CN110332840A - 一种阶段式控温程换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阶段式控温程换热器，包括换热器和换热装置，所述换热器包括目标液体进口和目标液体排口，述目标液体排口为三通阀，所述目标液体排口的第三排出口和换热器相连通，且所述目标液体排口的第三排出口上设有温度检测装置；所述换热装置包括换热本体、热液进口、冷液进口和排出口，所述换热本体的内部为螺旋状通道，所述热液进口和冷液进口均连通在所述换热本体的外周，所述排出口连通在所述换热本体的一端，所述目标液体排口的第二排出口通过管道和所述热液进口相连通；本发明改变了传统换热器换热模式和换热装置的单一性现状，通过换热器和换热装置相结合，综合利用不同的传热方式，大大提高了换热效率。

Description

一种阶段式控温程换热器

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，具体涉及一种阶段式控温程换热器。

背景技术

换热器，是一种将热液体的部分热量传递给冷液体的设备，又称热交换器。常见于化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产，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。

传统换热器换热模式和换热装置均比较单一，一方面限制了换热效率；另一方面，也限制了换热器的使用范围，必须严格控制液体进入时的流量和温度，否则出口温度不能满足要求。此外，传统换热器的热能利用率也有待提高。

基于以上原因，需要一种换热模式和换热装置多样，且能在一定范围内有效地处理不同温度的液体，并可控制其排放温程的新型阶段式控温程换热器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阶段式控温程换热器，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷或缺陷之一。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一种阶段式控温程换热器，包括换热器和换热装置，所述换热器包括目标液体进口和目标液体排口，述目标液体排口为三通阀，所述目标液体排口的第三排出口和换热器相连通，且所述目标液体排口的第三排出口上设有温度检测装置；所述换热装置包括换热本体、热液进口、冷液进口和排出口，所述换热本体的内部为螺旋状通道，所述热液进口和冷液进口均连通在所述换热本体的外周，所述排出口连通在所述换热本体的一端，所述目标液体排口的第二排出口通过管道和所述热液进口相连通；目标液体通过所述目标液体进口流入所述换热器进行第一阶段换热，换热后的目标液体通过目标液体排口的第一排出口排出；第一阶段换热后的目标液体通过热液进口进入换热本体进行第二阶段换热，换热后的目标液体通过所述排出口排出。

进一步的，所述排出口为四通阀，所述热液进口和所述冷液进口均为三通阀，所述排出口的第一出口和所述换热本体相连通，且所述排出口的第一出口上设有温度检测装置，所述排出口的第二出口和所述热液进口的第二进口相连通；所述排出口的第三出口和所述冷液进口的第二进口相连通。本发明设计的三通阀上设有温度检测传感器通过对目标液体的检测，自行选择合适的液体流向，即自主选择是否进行第二阶段换热。

本发明的优点在于：

1、改变了传统换热器换热模式和换热装置的单一性现状，通过换热器和换热装置相结合，综合利用不同的传热方式，大大提高了换热效率；同时拓展了换热器的使用范围，能在一定范围内有效地处理不同温度的液体，并可控制其排放温程；

2、换热装置中利用不同温度的同种液体直接接触式传热，提高了热能利用率，可减少外界热量的输入。

附图说明

图1为本发明具体实施方式整体的结构示意图；

图2为本发明具体实施方式整体的管口布置示意图；

图3为本发明具体实施方式换热本体的内部结构示意图；

图4为本发明具体实施方式中混流装置的结构示意图；

图5为本发明具体实施方式中过滤吸附装置的结构示意图；

图6为本发明具体实施方式中检测控制装置的示意图。

其中：1、换热器；2、换热装置；21、换热本体；3、检测控制装置；4、阀门；5、混流装置；51、旋转杆；52、旋转片；a、目标液体进口；b、目标热液排口；c、目标冷液进口；d、目标液体排口；e、热液进口；f、冷液进口；g、排出口。

