CN115823925B - 一种hdpe波纹管的换热方法及其换热结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种HDPE波纹管的换热方法，该换热方法包括以下步骤：S1：管程介质进入；S2：经换热管束换热；S3：集中并排出；本发明还公开了一种HDPE波纹管换热结构，包括HDPE波纹管和之间的柔性伸缩端，HDPE波纹管的外侧活动套接有支撑环座，两个支撑环座上均有便于调节的限位组件，两个支撑环座之间设置有便于同时控制的移动组件，本发明通过第一防护筒和第二防护筒之间移动配合，加上移动组件的驱动，使得支撑环座上的限位组件带动柔性伸缩端相互靠近，进而改变HDPE波纹管的柔性伸缩端内侧换热管束的表面积，而改变介质边界层的流动状态，达到更充分的换热效果，便于调节管内壁表面至换热管主流之间的温度梯度，对于换热要求较高的场合适用性较强。

Description

一种HDPE波纹管的换热方法及其换热结构

技术领域

本发明涉及波纹管换热的技术领域，具体为一种HDPE波纹管的换热方法及其换热结构。

背景技术

波纹管是指用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹性敏感元件。HDPE波纹管即波纹管的材质为高密度聚乙烯，或者说是采用高密度聚乙烯材料制成的波纹管。具有重量轻、耐高压、韧性好、施工快、寿命长等特点，其优异的管壁结构设计，与其他结构的管材相比，成本大大降低。并且由于连接方便、可靠，大量替代混凝土管和铸铁管。

HDPE波纹管由于管壁波纹的周期性变化所形成的特殊通道，使得单位体积内波纹管换热管束的表面积比现有的光管式换热管束要大，但是传统的HDPE波纹管一般采用固定器对其柔性端进行固定，管内壁表面至换热管主流之间的温度梯度始终保持一样，对于换热要求较高的场合需要更换其它规格的HDPE波纹管，适用性较差，同时对于换热要求较高的场合的温差较大，HDPE波纹管的表面容易受到温度应力集中而破环，从而影响HDPE波纹管的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种HDPE波纹管的换热方法及其换热结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种HDPE波纹管换热结构，包括HDPE波纹管和之间的柔性伸缩端，该HDPE波纹管换热器由外到内依次设置有外置管箱、换热管束和内置管箱，所述HDPE波纹管的外侧活动套接有支撑环座，两个支撑环座上均有便于调节的限位组件，两个支撑环座之间设置有便于同时控制的移动组件，两个支撑环座的一侧分别设置有第一防护筒和第二防护筒，第一防护筒的一端开设有容纳环槽，第一防护筒的壳体内侧开设有通气槽，第一防护筒的端部开设有通气孔，第一防护筒的壳体上位于通气槽的侧面设置有便于自动控制的通气组件。

优选的，所述支撑环座的内侧呈橡胶层结构，且与HDPE波纹管的凸处之间贴合，第二防护筒的端部容纳至容纳环槽内，且与容纳环槽的内壁之间贴合，通气孔与通气槽之间相互连通。

