CN114111381A - 一种管式热交换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液体加热技术领域，且公开了一种双管热交换装置，通过调节板与导热装置活动套接，包括底座，底座顶部的靠近两端的位置上固定安装有支撑架，支撑架的顶部固定安装有外壳，外壳外表面的一端固定安装有伸缩式动力机，伸缩式动力机输出轴的一端固定安装有调节装置且调节装置贯穿外壳且并伸入至外壳的内部，外壳内壁的一端固定安装有限位套筒，使得密封板和调节板共同的密封作用下，从导液法兰口进入的液体无法进入到密封板左侧的容腔中，从而使换热管的弯曲处无法与液体相接触，避免由于外壳内部不同位置的换热管由于弯曲半径不同导致与液体的总接触面积不同导致导热不均匀而出现最终流出的液体温度出现偏差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及液体加热技术领域，具体为一种管式热交换装置。
背景技术
热交换器是一种非常常见的加热设备，常用于化工，医药，冶炼等各种行业，其通过高温或低温液体介质来对目标液体进行加热或者降温，现有的热交换装置的基本结构由容腔，导热管以及连接法兰口构成，将目标液体通过法兰口通入到导热管内部，再将介质液体通入到容腔内，通过导热管和介质液体相接触从而发生热量交换，从而实现对目标液体的加热和降温，这也是目前使用范围最为广泛的一种热交换装置，具有结构简单，价格低廉，使用方便等优点。
虽然现有的热交换装置具有上述的诸多优点，但是在实际的使用过程中依然存在一定的局限性，由于容腔内部的导热管会采用U型结构，并且靠近内的导热管弯曲程度小，而靠近外侧的导热管弯曲程度大，这内侧导热管内的目标液体流通时间较短而靠近外侧的导热管内的目标液体流通时间较长，导致加热不均使得最终流出的目标液体的温度与实际要求值存在已经的差距，并且现有的设备均采用定容式的容腔设计，需要调节温度时只能通过改变介质液体的温度来实现，存在一定的局限性和滞后性，调节起来非常的麻烦，对此，本申请文件提出一种管式热交换装置，旨在解决上述所提出的问题。
发明内容
针对背景技术中提出的现有管式热交换装置在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种管式热交换装置，具备对目标液体的温度调节较为方便的优点，解决了传统设备采取定容式的容腔而导致对温度的调节较为复杂的问题。
本发明提供如下技术方案：一种管式热交换装置，包括底座，所述底座顶部的靠近两端的位置上固定安装有支撑架，所述支撑架的顶部固定安装有外壳，所述外壳外表面的一端固定安装有伸缩式动力机，所述伸缩式动力机输出轴的一端固定安装有调节装置且调节装置贯穿外壳且并伸入至外壳的内部，所述外壳内壁的一端固定安装有限位套筒且调节装置的一端与限位套筒相配合，所述外壳外表面的一侧开设有进液孔且该进液孔的一端并位于外壳内部的位置上固定安装有换热管，所述换热管的外表面固定套接有导热装置，所述导热装置外表面靠近一端的位置上活动套接有密封板，所述密封板的外表面通过活动套接的方式与外壳的内部相连接，所述密封板一侧位于中心的位置上开设有圆形通孔且该圆形通孔与调节装置相配合，所述调节装置的外表面通过螺纹活动套接有调节板且调节板的外表面与外壳的内部以活动套接的方式连接，所述调节板与导热装置活动套接，所述外壳外表面的顶部和底部均固定安装有导液法兰口且导液法兰口与外壳的内腔相连通，所述外壳外表面的另一端固定安装有样品暂储仓，所述样品暂储仓内部且位于中间的位置上固定安装有分隔板，所述样品暂储仓一端且位于分隔板两侧的位置上固定安装有流通法兰口且流通法兰口与分隔板的内腔相连通，所述样品暂储仓内腔且位于顶端的位置上固定安装有温度感应器。
优选的，所述调节装置包括传动杆，所述传动杆的一端与伸缩式动力机输出轴的一端固定连接，所述传动杆的一端固定安装有行程块，所述行程块的外表面开设有套接槽且该套接槽与密封板活动套接，所述行程块的一侧开设有十字行程仓，所述十字行程仓的内部活动套接有螺纹杆，所述螺纹杆一端且位于十字行程仓的内部的位置上固定安装有行程弹簧，所述行程弹簧的一端与十字行程仓的底部固定连接，所述螺纹杆的另一端固定安装有限位杆且限位杆与限位套筒相配合。
