CN116123815A - 一种冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油生产设备技术领域，具体涉及一种冷却装置。本发明提供的一种冷却装置，用于冷却石油管路，包括壳体、螺旋管、旋转驱动机构和冷却水循环机构，所述壳体内部具有腔体，所述螺旋管竖直设置于所述腔体中；所述螺旋管的一端设有第一管体，所述螺旋管的另一端设有第二管体，所述第一管体和所述第二管体同轴设置，石油从所述第一管体依次流过所述螺旋管和所述第二管体，所述第一管体和所述第二管体上均安装有一个扰流结构。使得上下部分的冷却水相对流并充分的混合，壳体内部的冷却水水温的均匀性得到保证，冷却水的温差小，提高冷却效果。

Description

一种冷却装置

技术领域

本发明涉及石油生产设备技术领域，具体涉及一种冷却装置。

背景技术

石油产品主要包括各种燃料油和润滑油以及液化石油气、石油焦炭、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制。石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得，石油化工加工中冷却这一工艺是不可或缺的一部分。

现有的石油加工冷却装置主要包括桶体、设置于桶体内部的螺旋管或盘管状的石油管路、冷却水注入装置和出水管，其通过冷却水注入装置朝桶体内部注入冷却水对石油管路内的石油进行降温。

但是，上述冷却水注入装置中由于冷却水注入装置的注入口与出水管一般处于不同高度，即，有的从桶体的底部注入冷却水从桶体顶部出水，有的从桶体的顶部进水从桶体底部出水，这样导致桶体内部冷却水的水温的均匀性差，桶体上方部分的冷却水和下方部分的冷却水的水温相差较大，导致冷却效果一般。

发明内容

(一)本发明所要解决的问题是：传统冷却水注入装置中由于冷却水注入装置的注入口与出水管一般处于不同高度，导致桶体内部冷却水的水温的均匀性差，桶体上方部分的冷却水和下方部分的冷却水的水温相差较大，导致冷却效果一般。

(二)技术方案

一种冷却装置，用于冷却石油管路，包括壳体、螺旋管、旋转驱动机构和冷却水循环机构，所述壳体内部具有腔体，所述螺旋管竖直设置于所述腔体中；

所述螺旋管的一端设有第一管体，所述螺旋管的另一端设有第二管体，所述第一管体和所述第二管体同轴设置，石油从所述第一管体依次流过所述螺旋管和所述第二管体，所述第一管体和所述第二管体上均安装有一个扰流结构；

所述旋转驱动机构驱动所述螺旋管绕着所述第一管体的轴线旋转；

所述冷却水循环机构从所述壳体的底部注入冷却水的同时从所述壳体的顶部抽取冷却水。

根据本发明的一个实施例，所述第一管体上的所述扰流结构高于所述螺旋管，所述第二管体上的所述扰流结构低于所述螺旋管，两个所述扰流结构的布置方向相反。

根据本发明的一个实施例，所述螺旋管的内侧面上设有多个内翅片，所述螺旋管的外侧面上设有多个外翅片。

根据本发明的一个实施例，所述第一管体穿过所述壳体的顶部，所述第二管体穿过所述壳体的底部；

所述旋转驱动机构包括第一齿轮、第二齿轮和电机，所述第二齿轮固定于所述第一管体上，所述第一齿轮固定于所述电机的输出端，所述第一齿轮和所述第二齿轮相啮合。

根据本发明的一个实施例，所述第一管体的一端通过旋转接头转动安装有石油进管，所述第二管体的一端通过旋转接头转动安装有石油出管。

根据本发明的一个实施例，所述壳体的顶部和底部分别开设有通孔，两个所述通孔同轴设置，所述通孔内均安装有密封轴承，所述第一管体和所述第二管体均转动安装于所述密封轴承中。

根据本发明的一个实施例，所述冷却水循环机构包括冷却水循环机、进水管和回流管，所述进水管的一端连接于所述壳体的底部外壁且与所述腔体相连通，所述进水管的另一端连接于所述冷却水循环机的出水口，所述回流管的一端连接于所述壳体的顶部外壁且与所述腔体相连通，所述回流管的另一端连接于所述冷却水循环机的进水口。

