CN111473676B - 一种固定筒式水冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固定筒式水冷装置，涉及热交换设备技术领域，包括顶部开口的第一筒体与第二筒体，第二筒体间隔套接于第一筒体外部，第一筒体内设有第一冷却管，第二筒体内设有与第一冷却管相连接的第二冷却管，第一筒体的顶部连接有风机，第一筒体的底部设有排风口，第二筒体的上方设有连接供水源的水箱，水箱上设有若干个正对第二冷却管的喷淋口，第二筒体底部设有第一排水口。本发明解决了现有技术中冷却换热装置冷却效率低的技术问题，本发明通过两次对介质的不同程度的降温，实现对介质的均匀高效的冷却，提高了冷却用水的利用率，降低的水垢的生成量，同时本发明还可以对热交换后的水进行降温处理，保证水回流后的再利用。

Description

一种固定筒式水冷装置

技术领域

本发明涉及热交换设备技术领域，特别涉及一种固定筒式水冷装置。

背景技术

石油、化工、电子、铸造、食品、中央空调等行业中使用的冷却换热设备大部分采用开式冷却塔与管壳式换热器的形式，该结构形式直接对冷却管进行水喷淋来实现换热，该结构存在如下问题：

1、由于介质温度较高，若直接进入表冷器进行喷淋冷却，不仅耗水量大，而且很难将温度一次性降低到工艺要求温度，因而必须进行多次循环冷却，导致冷却效果差，散热效率低，外界冷媒消耗量大，能耗高。

2、介质直接进入表冷器进行喷淋冷却，由于温度较高，冷却水喷淋在表冷器管壁上，使冷却水的温度骤然升高，随着冷却水的蒸发，使某些溶解度较低的盐类结晶析出；硫酸钙等盐类的溶解度随着水温的升高而降低，得以沉淀；原来溶解的碳酸氢钙和碳酸氢镁受热分解，放出二氧化碳，生成难溶解的碳酸钙和碳酸镁，这些沉淀附着在表冷器的管壁上，形成水垢。

3、市场上普遍存在的表冷器其换热管流程较短，导致介质冷却不充分，无法将温度一次性降低至工艺要求温度，冷却效果差，散热效率低，外界冷媒消耗量大，为达到冷却效果，不得不增加冷却管的数量来加大换热面积，导致表冷器体积过大，制作成本高。

发明内容

针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种固定筒式水冷装置，旨在解决现有技术中冷却换热装置冷却效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种固定筒式水冷装置，包括顶部开口的第一筒体与第二筒体，第二筒体间隔套接于第一筒体外部，第一筒体内设有第一冷却管，第二筒体内设有与第一冷却管相连接的第二冷却管，第一筒体的顶部连接有风机，第一筒体的底部设有排风口，第二筒体的上方设有连接供水源的水箱，水箱上设有若干个正对第二冷却管的喷淋口，第二筒体底部设有第一排水口。

其中，第二筒体上方设有由旋转机构驱动转动的安装架，水箱安装于安装架上。

其中，水箱中部设有通孔，风机与第一筒体之间设有连接筒，连接筒穿插于通孔内。

其中，第一冷却管的进液口位于第一筒体的底部，第一冷却管的出液口位于第一筒体的顶部，第二冷却管的进液口位于第二筒体的顶部，第二冷却管的出液口位于第二筒体的底部，第一冷却管的出液口与第二冷却管的进液口对接。

其中，第一冷却管为螺旋管，螺旋管沿着第一筒体的轴线方向延伸，第一筒体内设有若干个与螺旋管的管壁固接的第一导流散热片，第一导流散热片沿着第一筒体的轴线方向延伸，若干个第一导流散热片围绕第一筒体的圆周沿其轴线排列。

其中，第二冷却管包括若干个水平布局在第一筒体与第二筒体之间的涡形管，若干个涡形管首尾依次连接，若干个涡形管沿着第二筒体的轴线方向间隔排列。

其中，相邻两涡形管沿着第二筒体的径向方向错位设置。

其中，第二筒体外间隔套接有第三筒体，第三筒体的外侧底部设有集水槽，集水槽底部设有第二排水口，第二筒体与第三筒体的外壁均设有若干个第二导流散热片，安装架上安装有第一水泵与第二水泵，第一水泵的进水端口竖向延伸至第二筒体的底部，第一水泵的排水端口正对第二筒体上的第二导流散热片设置，第二水泵的进水端口竖向延伸至第三筒体的底部，第二水泵的排水端口正对第三筒体上的第二导流散热片设置。

