CN115307461B - 一种工业设备降温循环的管式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业设备降温循环的管式换热器，包括有壳体、上封头、下封头、换热管以及温度监测器，分别靠近所述壳体的下端处设有导入口一、的上端处设有导出口一，所述壳体两端分别安装有上封头、下封头，所述上封头上设有导入口二，所述下封头上设有导出口二，所述换热管上下端分别贯穿连通上封头、下封头，所述换热管中与上封头内腔室、下封头内腔室中配合安装设有控流组件，吸收工业设备的热流体由导入口二进入，由导出口二流出，用于对热流体换热的换热流体由导入口一进入，由导出口一流出，且所述温度监测器用于监测经导出口二排出的热流体的温度，并反馈于所述控流组件中。

Description

一种工业设备降温循环的管式换热器

技术领域

本发明涉及工业设备散热技术领域，具体为一种工业设备降温循环的管式换热器。

背景技术

管式换热器是指对两种流体进行换热，一种在管内流动，其行程称为管程，一种在管外流动，其行程称为壳程。在工业设备降温中，当需要对热流体被冷却的温度有一定限制范围时，目前，对于工业设备降温循环的管式换热器，冷热流体换热过程中，当热流体还处于其行程范围内时，就已被冷却完成至其所需的冷却温度范围内，但是，此后的热流体仍然继续被冷却，从而导致最终经管式换热器导出的被冷却热流体的冷却温度偏离所需的冷却温度，易使得设备被冷却的温度不稳定，如影响设备运行功率；而且由于工业设备的运行功率时常变化，导致产生热流体的温度也不断变化，如当热流体温度突然升高时，现有的管式换热器难以及时快速的应对突然具有较高热量的热流体，易导致热流体还未被冷却至所需的冷却温度，就已从其内部导出，容易造成工业设备降温循环过程中的循环降温效率下降、降温效果较差。

因此，本领域技术人员提供了一种工业设备降温循环的管式换热器，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种工业设备降温循环的管式换热器，包括有壳体、上封头、下封头、换热管以及温度监测器，分别靠近所述壳体的下端处设有导入口一、的上端处设有导出口一，所述壳体两端分别安装有上封头、下封头，所述上封头上设有导入口二，所述下封头上设有导出口二，所述换热管上下端分别贯穿连通上封头、下封头，所述换热管中与上封头内腔室、下封头内腔室中配合安装设有控流组件，吸收工业设备的热流体由导入口二进入，由导出口二流出，用于对热流体换热的换热流体由导入口一进入，由导出口一流出，且所述温度监测器用于监测经导出口二排出的热流体的温度，并反馈于所述控流组件中。

可选地，所述控流装置包括集载固盘、推拉控制杆以及弹性螺旋叶架，所述集载固盘分别安装在上封头、下封头中，所述推拉控制杆安装在上封头的中部，所述推拉控制杆的下输出端固定有集载推盘，所述集载推盘和集载固盘上分别均开设有漏流孔、集载孔，所述弹性螺旋叶架贯穿所述换热管内部，所述弹性螺旋叶架的上下端分别与集载推盘中的集载孔、下方所述集载固盘中的集载孔相连接，所述弹性螺旋叶架由所述推拉控制杆进行调控伸缩。

可选地，所述弹性螺旋叶架包括固定柱、推拉杆，所述固定柱固定在下方所述集载固盘中集载孔中，所述固定柱上端连接固定有一级弹性螺旋叶，所述推拉杆上端连接固定在上方所述集载推盘中集载孔中，所述推拉杆下端与一级弹性螺旋叶上端相连接，且所述推拉杆贯穿上方所述集载固盘中集载孔滑动连接。

可选地，所述推拉杆杆外还套设有二级弹性螺旋叶，所述二级弹性螺旋叶位于换热管内部。

可选地，所述二级弹性螺旋叶被配置为多组，处于最上方的二级弹性螺旋叶与上方所述集载固盘之间通过一级形变弹簧相连接，而相邻所述二级弹性螺旋叶之间以及处于最下方的二级弹性螺旋叶与一级弹性螺旋叶之间均通过二级形变弹簧相连接。