根据本发明的一个实施例，所述壳体的顶部外壁上设有承载座，所述第一管体上设有支撑座，所述支撑座和所述承载座同轴设置；

所述承载座顶部开设有环形凹槽，所述环形凹槽内滚动有多个钢珠，所述支撑座的底部开设有与环状钢珠槽。

根据本发明的一个实施例，所述石油出管上同轴设有固定板，所述固定板与所述壳体的底部外壁之间连接有多个杆体。

根据本发明的一个实施例，还包括多个温度传感器和控制器，多个所述温度传感器依次安装于所述壳体的内壁中，所述控制器与所述温度传感器电性连接。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种冷却装置，用于冷却石油管路，包括壳体、螺旋管、旋转驱动机构和冷却水循环机构，壳体内部具有腔体，螺旋管竖直设置于腔体中；螺旋管的一端设有第一管体，螺旋管的另一端设有第二管体，第一管体和第二管体同轴设置，石油从第一管体依次流过螺旋管和第二管体，第一管体和第二管体上均安装有一个扰流结构；旋转驱动机构驱动螺旋管绕着第一管体的轴线旋转；冷却水循环机构从壳体的底部注入冷却水的同时从壳体的顶部抽取冷却水。

而通过加装两个扰流结构，两个螺旋浆状的扰流结构的布置方向相反，这样随着螺旋管的旋转，顶部的扰流结构扰动壳体上方部分的水朝下方流动，同时，底部的扰流机构扰动壳体下方部分的水朝上方流动，从而使得上下部分的冷却水相对流并充分的混合，壳体内部的冷却水水温的均匀性得到保证，冷却水的温差小，提高冷却效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的结构图；

图2为本发明实施例提供的螺旋管、外翅片和内翅片的连接图；

图3为本发明实施例提供的图1中的部分放大图。

图标：1-壳体；2-电机；3-第一齿轮；4-第二齿轮；5-第一管体；6-旋转接头；7-石油进管；8-回流管；9-扰流结构；10-支腿；11-石油出管；12-螺旋管；13-外翅片；14-进水管；15-冷却水循环机；16-内翅片；17-固定板；18-杆体；19-承载座；20-支撑座。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

如图1-图3所示，本发明的一个实施例提供了一种冷却装置，用于冷却石油管路，包括壳体1、螺旋管12、旋转驱动机构和冷却水循环机构，壳体1内部具有腔体，螺旋管12竖直设置于腔体中，具体的，壳体1为圆筒状，螺旋管12与壳体同轴设置。

螺旋管12的上端设有第一管体5，螺旋管12的下端设有第二管体，第一管体5和第二管体同轴设置，第一管体5的轴线、第二管体的轴线和壳体1的轴线为同一轴线，石油从第一管体5流入到螺旋管12中，并从螺旋管12流入到第二管体中。

旋转驱动机构安装在壳体1的顶部，旋转驱动机构用于驱动螺旋管12绕着第一管体5的轴线旋转，随这螺旋管12的不断旋转，螺旋管12充分的与冷却水接触，提高了冷却效果。

冷却水循环机构从壳体1的底部注入冷却水的同时从壳体1的顶部抽取冷却水。对石油管道冷却时，冷却水循环机构从壳体1的底部持续的注入冷却水，同时从壳体1的顶部持续的抽取冷却水，确保冷却水不断的循环，确保冷却水的温度始终处于较低温度。

在本实施例中，壳体1的顶部和底部分别开设有通孔，两个通孔同轴设置，通孔内均安装有密封轴承，第一管体5穿过壳体1顶部的通孔并与密封轴承密封转动连接，第二管体的下端穿过壳体1底部的通孔并转动安装于密封轴承中设置有密封圈，第一管体5和第二管体均与密封圈密封连接，起到较好的密封效果，避免冷却水溢出。

优选的，如图1所示，第一管体5上安装有一个扰流结构9，该扰流结构9与第一管体5同轴设置，且位于壳体1的内部，第一管体5上的扰流结构9高于螺旋管12，避免扰流结构9与螺旋管12产生干涉；

在第二管体上同轴安装有一个扰流结构9，在第二管体上的扰流结构9低于螺旋管12，避免该扰流结构9与螺旋管12产生干涉。

具体的，扰流结构9包括环体和多个扰流片，扰流片是弯曲的浆片，设于环体的侧面上，形成类似潜水艇螺旋浆结构。

需要说明的是，第一管体5上的扰流结构9的布置方向与第二管体上的扰流结构9的布置方向不同，两者的布置方向是相反的，顶部的扰流结构9将壳体1顶部的水流朝底部推动，而底部的扰流结构9将壳体1底部的水流从底部朝顶部推动，从而使得壳体1顶部和底部的水流相对流，充分的均匀混合，提高冷却水水温的均匀性，使得冷却水更加快速充分的运动。

