CN114877722A - 一种具有水垢自清洁装置的换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有水垢自清洁装置的换热器，属于换热器领域，一种具有水垢自清洁装置的换热器，换热器工作时产生的水垢会附着在换热管的内壁和固着纤维上，随时固着纤维上附着的水垢量增加，水垢清理装置整体的密度增加，水垢清理装置下落的过程中会与液态水发生相对运动，此时液态水会推动叶轮片，使得水垢清理装置整体发生转动，使得切割翼边易于将附着在换热管上水垢切除，对换热管内壁进行清理，直至水垢清理装置与止动架发生撞击，被水垢清理装置清理的水垢则会在惯性的作用下落到分隔纤维的下侧，而未脱落的部分则会随着水垢清理装置整体转动与止动架发生撞击，碎裂并脱落。

Description

一种具有水垢自清洁装置的换热器

技术领域

本发明涉及换热器领域，更具体地说，涉及一种具有水垢自清洁装置的换热器。

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。

换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器行业涉及暖通、压力容器、中水处理设备，化工，石油等近30多种产业，相互形成产业链条。

换热器在使用过程中最长用的流体便是水，但是自然界的水中富含众多的离子，在自身温度发生急剧变化的时候极易从水中析出，形成水垢，一方面粘附在换热管内水垢会影响水垢的热交换效率，影响换热器的正常工作，另一方面，水垢也会增加换热管重量，对其结构强度造成影响，需要定期进行清理工作，影响换热器的正常工作。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有水垢自清洁装置的换热器，可以实现在换热器正常工作的过程中，对换热管内生成的水垢进行清理，减小水垢对换热管正常工作的影响。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种具有水垢自清洁装置的换热器，包括换热器主体，换热器主体的内部空间自上向下被分隔板一次分隔为流动室、换热室和过渡室，而流动室又被分隔板分隔为进料室和出料室，换热器主体的侧壁上规定连接有低温液体进料口、低温液体出料口、高温液体进料口和高温液体出料口，低温液体进料口与进料室相连通，低温液体出料口与出料室相连通，高温液体进料口和高温液体出料口则与换热室相连通，且高温液体出料口位于高温液体进料口的上侧，换热室内固定连接有多个换热管，多个换热管连通流动室和过渡室，换热管靠近流动室一端的管口处固定连接有限位环，换热管内滑动连接有尺寸与限位环相匹配的水垢清理装置，水垢清理装置包括外壳，外壳内壁固定连接有多个固着纤维，多个固着纤维相互交错形成三维空间立体结构，外壳的外侧固定连接有切割翼边，切割翼边远离流动室的一端成刀片状，水垢清理装置整体的密度小于水的密度，可以在水内浮起，而在预制槽附着水垢后，整体密度下降，会在水中下沉，换热管远离限位环一端的开口处固定连接有止动架，可以实现在换热器正常工作的过程中，对换热管内生成的水垢进行清理，减小水垢对换热管正常工作的影响。

进一步的，外壳与之间固定连接有叶轮片，增加外壳与的连接强度，使得外壳和切割翼边不易因受到水流冲蚀而结构崩溃。

进一步的，多个叶轮片均不与水平面垂直，在水垢清理装置下落的过程中，在与水流发生相对位移后，水垢清理装置整体会发生转动，切割翼边易于将附着在换热管上水垢切除，对换热管内壁进行清理。

进一步的，切割翼边靠近外壳的一端开凿有多个通流孔，水流可以通过通流孔流出，持续推动水垢清理装置进行转动，保持水垢清理装置对水垢的清理能力。

进一步的，多个通流孔内均固定连接有与自身相匹配的筛网，使得被切割翼边切落的水垢不易穿过水垢清理装置，不易流至流动室内，不易形成污染。

进一步的，固着纤维上开凿有多个预制槽，水垢清理装置在与止动架撞击后，附着在固着纤维上的水垢一旦未能在冲击作用下脱落，与止动架纠缠在一起的固着纤维则会在水垢清理装置转动作用下在预制槽处扯断，使得水垢和固着纤维残部一起脱落。

