CN116718044B - 一种热泵机组用的管壳式换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热泵机组用的管壳式换热器，包括换热器壳体，所述换热器壳体的底部两侧设置有支撑机构，所述换热器壳体的左右两侧分别设置有第一管箱与第二管箱，所述换热器壳体的两端设置有固定组件，所述固定组件之间设置有换热机构，所述换热机构之间设置有分隔机构，所述分隔机构上安装有折流组件，所述第二管箱内腔设置有清理组件；本发明涉及换热器技术领域。该热泵机组用的管壳式换热器，通过设置的清理组件，使得伺服电机配合联动组件带动刮环位于第一换热管与第二换热管上往复运动，实现同步联动的去取出水垢，同时在刮除水垢的过程，刮环往复移动的过程中，使得第一换热管与第二换热管产生刮除振动，促进水垢脱离，除垢效率高。
Description
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，具体为一种热泵机组用的管壳式换热器。
背景技术
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。
公开(公告)号：CN205561625U，公开了一种换热器防垢装置，该防垢装置无磁、无电且不需要在换热溶液中添加任何药物，防垢芯片能改变水(溶剂)的极性和Ca2+、Mg2+、HCO3 -、CO3 2-等溶质离子的活度等物理化学特性，有效延缓或阻碍溶液中的离子反应生成不溶于水的盐类物质，在有效防垢的同时，不会对环境造成任何影响，防垢壳体拆装方便，可快速更换防垢芯片，避免芯片失效，防垢装置结构简单，安装方便，可适应各种换热条件；
该装置能够一定程度上防止换热管上附着水垢，但是由于并不能完全杜绝水垢地附着，因此，依旧存在长时间使用后换热管上附着水垢换热效率下降的情况；并且换热管在结垢后，采取常规的蒸汽清扫、反冲洗等方式对换热器进行清洗，生产实践证明，效果不是很好，只能将换热器的封头拆卸下来，采用物理清理的方式，但采取该种方式进行清洗，操作复杂、耗时长，人力、物力投资较大，对连续化的工业生产带来极大的困难。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种热泵机组用的管壳式换热器，解决了背景技术中所提及的技术问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种热泵机组用的管壳式换热器，包括换热器壳体，所述换热器壳体的底部两侧设置有支撑机构，所述换热器壳体的左右两侧分别设置有第一管箱与第二管箱，所述换热器壳体的两端设置有固定组件，所述固定组件之间设置有换热机构，所述换热机构之间设置有分隔机构，所述分隔机构上安装有折流组件，所述第二管箱内腔设置有用于清理换热机构表面水垢的清理组件；
所述清理组件包括固定安装在第二管箱内壁的多个固定杆，且固定杆的另一端固定连接有安装板，所述安装板的左侧上下端固定连接有滑座，所述滑座的内侧端滑动连接有滑块，所述滑块的左端固定连接有联动杆，所述联动杆的另一端分别滑动贯穿阻挡板与固定组件延伸至换热器壳体内腔，并固定连接有多个刮片，所述安装板的右侧后端固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端固定连接有凸轮，所述凸轮的另一端设置有联动组件。
作为本技术方案的进一步优选，所述换热器壳体的左侧顶部设置有壳程流体进口，所述换热器壳体的左侧底部设置有壳程流体出口，所述换热器壳体的两侧设置有用于与第一管箱和第二管箱固定连接的法兰盘，所述法兰盘的表面开设有固定孔，所述换热器壳体的底部开设有排污口，所述排污口处位置设置有密封盖。
作为本技术方案的进一步优选，所述支撑机构包括支撑座，所述支撑座的顶部两侧固定连接有支撑架，所述支撑架的顶部固定连接有弧形板，且弧形板的规格与换热器壳体相互适配，所述支撑架的外侧端固定连接有加强筋。
作为本技术方案的进一步优选，所述第一管箱的顶部设置有管程流体进口，所述第一管箱的底部设置有管程流体出口，所述第一管箱的内腔中部固定连接有分水板，所述分水板将第一管箱内腔分隔成上进液部与下出液部。
作为本技术方案的进一步优选，所述第二管箱的内腔靠近换热器壳体一侧固定安装有阻挡板，所述第二管箱的右端开设有散热孔。
作为本技术方案的进一步优选，所述固定组件包括固定安装在法兰盘内侧端管板，所述管板的上下表面分别开设有多个上圆孔与下圆孔。