由于冷却水从壳体1底部注入，在经过对螺旋管12内石油的冷却后，水温会逐渐上升，导致壳体1顶部的水温高于壳体1底部的水温，这样会冷却效果降低，而通过加装两个扰流结构9，两个螺旋浆状的扰流结构9的布置方向相反，这样随着螺旋管12的旋转，顶部的扰流结构9扰动壳体1上方部分的水朝下方流动，同时，底部的扰流结构9扰动壳体1下方部分的水朝上方流动，从而使得上下部分的冷却水相对流并充分的混合，壳体1内部的冷却水水温的均匀性得到保证，提高冷却效果。

优选的，旋转驱动机构包括第一齿轮3、第二齿轮4和电机2，电机2设置在壳体1顶部外壁上，电机2的输出端朝向上方，第二齿轮4固定于第一管体5上且与第一管体5同轴设置，第一齿轮3固定于电机2的输出端，第一齿轮3和第二齿轮4相啮合。

这样电机2带动第一齿轮3旋转，从而带动第二齿轮4和第一管体5以及螺旋管12和第二管体同时旋转，进而带动两个扰流结构9随之旋转。旋转驱动机构带动螺旋管12旋转，使得螺旋管12充分与冷却水接触换热，提高螺旋管12内部石油的冷却效率。

优选的，如图2所示，在螺旋管12的内侧面上等距设有多个内翅片16，在螺旋管12的外侧面上等距设有多个外翅片13，内翅片16和外翅片13均为紫铜材质，散热效果好。通过外翅片13和内翅片16能够增大螺旋管12与冷却水的换热面积，进而增加螺旋管12的换热效率。

可选的，螺旋管12也为紫铜管，内翅片16、外翅片13和螺旋管12一体成型。

优选的，在壳体1内壁上从上往下间隔安装5个温度传感器，壳体1上还加装了控制器，电机2和温度传感器均与控制器电性连接。

温度传感器实时的检测壳体1内部不同深度冷却水的温度并将信号发送到控制器中，进而通过控制器可实时的观察到壳体1内部不同深度冷却水的温度，进而帮助判断是否增大电机2的旋转频率以及加快冷却水循环机15的频率，去加速降低冷却水的温度。

在本实施例中，第一管体5的顶端通过旋转接头6转动安装有石油进管7，第二管体的底端通过旋转接头6转动安装有石油出管11，在第一管体5和第二管体上还安装有电动阀门，电动阀门与控制器电连接，通过控制器控制电动阀门的通断。

例如，在石油温度很高，仅仅依靠短时间的冷却难以有效降低温度时，此时可先关闭第二管体上的阀门，待一段时间后，关闭第一管体5上的阀门，这样螺旋管12内的石油就不会流动，能够在壳体1内停留一段时间，待停留设定时间后，控制器控制第二管体上的电动阀门先开启，待螺旋管12内的石油流出以后，再次关闭第二管体上的电动阀门，然后开启第一管体5上的电动阀门，以此类推，对石油进行冷却。

优选的，如图3所示，壳体1的顶部外壁上设有承载座19，承载座19呈圆柱体，在第一管体5上设有支撑座20，支撑座20和承载座19同轴设置，承载座19顶部开设有环形凹槽，环形凹槽内滚动有多个钢珠，钢珠限位于环形凹槽内的同时还能在环形凹槽内滚动，而支撑座20的底部开设有与钢珠相匹配的环状钢珠槽，钢珠的一部分嵌入到环状钢珠槽中。支撑座20起到吊住螺旋管12的作用，同时在支撑座20旋转的同时，支撑座20与承载座19之间的摩擦也很小，螺旋管12的旋转速率不会受到影响。

优选的，如图1所示，石油出管11上同轴设有固定板17，固定板17与壳体1的底部外壁之间通过螺栓固定有六个杆体18，通过固定板17和杆体18拉住石油出管11，这样石油出管11能够稳定的承载住螺旋管12，提高螺旋管12的稳定性。

在本实施例中，冷却水循环机构包括冷却水循环机15、进水管14和回流管8，进水管14的一端连接于壳体1的底部外壁且与腔体相连通，进水管14的另一端连接于冷却水循环机15的出水口，回流管8的一端连接于壳体1的顶部外壁且与腔体相连通，回流管8的另一端连接于冷却水循环机15的进水口。