可选地，在同一作用力作用下，所述一级弹性螺旋叶中螺旋叶之间的螺距形变伸缩量为等量变化。

可选地，在同一作用力作用下，所述二级弹性螺旋叶中螺旋叶之间的螺距形变伸缩量为非等量变化。

可选地，所述二级弹性螺旋叶的螺距形变伸缩量由上至下的方向上，依次降低。

与现有技术相比，本发明提供了一种工业设备降温循环的管式换热器，具备以下有益效果：

本发明中通过温度监测器对换热过后的热流体进行实时温度监测，以便及时了解被换热后的热流体的温度，并及时反馈和通过推拉控制杆调控弹性螺旋叶架中一级弹性螺旋叶之间的螺距和二级弹性螺旋叶之间的螺距，从而改变热流体流经一级弹性螺旋叶和二级弹性螺旋叶的螺旋流动轨迹的轴向距离，从而改变热流体的纵向下落速率，进而改变其与换热流体的热交换速率，并通过温度监测器的实时监测和反馈调控，从而使得当热流体还处于其行程范围内时，就已被冷却完成至其所需的冷却温度范围时，此时，提高热流体后续行程的速率，以便快速流出，反之，降低其后续的行程速率，使其充分与换热流体进行热交换，从而提高最终流出的热流体温度的准确性。

附图说明

图1为本发明的管式换热器结构示意图；

图2为本发明的控球装置局部结构放大示意图；

图3为本发明的弹性螺旋叶架局部结构放大示意图。

附图标记：1、壳体；2、导入口一；3、导出口一；4、上封头；5、导入口二；6、下封头；7、导出口二；8、换热管；9、控流装置；10、推拉控制杆；11、集载推盘；12、集载固盘；13、固定柱；14、一级形变弹簧；15、一级弹性螺旋叶；16、二级弹性螺旋叶；17、二级形变弹簧；18、推拉杆；19、漏流孔；20、集载孔。

具体实施方式

参照图1-3，本发明提供一种技术方案：一种工业设备降温循环的管式换热器，包括有壳体1、上封头4、下封头6、换热管8以及温度监测器，分别靠近所述壳体1的下端处设有导入口一2、的上端处设有导出口一3，所述壳体1两端分别安装有上封头4、下封头6，所述上封头4上设有导入口二5，所述下封头6上设有导出口二7，所述换热管8上下端分别贯穿连通上封头4、下封头6，所述换热管8中与上封头4内腔室、下封头6内腔室中配合安装设有控流装置9，吸收工业设备的热流体由导入口二5进入，由导出口二7流出，用于对热流体换热的换热流体由导入口一2进入，由导出口一3流出，且所述温度监测器用于监测经导出口二7排出的热流体的温度，并反馈于所述控流组件9中；

需要解释的是，本实施例中，管式换热器的设置方向为竖向放置，因此，吸收工业设备的热流体由上至下流动，用于热交换的换热流体由下至上流动，因此，位于壳体内的换热流体由下至上的方向上，换热流体的相对温度逐渐提高，而热流体由上至下的方向，热流体的相对温度逐渐下降，因此，通过温度监测器实时监测热流体被与换热流体热交换后的热流体的温度，并不断反馈于控流装置中及时调控热流体的流动轨迹，以便改变热流体与不同层高的换热流体的热交换速率，使得最终热流体流出时的温度恰好处于所需的被冷却的热流体温度范围内。

在一可选的实施例中，所述控流装置9包括集载固盘12、推拉控制杆10以及弹性螺旋叶架，所述集载固盘12分别安装在上封头4、下封头6中，所述推拉控制杆10安装在上封头4的中部，所述推拉控制杆10的下输出端固定有集载推盘11，所述集载推盘11和集载固盘12上分别均开设有漏流孔19、集载孔20，所述弹性螺旋叶架贯穿所述换热管8内部，所述弹性螺旋叶架的上下端分别与集载推盘11中的集载孔20、下方所述集载固盘12中的集载孔20相连接，所述弹性螺旋叶架由所述推拉控制杆10进行调控伸缩；

