CN113218214A - 一种管壳式换热器 - Google Patents

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CN113218214A CN202110511401.3A CN202110511401A CN113218214A CN 113218214 A CN113218214 A CN 113218214A CN 202110511401 A CN202110511401 A CN 202110511401A CN 113218214 A CN113218214 A CN 113218214A
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Abstract

本发明涉及换热设备领域，特别涉及一种管壳式换热器，包括主壳体，主壳体呈圆柱形中空结构，主壳体的顶部分别设置有冷水进口和冷水出口，冷水进口和冷水出口分别贯穿主壳体，主壳体的两端均设置有圆形结构的密封槽，密封槽内分别设置有圆盘型结构的一号密封板和二号密封板，一号密封板和二号密封板相互远离的一侧均呈环形分布设置有若干插槽，插槽分别贯穿一号密封板和二号密封板与主壳体的内部相连通并相互对应设置，主壳体内并位于一号密封板和二号密封板之间呈环形分布设置有若干水管，水管均由若干直管和若干环形管组成。本发明可以通过热水的一次流动实现高效的换热，避免往复热水的往复循环，适合推广。

Description

一种管壳式换热器
技术领域
本发明涉及换热设备领域，特别涉及一种管壳式换热器。
背景技术
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器，换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，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。
换热器的种类有很多种，其中管壳式换热器是其中应用最广泛的一种，常规的管壳式换热器大都是是采用若干个直管贯穿滚筒型的外壳，通过在直管中注入热水，使直管发热，再在外壳中注入冷水对直管的外壁进行降温来实现换热，这种常规的换热器中的直管会导致水流速度过快，换热的效果不佳，往往需要往复循环的进行换热，效率低下，同时一般的管壳式换热器大都是整体焊接的，而换热器在长期使用的过程中会产生损坏，而这种整体焊接的换热器基本无法维护，降低了换热器的使用寿命，给管壳式换热器的使用带来了不便。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种管壳式换热器，可以通过热水的一次流动实现高效的换热，避免往复热水的往复循环，极大的提高了换热的效率，同时可以快速便捷的对换热器进行拆装，便于维护，提高了换热器的使用寿命。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种管壳式换热器，包括主壳体，所述的主壳体呈圆柱形中空结构，所述主壳体的顶部分别设置有冷水进口和冷水出口，所述冷水进口和所述冷水出口分别贯穿所述主壳体，所述主壳体的两端均设置有圆形结构的密封槽，所述密封槽内分别设置有圆盘型结构的一号密封板和二号密封板，所述一号密封板和所述二号密封板相互远离的一侧均呈环形分布设置有若干插槽，所述插槽分别贯穿所述一号密封板和所述二号密封板与所述主壳体的内部相连通并相互对应设置，所述主壳体内并位于所述一号密封板和所述二号密封板之间呈环形分布设置有若干水管；
所述水管均由若干直管和若干环形管组成，同一所述水管上的所述直管与所述环形管均呈直线分布并依次交替设置，所述直管分别与所述环形管固定连接并相连通，同一所述水管的两端均设置为所述直管，所述直管远离对应设置的所述环形管的一端分别插设在对应设置的所述插槽内；