优选的，所述限位组件包括调节螺杆，支撑环座上开设有螺纹孔，调节螺杆的一端通过轴承转动连接有限位块。

优选的，所述调节螺杆插接在螺纹孔上，且与螺纹孔之间内外螺纹连接，限位块抵接在HDPE波纹管的凹处上，螺纹孔设置有多个，多个螺纹孔环绕着支撑环座呈圆周分布。

优选的，所述移动组件包括固定座，固定座的顶部开设有滑槽，固定座上位于滑槽内设置有传动螺杆，传动螺杆的两侧均设置有移动块。

优选的，所述传动螺杆呈双螺杆结构且螺纹旋向相反，传动螺杆的一端设置有驱动电机，移动块与传动螺杆之间内外螺纹连接，移动块与支撑环座之间固定连接。

优选的，所述通气组件包括活动封块，第一防护筒的壳体上位于通气槽的侧面开设有收纳槽，活动封块与收纳槽的另一端之间设置有气囊。

优选的，所述活动封块呈“T”型结构，且滑动插接在收纳槽上，活动封块的端部与通气槽的截面面积之间相互匹配，活动封块与收纳槽之间设置有支撑弹簧。

优选的，所述第一防护筒的内侧开设有传气槽，传气槽的端部设置有限位微孔块，限位微孔块与气囊之间相互贴合。

一种HDPE波纹管的换热方法，该换热方法应用于HDPE波纹管换热结构中，该换热方法包括以下步骤：

S1：管程介质进入：通过管程介质进入一个独立完整的外置管箱；

S2：经换热管束换热：再经换热管束换热后进入一个独立完整的内置管箱，外置管箱与内置管箱之间设置有换热管束，换热管束通过设置HDPE波纹管，HDPE波纹管的中部为柔性伸缩端，通过旋拧调节螺杆，进而调节螺杆沿着螺纹孔螺旋移动，限位块抵接在HDPE波纹管的凹处上，便于支撑环座在HDPE波纹管上的限位，当管程介质进入换热管束即HDPE波纹管换热时，启动驱动电机，驱动电机的输出端带动传动螺杆正转或反转，进而两侧的移动块沿着传动螺杆的轴向相互靠近或远离，带动两侧的支撑环座相互靠近或远离，而推动HDPE波纹管上的柔性伸缩端收缩或伸长，进而改变HDPE波纹管的柔性伸缩端内侧换热管束的表面积，而改变介质边界层的流动状态，达到更充分的换热效果；

S3：集中并排出：最后经内置管箱的介质通过内置管箱套管中的内管排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过HDPE波纹管的外侧活动套接有支撑环座，第一防护筒和第二防护筒之间移动配合，加上移动组件的驱动，使得支撑环座上的限位组件带动柔性伸缩端相互靠近，进而改变HDPE波纹管的柔性伸缩端内侧换热管束的表面积，而改变介质边界层的流动状态，达到更充分的换热效果，便于调节管内壁表面至换热管主流之间的温度梯度，对于换热要求较高的场合适用性较强；

2.本发明公开了一种HDPE波纹管的换热方法，通过换热管束通过设置HDPE波纹管，HDPE波纹管的中部为柔性伸缩端，调节HDPE波纹管的柔性伸缩端，使流体不断地改变流速和方向，改变介质边界层的流动状态，增加了介质的湍流层，达到更充分的换热效果；

3.本发明通过第一防护筒的壳体上设置有通气组件，根据HDPE波纹管的柔性伸缩端换热温度冷热来调节通气槽的开口，便于通气或保温来达到柔性伸缩端相对平衡的温度，减少HDPE波纹管的表面受到温度应力集中而破环，从而提高HDPE波纹管的使用寿命。

附图说明

图1为本发明HDPE波纹管换热结构外侧的结构示意图；

图2为本发明固定座的剖视图；

图3为本发明第一防护筒与第二防护筒之间的爆炸示意图；

图4为本发明第一防护筒的剖视图；

图5为本发明图4中A处放大的结构示意图；

图6为本发明通气组件的结构示意图。

图中：1、HDPE波纹管；2、柔性伸缩端；3、支撑环座；4、调节螺杆；41、螺纹孔；42、限位块；5、固定座；51、滑槽；52、传动螺杆；53、驱动电机；54、移动块；6、第一防护筒；61、容纳环槽；7、第二防护筒；8、通气槽；81、通气孔；9、活动封块；9、活动封块；91、支撑弹簧；92、气囊；93、传气槽；94、限位微孔块。

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至图6，本发明提供一种技术方案：一种HDPE波纹管换热结构，包括HDPE波纹管1和之间的柔性伸缩端2，其它部分为高密度聚乙烯材料制成的波纹管，该HDPE波纹管换热器由外到内依次设置有外置管箱、换热管束和内置管箱，HDPE波纹管1的外侧活动套接有支撑环座3，支撑环座3的内侧呈橡胶层结构，且与HDPE波纹管1的凸处之间贴合，保证支撑环座3与HDPE波纹管1的外侧相对紧密的配合，达到相对的密封效果。