通过推拉控制杆调控集载推盘上下移动，进而带动弹性螺旋叶架中的螺旋叶的螺距的改变，从而改变热流体流通换热管的所需时间量，进而控制热流体与换热流体的热交换时间量，以达到控制热流体在换热管内热交换过后，流出时的温度，避免过量冷却，影响工业设备的运行，过少冷却，导致热流体的流出温度过高，以及提高了对工业设备自身功率的改变，所引起的热流体温度的变化的及时应变速率。

在一可选的实施例中，所述弹性螺旋叶架包括固定柱13、推拉杆18，所述固定柱13固定在下方所述集载固盘12中集载孔20中，所述固定柱13上端连接固定有一级弹性螺旋叶15，所述推拉杆18上端连接固定在上方所述集载推盘中集载孔中，所述推拉杆18下端与一级弹性螺旋叶15上端相连接，且所述推拉杆18贯穿上方所述集载固盘中集载孔滑动连接，通过推拉杆的推拉，能够使得一级弹性螺旋叶所在初始的轴向距离增大或减小，且此一级弹性螺旋叶还对应的是换热流体的相对冷端温度区域，其中，例如：轴向距离增大，即螺距也相对增大，其流通流量也相对得到了提高，从而能够加快即将流出的热流体进一步快速流出，同时也相对降低了此段的热交换效率、热流体温度的持续下降幅度。

在一可选的实施例中，所述推拉杆18杆外还套设有二级弹性螺旋叶16，所述二级弹性螺旋叶16位于换热管8内部，且二级弹性螺旋叶处于一级弹性螺旋叶的上方，即靠近热流体导入口二一端，此段热流体正是具有较大热量的热流体，因此，通过二级弹性螺旋叶的引流作用，从而能够延长热流体的运动轨迹长度，降低竖向下降速率，提高与换热流体的热交换时间。

在一可选的实施例中，所述二级弹性螺旋叶16被配置为多组，处于最上方的二级弹性螺旋叶16与上方所述集载固盘之间通过一级形变弹簧14相连接，而相邻所述二级弹性螺旋叶16之间以及处于最下方的二级弹性螺旋叶与一级弹性螺旋叶之间均通过二级形变弹簧17相连接，且需要注意的是，一级形变弹簧与二级形变弹簧的所处轴向段，恰好也为热流体的集聚缓冲端，又因热流体的流速为一范围内的动态变化幅度，从而对热流体的动态流动速率进行缓冲，使得热流体的流动速率更加稳定；

且作为较佳的实施例，例如，当热流体还处于其行程范围内时，就已被冷却完成至其所需的冷却温度范围内时，热流体还需要的行程则需要加快流出，避免热流体的温度再次进一步下降，此时，通过推拉控制杆提拉集载推盘，使得一级弹性螺旋叶的轴向距离增大，从而使得热流体由上至下的流动过程中，其下方的流动行程流通流量、流速相对得到了提高，而此时，二级弹性螺旋叶则处于压缩状态，从而又进一步的降低了热流体上方流动行程的流动流量，又使得热流体螺旋运动相对存留在换热管上端的时间增大，因此，又同时进一步提高热流体存留在换热管内的时间，进而提高热流体的换热效率。

进一步的，在同一作用力作用下，所述一级弹性螺旋叶15中螺旋叶之间的螺距形变伸缩量为等量变化，以便即将流出的热流体的流动流畅性。

进一步的，在同一作用力作用下，所述二级弹性螺旋叶16中螺旋叶之间的螺距形变伸缩量为非等量变化，以便更好的对热流体的流动动能进行缓冲。

作为优选，所述二级弹性螺旋叶16的螺距形变伸缩量由上至下的方向上，依次降低，从而使得二级弹性螺旋叶再被压缩时，其整体所处换热管的位置上移，从而提高热流体处于换热管上端的螺旋存留时间。