其中，第二导流散热片包括若干个环形挡板，若干个环形挡板沿着第二筒体的轴向方向间隔排列，环形挡板的内侧固接有横板的一端，横板的另一端固接于第二筒体或第三筒体上，横板设有多个，多个横板围绕第二筒体或第三筒体的圆周间隔排列，相邻两横板之间间隔设有竖板，竖板的一端固接于环形挡板的内侧，竖板的另一端固接于第二筒体或第三筒体上。

其中，相邻两环形挡板上连接的竖板与横板均为错位设置。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明固定筒式水冷装置包括顶部开口的第一筒体与第二筒体，第二筒体间隔套接于第一筒体外部，第一筒体内设有第一冷却管，第二筒体内设有与第一冷却管相连接的第二冷却管，第一筒体的顶部连接有风机，第一筒体的底部设有排风口，第二筒体的上方设有连接供水源的水箱，水箱上设有若干个正对第二冷却管的喷淋口，第二筒体底部设有第一排水口，通过风机持续地将流经第一冷却管的介质的部分热量带走，实现初步降温，再通过喷淋冷却水与第二冷却管内的介质进行热交换，通过两次对介质的不同程度的降温，实现对介质的均匀高效的降温，提高了冷却用水的利用率，降低水垢的生成量。

由于第二筒体上方设有由旋转机构驱动转动的安装架，水箱安装于安装架上，通过旋转机构驱动安装架转动，从而带动水箱转动，使得喷淋口的位置时时变换，从而使得水的喷淋更加的均匀。

由于水箱中部设有通孔，风机与第一筒体之间设有连接筒，连接筒穿插于通孔内，由于水箱中的水与流经连接筒的空气进行热交换，从而使得流经连接筒的空气变为冷风，从而提高了第一冷却管的降温效果。

由于第一冷却管的进液口位于第一筒体的底部，第一冷却管的出液口位于第一筒体的顶部，第二冷却管的进液口位于第二筒体的顶部，第二冷却管的出液口位于第二筒体的底部，第一冷却管的出液口与第二冷却管的进液口对接。使得进入到第二筒体内的介质由第二筒体的顶部向着底部输送，从而使得喷淋的水第一时间与介质进行热交换，从而提高散热效率。

由于第一冷却管为螺旋管，螺旋管沿着第一筒体的轴线方向延伸，第一筒体内设有若干个与螺旋管的管壁固接的第一导流散热片，第一导流散热片沿着第一筒体的轴线方向延伸，若干个第一导流散热片围绕第一筒体的圆周沿其轴线排列， 螺旋管增加了介质在第一筒体内的输送行程，提高了介质初步降温的效果，螺旋管与第一导流散热片增加了与流动在第一筒体内的空气的接触面积，从而提高了降温效率。

由于第二冷却管包括若干个水平布局在第一筒体与第二筒体之间的涡形管，若干个涡形管首尾依次连接，若干个涡形管沿着第二筒体的轴线方向间隔排列，使得整个第二冷却管呈立体布局在第一筒体与第二筒体之间，从而大大提升了对水的利用，提高了降温的效率，相邻两涡形管沿着第二筒体的径向方向错位设置，从而进一步提高了喷淋的水与第二冷却管接触的均匀性，进一步提高了散热效率。

由于第二筒体外间隔套接有第三筒体，第三筒体的外侧底部设有集水槽，集水槽底部设有第二排水口，第二筒体与第三筒体的外壁均设有若干个第二导流散热片，安装架上安装有第一水泵与第二水泵，第一水泵的进水端口竖向延伸至第二筒体的底部，第一水泵的排水端口正对第二筒体上的第二导流散热片设置，第二水泵的进水端口竖向延伸至第三筒体的底部，第二水泵的排水端口正对第三筒体上的第二导流散热片设置，第一水泵持续地将第二筒体内的存水抽到第二筒体上安装的第二导流散热片上，并且从第二导流散热片的顶部均匀喷洒，使得喷洒的水沿着第二导流散热片向下流动，在流动过程中实现对水的第一次降温；同时第二水泵持续地将第三筒体内的存水抽到第三筒体上安装的第二导流散热片上，并且从该第二导流散热片的顶部均匀喷洒，使得喷洒的水沿着该第二导流散热片向下流动，流动过程中实现对水的第二次降温，从而将水降温回流使用。

