CN115420122A - 一种可控温套管式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可控温套管式换热器，其包括螺旋形的套管、螺旋形的芯管和拨动机构，所述芯管可相对旋转的设置在所述套管内部，所述套管上呈螺旋形设置有让位槽，所述芯管上与让位槽相对应的设置有多个连接板，所述拨动机构上设置有与所述连接板相对应的拨板，所述拨板在旋转驱动装置作用下可以以所述套管的轴线为旋转轴进行旋转；所述套管内部设有夹层一，所述套管下端设有热介质接头一，上端设有热介质接头二，所述芯管下端设有冷介质接头一，上端设有冷介质接头二。所述可控温套管式换热器结构简单，占地面积小，流阻小，所述芯管可在所述套管内螺旋转动，从而直接对两者接触面积的大小进行调节，实现对芯管内流动介质预热温度的调节。

Description

一种可控温套管式换热器

技术领域

本发明涉及一种可控温套管式换热器，具体属于换热设备技术领域。

背景技术

目前，套管式换热器是一种纯逆流型换热器，具有结构简单、传热效能高、工作适应范围大、便于安装的优点，因此被广泛的应用于石油化工等工业生产部门。公开号为CN103808172A的中国专利公开了一种套管式换热器，包括芯管、套管、水源管、水泵和收集装置，套管的出水口通过管路连接收集装置，该管路上设置有水泵；芯管的进水口连接水源管，水源管上连接有电磁阀，芯管的出水口也连接电磁阀，电磁阀连接控制装置。但其缺点也很明显，例如：①检修、清洗和拆卸都较麻烦，在可拆连接处容易造成泄漏；②生产中，有较多材料选择受限，由于套管式换热器大多是内管中不允许有焊接，因为焊接会造成受热膨胀开裂，而套管式换热器大多数为了节省空间，选择弯制、盘制成蛇管形态，故有较多特殊的耐腐蚀材料无法正常生产，而且占地面积大，管接头多，易泄露，流阻大；③套管换热器国内还没有形成统一的焊接标准，各个企业都是根据其它换热产品经验选择焊接方式，因此套管式换热器的焊接处出现各类问题司空见惯，需要经常注意检查，保养。

此外，在工业生产中原料在反应时通常需要在固定范围的温度内进行，对于反应装置的上料速度也要求保持恒定，因此当套管和芯管内分别通入反应原料和反应产品进行热交换，对反应产品进行降温同时对反应原料进行预热时，在反应原料上料速度恒定的前提下，无法对反应原料芯管出口处的温度进行调节。或者当芯管内通入的其它反应的冷介质对预热温度和流速有特定要求时，无法实现对预热温度的调节控制。针对上述问题，本发明提供了一种结构简单、占地面积小、故障率低、便于对芯管进行清洗且原料预热温度可调的可控温套管式换热器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、占地面积小、故障率低、便于对芯管进行清洗且原料预热温度可调的可控温套管式换热器。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种可控温套管式换热器，其包括螺旋形的套管、螺旋形的芯管和拨动机构，所述芯管可相对旋转的设置在所述套管内部，所述套管上呈螺旋形设置有让位槽，所述芯管上与让位槽相对应的设置有多个连接板，所述拨动机构上设置有与所述连接板相对应的拨板，所述拨板在旋转驱动装置作用下可以以所述套管的轴线为旋转轴进行旋转；所述套管内部设有夹层一，所述套管下端设有热介质接头一，上端设有热介质接头二，所述芯管下端设有冷介质接头一，上端设有冷介质接头二。

作为本发明的一种实施方式，所述连接板上通过安装轴设置有轴承，所述安装轴沿所述套管的半径辐射方向设置。

作为本发明的一种实施方式，所述让位槽设置在所述套管内侧，所述拨动机构包括沿所述套管轴线设置的转杆和环形均匀设置在所述转杆上的多个所述拨板，所述转杆底部设置有所述旋转驱动装置。

作为本发明的一种实施方式，所述拨板竖直设置，一个拨板同时与多个所述连接板上的轴承相配合。

作为本发明的一种实施方式，所述芯管上设置有与所述让位槽相对应的螺旋形的连接条，所述连接板固设于所述连接条上。

作为本发明的一种实施方式，所述连接条内设置有夹层二，所述夹层二内填充有隔热材料。

作为本发明的一种实施方式，所述套管固设在壳体内部，所述热介质接头一和热介质接头二从所述壳体侧壁上穿出，所述旋转驱动装置设置在所述壳体底部，所述转杆顶部通过转轴可转动的设置在所述壳体顶部。

