CN116734633B - 一种双股流混合管束组合式绕管换热器 - Google Patents

Abstract

本发明属于换热器设备技术领域，且公开了一种双股流混合管束组合式绕管换热器，包括外套壳、盖板套和外套壳内部连接有换热管，换热管螺旋缠绕，外套壳左端固定连接有清理箱，清理箱内转动连接有若干交错分布的转动辊，若干转动辊之间通过链条传动机构相连，其中一个转动辊和连接在清理箱上的驱动装置相连，转动辊上同轴固定连接有若干等间距分布的收放线轮，收放线轮上均缠绕连接有收放线管，收放线管远离收放线轮一端均固定连接有清理球，外套壳上开设有置于清理箱下方的弧形密封轨道，弧形密封轨道内同轴滑动连接有弧形密封板，弧形密封板靠近清理箱一侧开设有外齿环，外齿环和转动连接在清理箱内的调节齿轮相啮合；且结构简洁，实用性强。

Description

一种双股流混合管束组合式绕管换热器

技术领域

本发明涉及换热器设备技术领域，具体是一种双股流混合管束组合式绕管换热器。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。现有的换热器大都是利用冷水吸收热流体的热量，为了提高换热效率，会将冷水流道设计的长一些，因此目前大多采用缠绕式管路结构来作为水体流道，然而水中含有镁离子、钙离子，在受热后会结出水垢，水垢会附着在换热器的壳体内壁以及绕管外壁，影响换热器的换热效率，因此为了保证换热器的换热效率，需要及时对换热器内部的水垢进行清理。

在申请号为CN202222789925.1的专利申请一种立式缠绕管式换热器中，涉及到了对换热器内部结垢的清理，主要是通过设置辅助管，并通过辅助管上开设的通孔，对壳体内壁以及换热管进行喷射清洗液进行深度清洁，但是在实际清理的过程会出现附着性较强的结垢不能有效清除的问题。申请号为CN202222725152.0的专利申请一种方便拆卸的绕管式换热器中，公开了一种对换热器进行深度清理的方式，其中主要是通过各个组成部分之间为可拆卸连接设置，方便将换热器的各部分拆卸清理，虽然能够进行深度清理，但是拆卸组装费时费力，同时换热器整体的密封性不能得到有效的保障。总之，对换热器内部进行清洗的过程多存在以下问题，具体的：

1、设备材质均采用不锈钢材质，换热器之间的间隙比较小，设备内部结垢后，因该设备大多数采用的是全焊接结构，管束芯子不能抽出进行清洗，清洗不易；

2、在对水垢进行酸洗的过程，酸洗液过少会出现酸洗液壳体内部分布不均，造成酸洗不全面，酸洗液过多会造成设备内部造成酸解，影响设备的整体质量；

3、在对设备内部的水垢清理过程大多数采用高压喷管，对管壁进行清理，对于附着性强的水垢不能有效清理，造成清理不彻底的问题。

因此，本发明提供一种双股流混合管束组合式绕管换热器来解决上述问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种双股流混合管束组合式绕管换热器，有效的解决了在设备内部进行结垢清理过程，不便于拆卸导致清理不便，酸洗过程酸洗液过多过少不便于控制，以及对壁面上的结垢不能有效的震动清理的问题。

本发明包括外套壳，连接在所述的外套壳两端的盖板套，所述的外套壳内部连接有换热管，所述的换热管螺旋缠绕，所述的外套壳左端固定连接有清理箱，所述的清理箱内转动连接有若干交错分布的转动辊，若干所述的转动辊之间通过链条传动机构相连，其中一个所述的转动辊和连接在所述的清理箱上的驱动装置相连，所述的转动辊上同轴固定连接有若干等间距分布的收放线轮，所述的收放线轮上均缠绕连接有收放线管，所述的收放线管远离所述的收放线轮一端均固定连接有清理球；

所述的外套壳上开设有置于所述的清理箱下方的弧形密封轨道，所述的弧形密封轨道内同轴滑动连接有弧形密封板，所述的弧形密封板靠近所述的清理箱一侧开设有外齿环，所述的外齿环和转动连接在所述的清理箱内的调节齿轮相啮合，所述的调节齿轮外接驱动源。