进一步的，预制槽的深度随着与外壳连接端的距离增加而增加，使得预制槽在扯断时易于保留更多的部分，便于预制槽恢复原形。

进一步的，多个预制槽均分布在固着纤维远离外壳的距离，与外壳最近的预制槽与外壳的距离超过外壳的一半，使得固着纤维易于保持足够的长度来维持自身的作用。

进一步的，过渡室内固定连接有与自身相配的附着网框，附着网框的下端固定连接有多个分隔纤维，多个分隔纤维相互纠缠在一起，多个换热管靠近过渡室的一端依次贯穿附着网框和分隔纤维，并延伸到分隔纤维的下侧，被水垢清理装置清理的水垢则会在惯性的作用下落到分隔纤维的下侧，而分隔纤维则会起到分隔作用，使得水垢不易对分隔纤维上侧的水域形成污染。

进一步的，换热器主体的下端固定连接有卸料口，卸料口与过渡室相连通，卸料口内固定连接有与自身相匹配的密封塞，工作人员可以通过卸料口将落到过渡室内的水垢进行清理，有利于保持换热器主体内壁的洁净。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

在换热器正常工作时，低温液体通过低温液体进料口进入进料室，在通过换热管进入到换热室与通过高温液体进料口注入的高温液体进行换热，随后低温液体进入过渡室内，之后再通过换热管进入到出料室，最后通过低温液体出料口排出，其中高温液体和低温液体在换热室内进行换热工作，使得高温液体和低温液体热量进行交换，而在低温液体升温会促使自身存在离子结合并形成水垢析出，其中水垢会附着在换热管的内壁和固着纤维上，随时固着纤维上附着的水垢量增加，水垢清理装置整体的密度增加，水垢清理装置下落的过程中会与液态水发生相对运动，此时液态水会推动叶轮片，使得水垢清理装置整体发生转动，使得切割翼边易于将附着在换热管上水垢切除，对换热管内壁进行清理，直至水垢清理装置与止动架发生撞击，被水垢清理装置清理的水垢则会在惯性的作用下落到分隔纤维的下侧，同时撞击也会使得附着在固着纤维上的部分水垢脱落，而未脱落的部分则会随着水垢清理装置整体转动与止动架发生撞击，碎裂并脱落。

而附着在固着纤维上的水垢一旦未能在冲击作用下脱落，与止动架纠缠在一起的固着纤维则会在水垢清理装置转动作用下在预制槽处扯断，使得水垢和固着纤维残部一起脱落，对预制槽开凿位置进行设计后。

最后，通过附着网框和分隔纤维的配合可以防止落到附着网框下侧的水垢不易对分隔纤维上侧的水域形成污染。

附图说明

图1为本发明的换热器主要结构的正面剖视图；

图2为图1中A处的结构示意图；

图3为本发明的换热器中高温液体和低温液体的流动方向示意图；

图4为本发明的换热器的结构示意图；

图5为本发明的换热管的结构示意图；

图6为本发明的换热管的正面剖视图；

图7为本发明的水垢清理装置的结构示意图；

图8为本发明的水垢清理装置的正面剖视图；

图9为本发明的水垢清理装置的仰视图；

图10为本发明的固着纤维的结构示意图。

图中标号说明：

1换热器主体、2低温液体进料口、3低温液体出料口、4高温液体进料口、5高温液体出料口、6换热管、7卸料口、8密封塞、9附着网框、10分隔纤维、11限位环、12水垢清理装置、1201外壳、1202固着纤维、1203预制槽、1204切割翼边、1205筛网、1206叶轮片、13止动架。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是适配型号元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-9，一种具有水垢自清洁装置的换热器，包括换热器主体1，换热器主体1的内部空间自上向下被分隔板一次分隔为流动室、换热室和过渡室，而流动室又被分隔板分隔为进料室和出料室，换热器主体1的侧壁上规定连接有低温液体进料口2、低温液体出料口3、高温液体进料口4和高温液体出料口5，低温液体进料口2与进料室相连通，低温液体出料口3与出料室相连通，高温液体进料口4和高温液体出料口5则与换热室相连通，且高温液体出料口5位于高温液体进料口4的上侧，换热室内固定连接有多个换热管6，多个换热管6连通流动室和过渡室，换热管6靠近流动室一端的管口处固定连接有限位环11，换热管6内滑动连接有尺寸与限位环11相匹配的水垢清理装置12，水垢清理装置12包括外壳1201，外壳1201内壁固定连接有多个固着纤维1202，多个固着纤维1202相互交错形成三维空间立体结构，外壳1201的外侧固定连接有切割翼边1204，切割翼边1204远离流动室的一端成刀片状，水垢清理装置12整体的密度小于水的密度，可以在水内浮起，而在预制槽1203附着水垢后，整体密度下降，会在水中下沉，换热管6远离限位环11一端的开口处固定连接有止动架13。