优选的，所述导热装置包括导热管，所述导热管与密封板活动套接，所述导热管与调节板活动套接，所述导热管的管壁中开设有导热槽，所述导热管外表面且靠近一端的位置上开设有调节槽，所述导热管外表面位于调节槽一侧的位置上开设有伸展槽且伸展槽以线性阵列的方式分布，所述导热槽的内部活动套接有导热调节套筒，所述导热调节套筒的内部套接有调节块，所述导热调节套筒外表面且位于调节槽的内部固定安装有调节块，所述导热调节套筒外表面且位于伸展槽的内部固定安装有伸展导热片，所述伸展导热片与伸展槽相配合。
优选的，所述导热调节套筒、调节块和伸展导热片的材质为具有高弹性性能的导热材料。
优选的，所述伸展槽的侧面α设置为倾斜度为四十五度的斜面。
优选的，所述温度感应器的输出端通过信号连接的方式与伸缩式动力机的输入端相连接。
本发明具备以下有益效果：
1、本发明通过调节板与导热装置活动套接，使得密封板和调节板共同的密封作用下，从导液法兰口进入的液体无法进入到密封板左侧的容腔中，从而使换热管的弯曲处无法与液体相接触，避免由于外壳内部不同位置的换热管由于弯曲半径不同导致与液体的总接触面积不同导致导热不均匀而出现最终流出的液体温度出现偏差的问题。
2、本发明通过螺纹杆通过螺纹与调节板活动套接，使得传动杆带动传动杆和行程块进行转动的同时会带动螺纹杆同步进行转动，由于调节板与导热装置活动套接从而使调节板自身无法进行转动，使得调节板沿螺纹杆的轴线方向移动，当对样品进行高强度加热时，可通过传动杆旋转并带动调节板向左侧运动，使得导热装置外表面与液体接触面积增大即导热面积增大，使得样品在换热管内部流动的过程中温度变化量能够进一步提高，当对样品进行低强度加热时，可通过传动杆旋转并带动调节板向右侧运动，使得导热装置外表面与液体接触面积减小即导热面积减小，使得样品在换热管内部流动的过程中温度变化量能够进一步降低，从而实现对换热管内部样品的加热温度能够进行实时的调节，相较于传统定容式的热交换器只能通过改变液体温度来改变加热强度，该设备能够通过改变液体容积来控制加热强度，避免了传统设备在对液体温度进行调控时无法实现实时控制并具有明显滞后性的问题，提高了该装置的实用性。
3、本发明通过螺纹杆和行程块之间并非通过刚性连接，而是在轴线方向上存在一定的行程余量，当通过调节调节板使得样品排除时的温度接近要求至，此时可通过伸缩式动力机带动调节装置进行伸缩，从而带动密封板沿调节装置的轴线方向上移动，由于调节块与密封板相接触，使得密封板在沿调节装置的轴线方向上移动的过程中会带动导热调节套筒同步进行移动，此时通过伸展槽的侧面α设置为倾斜度为四十五度的斜面且导热调节套筒、调节块和伸展导热片的材质为具有高弹性性能的导热材料，使得导热调节套筒在向右侧移动的过程中会使伸展导热片从调节槽的内部伸出，从而提高导热装置的表面，使得更多的热量能够通过导热装置传导至换热管内部的样品中，从而提高换热管内部样品排除时的温度，使得该装置对样品的温度能够进行小范围的微调，使其温度控制能够更为精准，提高了该装置的温控的精准性，同时也避免了通过伸缩式动力机频繁的转动来控制调节板进行移动而导致螺纹杆与调节板之间频繁摩擦而导致使用寿命降低的问题，提高了该装置的使用寿命。
4、导热调节套筒、调节块和伸展导热片的材质为具有高弹性性能的导热材料，使得伸缩式动力机在控制调节装置和密封板进行复位时，伸展导热片自身的弹力来带动导热调节套筒进行复位，避免伸展导热片一直处于伸出的状态而导致调节功能不正常的问题，提高了该装置运行的稳定性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构俯视示意图；
图3为本发明结构图2中A方向剖面示意图；
图4为本发明结构图2中B方向剖面示意图；
图5为本发明结构调节装置示意图；
图6为本发明结构调节装置剖面示意图；
图7为本发明结构导热装置示意图；
图8为本发明结构导热装置剖面示意图；
图9为本发明结构导热调节套筒结构示意图；
图10为本发明结构导热调节套筒剖面结构示意图；