所述主壳体内并位于所述一号密封板和所述二号密封板之间设置有套管，所述套管远离所述一号密封板的一端贯穿所述二号密封板，所述套管靠近所述一号密封板的一端为实心结构，所述主壳体靠近所述二号密封板的一端设置有一号密封盖，所述一号密封盖上设置有热水出口，所述热水出口内设置有插管，所述插管与所述套管对应设置，所述插管的一端延伸进所述套管内，所述主壳体远离所述一号密封盖的一端设置有二号密封盖，所述二号密封盖上设置有热水进口，所述热水进口与所述水管的一端对应设置。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的环形管的内环壁上均设置有若干连接杆，所述环形管的圆心处均设置有卡环，所述连接杆远离所述环形管外壁的一端分别固定连接在所述卡环上，所述卡环的内壁上均设置有弹簧卡块，所述套管的外壁上沿其周向环形分布设置有若干支撑杆，所述支撑杆的顶部分别插设在对应设置的所述卡环内，所述支撑杆的顶部外壁上均设置有卡槽，所述卡槽分别与对应设置的所述弹簧卡块相卡接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的直管的外壁上均呈环形分布设置有若干散热片。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的一号密封盖与所述二号密封盖靠近所述主壳体的一侧均呈环形分布设置有若干一号压杆，所述一号压杆均为两两对应设置，对应设置的所述一号压杆远离所述一号密封盖与所述二号密封盖的一端均设置有密封压环，所述密封压环分别插设在对应设置的所述插槽内并套设在所述直管的外侧，所述密封压环的外壁与内壁上均设置有橡胶圈。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的主壳体的内壁上呈环形分布设置有若干固定杆，所述主壳体内设置有圆管状结构的内壳体，所述固定杆远离所述主壳体内壁的一端分别固定安装在所述内壳体的外壁上，所述内壳体套设在所述水管的外侧，所述主壳体的内壁上并位于所述内壳体的一端设置有环形结构的弧形板，所述弧形板远离所述主壳体内壁的一端延伸至所述内壳体内，所述弧形板与所述冷水进口对应设置。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的密封槽的内壁上分别设置有环形结构的橡胶垫，所述橡胶垫分别与所述一号密封板和所述二号密封板相接触。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的一号密封板和所述二号密封板相互远离的一侧均呈环形分布设置有若干二号压杆，所述一号密封盖与所述二号密封盖靠近所述主壳体的一侧均呈环形分布设置有若干固定槽，所述二号压杆远离所述一号密封板和所述二号密封板的一端分别插设在对应设置的所述固定槽内。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的一号密封板和所述二号密封板均通过法兰与所述密封槽相连接，所述一号密封盖与所述二号密封盖均通过法兰与所述主壳体相连接。
本发明的有益效果在于：
1.本发明可以通过热水的一次流动实现高效的换热，避免往复热水的往复循环，极大的提高了换热的效率，同时可以快速便捷的对换热器进行拆装，便于维护，提高了换热器的使用寿命。
2.本发明设计了水管，通过直管与环形管的配合可以降低水流的速度，提高热水留存在换热器内的时间，使热水中的热量充分挥发，提高了换热效率，同时通过套管上的支撑杆可以对水管进行支撑，避免水管过长产生弯曲。
3.本发明设计了一号密封板和二号密封板，通过一号密封板和二号密封板可以实现对换热器的快速拆装，便于维护，同时二号密封板配合一号密封盖可以对流过水管的热水进行收集，配合套管和插管可以使收集后的热水再次返回换热器内进行二次换热，再次提高了换热效率。
4.本发明设计了内壳体，通过内壳体和弧形板可以使换热器内的冷水产生循环，当冷水自冷水进口内流入主壳体内时，通过弧形板和内壳体可以使冷水自二号密封板处向一号密封板方向流动，当冷水流动至一号密封板处时，会产生回流，通过内壳体和弧形板的导流，可以使冷水产生循环，进一步提高了换热的效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的立体剖切结构示意图；
图3是本发明的二号密封板的立体结构示意图；
图4是本发明的图3的A处的局部放大结构示意图；
图5是本发明的水管的立体结构示意图；
图6是本发明的环形管的剖视结构示意图；
图7是本发明的一号密封板的剖视结构示意图；
图8是本发明的图7的B处的局部放大结构示意图；
图9是本发明的工作流程图。
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，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
如图1至图9所示，一种管壳式换热器，包括主壳体1，主壳体1呈圆柱形中空结构，主壳体1的顶部分别设置有冷水进口11和冷水出口12，冷水进口11和冷水出口12分别贯穿主壳体1，主壳体1用于支撑和固定，主壳体1配合冷水进口11和冷水出口12可以填充冷水并实现循环。
