CN111912257A - 一种冷却套管和换热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷却套管和换热装置，包括：外管；内管，由所述外管的下端伸入所述外管内部，所述内管内部形成第一气流通道，所述内管和外管之间形成第二气流通道；导流部件，设在所述内管的上部空间，用于引导气流换向；管口支撑部件，设在所述内管的顶部管口位置，所述管口支撑部件支撑于所述外管、内管和导流部件之间。摒弃现有技术中套管的内管无支撑的结构形式，在内管的顶部管口位置设置管口支撑部件，管口支撑部件支撑于外管、内管和导流部件之间，能够有效地起到定位和支撑的作用，使得套管的内管和导流罩得到有效的支撑约束，有利于减小振幅，阻止发生危害性的振动。

Description

一种冷却套管和换热装置
技术领域
本发明用于换热设备领域，特别是涉及一种冷却套管和换热装置。
背景技术
高效冷却套管是立式环形空心管状结构，高速气体从套管的内管进入，在内管端部上方流向发生180°转弯后进入套管的外管，与套管外的介质进行换热后排出。套管内部在高速气流的冲击下，180°转弯处将形成涡流区、二次流等现象，造成流体能量损失、脉动、振荡，从而引起管路振动，产生流动和结构噪声。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种冷却套管和换热装置，使得套管的内管和导流罩得到有效的支撑约束，有利于减小振幅，阻止发生危害性的振动。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
第一方面，一种冷却套管，包括：
外管；
内管，由所述外管的下端伸入所述外管内部，所述内管内部形成第一气流通道，所述内管和外管之间形成第二气流通道；
导流部件，设在所述内管的上部空间，用于引导气流换向；
管口支撑部件，设在所述内管的顶部管口位置，所述管口支撑部件支撑于所述外管、内管和导流部件之间。
结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，多个所述管口支撑部件沿所述内管的管口周向分布。
结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述管口支撑部件与所述内管焊接，所述管口支撑部件与所述导流部件焊接，所述管口支撑部件具有第一弹性臂，所述第一弹性臂与所述外管的内壁抵接。
结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，还包括：
弹性支撑部件，支撑于所述内管和外管之间，多个所述弹性支撑部件沿周向分布。
结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述弹性支撑部件与所述内管焊接，所述弹性支撑部件具有第二弹性臂，所述第二弹性臂与所述外管的内壁抵接。
结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，还包括：
刚性支撑部件，设在所述外管的底部管口内侧，多个所述刚性支撑部件沿周向分布，并支撑于所述内管和外管之间。
结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述管口支撑部件、弹性支撑部件和刚性支撑部件均呈片状，呈片状的所述管口支撑部件、弹性支撑部件和刚性支撑部件均沿气流方向布置，所述管口支撑部件的底部边缘开口形成具有第一弹性臂的U型结构，所述弹性支撑部件的底部边缘开口形成具有第一弹性臂的U型结构，所述第一弹性臂和第二弹性臂的末端均设有与所述外管配合的凸起。
结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述内管、导流部件、管口支撑部件、弹性支撑部件和刚性支撑部件预装为一个组件后，装入所述外管内。
结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述外管的顶端密封形成盲端，所述内管上于所述外管的底部管口下方设有喇叭口导流片。
第二方面，一种换热装置，包括第一方面中任一实现方式所述的冷却套管。
上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：摒弃现有技术中套管的内管无支撑的结构形式，在内管的顶部管口位置设置管口支撑部件，管口支撑部件支撑于外管、内管和导流部件之间，能够有效地起到定位和支撑的作用，使得套管的内管和导流罩得到有效的支撑约束，有利于减小振幅，阻止发生危害性的振动。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征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。
本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
其中，图1给出了本发明实施例的参考方向坐标系，以下结合图1所示的方向，对本发明的实施例进行说明。
参见图1，本发明的实施例提供了一种冷却套管，冷却套管是立式环形空心管状结构，冷却套管包括外管1、内管2、导流部件3和管口支撑部件4，内管2由外管1的下端伸入外管1内部，形成套管结构，内管2内部形成第一气流通道。外管1的管径大于内管2，内管2和外管1之间的间隙形成第二气流通道。导流部件3设在内管2的上部空间，用于引导气流换向，具有防冲和导流作用。根据需要，导流部件3可采用倒锥形和圆弧形的组合结构，能够有效减少因流向改变而产生的涡流区，有利于流体稳定流动。管口支撑部件4设在内管2的顶部管口位置，管口支撑部件4支撑于外管1、内管2和导流部件3之间。