作为本技术方案的进一步优选，所述换热机构包括第一换热管与第二换热管，所述第一换热管与第二换热管均固定安装在两个管板之间，所述第一换热管两端固定安装在管板的上圆孔内，所述第二换热管的两端固定安装在管板的下圆孔内。
作为本技术方案的进一步优选，所述分隔机构包括固定安装在两个管板中部位置分隔板，所述分隔板的两端错位开设有多个第一安装槽，所述分隔板的右侧后端位置开设有排液口，所述分隔板的两端固定连接有挡板，所述挡板的外壁与换热器壳体的内壁固定连接。
作为本技术方案的进一步优选，所述折流组件包括多个错位开设有在分隔板上的折流板，多个折流板通过连接杆进行固定连接，连接杆两端与管板固定连接，所述折流板的内侧端开设有第二安装槽，且第二安装槽规格与第一安装槽规格相互适配，所述折流板的外侧一端开设有卡槽，且卡槽的规格与挡板规格相互适配，所述折流板的表面开设有多个用于连接第一换热管与第二换热管的通孔，所述通孔的外侧且位于折流板上开设有用于连接连接杆的安装孔。
作为本技术方案的进一步优选，所述联动组件包括与凸轮一端转动连接的驱动杆，所述驱动杆的另一端转动连接有移动座，且移动座的两侧滑动连接有定位座，且定位座固定安装在安装板上，所述移动座的两端转动连接有第一连杆，所述第一连杆的另一端与第二连杆转动连接，第二连杆另一端与滑块转动连接，所述第一连杆与第二连杆之间转动连接有第三连杆，且第三连杆的另一端转动安装在安装板上。
与现有技术相比具备以下有益效果：
低温流体经第一管箱流入至第一换热管内，从第一换热管与第二换热管内流过，完成温度的热量交换，把热量从高温流体传递给第一换热管与第二换热管内的低温流体，从而对高温流体进行换热处理；同时分隔板可以起到热量分隔作用，上半部分的第一换热管对高温流体进行初步换热处理，从而使多组第一换热管与第二换热管能在换热器壳体中被高温流体快速均匀加热，从而完成热量交换工作。
通过设置的支撑座、支撑架、弧形板与加强筋通过支撑固定换热器壳体，保证换热器壳体工作的稳定性。
通过多个折流板的错位设置，可提高高温流体速度，迫使高温流体按规定路程多次横向通过第一换热管与第二换热管，增强高温流体湍流程度，提高高温流体的传热分系数，第一换热管与第二换热管在管板上可按等边三角形进行排列，等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大。
通过设置的清理组件，使得伺服电机配合联动组件带动刮环位于第一换热管与第二换热管上往复运动，实现同步联动的去取出水垢，自动化程度较高，同时在刮除水垢的过程，刮环往复移动的过程中与第一换热管、第二换热管表面水垢接触后，使得第一换热管与第二换热管产生刮除振动，促进水垢脱离第一换热管与第二换热管，除垢效率高，操作简单、耗时短，人力、物力投资较小，对连续化的工业生产带来极大的便捷。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中换热器壳体的结构剖视图；
图3为本发明中固定组件的结构示意图；
图4为本发明中换热器壳体的部分结构剖视图；
图5为本发明中第一管箱的结构剖视图；
图6为本发明中分隔机构的结构示意图；
图7为本发明中折流组件的结构示意图；
图8为本发明中清理组件的结构示意图。
图中：1、换热器壳体；2、支撑机构；3、第一管箱；4、第二管箱；5、固定组件；6、换热机构；7、分隔机构；8、折流组件；9、清理组件；11、壳程流体进口；12、壳程流体出口；13、法兰盘；14、固定孔；15、排污口；16、密封盖；21、支撑座；22、支撑架；23、弧形板；24、加强筋；31、管程流体进口；32、管程流体出口；33、分水板；41、阻挡板；42、散热孔；51、管板；52、上圆孔；53、下圆孔；61、第一换热管；62、第二换热管；71、分隔板；72、第一安装槽；73、排液口；74、挡板；81、折流板；82、连接杆；83、第二安装槽；84、卡槽；85、通孔；86、安装孔；87、流经路线；91、固定杆；92、安装板；93、滑座；94、滑块；95、联动杆；96、刮环；97、伺服电机；98、凸轮；99、驱动杆；910、移动座；911、第一连杆；912、第二连杆；913、第三连杆；914、定位座。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，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-图8，本发明提供一种技术方案：一种热泵机组用的管壳式换热器，包括换热器壳体1，换热器壳体1的底部两侧设置有支撑机构2，换热器壳体1的左右两侧分别设置有第一管箱3与第二管箱4，换热器壳体1的两端设置有固定组件5，固定组件5之间设置有换热机构6，换热机构6之间设置有分隔机构7，分隔机构7上安装有折流组件8，第二管箱4内腔设置有用于清理换热机构6表面水垢的清理组件9。