优选的，所述的清理箱内部左右滑动连接有摆动框，所述的摆动框上连接有若干摆动架，所述的摆动架和所述的收放线管接触连接，所述的摆动框上左右两侧均固定连接有滑动臂杆，所述的清理箱内上侧转动连接有调节杆，所述的调节杆贯穿所述的滑动臂杆，所述的调节杆一端开设有往复螺纹，和所述的往复螺纹对应一侧的滑动臂杆和所述的往复螺纹相配合，所述的调节杆和固定连接在所述的清理箱上的微型电机相连。

优选的，所述的收放线管和所述的清理球之间连接有连接杆，所述的清理球上开设有螺纹孔，所述的连接杆上开设有和所述的螺纹孔相配合的连接螺纹。

优选的，所述的外套壳和换热器之间滑动连接有滑行环套，所述的滑行环套上开设有若干通流孔，所述的滑行环套的长度大于所述的清理箱左右方向上的长度，所述的外套壳内部连接有环形盒，所述的外套壳内部转动连接有贯穿所述的环形盒的滑动往复螺杆，所述的滑动往复螺杆和所述的滑行环套螺纹配合，所述的滑动往复螺杆和外界的驱动源相连。

优选的，所述的清理箱上转动连接有中间轴，所述的中间轴和所述的滑动往复螺杆通过链条传动机构相连，所述的清理箱上转动连接有驱动锥齿轮，所述的驱动锥齿轮旁啮合有从动锥齿轮，所述的从动锥齿轮和所述的转动辊通过链条传动机构相连；

所述的驱动锥齿轮和所述的中间轴通过链条传动机构相连，所述的中间轴和连接在所述的清理箱上的驱动电机相连。

优选的，所述的环形盒内壁连接有若干等圆周分布的喷淋头，所述的喷淋头均和连接在所述的环形盒内部通液管相连通，所述的通液管和外界供液装置相连通。

优选的，所述的盖板套远离所述的外套壳一侧固定连接有固定卡盘，所述的固定卡盘上开设有若干等圆周分布的限位轨。

优选的，所述的调节齿轮同轴固定连接有和所述的清理箱转动连接的驱动杆，所述的驱动杆上开设有螺旋轨道，所述的驱动杆上左右滑动连接有滑动曲柄，所述的滑动曲柄上连接有和所述的螺旋轨道相配合的限位销，所述的滑动曲柄和转动连接在所述的清理箱上的滑行螺杆螺纹连接，所述的滑行螺杆上同轴固定连接有转动手柄轮。

本发明针对现有的橡胶弯折实验设备进行改进，具备以下有益效果：

1、通过清理球在外套壳转动的过程对外套壳内壁进行震动摩擦，有效的实现了对外套壳内壁的结垢的有效震动剥落清理；

2、通过摆动框、摆动架和收放线的接触，以及摆动框的摆动，使清理球有效的摆动，保证对外套壳内壁的有效震动和摩擦；

3、通过喷淋头以及清理球上开设有喷水孔可以实现对外套壳内壁喷淋酸洗液，同时在外套壳转动过程，使酸洗液充分在设备内部进行均匀分布。

附图说明

图1为本发明立体示意图。

图2为本发明内部结构示意图。

图3为本发明图2中A部局部放大示意图。

图4为本发明外套壳内部结构示意图。

图5为本发明图4中B部局部放大示意图。

图6为本发明图4中C处局部放大示意图。

图7为本发明滑行环套及其连接结构示意图。

图8为本发明弧形密封板及其连接件示意图。

图9为本发明摆动框及其连接件示意图。

图10为本发明收放线管和清理球连接结构示意图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图10对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

本发明为一种双股流混合管束组合式绕管换热器，包括外套壳1，连接在所述的外套壳1两端的盖板套2，所述的外套壳1内部连接有换热管3，所述的外套壳1、盖板套2和换热器组合成换热管3，所述的换热管3螺旋缠绕，所述的外套壳1左端固定连接有清理箱4，所述的清理箱4为后续结构提供固定支撑基础，所述的清理箱4内转动连接有若干交错分布的转动辊5，若干所述的转动辊5之间通过链条传动机构相连，通过所述的链条传动机构实现所述的转动辊5的联动，保证所述的转动辊5均同步转动，其中一个所述的转动辊5和连接在所述的清理箱4上的驱动装置相连，通过所述的驱动装置实现对所述的转动辊5的驱动，进而带动所有的所述的转动辊5同步转动，所述的转动辊5上同轴固定连接有若干等间距分布的收放线轮6，所述的收放线轮6上均缠绕连接有收放线管7，所述的收放线管7远离所述的收放线轮6一端均固定连接有清理球8，通过所述的转动辊5的转动，进而实现对所述的收放线管7的收放，通过所述的收放线管7的收放带动所述的清理球8的同步收放；