图11为本发明结构导热管结构示意图；
图12为本发明结构导热管结构剖面示意图。
图中：1、底座；2、支撑架；3、外壳；4、伸缩式动力机；5、调节装置；51、传动杆；52、行程块；53、十字行程仓；54、螺纹杆；55、行程弹簧；56、限位杆；6、限位套筒；7、换热管；8、导热装置；81、导热管；82、导热槽；83、调节槽；84、伸展槽；85、导热调节套筒；86、调节块；87、伸展导热片；9、密封板；10、调节板；11、导液法兰口；12、样品暂储仓；13、分隔板；14、流通法兰口；15、温度感应器。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
请参阅图1-图4，一种管式热交换装置，包括底座1，底座1顶部的靠近两端的位置上固定安装有支撑架2，支撑架2的顶部固定安装有外壳3，外壳3外表面的一端固定安装有伸缩式动力机4，伸缩式动力机4输出轴的一端固定安装有调节装置5且调节装置5贯穿外壳3且并伸入至外壳3的内部，外壳3内壁的一端固定安装有限位套筒6且调节装置5的一端与限位套筒6相配合，外壳3外表面的一侧开设有进液孔且该进液孔的一端并位于外壳3内部的位置上固定安装有换热管7，换热管7的外表面固定套接有导热装置8，导热装置8外表面靠近一端的位置上活动套接有密封板9，密封板9的外表面通过活动套接的方式与外壳3的内部相连接，密封板9一侧位于中心的位置上开设有圆形通孔且该圆形通孔与调节装置5相配合，调节装置5的外表面通过螺纹活动套接有调节板10且调节板10的外表面与外壳3的内部以活动套接的方式连接，调节板10与导热装置8活动套接，使得密封板9和调节板10共同的密封作用下，从导液法兰口11进入的液体无法进入到密封板9左侧的容腔中，从而使换热管7的弯曲处无法与液体相接触，避免由于外壳3内部不同位置的换热管7由于弯曲半径不同导致与液体的总接触面积不同导致导热不均匀而出现最终流出的液体温度出现偏差的问题，外壳3外表面的顶部和底部均固定安装有导液法兰口11且导液法兰口11与外壳3的内腔相连通，外壳3外表面的另一端固定安装有样品暂储仓12，样品暂储仓12内部且位于中间的位置上固定安装有分隔板13，样品暂储仓12一端且位于分隔板13两侧的位置上固定安装有流通法兰口14且流通法兰口14与分隔板13的内腔相连通，样品暂储仓12内腔且位于顶端的位置上固定安装有温度感应器15。
请参阅图5-图6，调节装置5包括传动杆51，传动杆51的一端与伸缩式动力机4输出轴的一端固定连接，传动杆51的一端固定安装有行程块52，行程块52的外表面开设有套接槽且该套接槽与密封板9活动套接，行程块52的一侧开设有十字行程仓53，十字行程仓53的内部活动套接有螺纹杆54，螺纹杆54通过螺纹与调节板10活动套接，使得传动杆51带动传动杆51和行程块52进行转动的同时会带动螺纹杆54同步进行转动，由于调节板10与导热装置8活动套接从而使调节板10自身无法进行转动，使得调节板10沿螺纹杆54的轴线方向移动，当对样品进行高强度加热时，可通过传动杆51旋转并带动调节板10向左侧运动，使得导热装置8外表面与液体接触面积增大即导热面积增大，使得样品在换热管7内部流动的过程中温度变化量能够进一步提高，当对样品进行低强度加热时，可通过传动杆51旋转并带动调节板10向右侧运动，使得导热装置8外表面与液体接触面积减小即导热面积减小，使得样品在换热管7内部流动的过程中温度变化量能够进一步降低，从而实现对换热管7内部样品的加热温度能够进行实时的调节，相较于传统定容式的热交换器只能通过改变液体温度来改变加热强度，该设备能够通过改变液体容积来控制加热强度，避免了传统设备在对液体温度进行调控时无法实现实时控制并具有明显滞后性的问题，提高了该装置的实用性。螺纹杆54一端且位于十字行程仓53的内部的位置上固定安装有行程弹簧55，行程弹簧55的一端与十字行程仓53的底部固定连接，使得螺纹杆54和行程块52之间并非通过刚性连接，而是在轴线方向上存在一定的行程余量，当通过调节调节板10使得样品排除时的温度接近要求至，此时可通过伸缩式动力机4带动调节装置5进行伸缩，从而带动密封板9沿调节装置5的轴线方向上移动，螺纹杆54的另一端固定安装有限位杆56且限位杆56与限位套筒6相配合。