请参阅图1、图3、图4，换热器壳体1的左侧顶部设置有壳程流体进口11，换热器壳体1的左侧底部设置有壳程流体出口12，换热器壳体1的两侧设置有用于与第一管箱3和第二管箱4固定连接的法兰盘13，法兰盘13的表面开设有固定孔14，换热器壳体1的底部开设有排污口15，排污口15处位置设置有密封盖16，在本发明的实施例中，高温流体从壳程流体进口11流入至换热器壳体1内，经过换热机构6进行降温处理，并由壳程流体出口12流出，设置的法兰盘13与固定孔14用于安装第一管箱3与第二管箱4的安装固定，设置的排污口15与密封盖16用于对清理组件9清理产生的污垢进行排出处理。
请参阅图2，支撑机构2包括支撑座21，支撑座21的顶部两侧固定连接有支撑架22，支撑架22的顶部固定连接有弧形板23，且弧形板23的规格与换热器壳体1相互适配，支撑架22的外侧端固定连接有加强筋24，在本发明的实施例中，通过设置的支撑座21、支撑架22、弧形板23与加强筋24通过支撑固定换热器壳体1，保证换热器壳体1工作的稳定性。
请参阅图5，第一管箱3的顶部设置有管程流体进口31，第一管箱3的底部设置有管程流体出口32，第一管箱3的内腔中部固定连接有分水板33，分水板33将第一管箱3内腔分隔成上进液部与下出液部，在本发明的实施例中，低温流体从管程流体进口31进入第一管箱3的上进液部内，在分水板33的阻挡作用下，流入换热机构6中，然后流入下出液部的管程流体出口32流出。
请参阅图8，第二管箱4的内腔靠近换热器壳体1一侧固定安装有阻挡板41，第二管箱4的右端开设有散热孔42，在本发明的实施例中，设置的阻挡板41用于阻挡低温流体的流动，设置的散热孔42用于清理组件9中伺服电机97的散热。
请参阅图3，固定组件5包括固定安装在法兰盘13内侧端管板51，管板51的上下表面分别开设有多个上圆孔52与下圆孔53，在本发明的实施例中，在管板51表面开设的上圆孔52与下圆孔53均是用于安装换热机构6。
请参阅图2，换热机构6包括第一换热管61与第二换热管62，第一换热管61与第二换热管62均固定安装在两个管板51之间，第一换热管61两端固定安装在管板51的上圆孔52内，第二换热管62的两端固定安装在管板51的下圆孔53内，在本发明的实施例中，通过将第一换热管61与第二换热管62安装在管板51的上圆孔52与下圆孔53内，且第一换热管61与第二换热管62的两端均分别延伸至第一管箱3与第二管箱4内；低温流体经第一管箱3流入至第一换热管61内，从第一换热管61与第二换热管62内流过，完成温度的热量交换，把热量从高温流体传递给第一换热管61与第二换热管62内的低温流体，从而对高温流体进行换热处理。
请参阅图5、图6，分隔机构7包括固定安装在两个管板51中部位置分隔板71，分隔板71的两端错位开设有多个第一安装槽72，分隔板71的右侧后端位置开设有排液口73，分隔板71的两端固定连接有挡板74，挡板74的外壁与换热器壳体1的内壁固定连接，在本发明的实施例中，设置的分隔板71能够将换热器壳体1内部分隔成上下两个部分，第一换热管61安装在上半部分，第二换热管62安装在下半部分，高温流体由壳程流体进口11进入至换热器壳体1的上半部分后，再通过排液口73进入换热器壳体1的下半部分，再由壳程流体出口12流出，分隔板71可以起到热量分隔作用，上半部分的第一换热管61对高温流体进行初步换热处理，从而使多组第一换热管61与第二换热管62能在换热器壳体1中被高温流体快速均匀加热，从而完成热量交换工作。