在具体实施时，将用于吸收工业设备的热流体由导入口二进入，由导出口二流出，并进行循环流动，用于对热流体换热的换热流体由导入口一进入，由导出口一流出，并循环流动，所述温度监测器用于监测经导出口二排出的热流体的温度，并反馈于所述控流组件中，当监测的热流体的温度低于所需被冷却的热流体的温度时，表明热流体还处于其行程范围内时，就已被冷却完成至其所需的冷却温度范围内，此时，通过推拉控制杆提拉集载推盘，使得一级弹性螺旋叶的轴向距离增大，并由温度监测器实时监测与推拉控制杆不断反馈，直至流出的热流体恰好处于所需的冷却温度范围内，当监测的热流体的温度高于所需被冷却的热流体的温度时，表明热流体在其行程结束时，还未被冷却完成至其所需的冷却温度范围内，此时，通过推拉控制杆推拉集载推盘，使得一级弹性螺旋叶的轴向距离降低，并由温度监测器实时监测与推拉控制杆不断反馈，直至流出的热流体恰好处于所需的冷却温度范围内。

以上所述，仅为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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种工业设备降温循环的管式换热器，包括有壳体（1）、上封头（4）、下封头（6）、换热管（8）以及温度监测器，分别靠近所述壳体（1）的下端处设有导入口一（2）、的上端处设有导出口一（3），所述壳体（1）两端分别安装有上封头（4）、下封头（6），所述上封头（4）上设有导入口二（5），所述下封头（6）上设有导出口二（7），所述换热管（8）上下端分别贯穿连通上封头（4）、下封头（6），其特征在于：所述换热管（8）中与上封头（4）内腔室、下封头（6）内腔室中配合安装设有控流组件（9），吸收工业设备的热流体由导入口二（5）进入，由导出口二（7）流出，用于对热流体换热的换热流体由导入口一（2）进入，由导出口一（3）流出，且所述温度监测器用于监测经导出口二（7）排出的热流体的温度，并反馈于所述控流组件（9）中；

所述控流组件（9）包括集载固盘（12）、推拉控制杆（10）以及弹性螺旋叶架，所述集载固盘（12）分别安装在上封头（4）、下封头（6）中，所述推拉控制杆（10）安装在上封头（4）的中部，所述推拉控制杆（10）的下输出端固定有集载推盘（11），所述集载推盘（11）和集载固盘（12）上分别均开设有漏流孔（19）、集载孔（20），所述弹性螺旋叶架贯穿所述换热管（8）内部，所述弹性螺旋叶架的上下端分别与集载推盘（11）中的集载孔（20）、下方所述集载固盘（12）中的集载孔（20）相连接，所述弹性螺旋叶架由所述推拉控制杆（10）进行调控伸缩；

所述弹性螺旋叶架包括固定柱（13）、推拉杆（18），所述固定柱（13）固定在下方所述集载固盘（12）中集载孔（20）中，所述固定柱（13）上端连接固定有一级弹性螺旋叶（15），所述推拉杆（18）上端连接固定在上方所述集载推盘中集载孔中，所述推拉杆（18）下端与一级弹性螺旋叶（15）上端相连接，且所述推拉杆（18）贯穿上方所述集载固盘中集载孔滑动连接；

所述推拉杆（18）杆外还套设有二级弹性螺旋叶（16），所述二级弹性螺旋叶（16）位于换热管（8）内部；

所述二级弹性螺旋叶（16）被配置为多组，处于最上方的二级弹性螺旋叶（16）与上方所述集载固盘之间通过一级形变弹簧（14）相连接，而相邻所述二级弹性螺旋叶（16）之间以及处于最下方的二级弹性螺旋叶与一级弹性螺旋叶之间均通过二级形变弹簧（17）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种工业设备降温循环的管式换热器，其特征在于：在同一作用力作用下，所述一级弹性螺旋叶（15）中螺旋叶之间的螺距形变伸缩量为等量变化。

3.根据权利要求1所述的一种工业设备降温循环的管式换热器，其特征在于：在同一作用力作用下，所述二级弹性螺旋叶（16）中螺旋叶之间的螺距形变伸缩量为非等量变化。

4.根据权利要求3所述的一种工业设备降温循环的管式换热器，其特征在于：所述二级弹性螺旋叶（16）的螺距形变伸缩量由上至下的方向上，依次降低。

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