可以实现在换热器正常工作的过程中，对换热管6内生成的水垢进行清理，减小水垢对换热管6正常工作的影响。

外壳1201与1024之间固定连接有叶轮片1206，增加外壳1201与1024的连接强度，使得外壳1201和切割翼边1204不易因受到水流冲蚀而结构崩溃，多个叶轮片1206均不与水平面垂直，在水垢清理装置12下落的过程中，在与水流发生相对位移后，水垢清理装置12整体会发生转动，切割翼边1204易于将附着在换热管6上水垢切除，对换热管6内壁进行清理，切割翼边1204靠近外壳1201的一端开凿有多个通流孔，水流可以通过通流孔流出，持续推动水垢清理装置12进行转动，保持水垢清理装置12对水垢的清理能力，多个通流孔内均固定连接有与自身相匹配的筛网1205，使得被切割翼边1204切落的水垢不易穿过水垢清理装置12，不易流至流动室内，不易形成污染。

请参阅图10，固着纤维1202上开凿有多个预制槽1203，水垢清理装置12在与止动架13撞击后，附着在固着纤维1202上的水垢一旦未能在冲击作用下脱落，与止动架13纠缠在一起的固着纤维1202则会在水垢清理装置12转动作用下在预制槽1203处扯断，使得水垢和固着纤维1202残部一起脱落，预制槽1203的深度随着与外壳1201连接端的距离增加而增加，使得预制槽1203在扯断时易于保留更多的部分，便于预制槽1203恢复原形，多个预制槽1203均分布在固着纤维1202远离外壳1201的距离，与外壳1201最近的预制槽1203与外壳1201的距离超过外壳1201的一半，使得固着纤维1202易于保持足够的长度来维持自身的作用。

请参阅1-2，过渡室内固定连接有与自身相配的附着网框9，附着网框9的下端固定连接有多个分隔纤维10，多个分隔纤维10相互纠缠在一起，多个换热管6靠近过渡室的一端依次贯穿附着网框9和分隔纤维10，并延伸到分隔纤维10的下侧，被水垢清理装置12清理的水垢则会在惯性的作用下落到分隔纤维10的下侧，而分隔纤维10则会起到分隔作用，使得水垢不易对分隔纤维10上侧的水域形成污染，换热器主体1的下端固定连接有卸料口7，卸料口7与过渡室相连通，卸料口7内固定连接有与自身相匹配的密封塞8，工作人员可以通过卸料口7将落到过渡室内的水垢进行清理，有利于保持换热器主体1内壁的洁净。

在换热器正常工作时，低温液体通过低温液体进料口2进入进料室，在通过换热管6进入到换热室与通过高温液体进料口4注入的高温液体进行换热，随后低温液体进入过渡室内，之后再通过换热管6进入到出料室，最后通过低温液体出料口3排出，其中高温液体和低温液体在换热室内进行换热工作，使得高温液体和低温液体热量进行交换，而在低温液体升温会促使自身存在离子结合并形成水垢析出，其中水垢会附着在换热管6的内壁和固着纤维1202上，随时固着纤维1202上附着的水垢量增加，水垢清理装置12整体的密度增加，水垢清理装置12下落的过程中会与液态水发生相对运动，此时液态水会推动叶轮片1206，使得水垢清理装置12整体发生转动，使得切割翼边1204易于将附着在换热管6上水垢切除，对换热管6内壁进行清理，直至水垢清理装置12与止动架13发生撞击，被水垢清理装置12清理的水垢则会在惯性的作用下落到分隔纤维10的下侧，而分隔纤维10则会起到分隔作用，使得水垢不易对分隔纤维10上侧的水域形成污染，同时撞击也会使得附着在固着纤维1202上的部分水垢脱落，而未脱落的部分则会随着水垢清理装置12整体转动与止动架13发生撞击，碎裂并脱落。