作为本发明的一种实施方式，所述壳体下部设有通气接头一，上部设有通气接头二，所述壳体内壁设有保温层。

作为本发明的一种实施方式，所述冷介质接头一和冷介质接头二处均连接有沿所述套管轴向设置的连接管，所述连接管下端延伸至所述芯管下方，所述壳体下部侧壁上开设有舱门。

作为本发明的一种实施方式，所述套管与芯管之间设有耐高温润滑脂或超高温防卡膏。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

所述可控温套管式换热器由套管和芯管螺旋套设在一起，结构简单，占地面积小，流阻小；接头少并且芯管上无焊点，受热不会发生膨胀开裂，故障率低，便于对芯管进行清洗；所述芯管可在所述套管内螺旋转动，从而直接对两者接触面积的大小进行调节，实现对芯管内流动介质预热温度的调节。特别是当套管和芯管内分别通入反应产品和反应原料进行热交换，对反应产品进行降温同时对反应原料进行预热时，在反应原料上料速度恒定的前提下，可实现对芯管出口处反应原料的温度进行调节。或者当芯管内通入的其它反应的冷介质对预热温度和流速有特定要求时，通过调节所述套管和芯管相对位置，在保持冷介质流速的前提下，可实现对预热温度的调节控制。

附图说明

图1是本发明的内部结构示意图。

图2是本发明的又一内部结构示意图。

图3是本发明中套管和芯管的结构示意图。

图4是本发明中套管和芯管截面的结构示意图。

图5是本发明中套管的结构示意图。

图6是本发明中芯管的结构示意图。

图7是本发明中芯管的俯视结构示意图。

图8是本发明中转杆和拨板的结构示意图。

图9是本发明中壳体的结构示意图。

图10是本发明的透视结构示意图。

其中：1套管、101夹层一、2让位槽、3热介质接头一、4热介质接头二、5芯管、6连接条、601夹层二、7冷介质接头一、8冷介质接头二、9连接板、10安装轴、11轴承、12转杆、13拨板、14转轴、15旋转驱动装置、16隔热材料、17壳体、18通气接头一、19通气接头二、20舱门。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。

如图1-图6所示的一种可控温套管式换热器，其包括螺旋形的套管1、螺旋形的芯管5和拨动机构，所述芯管5可相对旋转的设置在所述套管1内部，所述套管1上呈螺旋形设置有让位槽2，所述芯管5上与让位槽2相对应的设置有多个连接板9，所述拨动机构上设置有与所述连接板9相对应的拨板13，所述拨板13在旋转驱动装置15作用下可以以所述套管1的轴线为旋转轴进行旋转；所述套管1内部设有夹层一101，所述套管1下端设有热介质接头一3，上端设有热介质接头二4，所述芯管5下端设有冷介质接头一7，上端设有冷介质接头二8。本实施例中，液态或气态的反应产品从所述热介质接头一3通入，从所述热介质接头二4流出，液态或气态的反应原料从所述冷介质接头二8通入，从所述冷介质接头一7流出。所述套管1和芯管5均呈圆柱形螺旋形，两者螺距相等，即两者的螺旋线相重合，通过所述拨板13拨动连接板9实现对芯管5在套管1内的旋转调节。

所述可控温套管式换热器由套管1和芯管5螺旋套设在一起，结构简单，占地面积小，流阻小；接头少并且芯管5上无焊点，受热不会发生膨胀开裂，故障率低，便于对螺旋形的芯管5内部进行清洗；所述芯管5可在所述套管1内螺旋转动，从而直接对两者接触面积的大小进行调节，实现对芯管5内流动介质预热温度的调节。特别是当套管1的夹层一101和芯管5内分别通入反应产品和反应原料进行热交换，对反应产品进行降温同时对反应原料进行预热时，在反应原料上料速度恒定的前提下，可实现对芯管5出口处反应原料的温度进行调节。或者当芯管5内通入的其它反应的冷介质对预热温度和流速有特定要求时，通过调节所述套管1和芯管5相对位置，在保持冷介质流速的前提下，可实现对预热温度的调节控制。

作为进一步优化，如图7所示，所述连接板9上通过安装轴10设置有轴承11，所述安装轴10沿所述套管1水平投影的半径R辐射方向设置，所述拨板13外部侧面与所述轴承11的圆滚面相接触，在通过拨板13驱动芯管5转动时，所述轴承11沿着拨板13竖直向上滚动，将拨板13与连接板9之间的滑动摩擦转换为滚动摩擦。

所述让位槽2设置在所述套管1内侧，所述拨动机构包括沿所述套管1轴线设置的转杆12和环形均匀设置在所述转杆12上的多个所述拨板13，所述转杆12底部设置有所述旋转驱动装置15，所述旋转驱动装置15为旋转电机或旋转油缸。