由于第二导流散热片包括若干个环形挡板，若干个环形挡板沿着第二筒体的轴向方向间隔排列，环形挡板的内侧固接有横板的一端，横板的另一端固接于第二筒体或第三筒体上，多个横板围绕第二筒体或第三筒体的圆周间隔排列，相邻两横板之间间隔设有竖板，竖板的一端固接于环形挡板的内侧，竖板的另一端固接于第二筒体或第三筒体上，使得喷洒的水与横板以及竖板持续地接触，使得水铺展在第二导流散热片上，同时还通过相邻横板与竖板之间的间隙持续地向下流动，大大提高了水与空气的接触面积，提高了水的降温效果。

由于相邻两环形挡板上连接的竖板与横板均为错位设置，使得从上一个环形挡板处流下的水直接下落到下方环形挡板的横板上，进一步提高了水与空气的接触面积，提高了水的降温效果。

综上所述，本发明解决了现有技术中冷却换热装置冷却效率低的技术问题，本发明通过两次对介质的不同程度的降温，实现对介质的均匀高效的冷却，提高了冷却用水的利用率，降低水垢的生成量，同时本发明还可以对热交换后的水进行降温处理，保证水回流后的再利用。

附图说明

图1是本发明一种固定筒式水冷装置的结构剖视示意图；

图2是图1中中旋转机构与第二冷却管的结构示意图；

图3是图2中第二冷却管的结构示意图；

图4是图1中第二导流散热片的结构示意图；

图中，第一筒体1，第一冷却管10，风机11，排风口12，第一导流散热片13，连接筒14，第二筒体2，第二冷却管20，涡形管200，第一排水口21，第三筒体3，集水槽30，第二排水口300，第二导流散热片31，环形挡板310，横板311，竖板312，旋转机构4，支架40，空心轴41，安装架42，水箱43，喷淋口430，通孔431，电机44，传动机构440，第一水泵45，第二水泵46，底座5，支脚50。

具体实施方式

下面结合附图，进一步阐述本发明。

本说明书中涉及到的方位均以本发明一种固定筒式水冷装置正常工作时的方位为准，不限定其存储及运输时的方位，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。

如图1、图2、图3以及图4共同所示，固定筒式水冷装置包括底座5，底座5的底部安装有三个支脚50，底座5上安装第一筒体1与第二筒体2，第一筒体1与第二筒体2优选圆筒，第一筒体1与第二筒体2的顶部均为开口，第二筒体2套接在第一筒体1的外部，并且第二筒体2与第一筒体1之间存在50~150cm的间隙，第一筒体1内设有第一冷却管10，第二筒体2内设有第二冷却管20，第一冷却管10与第二冷却管20对接，第一冷却管10的进液端口连接供液装置，第二冷却管20的出液端口连接储液装置，第一筒体1的顶部连接有风机11，风机11优选轴向吹风机，第一筒体1的底部设有排风口12，排风口12与风机11正对，第二筒体2的上方设有水箱43，水箱43通过连接有泵体的管道连接供水源，水箱43上设有若干个喷淋口430，喷淋口430正对第二冷却管20，第二筒体2底部设有第一排水口21。

使用时，供液装置将高温介质持续地输入到第一冷却管10中，再由第一冷却管10输送到第二冷却管20，最终由第二冷却管20的出液端口流到储液装置中，在介质输送的过程中，风机11与供水源上的泵体均启动，风机11持续地向着第一筒体1吹风，从而持续地将流经第一冷却管10的介质的部分热量带走，实现对介质的初步降温，初步降温后的介质进入到第二冷却管20中，供水源中的水持续地进入水箱43中，再经由喷淋口430喷淋到第二冷却管20上，通过喷淋的水与第二冷却管20内的介质进行热交换，从而实现对介质的快速水冷降温，提高了水的利用率，经过与第二冷却管20热交换后的水通过第一排水口21排出，通过两次对介质的不同程度的降温，实现对介质的均匀高效的降温。