具体实施方式

为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。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须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。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1至图6所示，一种阶段式控温程换热器，包括第一部分换热装置和第二部分换热装置，第一部分换热装置为换热器1，换热器1为常规管道式换热器，能够对进入的热液体进行换热，将热液体的稳定降低到一定范围后排出。换热器1包括目标液体进口a、目标热液排口b、目标冷液进口c和目标液体排口d。

第二部分的换热装置2包括换热本体21、热液进口e、冷液进口f和排出口g，换热本体21为圆筒状。换热器1的目标液体进口a和目标热液排口b固定在换热器1上，换热器1的目标冷液进口c和目标液体排口d则安装在换热本体21的外壁上，目标冷液进口c和目标液体排口d通过内部管道连通在换热器1的内部，对换热器1中进入的热液体进行散热。

在本实施例中，目标液体排口d为三通阀，包括第一排出口、第二排出口和第三排出口，第三排出口和换热器1相连通，将第一阶段换热后的液体排出，第三排出口上固定有检测控制装置3，检测控制装置3包括温度传感器和流量控制阀。具体的，温度检测传感器及流量控制阀安装在排出口法兰与三通阀第三接口之间。第二排出口通过管道和热进液口e相连通，第一排出口直接和外部管道相连通。第二排出口上安装有阀门4，可通过阀门4强制选择不进行第二阶段换热。其结构简单，操作方便，可根据不同的工况选择合适的换热模式，提高了工作效率。

使用时，目标液体从目标液体进口a进入换热器1，将冷液从目标冷液进口通入换热器1内对目标液体进行换热。换热后目标液体经过目标液体排口d排出，具体可以有两种排出方式。目标液体排口d的第三排出口上设有温度传感器检测待排出的目标液体的温度，若温度在需求范围内，则通过目标液体排口d的第一排出口排出；若温度不在需求范围内，则通过目标液体排口d的第二排出口进入到换热装置2中进行进一步换热。进一步的，目标液体排口d的第三排出口上设有流量控制阀，流量控制阀能够控制换热后目标液体的流速。

在本实施例中，换热本体21的内部为螺旋状通道，热液进口e和冷液进口f均连通在换热本体21的外周，排出口g连通在换热本体21的一端。具体的，螺旋状通道包括若干个圈直径逐渐减小的通道，热液进口e和冷液进口f均和螺旋状通道中最外层通道相连通，排出口g和最内层通道相连通。待换热的液体从热液进口e或冷液进口f进入到螺旋状通道中，换热后从排出口g排出。

具体的，排出口g为四通阀，热液进口e和冷液进口f均为三通阀，排出口g的第一出口和换热本体21相连通，且排出口g的第一出口上安装有检测控制装置3，检测控制装置3包括温度检测传感器和流量控制阀，温度检测传感器能够检测排出口g的第一出口排出液体的温度，流量控制阀能够控制排出口g的第一出口排出液体的流速的大小。排出口g的第二出口和热液进口e的第二进口相连通；排出口g的第三出口和冷液进口f的第二进口相连通。热液进口e和冷液进口f的第一出口均连通在螺旋状通道中的最外层，冷液进口f的第三出口和外部管路相连通，热液进口e的第三出口和目标液体排口d的第二排出口相连通。

使用过程具体如下：若第一阶段换热装置排出的目标液体需要进行第二阶段换热，则目标液体从热液进口e的第三出口进入换热本体21的内部螺旋状通道，将低温的同种液体从冷液进口f的第三出口进入换热本体21的内部螺旋状通道，两种液体混合降温后通过排出口g的第四出口排出。目标液体排出前，排出口g的第一出口上的温度检测传感器对排出的液体进行检测，若目标液体温度是需要的温度则排出，若目标液体的温度过高则通过热液进口e进入换热本体21进行再次换热，若目标液体的温度过高则通过冷液进口f进入换热本体21进行再次换热，最终将符合温度要求的目标液体通过排出口g的第四出口排出。