可选的，在壳体1的底部边缘处焊接有四个支腿10，四个支腿10包括支杆和焊接于支杆底部的支撑脚。

使用本冷却装置对石油管道内的石油进行冷却时，可提前朝壳体1内部注入冷却水，待冷却水的水位上升到腔体顶部位置处时，冷却水循环机15通过回流管8抽取顶部的冷却水，此后，一直保持底部注水，顶部抽水。然后石油从石油进管7进入到第一管体5中并逐渐流动到螺旋管12中，同时开启电机2驱动螺旋管12旋转，两个扰流结构9随之旋转，顶部的扰流结构9扰动壳体1上方部分的水朝下方流动，同时，底部的扰流结构9扰动壳体1下方部分的水朝上方流动，从而使得上下部分的冷却水相对流并充分的混合，壳体1内部的冷却水水温的均匀性得到保证，提高冷却效果，并且随这螺旋管12旋转，螺旋管12充分与冷却水接触换热，提高螺旋管12内部石油的冷却效率，最后从石油出管11流出。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，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；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。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。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷却装置，用于冷却石油管路，其特征在于，包括壳体(1)、螺旋管(12)、旋转驱动机构和冷却水循环机构，所述壳体(1)内部具有腔体，所述螺旋管(12)竖直设置于所述腔体中；

所述螺旋管(12)的一端设有第一管体(5)，所述螺旋管(12)的另一端设有第二管体，所述第一管体(5)和所述第二管体同轴设置，石油从所述第一管体(5)依次流过所述螺旋管(12)和所述第二管体，所述第一管体(5)和所述第二管体上均安装有一个扰流结构(9)；

所述旋转驱动机构驱动所述螺旋管(12)绕着所述第一管体(5)的轴线旋转；

所述冷却水循环机构从所述壳体(1)的底部注入冷却水的同时从所述壳体(1)的顶部抽取冷却水。

2.根据权利要求1所述的一种冷却装置，其特征在于，所述第一管体(5)上的所述扰流结构(9)高于所述螺旋管(12)，所述第二管体上的所述扰流结构(9)低于所述螺旋管(12)，两个所述扰流结构(9)的布置方向相反。

3.根据权利要求1所述的一种冷却装置，其特征在于，所述螺旋管(12)的内侧面上设有多个内翅片(16)，所述螺旋管(12)的外侧面上设有多个外翅片(13)。

4.根据权利要求2所述的一种冷却装置，其特征在于，所述第一管体(5)穿过所述壳体(1)的顶部，所述第二管体穿过所述壳体(1)的底部；

所述旋转驱动机构包括第一齿轮(3)、第二齿轮(4)和电机(2)，所述第二齿轮(4)固定于所述第一管体(5)上，所述第一齿轮(3)固定于所述电机(2)的输出端，所述第一齿轮(3)和所述第二齿轮(4)相啮合。

5.根据权利要求4所述的一种冷却装置，其特征在于，所述第一管体(5)的一端通过旋转接头(6)转动安装有石油进管(7)，所述第二管体的一端通过旋转接头(6)转动安装有石油出管(11)。

6.根据权利要求3所述的一种冷却装置，其特征在于，所述壳体(1)的顶部和底部分别开设有通孔，两个所述通孔同轴设置，所述通孔内均安装有密封轴承，所述第一管体(5)和所述第二管体均转动安装于所述密封轴承中。

7.根据权利要求1所述的一种冷却装置，其特征在于，所述冷却水循环机构包括冷却水循环机(15)、进水管(14)和回流管(8)，所述进水管(14)的一端连接于所述壳体(1)的底部外壁且与所述腔体相连通，所述进水管(14)的另一端连接于所述冷却水循环机(15)的出水口，所述回流管(8)的一端连接于所述壳体(1)的顶部外壁且与所述腔体相连通，所述回流管(8)的另一端连接于所述冷却水循环机(15)的进水口。

8.根据权利要求5所述的一种冷却装置，其特征在于，所述壳体(1)的顶部外壁上设有承载座(19)，所述第一管体(5)上设有支撑座(20)，所述支撑座(20)和所述承载座(19)同轴设置；

所述承载座(19)顶部开设有环形凹槽，所述环形凹槽内滚动有多个钢珠，所述支撑座(20)的底部开设有与环状钢珠槽。

9.根据权利要求5所述的一种冷却装置，其特征在于，所述石油出管(11)上同轴设有固定板(17)，所述固定板(17)与所述壳体(1)的底部外壁之间连接有多个杆体(18)。

10.根据权利要求1-9中任一所述的一种冷却装置，其特征在于，还包括多个温度传感器和控制器，多个所述温度传感器依次安装于所述壳体(1)的内壁中，所述控制器与所述温度传感器电性连接。

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