使用时，高速气体从套管的内管2进入，在内管2端部上方流向发生180°转弯后进入套管的外管1，与套管外的介质进行换热后排出。本发明的实施例摒弃现有技术中套管的内管2无支撑的结构形式，在内管2的顶部管口位置设置管口支撑部件4，管口支撑部件4支撑于外管1、内管2和导流部件3之间，能够有效地起到定位和支撑的作用，使得套管的内管2和导流罩得到有效的支撑约束，有利于减小振幅，阻止发生危害性的振动。
管口支撑部件4设置一个或多个，例如在图1所示的实施例中，管口支撑部件4设置多个，多个管口支撑部件4采用相同或类似结构，多个管口支撑部件4沿内管2的管口周向分布，多个管口支撑部件4为内管2、外管1、导流部件3提供更大的支撑力，稳定、降噪能力更强。
套管内部的空间极为有限，为了方便安装和更好的吸收振动，管口支撑部件4与内管2焊接，管口支撑部件4与导流部件3焊接，管口支撑部件4具有第一弹性臂41，第一弹性臂41与外管1的内壁抵接，以在内管2和外管1之间形成弹性支撑。
进一步的，为了保证管口支撑部件4与导流部件3的连接精度，在导流部件3上设有凹槽，管口支撑部件4端部具有插齿，插齿嵌入凹槽而后焊接，
在一些实施例中，参见图1，冷却套管还包括弹性支撑部件5，弹性支撑部件5支撑于内管2和外管1之间，弹性支撑部件5的安装位置可以上下移动调整，且能够起到有效地支撑的作用。多个弹性支撑部件5沿周向分布，弹性支撑部件5为内管2和外管1提供进一步支撑，吸收振动，降低噪音。
弹性支撑部件5可采用弹性垫、弹性片等弹性结构或部件，例如在图1所示的实施例中，弹性支撑部件5与内管2焊接，弹性支撑部件5具有第二弹性臂51，第二弹性臂51与外管1的内壁抵接。弹性支撑部件5在套管中的安装更加方便。
参见图1，外管1的底部管口内侧的振动、涡流、二次流等现象较弱，根据需要，在外管1的底部管口内侧设置刚性支撑部件6，多个刚性支撑部件6沿周向分布，并支撑于内管2和外管1之间。
参见图1，管口支撑部件4、弹性支撑部件5和刚性支撑部件6均呈片状，呈片状的管口支撑部件4、弹性支撑部件5和刚性支撑部件6均沿气流方向布置，呈片状的管口支撑部件4、弹性支撑部件5和刚性支撑部件6结构简单，成型方便。同时，呈片状的管口支撑部件4、弹性支撑部件5和刚性支撑部件6能够大大降低对于气流的阻挡，避免引入新的振动源。其中，管口支撑部件4的底部边缘开口形成具有第一弹性臂41的U型结构，弹性支撑部件5的底部边缘开口形成具有第一弹性臂41的U型结构，第一弹性臂41和第二弹性臂51的末端均设有与外管1配合的凸起。可以理解的是，管口支撑部件4、弹性支撑部件5和刚性支撑部件6也可以采用块状、螺旋转等形状设计。
为了降低装配难度，将内管2、导流部件3、管口支撑部件4、弹性支撑部件5和刚性支撑部件6预装为一个组件后，然后将该组件装入外管1内。
在一些实施例中，参见图1，外管1的顶端密封形成盲端，避免气流由外管1顶部溢出。
参见图1，内管2上于外管1的底部管口下方设有喇叭口导流片7。喇叭口导流片7焊接在套管的内管2的入口管外壁上，采用流线形设计，能够对套管的外管1的出流起到有效的导流作用，且对套管的内管2的入流不会产生影响。
本发明的实施例提供了一种换热装置，包括以上实施例中任一实施例的冷却套管。高速气体从套管的内管2进入，在内管2端部上方流向发生180°转弯后进入套管的外管1，与套管外的介质进行换热后排出。冷却套管的结构特点和优势已在上文中详述，不再赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种冷却套管，其特征在于，包括：
外管；
内管，由所述外管的下端伸入所述外管内部，所述内管内部形成第一气流通道，所述内管和外管之间形成第二气流通道；
导流部件，设在所述内管的上部空间，用于引导气流换向；
管口支撑部件，设在所述内管的顶部管口位置，所述管口支撑部件支撑于所述外管、内管和导流部件之间。
2.根据权利要求1所述的冷却套管，其特征在于，多个所述管口支撑部件沿所述内管的管口周向分布。
3.根据权利要求2所述的冷却套管，其特征在于，所述管口支撑部件与所述内管焊接，所述管口支撑部件与所述导流部件焊接，所述管口支撑部件具有第一弹性臂，所述第一弹性臂与所述外管的内壁抵接。
4.根据权利要求3所述的冷却套管，其特征在于，还包括：
弹性支撑部件，支撑于所述内管和外管之间，多个所述弹性支撑部件沿周向分布。
5.根据权利要求4所述的冷却套管，其特征在于，所述弹性支撑部件与所述内管焊接，所述弹性支撑部件具有第二弹性臂，所述第二弹性臂与所述外管的内壁抵接。
6.根据权利要求5所述的冷却套管，其特征在于，还包括：
刚性支撑部件，设在所述外管的底部管口内侧，多个所述刚性支撑部件沿周向分布，并支撑于所述内管和外管之间。
7.根据权利要求6所述的冷却套管，其特征在于，所述管口支撑部件、弹性支撑部件和刚性支撑部件均呈片状，呈片状的所述管口支撑部件、弹性支撑部件和刚性支撑部件均沿气流方向布置，所述管口支撑部件的底部边缘开口形成具有第一弹性臂的U型结构，所述弹性支撑部件的底部边缘开口形成具有第一弹性臂的U型结构，所述第一弹性臂和第二弹性臂的末端均设有与所述外管配合的凸起。
8.根据权利要求7所述的冷却套管，其特征在于，所述内管、导流部件、管口支撑部件、弹性支撑部件和刚性支撑部件预装为一个组件后，装入所述外管内。
9.根据权利要求1所述的冷却套管，其特征在于，所述外管的顶端密封形成盲端，所述内管上于所述外管的底部管口下方设有喇叭口导流片。
10.一种换热装置，其特征在于，包括权利要求1～9中任一项所述的冷却套管。
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