请参阅图5、图7，折流组件8包括多个错位开设有在分隔板71上的折流板81，且多个折流板81通过连接杆82进行固定连接，且连接杆82两端与管板51固定连接，折流板81的内侧端开设有第二安装槽83，且第二安装槽83规格与第一安装槽72规格相互适配，折流板81的外侧一端开设有卡槽84，且卡槽84的规格与挡板74规格相互适配，折流板81的表面开设有多个用于连接第一换热管61与第二换热管62的通孔85，通孔85的外侧且位于折流板81上开设有用于连接连接杆82的安装孔86，在本发明的实施例中，通过连接杆82将多个折流板81进行错位固定，同时在折流板81安装在分隔板71上时，通过第二安装槽83与第一安装槽72的密封卡接，将折流板81安装在分隔板71上，设置的卡槽84与挡板74相互密封卡合，通过多个折流板81的错位设置，可提高高温流体速度，迫使高温流体按规定路程多次横向通过第一换热管61与第二换热管62，增强高温流体湍流程度，提高高温流体的传热分系数，第一换热管61与第二换热管62在管板51上可按等边三角形进行排列，等边三角形排列较紧凑，管外流体湍动程度高，传热分系数大。
请参阅图8，清理组件9包括固定安装在第二管箱4内壁的多个固定杆91，且固定杆91的另一端固定连接有安装板92，安装板92的左侧上下端固定连接有滑座93，滑座93的内侧端滑动连接有滑块94，滑块94的左端固定连接有联动杆95，联动杆95的另一端分别滑动贯穿阻挡板41与固定组件5延伸至换热器壳体1内腔，并固定连接有多个刮片，刮片由多个设置在第一换热管61与第二换热管62外壁刮环96共同拼接而成，安装板92的右侧后端固定安装有伺服电机97，伺服电机97的输出端固定连接有凸轮98，凸轮98的另一端设置有联动组件，联动组件包括与凸轮98一端转动连接的驱动杆99，驱动杆99的另一端转动连接有移动座910，且移动座910的两侧滑动连接有定位座914，且定位座914固定安装在安装板92上，移动座910的两端转动连接有第一连杆911，第一连杆911的另一端与第二连杆912转动连接，第二连杆912另一端与滑块94转动连接，第一连杆911与第二连杆912之间转动连接有第三连杆913，且第三连杆913的另一端转动安装在安装板92上，在本发明的实施例中，当开启伺服电机97时会带动凸轮98转动，凸轮98配合驱动杆99使得移动座910位于定位座914上左右往复移动，移动座910配个第一连杆911、第二连杆912、第三连杆913带动滑块94位于滑座93上左右往复移动，进而带动联动杆95与刮环96左右往复移动，使得刮环96将第一换热管61与第二换热管62外侧的水垢刮除，通过设置的清理组件9，使得伺服电机97配合联动组件带动刮环96位于第一换热管61与第二换热管62上往复运动，实现同步联动的去取出水垢，自动化程度较高，同时在刮除水垢的过程，刮环96往复移动的过程中与第一换热管61、第二换热管62表面水垢接触后，使得第一换热管61与第二换热管62产生刮除振动，促进水垢脱离第一换热管61与第二换热管62，除垢效率高。
热泵机组用的管壳式换热器的工作原理：当需要进行换热处理时，高温流体从壳程流体进口11流入至换热器壳体1内，低温流体从管程流体进口31进入第一管箱3的上进液部内，在分水板33的阻挡作用下，流入换热机构6中，然后流入下出液部的管程流体出口32流出，高温流体经过换热机构6进行降温处理，并由壳程流体出口12流出；而在换热器壳体1内多个折流板81的错位设置，可提高高温流体速度，迫使高温流体按规定路程多次横向通过第一换热管61与第二换热管62，增强高温流体湍流程度，提高高温流体的传热分系数；
当装置第一换热管61与第二换热管62外侧堆积较多的水垢时可以开启伺服电机97，启伺服电机97会带动凸轮98转动，凸轮98配合驱动杆99使得移动座910位于定位座914上左右往复移动，移动座910配个第一连杆911、第二连杆912、第三连杆913带动滑块94位于滑座93上左右往复移动，进而带动联动杆95与刮环96左右往复移动，使得刮环96将第一换热管61与第二换热管62外侧的水垢刮除，刮除产生的水垢，由排污口15排出。
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 (9)
1.一种热泵机组用的管壳式换热器，包括换热器壳体(1)，其特征在于：所述换热器壳体(1)的底部两侧设置有支撑机构(2)，所述换热器壳体(1)的左右两侧分别设置有第一管箱(3)与第二管箱(4)，所述换热器壳体(1)的两端设置有固定组件(5)，所述固定组件(5)之间设置有换热机构(6)，所述换热机构(6)之间设置有分隔机构(7)，所述分隔机构(7)上安装有折流组件(8)，所述第二管箱(4)内腔设置有用于清理换热机构(6)表面水垢的清理组件(9)；