请参阅图7-图12，导热装置8包括导热管81，导热管81与密封板9活动套接，导热管81与调节板10活动套接，导热管81的管壁中开设有导热槽82，导热管81外表面且靠近一端的位置上开设有调节槽83，导热管81外表面位于调节槽83一侧的位置上开设有伸展槽84且伸展槽84以线性阵列的方式分布，导热槽82的内部活动套接有导热调节套筒85，导热调节套筒85的内部套接有调节块86，导热调节套筒85外表面且位于调节槽83的内部固定安装有调节块86，调节块86与密封板9相接触，使得密封板9在沿调节装置5的轴线方向上移动的过程中会带动导热调节套筒85同步进行移动，此时通过伸展槽84的侧面α设置为倾斜度为四十五度的斜面且导热调节套筒85、调节块86和伸展导热片87的材质为具有高弹性性能的导热材料，使得导热调节套筒85在向右侧移动的过程中会使伸展导热片87从调节槽83的内部伸出，从而提高导热装置8的表面，使得更多的热量能够通过导热装置8传导至换热管7内部的样品中，从而提高换热管7内部样品排除时的温度，使得该装置对样品的温度能够进行小范围的微调，使其温度控制能够更为精准，提高了该装置的温控的精准性，同时也避免了通过伸缩式动力机4频繁的转动来控制调节板10进行移动而导致螺纹杆54与调节板10之间频繁摩擦而导致使用寿命降低的问题，提高了该装置的使用寿命。导热调节套筒85外表面且位于伸展槽84的内部固定安装有伸展导热片87，伸展导热片87与伸展槽84相配合。
请参阅图9-图10，导热调节套筒85、调节块86和伸展导热片87的材质为具有高弹性性能的导热材料，使得伸缩式动力机4在控制调节装置5和密封板9进行复位时，伸展导热片87自身的弹力来带动导热调节套筒85进行复位，避免伸展导热片87一直处于伸出的状态而导致调节功能不正常的问题，提高了该装置运行的稳定性。
请参阅图12，伸展槽84的侧面α设置为倾斜度为四十五度的斜面。
请参阅图1-图4，温度感应器15的输出端通过信号连接的方式与伸缩式动力机4的输入端相连接，通过伸缩式动力机4对样品流出时的温度进行检控，同时通过电信号控制的方式来控制伸缩式动力机4对调节装置5进行调节，从而实现对样品的加热温度进行实时控制，提高了该装置的自动化。
本发明的使用方法如下：
该装置在使用的过程中，传动杆51带动传动杆51和行程块52进行转动的同时会带动螺纹杆54同步进行转动，由于调节板10与导热装置8活动套接从而使调节板10自身无法进行转动，使得调节板10沿螺纹杆54的轴线方向移动，当对样品进行高强度加热时，可通过传动杆51旋转并带动调节板10向左侧运动，使得导热装置8外表面与液体接触面积增大即导热面积增大，使得样品在换热管7内部流动的过程中温度变化量能够进一步提高，当对样品进行低强度加热时，可通过传动杆51旋转并带动调节板10向右侧运动，使得导热装置8外表面与液体接触面积减小即导热面积减小，使得样品在换热管7内部流动的过程中温度变化量能够进一步降低，从而实现对换热管7内部样品的加热温度能够进行实时的调节，螺纹杆54和行程块52之间并非通过刚性连接，而是在轴线方向上存在一定的行程余量，当通过调节调节板10使得样品排除时的温度接近要求至，此时可通过伸缩式动力机4带动调节装置5进行伸缩，从而带动密封板9沿调节装置5的轴线方向上移动，密封板9在沿调节装置5的轴线方向上移动的过程中会带动导热调节套筒85同步进行移动，此时通过伸展槽84的侧面α设置为倾斜度为四十五度的斜面且导热调节套筒85、调节块86和伸展导热片87的材质为具有高弹性性能的导热材料，使得导热调节套筒85在向右侧移动的过程中会使伸展导热片87从调节槽83的内部伸出，从而提高导热装置8的表面，使得更多的热量能够通过导热装置8传导至换热管7内部的样品中，从而提高换热管7内部样品排除时的温度，使得该装置对样品的温度能够进行小范围的微调，使其温度控制能够更为精准，伸缩式动力机4在控制调节装置5和密封板9进行复位时，伸展导热片87自身的弹力来带动导热调节套筒85进行复位，从而为下一次调节做好准备。