进一步地，第二筒体2上方设有安装架42，水箱43安装于安装架42上，安装架42连接在旋转机构4的转动端上，通过旋转机构4驱动安装架42转动，从而带动水箱43转动，使得喷淋口430的位置时时变换，从而使得水的喷淋更加的均匀，本实施方式中，旋转机构4包括支架40，支架40上转动安装有空心轴41，空心轴41的底部端口连通水箱43，空心轴41的顶部端口通过旋转密封环连接水管，支架40上安装有电机44，电机44优选伺服电机，电机44的电机轴上安装有主动齿轮，空心轴41上同轴固接有从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合，电机44启动带动空心轴41转动，从而带动水箱43转动。空心轴41上安装有连接架，连接架与安装架42固定连接。其他方式中，旋转机构4的传动机构440亦可采用链传动、同步轮-同步带传动或者蜗轮-蜗杆传动等方式。

进一步地，水箱43中部设有通孔431，风机11与第一筒体1之间设有连接筒14，连接筒14与第一筒体1通过法兰密封连接，连接筒14穿插于通孔431内，连接筒14与通孔431的配合间隙为10~20mm，由于水箱43中的水与流经连接筒14的空气进行热交换，从而使得流经连接筒14的空气变为冷风，从而提高了第一冷却管10的降温效果。

进一步地，第一冷却管10的进液口位于第一筒体1的底部，第一冷却管10的出液口位于第一筒体1的顶部，第二冷却管20的进液口位于第二筒体2的顶部，第二冷却管20的出液口位于第二筒体2的底部，第一冷却管10的出液口与第二冷却管20的进液口对接，使得进入到第二筒体2内的介质由第二筒体2的顶部向着底部输送，从而使得喷淋的水第一时间与介质进行热交换，从而提高散热效率。

优选地，第一冷却管10为螺旋管，螺旋管沿着第一筒体1的轴线方向延伸，第一筒体1内设有若干个与螺旋管的管壁固接的第一导流散热片13，第一导流散热片13沿着第一筒体1的轴线方向延伸，若干个第一导流散热片13围绕第一筒体1的圆周沿其轴线排列，螺旋管增加了介质在第一筒体1内的输送行程，提高了介质初步降温的效果，螺旋管与第一导流散热片13增加了与流动在第一筒体1内的空气的接触面积，从而提高了降温效率。

优选地，第二冷却管20包括若干个水平布局在第一筒体1与第二筒体2之间的涡形管200，若干个涡形管200首尾依次连接，若干个涡形管200沿着第二筒体2的轴线方向间隔排列，从而使得整个第二冷却管20呈立体布局在第一筒体1与第二筒体2之间，从而大大提升了对水的利用，提高了降温的效率。进一步地，相邻两涡形管200沿着第二筒体2的径向方向错位设置，从而进一步提高了喷淋的水与第二冷却管20接触的均匀性，进一步提高了散热效率。

进一步地，第二筒体2外间隔套接有第三筒体3，第三筒体3的外侧底部设有集水槽30，集水槽30底部设有第二排水口300，第二排水口300连接供水源，第二筒体2与第三筒体3的外壁均设有若干个第二导流散热片31，安装架42上安装有第一水泵45与第二水泵46，第一水泵45与第二水泵46均沿着空心轴41对称设有两个，第一水泵45上连接有向下延伸的第一进水管与第一排水管，第二水泵46上连接有向下延伸的第二进水管与第二排水管，第一进水管连接到第二筒体2的底部，第一排水管正对第二筒体2上的第二导流散热片31，第二进水管连接到第三筒体3的底部，第二排水管正对第三筒体3上的第二导流散热片31，随着安装架42转动，第一水泵45持续地将第二筒体2内的存水抽到第二筒体2上安装的第二导流散热片31上，并且从第二导流散热片31的顶部均匀喷洒，使得喷洒的水沿着第二导流散热片31向下流动，在流动过程中实现对水的第一次散热；同时第二水泵46持续地将第三筒体3内的存水抽到第三筒体3上安装的第二导流散热片31上，并且从该第二导流散热片31的顶部均匀喷洒，使得喷洒的水沿着该第二导流散热片31向下流动，流动过程中实现对水的第二次散热，从而将水降温回流使用。