所述清理组件(9)包括固定安装在第二管箱(4)内壁的多个固定杆(91)，且固定杆(91)的另一端固定连接有安装板(92)，所述安装板(92)的左侧上下端固定连接有滑座(93)，所述滑座(93)的内侧端滑动连接有滑块(94)，所述滑块(94)的左端固定连接有联动杆(95)，所述联动杆(95)的另一端分别滑动贯穿阻挡板(41)与固定组件(5)延伸至换热器壳体(1)内腔，并固定连接有多个刮片，所述安装板(92)的右侧后端固定安装有伺服电机(97)，所述伺服电机(97)的输出端固定连接有凸轮(98)，所述凸轮(98)的另一端设置有联动组件；
所述联动组件包括与凸轮(98)一端转动连接的驱动杆(99)，所述驱动杆(99)的另一端转动连接有移动座(910)，且移动座(910)的两侧滑动连接有定位座(914)，且定位座(914)固定安装在安装板(92)上，所述移动座(910)的两端转动连接有第一连杆(911)，所述第一连杆(911)的另一端与第二连杆(912)转动连接，第二连杆(912)另一端与滑块(94)转动连接，所述第一连杆(911)与第二连杆(912)之间转动连接有第三连杆(913)，且第三连杆(913)的另一端转动安装在安装板(92)上。
2.根据权利要求1所述的一种热泵机组用的管壳式换热器，其特征在于：所述换热器壳体(1)的左侧顶部设置有壳程流体进口(11)，所述换热器壳体(1)的左侧底部设置有壳程流体出口(12)，所述换热器壳体(1)的两侧设置有用于与第一管箱(3)和第二管箱(4)固定连接的法兰盘(13)，所述法兰盘(13)的表面开设有固定孔(14)，所述换热器壳体(1)的底部开设有排污口(15)，所述排污口(15)处位置设置有密封盖(16)。
3.根据权利要求1所述的一种热泵机组用的管壳式换热器，其特征在于：所述支撑机构(2)包括支撑座(21)，所述支撑座(21)的顶部两侧固定连接有支撑架(22)，所述支撑架(22)的顶部固定连接有弧形板(23)，且弧形板(23)的规格与换热器壳体(1)相互适配，所述支撑架(22)的外侧端固定连接有加强筋(24)。
4.根据权利要求1所述的一种热泵机组用的管壳式换热器，其特征在于：所述第一管箱(3)的顶部设置有管程流体进口(31)，所述第一管箱(3)的底部设置有管程流体出口(32)，所述第一管箱(3)的内腔中部固定连接有分水板(33)，所述分水板(33)将第一管箱(3)内腔分隔成上进液部与下出液部。
5.根据权利要求1所述的一种热泵机组用的管壳式换热器，其特征在于：所述第二管箱(4)的内腔靠近换热器壳体(1)一侧固定安装有阻挡板(41)，所述第二管箱(4)的右端开设有散热孔(42)。
6.根据权利要求1所述的一种热泵机组用的管壳式换热器，其特征在于：所述固定组件(5)包括固定安装在法兰盘(13)内侧端管板(51)，所述管板(51)的上下表面分别开设有多个上圆孔(52)与下圆孔(53)。
7.根据权利要求6所述的一种热泵机组用的管壳式换热器，其特征在于：所述换热机构(6)包括第一换热管(61)与第二换热管(62)，所述第一换热管(61)与第二换热管(62)均固定安装在两个管板(51)之间，所述第一换热管(61)两端固定安装在管板(51)的上圆孔(52)内，所述第二换热管(62)的两端固定安装在管板(51)的下圆孔(53)内。
8.根据权利要求7所述的一种热泵机组用的管壳式换热器，其特征在于：所述分隔机构(7)包括固定安装在两个管板(51)中部位置分隔板(71)，所述分隔板(71)的两端错位开设有多个第一安装槽(72)，所述分隔板(71)的右侧后端位置开设有排液口(73)，所述分隔板(71)的两端固定连接有挡板(74)，所述挡板(74)的外壁与换热器壳体(1)的内壁固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种热泵机组用的管壳式换热器，其特征在于：所述折流组件(8)包括多个错位开设有在分隔板(71)上的折流板(81)，多个折流板(81)通过连接杆(82)进行固定连接，连接杆(82)两端与管板(51)固定连接，所述折流板(81)的内侧端开设有第二安装槽(83)，且第二安装槽(83)规格与第一安装槽(72)规格相互适配，所述折流板(81)的外侧一端开设有卡槽(84)，且卡槽(84)的规格与挡板(74)规格相互适配，所述折流板(81)的表面开设有多个用于连接第一换热管(61)与第二换热管(62)的通孔(85)，所述通孔(85)的外侧且位于折流板(81)上开设有用于连接连接杆(82)的安装孔(86)。
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