主壳体1的两端均设置有圆形结构的密封槽13，密封槽13内分别设置有圆盘型结构的一号密封板2和二号密封板3，一号密封板2和二号密封板3相互远离的一侧均呈环形分布设置有若干插槽21，插槽21分别贯穿一号密封板2和二号密封板3与主壳体1的内部相连通并相互对应设置，主壳体1内并位于一号密封板2和二号密封板3之间呈环形分布设置有若干水管14，密封槽13用于插接一号密封板2和二号密封板3，一号密封板2和二号密封板3用于对主壳体1进行密封，插槽21用于插接水管14，水管14用于热水的流入。
水管14均由若干直管141和若干环形管142组成，同一水管14上的直管141与环形管142均呈直线分布并依次交替设置，直管141分别与环形管142固定连接并相连通，同一水管14的两端均设置为直管141，直管141远离对应设置的环形管142的一端分别插设在对应设置的插槽21内，直管141与环形环142的交替设置可以降低热水在水管14中的流速，可以提高热水的散热效率，水管14两端的直管141用于插接插槽21内。
所述的直管141的外壁上均呈环形分布设置有若干散热片146，散热片146用于提高直管141的散热面积，可以进一步的提高水管14的换热效率。
主壳体1的内壁上呈环形分布设置有若干固定杆6，主壳体1内设置有圆管状结构的内壳体61，固定杆6远离主壳体1内壁的一端分别固定安装在内壳体61的外壁上，内壳体61套设在水管12的外侧，主壳体1的内壁上并位于内壳体61的一端设置有环形结构的弧形板62，弧形板62远离主壳体1内壁的一端延伸至内壳体61内，弧形板62与冷水进口11对应设置，固定杆6用于连接内壳体61，内壳体61配合弧形板62用于对流入主壳体1内的冷水进行导流，提高换热效率。
主壳体1内并位于一号密封板2和二号密封板3之间设置有套管31，套管31远离一号密封板2的一端贯穿二号密封板3，套管31靠近一号密封板2的一端为实心结构，主壳体1靠近二号密封板3的一端设置有一号密封盖4，一号密封盖4上设置有热水出口41，热水出口41内设置有插管42，插管42与套管31对应设置，插管42的一端延伸进套管31内，主壳体1远离一号密封盖4的一端设置有二号密封盖43，二号密封盖43上设置有热水进口44，热水进口44与水管12的一端对应设置，套管31用于插设在主壳体1内，配合一号密封盖4上的插管42可以使热水流出水管14后流入套管31内，再次进行换热，热水出口41用于排出热水，二号密封盖43配合热水进口44用于将热水注入水管14内。
环形管142的内环壁上均设置有若干连接杆143，环形管142的圆心处均设置有卡环144，连接杆143远离环形管142外壁的一端分别固定连接在卡环144上，卡环144的内壁上均设置有弹簧卡块145，套管31的外壁上沿其周向环形分布设置有若干支撑杆311，支撑杆311的顶部分别插设在对应设置的卡环144内，支撑杆311的顶部外壁上均设置有卡槽312，卡槽312分别与对应设置的弹簧卡块145相卡接，连接杆143用于连接卡环144，套管31上的支撑杆311用于对环形管142进行支撑，卡槽312配合弹簧卡块145用于使卡环144卡接在支撑杆311上。
一号密封盖4与二号密封盖43靠近主壳体1的一侧均呈环形分布设置有若干一号压杆5，一号压杆5均为两两对应设置，对应设置的一号压杆5远离一号密封盖4与二号密封盖43的一端均设置有密封压环51，密封压环51分别插设在对应设置的插槽21内并套设在直管141的外侧，密封压环51的外壁与内壁上均设置有橡胶圈52，当一号密封盖4与二号密封盖43固定在主壳体1的两端使，一号压杆5在一号密封盖4与二号密封盖43的带动下可以将密封压环51按压在插槽21内，配合橡胶圈52对插设在插槽21内的直管141进行固定，并对插槽21与直管141之间的缝隙进行密封。
密封槽11的内壁上分别设置有环形结构的橡胶垫15，橡胶垫15分别与一号密封板2和二号密封板3相接触，橡胶垫15可以在一号密封板2和二号密封板3插入密封槽13内时对密封槽13与一号密封板2和二号密封板3之间的缝隙进行密封。
一号密封板2和二号密封板3相互远离的一侧均呈环形分布设置有若干二号压杆7，一号密封盖4与二号密封盖43靠近主壳体1的一侧均呈环形分布设置有若干固定槽45，二号压杆7远离一号密封板2和二号密封板3的一端分别插设在对应设置的固定槽45内，当一号密封板2和二号密封板3固定在主壳体1的两端时，可以带动固定槽45插设在二号压杆7的一端，可以对一号密封板2和二号密封板3进行按压，提高一号密封板2和二号密封板3的密封性。