所述的外套壳1上开设有置于所述的清理箱4下方的弧形密封轨道9，所述的弧形密封轨道9内同轴滑动连接有弧形密封板10，所述的弧形密封板10在所述的弧形密封轨道9滑动，通过所述的弧形密封板10实现对所述的清理箱4的封闭，避免所述的清理箱4和所述的外套壳1的连通，所述的弧形密封板10靠近所述的清理箱4一侧开设有外齿环11，所述的外齿环11和转动连接在所述的清理箱4内的调节齿轮12相啮合，通过所述的调节齿轮12的转动，通过所述的调节齿轮12和所述的外齿环11的啮合，带动所述的弧形密封板10在所述的弧形密封轨道9内滑动，进而实现对所述的清理箱4的启闭，保证所述的清理箱4和所述的外套壳1内部的有效隔离，所述的调节齿轮12外接驱动源，通过对所述的调节齿轮12的驱动进而实现对所述的清理箱4开闭的调节控制；

在具体实施时，初始状态所述的收放线轮6处于收纳状态，所述的清理球8置于所述的清理箱4内，同时所述的弧形密封板10实现对所述的清理箱4的密封，当需要对所述的换热器进行清理时，首先通过夹具将所述的换热器固定在旋转架上，所述的旋转架为现有的转动驱动结构，在所述的旋转架转动的过程带动所述的换热器转动，进而带动所述的外套壳1同步转动，然后转动所述的调节齿轮12，所述的调节齿轮12转动，带动所述的弧形密封板10在所述的弧形密封轨道9内滑动，将所述的清理箱4打开，然后启动所述的转动辊5的驱动结构，若干所述的转动辊5带动所述的收放线轮6同步转动，将所述的清理球8放置所述的外套壳1内部，然后启动所述的旋转架的电机，使所述的旋转架转动带动所述的外套壳1同步转动，所述的外套壳1转动带动所述的清理球8转动，所述的清理球8和所述的外套壳1内部相接触摩擦，进而实现对所述的外套壳1内壁的结垢的清理，同时通过所述的转动辊5转动过程，实现对所述的收放线管7和清理球8的放线，进而实现对所述的外套壳1内壁不同位置的振动摩擦，进而实现对所述的换热器的全方位清理。

所述的清理球8在转动的过程和所述的外套壳1内壁相贴合，虽然能够对内壁进行摩擦，但是不能对所述的外套壳1内壁进行有效的振动破碎，故提供一种对所述的清理球8进行摆动调节的结构，通过收放线管7得摆动，带动所述的清理球8的摆动，进而增强所述的清理球8对所述的外套壳1内壁的有效除垢处理，具体的，所述的清理箱4内部左右滑动连接有摆动框13，所述的摆动框13上连接有若干摆动架14，所述的摆动架14和所述的收放线管7接触连接，在所述的摆动框13往复滑动的过程带动所述的摆动架14同步往复滑动，所述的摆动架14摆动过程带动所述的收放线管7收放，进而实现对所述的清理球8的收放，所述的摆动框13上左右两侧均固定连接有滑动臂杆15，通过所述的滑动臂杆15的往复滑动带动所述的摆动框13同步往复滑动，所述的清理箱4内上侧转动连接有调节杆16，所述的调节杆16贯穿所述的滑动臂杆15，所述的调节杆16一端开设有往复螺纹17，和所述的往复螺纹17对应一侧的滑动臂杆15和所述的往复螺纹17相配合，所述的调节杆16和固定连接在所述的清理箱4上的微型电机18相连，通过所述的微型电机18的转动，带动所述的调节杆16转动，所述的调节杆16转动带动所述的滑动臂杆15往复滑动，所述的滑动臂杆15往复滑动的过程进而实现对所述的摆动框13的往复摆动。