而附着在固着纤维1202上的水垢一旦未能在冲击作用下脱落，与止动架13纠缠在一起的固着纤维1202则会在水垢清理装置12转动作用下在预制槽1203处扯断，使得水垢和固着纤维1202残部一起脱落，对预制槽1203开凿位置进行设计后。

最后，通过附着网框9和分隔纤维10的配合可以防止落到附着网框9下侧的水垢不易对分隔纤维10上侧的水域形成污染。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有水垢自清洁装置的换热器，包括换热器主体(1)，所述换热器主体(1)的内部空间自上向下被分隔板一次分隔为流动室、换热室和过渡室，而流动室又被分隔板分隔为进料室和出料室，所述换热器主体(1)的侧壁上规定连接有低温液体进料口(2)、低温液体出料口(3)、高温液体进料口(4)和高温液体出料口(5)，所述低温液体进料口(2)与进料室相连通，所述低温液体出料口(3)与出料室相连通，所述高温液体进料口(4)和高温液体出料口(5)则与换热室相连通，且高温液体出料口(5)位于高温液体进料口(4)的上侧，其特征在于：所述换热室内固定连接有多个换热管(6)，多个所述换热管(6)连通流动室和过渡室，所述换热管(6)靠近流动室一端的管口处固定连接有限位环(11)，所述换热管(6)内滑动连接有尺寸与限位环(11)相匹配的水垢清理装置(12)，所述水垢清理装置(12)包括外壳(1201)，所述外壳(1201)内壁固定连接有多个固着纤维(1202)，多个所述固着纤维(1202)相互交错形成三维空间立体结构，所述外壳(1201)的外侧固定连接有切割翼边(1204)，所述切割翼边(1204)远离流动室的一端成刀片状，所述水垢清理装置(12)整体的密度小于水的密度，可以在水内浮起，而在预制槽(1203)附着水垢后，整体密度下降，会在水中下沉，所述换热管(6)远离限位环(11)一端的开口处固定连接有止动架(13)。

2.根据权利要求1所述的一种具有水垢自清洁装置的换热器，其特征在于：所述外壳(1201)与(1024)之间固定连接有叶轮片(1206)。

3.根据权利要求2所述的一种具有水垢自清洁装置的换热器，其特征在于：多个所述叶轮片(1206)均不与水平面垂直。

4.根据权利要求1所述的一种具有水垢自清洁装置的换热器，其特征在于：所述切割翼边(1204)靠近外壳(1201)的一端开凿有多个通流孔。

5.根据权利要求4所述的一种具有水垢自清洁装置的换热器，其特征在于：多个所述通流孔内均固定连接有与自身相匹配的筛网(1205)。

6.根据权利要求1所述的一种具有水垢自清洁装置的换热器，其特征在于：所述固着纤维(1202)上开凿有多个预制槽(1203)。

7.根据权利要求6所述的一种具有水垢自清洁装置的换热器，其特征在于：所述预制槽(1203)的深度随着与外壳(1201)连接端的距离增加而增加。

8.根据权利要求6所述的一种具有水垢自清洁装置的换热器，其特征在于：多个所述预制槽(1203)均分布在固着纤维(1202)远离外壳(1201)的距离，与外壳(1201)最近的预制槽(1203)与外壳(1201)的距离超过外壳(1201)的一半。

9.根据权利要求1所述的一种具有水垢自清洁装置的换热器，其特征在于：所述过渡室内固定连接有与自身相配的附着网框(9)，所述附着网框(9)的下端固定连接有多个分隔纤维(10)，多个所述分隔纤维(10)相互纠缠在一起，多个所述换热管(6)靠近过渡室的一端依次贯穿附着网框(9)和分隔纤维(10)，并延伸到分隔纤维(10)的下侧。

10.根据权利要求1所述的一种具有水垢自清洁装置的换热器，其特征在于：所述换热器主体(1)的下端固定连接有卸料口(7)，所述卸料口(7)与过渡室相连通，所述卸料口(7)内固定连接有与自身相匹配的密封塞(8)。

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