两个支撑环座3上均有便于调节的限位组件，限位组件包括调节螺杆4，支撑环座3上开设有螺纹孔41，调节螺杆4插接在螺纹孔4上，且与螺纹孔41之间内外螺纹连接，调节螺杆4的一端通过轴承转动连接有限位块42，限位块42抵接在HDPE波纹管1的凹处上，通过旋拧调节螺杆4，进而调节螺杆4沿着螺纹孔41螺旋移动，限位块42抵接在HDPE波纹管1的凹处上，便于支撑环座3在HDPE波纹管1上的限位。

螺纹孔41设置有多个，多个螺纹孔41环绕着支撑环座3呈圆周分布，多个限位组件的设置，使得支撑环座3在HDPE波纹管1上的限位达到稳定的效果，两个支撑环座3之间设置有便于同时控制的移动组件，移动组件包括固定座5，固定座5的顶部开设有滑槽51，固定座5上位于滑槽51内通过轴承转动连接有传动螺杆52，传动螺杆52呈双螺杆结构且螺纹旋向相反，传动螺杆52的一端固定安装有驱动电机53，驱动电机53的型号可根据实际工况进行选择。

传动螺杆52的两侧均套接有移动块54，两侧的移动块54关于传动螺杆52对称分布，移动块54与传动螺杆52之间内外螺纹连接，移动块54的两侧均与滑槽51之间贴合，移动块54与支撑环座3之间固定连接，驱动电机53的输出端带动传动螺杆52正转或反转，进而两侧的移动块54沿着传动螺杆52的轴向相互靠近或远离，带动两侧的支撑环座3相互靠近或远离，而推动HDPE波纹管1上的柔性伸缩端2收缩或伸长，进而改变HDPE波纹管1的柔性伸缩端2内侧换热管束的表面积，而改变介质边界层的流动状态，达到更充分的换热效果。

两个支撑环座3的一侧分别固定连接有第一防护筒6和第二防护筒7，第一防护筒6的一端开设有容纳环槽61，第二防护筒7的端部表面呈橡胶层结构，第二防护筒7的端部容纳至容纳环槽61内，且与容纳环槽61的内壁之间贴合，第一防护筒6和第二防护筒7之间的配合，与支撑环座3之间形成阶梯式密封结构，便于对柔性伸缩端2的防护。

第一防护筒6的壳体内侧开设有通气槽8，第一防护筒6的端部开设有通气孔81，通气孔81与通气槽8之间相互连通，当第一防护筒6与第二防护筒7之间围成的相对密封空间温度较高时，热气经通气槽8和通气孔81传递至外部，保持第一防护筒6与第二防护筒7之间围成的相对密封空间温度相对平衡，有利于延长HDPE波纹管的使用寿命。

第一防护筒6的壳体上位于通气槽8的侧面设置有便于自动控制的通气组件，通气组件包括活动封块9，第一防护筒6的壳体上位于通气槽8的侧面开设有收纳槽，活动封块9呈“T”型结构，且滑动插接在收纳槽上，活动封块9的端部与通气槽8的截面面积之间相互匹配，活动封块9与收纳槽之间固定连接有支撑弹簧91，支撑弹簧91提供活动封块9复位的动力，由于支撑弹簧91的弹力作用下，使得活动封块9抵接在通气槽8上，对通气槽8进行封闭，进而使得第一防护筒6和第二防护筒7之间的配合，与支撑环座3之间围成相对密封空间，对于换热温度较低时具有对柔性伸缩端2保温效果。

活动封块9与收纳槽的另一端之间粘接有气囊92，气囊92的规格可根据实际工况进行选择，第一防护筒6的内侧开设有传气槽93，传气槽93的端部固定有限位微孔块94，限位微孔块94与气囊92之间相互贴合，限位微孔块94与活动封块9之间对气囊92进行限位，当热气经传气槽93和限位微孔块94传递至气囊92上，气囊92受热膨胀而推动活动封块9向收纳槽方向移动，通气槽8与通气孔81之间连通，热气经通气槽8和通气孔81传递至外部。