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种双管热交换装置，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)顶部的靠近两端的位置上固定安装有支撑架(2)，所述支撑架(2)的顶部固定安装有外壳(3)，所述外壳(3)外表面的一端固定安装有伸缩式动力机(4)，所述伸缩式动力机(4)输出轴的一端固定安装有调节装置(5)且调节装置(5)贯穿外壳(3)且并伸入至外壳(3)的内部，所述外壳(3)内壁的一端固定安装有限位套筒(6)且调节装置(5)的一端与限位套筒(6)相配合，所述外壳(3)外表面的一侧开设有进液孔且该进液孔的一端并位于外壳(3)内部的位置上固定安装有换热管(7)，所述换热管(7)的外表面固定套接有导热装置(8)，所述导热装置(8)外表面靠近一端的位置上活动套接有密封板(9)，所述密封板(9)的外表面通过活动套接的方式与外壳(3)的内部相连接，所述密封板(9)一侧位于中心的位置上开设有圆形通孔且该圆形通孔与调节装置(5)相配合，所述调节装置(5)的外表面通过螺纹活动套接有调节板(10)且调节板(10)的外表面与外壳(3)的内部以活动套接的方式连接，所述调节板(10)与导热装置(8)活动套接，所述外壳(3)外表面的顶部和底部均固定安装有导液法兰口(11)且导液法兰口(11)与外壳(3)的内腔相连通，所述外壳(3)外表面的另一端固定安装有样品暂储仓(12)，所述样品暂储仓(12)内部且位于中间的位置上固定安装有分隔板(13)，所述样品暂储仓(12)一端且位于分隔板(13)两侧的位置上固定安装有流通法兰口(14)且流通法兰口(14)与分隔板(13)的内腔相连通，所述样品暂储仓(12)内腔且位于顶端的位置上固定安装有温度感应器(15)。
2.根据权利要求1所述的一种双管热交换装置，其特征在于：所述调节装置(5)包括传动杆(51)，所述传动杆(51)的一端与伸缩式动力机(4)输出轴的一端固定连接，所述传动杆(51)的一端固定安装有行程块(52)，所述行程块(52)的外表面开设有套接槽且该套接槽与密封板(9)活动套接，所述行程块(52)的一侧开设有十字行程仓(53)，所述十字行程仓(53)的内部活动套接有螺纹杆(54)，所述螺纹杆(54)一端且位于十字行程仓(53)的内部的位置上固定安装有行程弹簧(55)，所述行程弹簧(55)的一端与十字行程仓(53)的底部固定连接，所述螺纹杆(54)的另一端固定安装有限位杆(56)且限位杆(56)与限位套筒(6)相配合。
3.根据权利要求1所述的一种双管热交换装置，其特征在于：所述导热装置(8)包括导热管(81)，所述导热管(81)与密封板(9)活动套接，所述导热管(81)与调节板(10)活动套接，所述导热管(81)的管壁中开设有导热槽(82)，所述导热管(81)外表面且靠近一端的位置上开设有调节槽(83)，所述导热管(81)外表面位于调节槽(83)一侧的位置上开设有伸展槽(84)且伸展槽(84)以线性阵列的方式分布，所述导热槽(82)的内部活动套接有导热调节套筒(85)，所述导热调节套筒(85)的内部套接有调节块(86)，所述导热调节套筒(85)外表面且位于调节槽(83)的内部固定安装有调节块(86)，所述导热调节套筒(85)外表面且位于伸展槽(84)的内部固定安装有伸展导热片(87)，所述伸展导热片(87)与伸展槽(84)相配合。
4.根据权利要求3所述的一种双管热交换装置，其特征在于：所述导热调节套筒(85)、调节块(86)和伸展导热片(87)的材质为具有高弹性性能的导热材料。
5.根据权利要求1所述的一种双管热交换装置，其特征在于：所述伸展槽(84)的侧面α设置为倾斜度为四十五度的斜面。
6.根据权利要求1所述的一种双管热交换装置，其特征在于：所述温度感应器(15)的输出端通过信号连接的方式与伸缩式动力机(4)的输入端相连接。
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