一号密封板2和二号密封板3均通过法兰与密封槽21相连接，一号密封盖4与二号密封盖43均通过法兰与主壳体1相连接，通过法兰连接的一号密封板2和二号密封板3以及一号密封盖4与二号密封盖43可以便于拆卸。
组装方式：
将若干个水管14的一端插设在二号密封板3的插槽21内，同时通过支撑杆311对水管14上的环形管142进行支撑并产生连接效果，将插设了水管14的二号密封板3插设在主壳体1一端的密封槽13内并进行固定，再将一号密封盖4固定在主壳体1上固定了二号密封板3的一端上，带动插管42插设在套管31内，一号密封盖4上的一号压杆5带动密封压环51和橡胶圈52对插设在二号密封板3上的插槽21内的直管141进行固定，并对二号密封板3上的插槽21与直管141之间的缝隙进行密封；
操作一号密封板2上的插槽21对准水管14远离二号密封板3的一端，将一号密封板2插设在主壳体1上远离二号密封板3的一端的密封槽13内，将二号密封盖43固定在主壳体1上远离一号密封盖4的一端，带动二号密封盖43上的一号压杆5带动密封压环51和橡胶圈52对插设在一号密封板2上的插槽21内的直管141进行固定，并对一号密封板2上的插槽21与直管141之间的缝隙进行密封。
组装方式：
1、将若干根水管14依次插设在一号密封板2上的插槽21内，将支撑杆311插设在对应设置的水管14上的卡环144内，对水管14进行支撑，可以避免水管14在使用的过程中产生变形，提高了水管14的使用寿命；
2、将插设了水管14的一号密封板2插设在主壳体1其中一端的密封槽13内并进行固定；
3、操作二号密封板3上的插槽21与水管14远离一号密封板2的一端对其，将对齐后的二号密封板3插设在主壳体1上远离一号密封板2的一端的密封槽13内并进行固定；
4、将一号密封盖4和二号密封盖43依次固定在主壳体1的两端，带动密封压环51插设在插槽21与水管14之间，配合橡胶圈52对水管的两端进行固定，同时对插槽21进行密封，一号密封板2、二号密封板3、水管14、一号密封盖4和二号密封盖43均为可拆卸式，可以便于维护和更换，极大的提高了管壳式换热器的使用寿命。
工作过程：
1、将冷水从冷水进口11导入组装后的管壳式换热器内的主壳体1内，使冷水与水管14和套管31的外壁相接触，当冷水住满后从冷水出口12排出；
2、将热水从热水进口44导入组装后的管壳式换热器内的二号密封盖43与主壳体1之间形成的空腔内，当热水聚集后会自动流入水管14内，通过水管14实现热水的热交换，通过直管141与环形管142的配合可以降低水流的速度，提高热水留存在换热器内的时间，使热水中的热量充分挥发，提高了换热效率；
3、当热水流过水管14后自动流入一号密封盖4与主壳体1之间形成的空腔内并进行聚集，当流过水管14的热水聚集到一定量后会自动流入套管31内，实现二次热交换，再次提高了换热效率，流入套管31内的热水经过二次热交换后会流入插管42内，并从热水出口41流出；
4、主壳体1内的冷水自冷水进口11进入主壳体1内后，在内壳体61和弧形板62的导流作用下会自二号密封板3处向一号密封板2方向流动，当冷水流动至一号密封板2处时，在内壳体61和弧形板62的导流作用下，一部分冷水会从冷水出口12流出，剩余部分会产生回流，再次在内壳体61和弧形板62的导流作用下进行旋循环流动，与新进入主壳体1的冷水混合，再次进行换热，提高换热的效率。
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的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。

Claims (8)

1.一种管壳式换热器，包括主壳体(1)，所述的主壳体(1)呈圆柱形中空结构，所述主壳体(1)的顶部分别设置有冷水进口(11)和冷水出口(12)，所述冷水进口(11)和所述冷水出口(12)分别贯穿所述主壳体(1)，其特征在于：所述主壳体(1)的两端均设置有圆形结构的密封槽(13)，所述密封槽(13)内分别设置有圆盘型结构的一号密封板(2)和二号密封板(3)，所述一号密封板(2)和所述二号密封板(3)相互远离的一侧均呈环形分布设置有若干插槽(21)，所述插槽(21)分别贯穿所述一号密封板(2)和所述二号密封板(3)与所述主壳体(1)的内部相连通并相互对应设置，所述主壳体(1)内并位于所述一号密封板(2)和所述二号密封板(3)之间呈环形分布设置有若干水管(14)；