一种HDPE波纹管的换热方法，该换热方法应用于上述的HDPE波纹管换热结构中，该换热方法包括以下步骤：

S1：管程介质进入：通过管程介质进入一个独立完整的外置管箱；

S2：经换热管束换热：再经换热管束换热后进入一个独立完整的内置管箱，外置管箱与内置管箱之间设置有换热管束，换热管束通过设置HDPE波纹管，HDPE波纹管1的中部为柔性伸缩端，通过旋拧调节螺杆4，进而调节螺杆4沿着螺纹孔41螺旋移动，限位块42抵接在HDPE波纹管1的凹处上，便于支撑环座3在HDPE波纹管1上的限位，当管程介质进入换热管束即HDPE波纹管换热时，启动驱动电机53，驱动电机53的输出端带动传动螺杆52正转或反转，进而两侧的移动块54沿着传动螺杆52的轴向相互靠近或远离，带动两侧的支撑环座3相互靠近或远离，而推动HDPE波纹管1上的柔性伸缩端2收缩或伸长，进而改变HDPE波纹管1的柔性伸缩端2内侧换热管束的表面积，而改变介质边界层的流动状态，达到更充分的换热效果；

S3：集中并排出：最后经内置管箱的介质通过内置管箱套管中的内管排出。

实际使用时，通过旋拧调节螺杆4，进而调节螺杆4沿着螺纹孔41螺旋移动，限位块42抵接在HDPE波纹管1的凹处上，便于支撑环座3在HDPE波纹管1上的限位，当管程介质进入换热管束即HDPE波纹管换热时，启动驱动电机53，驱动电机53的输出端带动传动螺杆52正转或反转，进而两侧的移动块54沿着传动螺杆52的轴向相互靠近或远离，带动两侧的支撑环座3相互靠近或远离，而推动HDPE波纹管1上的柔性伸缩端2收缩或伸长，进而改变HDPE波纹管1的柔性伸缩端2内侧换热管束的表面积，而改变介质边界层的流动状态，达到更充分的换热效果，第一防护筒6和第二防护筒7之间的配合，与支撑环座3之间形成阶梯式密封结构，当第一防护筒6与第二防护筒7之间围成的相对密封空间温度较高时，热气经传气槽93和限位微孔块94传递至气囊92上，气囊92受热膨胀而推动活动封块9向收纳槽方向移动，通气槽8与通气孔81之间连通，热气经通气槽8和通气孔81传递至外部，当第一防护筒6与第二防护筒7之间围成的相对密封空间温度较低时，气囊92回缩，由于支撑弹簧91的弹力作用下，使得活动封块9抵接在通气槽8上，对通气槽8进行封闭，进而使得第一防护筒6和第二防护筒7之间的配合，与支撑环座3之间围成相对密封空间，对于换热温度较低时具有对柔性伸缩端2保温效果，根据HDPE波纹管的柔性伸缩端换热温度冷热来调节通气槽的开口，便于通气或保温来达到柔性伸缩端相对平衡的温度，减少HDPE波纹管的表面受到温度应力集中而破环，从而提高HDPE波纹管的使用寿命。

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 (10)

1.一种HDPE波纹管换热结构，包括HDPE波纹管（1）和之间的柔性伸缩端（2），该HDPE波纹管换热器由外到内依次设置有外置管箱、换热管束和内置管箱，其特征在于：所述HDPE波纹管（1）的外侧活动套接有支撑环座（3），两个支撑环座（3）上均有便于调节的限位组件，两个支撑环座（3）之间设置有便于同时控制的移动组件，两个支撑环座（3）的一侧分别设置有第一防护筒（6）和第二防护筒（7），第一防护筒（6）的一端开设有容纳环槽（61），第一防护筒（6）的壳体内侧开设有通气槽（8），第一防护筒（6）的端部开设有通气孔（81），第一防护筒（6）的壳体上位于通气槽（8）的侧面设置有便于自动控制的通气组件。