优选地，第二导流散热片31包括若干个环形挡板310，若干个环形挡板310沿着第二筒体2的轴向方向间隔排列，环形挡板310的内侧固接有横板311的一端，横板311的另一端固接于第二筒体2或第三筒体3上，横板311设有多个，多个横板311围绕第二筒体2或第三筒体3的圆周间隔排列，相邻两横板311之间间隔设有竖板312，竖板312的一端固接于环形挡板310的内侧，竖板312的另一端固接于第二筒体2或第三筒体3上，使得喷洒的水与横板311以及竖板312持续地接触，并且通过相邻横板311与竖板312之间的间隙持续地向下流动，大大提高了水与空气的接触面积，提高了水的降温效果。

更进一步地，相邻两环形挡板310上连接的竖板312与横板311均为错位设置，使得从上一个环形挡板310处流下的水直接下落到下方环形挡板310的横板311上，进一步提高了水与空气的接触面积，提高了水的降温效果。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固定筒式水冷装置，其特征在于，包括顶部开口的第一筒体与第二筒体，所述第二筒体间隔套接于所述第一筒体外部，所述第一筒体内设有第一冷却管，所述第二筒体内设有与所述第一冷却管相连接的第二冷却管，所述第一筒体的顶部连接有风机，所述第一筒体的底部设有排风口，所述第二筒体的上方设有连接供水源的水箱，所述水箱上设有若干个正对所述第二冷却管的喷淋口，所述第二筒体底部设有第一排水口。

2.如权利要求1所述的一种固定筒式水冷装置，其特征在于，所述第二筒体上方设有由旋转机构驱动转动的安装架，所述水箱安装于所述安装架上。

3.如权利要求2所述的一种固定筒式水冷装置，其特征在于，所述水箱中部设有通孔，所述风机与所述第一筒体之间设有连接筒，所述连接筒穿插于所述通孔内。

4.如权利要求2所述的一种固定筒式水冷装置，其特征在于，所述第一冷却管的进液口位于所述第一筒体的底部，所述第一冷却管的出液口位于所述第一筒体的顶部，所述第二冷却管的进液口位于所述第二筒体的顶部，所述第二冷却管的出液口位于所述第二筒体的底部，所述第一冷却管的出液口与所述第二冷却管的进液口对接。

5.如权利要求4所述的一种固定筒式水冷装置，其特征在于，所述第一冷却管为螺旋管，所述螺旋管沿着所述第一筒体的轴线方向延伸，所述第一筒体内设有若干个与所述螺旋管的管壁固接的第一导流散热片，所述第一导流散热片沿着所述第一筒体的轴线方向延伸，若干个所述第一导流散热片围绕所述第一筒体的圆周沿其轴线排列。

6.如权利要求4所述的一种固定筒式水冷装置，其特征在于，所述第二冷却管包括若干个水平布局在所述第一筒体与所述第二筒体之间的涡形管，若干个所述涡形管首尾依次连接，若干个所述涡形管沿着所述第二筒体的轴线方向间隔排列。

7.如权利要求6所述的一种固定筒式水冷装置，其特征在于，相邻两所述涡形管沿着所述第二筒体的径向方向错位设置。

8.如权利要求2至7任一所述的一种固定筒式水冷装置，其特征在于，所述第二筒体外间隔套接有第三筒体，所述第三筒体的外侧底部设有集水槽，所述集水槽底部设有第二排水口，所述第二筒体与所述第三筒体的外壁均设有若干个第二导流散热片，所述安装架上安装有第一水泵与第二水泵，所述第一水泵的进水端口竖向延伸至所述第二筒体的底部，所述第一水泵的排水端口正对所述第二筒体上的所述第二导流散热片设置，所述第二水泵的进水端口竖向延伸至所述第三筒体的底部，所述第二水泵的排水端口正对所述第三筒体上的所述第二导流散热片设置。

9.如权利要求8所述的一种固定筒式水冷装置，其特征在于，所述第二导流散热片包括若干个环形挡板，若干个所述环形挡板沿着所述第二筒体的轴向方向间隔排列，所述环形挡板的内侧固接有横板的一端，所述横板的另一端固接于所述第二筒体或所述第三筒体上，所述横板设有多个，多个所述横板围绕所述第二筒体或所述第三筒体的圆周间隔排列，相邻两所述横板之间间隔设有竖板，所述竖板的一端固接于所述环形挡板的内侧，所述竖板的另一端固接于所述第二筒体或所述第三筒体上。

10.如权利要求9所述的一种固定筒式水冷装置，其特征在于，相邻两所述环形挡板上连接的所述竖板与所述横板均为错位设置。

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