在本实施例中还包括混流装置5，混流装置5固定在螺旋状通道内，混流装置5是对进入的不同的温度的目标液体进行混合。具体的，混流装置5有多个，分别固定在不同直径的混流通道内。混流装置5在混流通道中的固定形式为曲线型布置，具体不在同一平面内，此种布置方式，具有良好的混流效果。混流装置5包括旋转片52和旋转杆51，旋转杆51转动固在混流通道内，旋转片52固定在旋转杆51上。两种不同温度的液体进入混流通道后和旋转片52接触，水流带动旋转片52转动 ，旋转片52转动将水混流。一方面，混流装置5的设置使得进入其中的液体再分布，提高液体的湍动程度；另一方面防止装置内部结垢，提高了换热效率。进一步的，旋转片52上固定有活性炭，活性炭能够对吸附液体中的杂质，保证排出的目标液体的纯净。更进一步的，目标液体排口d的第一排出口和排出口g上均连接有过滤吸附装置。如图5所示，过滤吸附装置为环形过滤网，过滤吸附装置对排出的目标液体进行过滤，保证排出液体的纯净。

在本实施例中，温度监测传感器和流量控制阀外均固定有保护套，如图6所示。保护套管内部加装传热良好的石英砂填充物，保证温度传感器检测的温度的准确性。换热器1上还固定有支脚。固定支脚上设有螺孔，便于将本装置固定在需要的位置。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (7)

1.一种阶段式控温程换热器，其特征在于，包括：

换热器（1），包括目标液体进口（a）和目标液体排口（d），述目标液体排口（d）为三通阀，所述目标液体排口（d）的第三排出口和换热器（1）相连通，且所述目标液体排口（d）的第三排出口上设有温度检测装置；

换热装置（2），包括换热本体（21）、热液进口（e）、冷液进口（f）和排出口（g），所述换热本体（21）的内部为螺旋状通道，所述热液进口（e）和冷液进口（f）均连通在所述换热本体（21）的外周，所述排出口（g）连通在所述换热本体（21）的一端，所述目标液体排口（d）的第二排出口通过管道和所述热液进口（e）相连通；

目标液体通过所述目标液体进口（a）流入所述换热器（1）进行第一阶段换热，换热后的目标液体通过目标液体排口（d）的第一排出口排出；第一阶段换热后的目标液体通过热液进口（e）进入换热本体（21）进行第二阶段换热，换热后的目标液体通过所述排出口（g）排出。

2.根据权利要求1所述的阶段式控温程换热器，其特征在于，所述排出口（g）为四通阀，所述热液进口（e）和所述冷液进口（f）均为三通阀，所述排出口（g）的第一出口和所述换热本体（21）相连通，且所述排出口（g）的第一出口上设有温度检测装置，所述排出口（g）的第二出口和所述热液进口（e）的第二进口相连通；

所述排出口（g）的第三出口和所述冷液进口（f）的第二进口相连通。

3.根据权利要求2所述的阶段式控温程换热器，其特征在于，所述排出口（g）的第一出口上设有流量控制装置。

4.根据权利要求2所述的阶段式控温程换热器，其特征在于，所述目标液体排口（d）的第三排出口上的温度检测装置和所述排出口（g）的第一出口上的温度检测装置外均固定有保护套管。

5.根据权利要求1所述的阶段式控温程换热器，其特征在于，所述目标液体排口（d）的第三排出口上设有流量控制装置。

6.根据权利要求1所述的阶段式控温程换热器，其特征在于，还包括混流装置（5），所述混流装置包括旋转片（52）和旋转杆（51），所述旋转杆（51）转动固定在所述螺旋状通道内，所述旋转片（52）固定在所述旋转杆（51）上；

所述旋转片（52）上固定有活性炭。

7.根据权利要求1所述的阶段式控温程换热器，其特征在于，所述目标液体排口（d）的第一排出口和所述排出口（g）上均连接有过滤吸附装置。