷却器管程分水/汇水装置的半剖示意图；

图2是本发明实施例中圆形水腔的正视结构示意图。

图中：

1：圆形水腔；

2：连接管；21：环形凸起；

3：座法兰；4：密封法兰；5：压紧法兰；6：螺栓；7：螺纹法兰；8：锁紧螺母；9：第一密封圈；10：第二密封圈；11：第三密封圈；12：第四密封圈；13：管接口；14：进水孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的高温冷却器管程分水/汇水装置，包括圆形水腔1、座法兰3、密封法兰4和连接管2，其中，圆形水腔1具有中空腔体，该圆形水腔1的前端面上设有进水孔14，在圆形水腔1的周向和底端面上均设有多个管接口13，用于与换热管连接，该管接口13与中空腔体连通。座法兰3的一端插入高温冷却器的壳体的开孔内，并且与开孔同轴设置，方便连接管2的固定和定位。优选地，座法兰3与高温冷却器的壳体之间焊接固定。密封法兰4与座法兰3同轴设置，且一端紧贴座法兰3，用于进一步提高密封性能。连接管2的一端与圆形水腔1连接，并通过进水孔14与中空腔体连通，另一端穿过座法兰3和密封法兰4的内孔，且伸出高温冷却器的壳体外侧与壳体外侧的供水管道(图中未示出)连接。该高温冷却器管程分水/汇水装置在不影响高温冷却器高效换热的情况下，实现冷却水的输运，而且结构简单，占用空间小，不影响高温冷却器的换热管的结构设计。

使用时，将多根换热管进水口(或出水口)分别焊接在圆形水腔1上并且与相应的管接口13连通，实现水流分配或者汇集，通过法兰密封设计实现高温冷却器内部壳程热流体的密封。

需要说明的是，管接口13的数量和大小可以不同换热管的不同规格进行调整，通用性强。

还需要说明的是，圆形水腔1是指横截面为圆形的结构，并非特指水腔一定整体是圆形的结构。

在一些优选地实施方式中，如图1所示，连接管2通过锁紧螺母8与圆形水腔1连接，这种分段螺接结构有利于装置的安装与维护。

为了提高密封性能，优选地，连接管2的一端面与圆形水腔1的前端面之间设有第一密封圈9，用于实现端面密封，可防止连接位置处发生冷却水泄漏。

在一个具体优选地实施方式中，如图1所示，连接管2与圆形水腔1连接的一端的外侧具有环形凸起21，锁锁紧螺母8的一端的孔径大于环形凸起21的直径，与圆形水腔1螺纹连接，另一端的孔径小于环形凸起21的直径，以抵住环形凸起21，在安装时使锁紧螺母8能够一端抵在环形凸起21上，另一端能够经过环形凸起21后与圆形水腔1螺纹连接，从而方便的实现连接管2与圆形水腔1的连接固定，而且组装、调解和维护都很方便。

在一些优选地实施方式中，高温冷却器管程分水/汇水装置还包括压紧法兰5，该压紧法兰5与密封法兰4同轴设置，且一端紧贴密封法兰4，压紧法兰5、密封法兰4和座法兰3通过螺栓6轴向固定，进一步提高密封效果。

在一些优选地实施方式中，密封法兰4的内孔壁与连接管2的外侧壁之间设有第二密封圈10，有效的实现密封法兰4与连接管2之间的密封，进一步地提高整体的密封效果。

为了进一步提高密封效果，在一些优选地实施方式中，密封法兰4与座法兰3之间设有第三密封圈11。

为了方便实现连接管2与供水管道的连接，连接管2伸出冷却器的壳体外侧的一端设有螺纹法兰7，螺纹法兰7与连接管2螺纹连接，连接管2通过螺纹法兰7与供水管道连接，方便装置的组装和维护，能够有效的避免安装限位的问题，例如，在安装时，将连接管2依次穿过高温冷却器的壳体的开孔、座法兰3、密封法兰4和锁紧法兰后再安装螺纹法兰7，即可有效的避免安装限位的问题。