如图1、图7和图8所示，所述拨板13竖直设置，一个拨板13同时与多个所述连接板9上的轴承11相配合，即每若干个所述连接板9的水平投影相互重合，本实施例中，所述拨板13环形均匀的设置有三个，所有连接板9的水平投影呈环形均匀的分布有三个。

如图1、图3、图4、图6和图7所示，所述芯管5上设置有与所述让位槽2相对应的螺旋形的连接条6，所述连接板9固设于所述连接条6上，所述连接条6从所述让位槽2中穿出可以起到隔热和导向作用。作为进一步优化，所述连接条6内设置有夹层二601，所述夹层二601内填充有隔热材料16。

如图9和图10所示，所述套管1固设在圆柱形的壳体17内部，所述热介质接头一3和热介质接头二4从所述壳体17侧壁上穿出，所述旋转驱动装置15设置在所述壳体17底部，所述转杆12顶部通过转轴14可转动的设置在所述壳体17顶部。

作为进一步优化，所述壳体17下部设有通气接头一18，上部设有通气接头二19，所述壳体17内壁设有保温层。通过所述通气接头一18和通气接头二19通入气态介质，可对壳体17内的预热进行再次回收利用。

作为进一步优化，所述冷介质接头一7和冷介质接头二8处均连接有沿所述套管1轴向设置的连接管，所述连接管下端延伸至所述芯管5下方，所述壳体17下部侧壁上开设有舱门20。打开所述舱门20后，通过所述连接管进行冷介质的连通，所述连接管根据需要选用软管或硬管。

作为进一步优化，所述套管1与芯管5之间设有耐高温润滑脂或超高温防卡膏，降低所述套管1与芯管5之间的摩擦力。

作为另一种实施方式，所述套管1内通入冷介质，所述芯管5内通入热介质，通过调节套管1和芯管5相对位置同样可以实现对冷介质预热温度的调节。具体的，由于所述芯管5内壁相对更容易进行物理清洗，可以根据冷介质和热介质成分选用更容易在管壁上沉积的介质通入所述芯管5内。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种可控温套管式换热器，其特征在于：其包括螺旋形的套管、螺旋形的芯管和拨动机构，所述芯管可相对旋转的设置在所述套管内部，所述套管上呈螺旋形设置有让位槽，所述芯管上与让位槽相对应的设置有多个连接板，所述拨动机构上设置有与所述连接板相对应的拨板，所述拨板在旋转驱动装置作用下可以以所述套管的轴线为旋转轴进行旋转；所述套管内部设有夹层一，所述套管下端设有热介质接头一，上端设有热介质接头二，所述芯管下端设有冷介质接头一，上端设有冷介质接头二。

2.根据权利要求1所述的一种可控温套管式换热器，其特征在于：所述连接板上通过安装轴设置有轴承，所述安装轴沿所述套管的半径辐射方向设置。

3.根据权利要求2所述的一种可控温套管式换热器，其特征在于：所述让位槽设置在所述套管内侧，所述拨动机构包括沿所述套管轴线设置的转杆和环形均匀设置在所述转杆上的多个所述拨板，所述转杆底部设置有所述旋转驱动装置。

4.根据权利要求3所述的一种可控温套管式换热器，其特征在于：所述拨板竖直设置，一个拨板同时与多个所述连接板上的轴承相配合。

5.根据权利要求4所述的一种可控温套管式换热器，其特征在于：所述芯管上设置有与所述让位槽相对应的螺旋形的连接条，所述连接板固设于所述连接条上。

6.根据权利要求5所述的一种可控温套管式换热器，其特征在于：所述连接条内设置有夹层二，所述夹层二内填充有隔热材料。

7.根据权利要求3-6任一项所述的一种可控温套管式换热器，其特征在于：所述套管固设在壳体内部，所述热介质接头一和热介质接头二从所述壳体侧壁上穿出，所述旋转驱动装置设置在所述壳体底部，所述转杆顶部通过转轴可转动的设置在所述壳体顶部。

8.根据权利要求7所述的一种可控温套管式换热器，其特征在于：所述壳体下部设有通气接头一，上部设有通气接头二，所述壳体内壁设有保温层。

9.根据权利要求8所述的一种可控温套管式换热器，其特征在于：所述冷介质接头一和冷介质接头二处均连接有沿所述套管轴向设置的连接管，所述连接管下端延伸至所述芯管下方，所述壳体下部侧壁上开设有舱门。

10.根据权利要求1所述的一种可控温套管式换热器，其特征在于：所述套管与芯管之间设有耐高温润滑脂或超高温防卡膏。

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