所述水管(14)均由若干直管(141)和若干环形管(142)组成，同一所述水管(14)上的所述直管(141)与所述环形管(142)均呈直线分布并依次交替设置，所述直管(141)分别与所述环形管(142)固定连接并相连通，同一所述水管(14)的两端均设置为所述直管(141)，所述直管(141)远离对应设置的所述环形管(142)的一端分别插设在对应设置的所述插槽(21)内；
所述主壳体(1)内并位于所述一号密封板(2)和所述二号密封板(3)之间设置有套管(31)，所述套管(31)远离所述一号密封板(2)的一端贯穿所述二号密封板(3)，所述套管(31)靠近所述一号密封板(2)的一端为实心结构，所述主壳体(1)靠近所述二号密封板(3)的一端设置有一号密封盖(4)，所述一号密封盖(4)上设置有热水出口(41)，所述热水出口(41)内设置有插管(42)，所述插管(42)与所述套管(31)对应设置，所述插管(42)的一端延伸进所述套管(31)内，所述主壳体(1)远离所述一号密封盖(4)的一端设置有二号密封盖(43)，所述二号密封盖(43)上设置有热水进口(44)，所述热水进口(44)与所述水管(12)的一端对应设置。
2.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器，其特征在于：所述的环形管(142)的内环壁上均设置有若干连接杆(143)，所述环形管(142)的圆心处均设置有卡环(144)，所述连接杆(143)远离所述环形管(142)外壁的一端分别固定连接在所述卡环(144)上，所述卡环(144)的内壁上均设置有弹簧卡块(145)，所述套管(31)的外壁上沿其周向环形分布设置有若干支撑杆(311)，所述支撑杆(311)的顶部分别插设在对应设置的所述卡环(144)内，所述支撑杆(311)的顶部外壁上均设置有卡槽(312)，所述卡槽(312)分别与对应设置的所述弹簧卡块(145)相卡接。
3.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器，其特征在于：所述的直管(141)的外壁上均呈环形分布设置有若干散热片(146)。
4.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器，其特征在于：所述的一号密封盖(4)与所述二号密封盖(43)靠近所述主壳体(1)的一侧均呈环形分布设置有若干一号压杆(5)，所述一号压杆(5)均为两两对应设置，对应设置的所述一号压杆(5)远离所述一号密封盖(4)与所述二号密封盖(43)的一端均设置有密封压环(51)，所述密封压环(51)分别插设在对应设置的所述插槽(21)内并套设在所述直管(141)的外侧，所述密封压环(51)的外壁与内壁上均设置有橡胶圈(52)。
5.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器，其特征在于：所述的主壳体(1)的内壁上呈环形分布设置有若干固定杆(6)，所述主壳体(1)内设置有圆管状结构的内壳体(61)，所述固定杆(6)远离所述主壳体(1)内壁的一端分别固定安装在所述内壳体(61)的外壁上，所述内壳体(61)套设在所述水管(12)的外侧，所述主壳体(1)的内壁上并位于所述内壳体(61)的一端设置有环形结构的弧形板(62)，所述弧形板(62)远离所述主壳体(1)内壁的一端延伸至所述内壳体(61)内，所述弧形板(62)与所述冷水进口(11)对应设置。
6.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器，其特征在于：所述的密封槽(11)的内壁上分别设置有环形结构的橡胶垫(15)，所述橡胶垫(15)分别与所述一号密封板(2)和所述二号密封板(3)相接触。
7.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器，其特征在于：所述的一号密封板(2)和所述二号密封板(3)相互远离的一侧均呈环形分布设置有若干二号压杆(7)，所述一号密封盖(4)与所述二号密封盖(43)靠近所述主壳体(1)的一侧均呈环形分布设置有若干固定槽(45)，所述二号压杆(7)远离所述一号密封板(2)和所述二号密封板(3)的一端分别插设在对应设置的所述固定槽(45)内。
8.根据权利要求1所述的一种管壳式换热器，其特征在于：所述的一号密封板(2)和所述二号密封板(3)均通过法兰与所述密封槽(21)相连接，所述一号密封盖(4)与所述二号密封盖(43)均通过法兰与所述主壳体(1)相连接。
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