为了较好的实现密封效果，优选地，螺纹法兰7的内孔为阶梯孔连接管2的端面抵在阶梯孔的阶梯面上。为了进一步提高密封效果，更优选地，连接管2的端面与阶梯面之间设有第四密封圈12。

优选地，第一密封圈9、第二密封圈10、第三密封圈11和第四密封圈12均为橡胶密封圈。

上述各优选实施方式可以选择使用，即单独使用，也可以任意组合使用。例如，一个进行组合后的优选实施方式，高温冷却器管程分水/汇水装置包括圆形水腔1、连接管2、座法兰3、密封法兰4和锁紧法兰，连接的一端通过锁紧螺母8与圆形水腔1螺纹连接，另一端设有螺纹法兰7，座法兰3、密封法兰4和锁紧法兰通过螺栓6固定，并且在连接管2与圆形水腔1之间设置第一密封圈9，在密封法兰4与连接管2之间设置第二密封圈10，在密封法兰4与座法兰3之间设置第三密封圈11，在螺纹法兰7与连接管2之间设置第四密封圈12，具体可参考图1，各部分详细描述可参见上述各优选实施方式，在此不再赘述。该高温冷却器管程分水/汇水装置性能可靠，结构简单，可满足电弧风洞各种工况下运行时密封和冷却水输运。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，不存在方案冲突的情况下，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

此外，在不脱离本发明的范围的情况下，对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高温冷却器管程分水/汇水装置，其特征在于，包括：

圆形水腔，具有中空腔体，圆形水腔的前端面上设有进水孔，圆形水腔的周向和底端面上均设有多个与换热管连接的管接口，管接口与中空腔体连通；

座法兰，其一端插入高温冷却器的壳体的开孔内，且与开孔同轴设置；

密封法兰，其与座法兰同轴设置，且一端紧贴座法兰；

连接管，其一端与圆形水腔连接，并通过进水孔与中空腔体连通，另一端穿过座法兰和密封法兰的内孔，且伸出高温冷却器的壳体外侧与供水管道连接。

2.根据权利要求1的高温冷却器管程分水/汇水装置，其特征在于：连接管通过锁紧螺母与圆形水腔连接。

3.根据权利要求2的高温冷却器管程分水/汇水装置，其特征在于：连接管的一端面与圆形水腔的前端面之间设有第一密封圈。

4.根据权利要求1的高温冷却器管程分水/汇水装置，其特征在于：还包括压紧法兰，压紧法兰与密封法兰同轴设置，且一端紧贴密封法兰，压紧法兰、密封法兰和座法兰通过螺栓轴向固定。

5.根据权利要求1或4的高温冷却器管程分水/汇水装置，其特征在于：密封法兰的内孔壁与连接管的外侧壁之间设有第二密封圈。

6.根据权利要求1的高温冷却器管程分水/汇水装置，其特征在于：密封法兰与座法兰之间设有第三密封圈。

7.根据权利要求1的高温冷却器管程分水/汇水装置，其特征在于：连接管伸出冷却器的壳体外侧的一端设有螺纹法兰，螺纹法兰与连接管螺纹连接，连接管通过螺纹法兰与供水管道连接。

8.根据权利要求7的高温冷却器管程分水/汇水装置，其特征在于：螺纹法兰的内孔为阶梯孔，连接管的端面抵在阶梯孔的阶梯面上。

9.根据权利要求8的高温冷却器管程分水/汇水装置，其特征在于：连接管的端面与阶梯面之间设有第四密封圈。

10.根据权利要求2的高温冷却器管程分水/汇水装置，其特征在于：连接管与圆形水腔连接的一端的外侧具有环形凸起；

锁紧螺母的一端的孔径大于环形凸起的直径，与圆形水腔螺纹连接，另一端的孔径小于环形凸起的直径，以抵住环形凸起。