2.根据权利要求1所述的一种HDPE波纹管换热结构，其特征在于：所述支撑环座（3）的内侧呈橡胶层结构，且与HDPE波纹管（1）的凸处之间贴合，第二防护筒（7）的端部容纳至容纳环槽（61）内，且与容纳环槽（61）的内壁之间贴合，通气孔（81）与通气槽（8）之间相互连通。

3.根据权利要求1所述的一种HDPE波纹管换热结构，其特征在于：所述限位组件包括调节螺杆（4），支撑环座（3）上开设有螺纹孔（41），调节螺杆（4）的一端通过轴承转动连接有限位块（42）。

4.根据权利要求3所述的一种HDPE波纹管换热结构，其特征在于：所述调节螺杆（4）插接在螺纹孔（4）上，且与螺纹孔（41）之间内外螺纹连接，限位块（42）抵接在HDPE波纹管（1）的凹处上，螺纹孔（41）设置有多个，多个螺纹孔（41）环绕着支撑环座（3）呈圆周分布。

5.根据权利要求1所述的一种HDPE波纹管换热结构，其特征在于：所述移动组件包括固定座（5），固定座（5）的顶部开设有滑槽（51），固定座（5）上位于滑槽（51）内设置有传动螺杆（52），传动螺杆（52）的两侧均设置有移动块（54）。

6.根据权利要求5所述的一种HDPE波纹管换热结构，其特征在于：所述传动螺杆（52）呈双螺杆结构且螺纹旋向相反，传动螺杆（52）的一端设置有驱动电机（53），移动块（54）与传动螺杆（52）之间内外螺纹连接，移动块（54）与支撑环座（3）之间固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种HDPE波纹管换热结构，其特征在于：所述通气组件包括活动封块（9），第一防护筒（6）的壳体上位于通气槽（8）的侧面开设有收纳槽，活动封块（9）与收纳槽的另一端之间设置有气囊（92）。

8.根据权利要求7所述的一种HDPE波纹管换热结构，其特征在于：所述活动封块（9）呈“T”型结构，且滑动插接在收纳槽上，活动封块（9）的端部与通气槽（8）的截面面积之间相互匹配，活动封块（9）与收纳槽之间设置有支撑弹簧（91）。

9.根据权利要求7所述的一种HDPE波纹管换热结构，其特征在于：所述第一防护筒（6）的内侧开设有传气槽（93），传气槽（93）的端部设置有限位微孔块（94），限位微孔块（94）与气囊（92）之间相互贴合。

10.一种HDPE波纹管的换热方法，其特征在于：该换热方法应用于一种如权利要求1-9中任意一项所述的HDPE波纹管换热结构中，该换热方法包括以下步骤：

S1：管程介质进入：通过管程介质进入一个独立完整的外置管箱；

S2：经换热管束换热：再经换热管束换热后进入一个独立完整的内置管箱，外置管箱与内置管箱之间设置有换热管束，换热管束通过设置HDPE波纹管，HDPE波纹管（1）的中部为柔性伸缩端，通过旋拧调节螺杆（4），进而调节螺杆（4）沿着螺纹孔（41）螺旋移动，限位块（42）抵接在HDPE波纹管（1）的凹处上，便于支撑环座（3）在HDPE波纹管（1）上的限位，当管程介质进入换热管束即HDPE波纹管换热时，启动驱动电机（53），驱动电机（53）的输出端带动传动螺杆（52）正转或反转，进而两侧的移动块（54）沿着传动螺杆（52）的轴向相互靠近或远离，带动两侧的支撑环座（3）相互靠近或远离，而推动HDPE波纹管（1）上的柔性伸缩端（2）收缩或伸长，进而改变HDPE波纹管（1）的柔性伸缩端（2）内侧换热管束的表面积，而改变介质边界层的流动状态，达到更充分的换热效果；

S3：集中并排出：最后经内置管箱的介质通过内置管箱套管中的内管排出。