为了便于对所述的清理球8进行及时更换，所述的收放线管7和所述的清理球8之间连接有连接杆19，所述的清理球8上开设有螺纹孔20，所述的连接杆19上开设有和所述的螺纹孔20相配合的连接螺纹21，通过所述的连接杆19和所述的清理球8的螺纹配合，实现所述的清理球8的可拆卸连接，便于对所述的清理球8进行更换。

为了避免所述的清理球8在所述的外套壳1转动过程，所述的清理球8在自由转动的过程，会出现清理球8分布位置不能完全覆盖，导致清理不均匀的问题，所述的外套壳1和换热器之间滑动连接有滑行环套22，所述的滑行环套22上开设有若干通流孔23，所述的滑行环套22的长度大于所述的清理箱4左右方向上的长度，通过所述的滑行环套22对所述的清理球8进行限定，使所述的清理球8在所述的滑行环套22限定区域内自由滑动，实现对所述的清理球8的滑动区域的限定，所述的外套壳1内部连接有环形盒24，所述的外套壳1内部转动连接有贯穿所述的环形盒24的滑动往复螺杆25，所述的滑动往复螺杆25和所述的滑行环套22螺纹配合，所述的滑动往复螺杆25和外界的驱动源相连，所述的滑动往复螺杆25转动带动所述的滑行环套22滑动，进而实现对所述的清理球8的清理位置的变换，进而实现对所述的外套壳1内壁上的水垢的逐步有序的清理破碎，避免出现破碎位置不均匀的问题。

为了实现对所述的滑行环套22滑动的同时对所述的收放线管7的收放长度进行同步调节，所述的清理箱4上转动连接有中间轴26，所述的中间轴26和所述的滑动往复螺杆25通过链条传动机构相连，所述的清理箱4上转动连接有驱动锥齿轮28，所述的驱动锥齿轮28旁啮合有从动锥齿轮29，所述的从动锥齿轮29和所述的转动辊5通过链条传动机构相连，在所述的滑动往复螺杆25转动通过所述的链条传动机构带动所述的中间轴26转动；

所述的驱动锥齿轮28和所述的中间轴26通过链条传动机构相连，所述的中间轴26通过链条传动机构带动所述的驱动锥齿轮28转动，所述的驱动锥齿轮28转动带动所述的从动锥齿轮29转动，进而带动所述的转动辊5转动，所述的中间轴26和连接在所述的清理箱4上的驱动电机相连，所述的驱动电机转动实现对所述的转动辊5和滑动往复螺杆25的同步驱动。

对于一些有较强附着性较强的水垢，通过清理球8震动摩擦虽然在一定程度上进行清理，但是会有一些附着性强的水垢处理不掉，因此通常采用柠檬酸进行酸洗，通过所述的柠檬酸溶液实现对所述的外套壳1内部的酸洗，所述的环形盒24内壁连接有若干等圆周分布的喷淋头31，所述的喷淋头31均和连接在所述的环形盒24内部通液管相连通，所述的环形通过所述的通液管实现对所述的喷淋头31进行供液，同时通过所述的喷淋头31向所述的外套壳1内壁均匀地喷洒柠檬酸溶液，所述的通液管和外界供液装置相连，实现对所述的换热器内部供应柠檬酸，同时为了保证对换热器内部的换热管3的酸洗以及对外套壳1内壁的均匀喷洒柠檬酸，所述的清理球8上均开设有通水孔，所述的连接杆19为中空结构，使所述的通水孔、连接杆19和收放线管7相连通，所述的收放线管7远离所述的清理球8一端均和外界的供液装置相连。

为了便于对所述的换热器的加持固定，便于所述的旋转架对所述的换热器的夹持固定，所述的盖板套2远离所述的外套壳1一侧固定连接有固定卡盘33，所述的固定卡盘33上开设有若干等圆周分布的限位轨34，通过设置在所述的旋转架上的和所述的固定卡盘33相配合的夹具，实现了对所述的换热器的夹持固定，保证所述的旋转架转动带动所述的换热器同步转动。

为了实现对所述的调节齿轮12的有效控制，同时避免所述的弧形密封板10在自重或者外力影响作用下，发生相对滑动，所述的调节齿轮12同轴固定连接有和所述的清理箱4转动连接的驱动杆35，所述的驱动杆35上开设有螺旋轨道36，所述的驱动杆35上左右滑动连接有滑动曲柄37，所述的滑动曲柄37上连接有和所述的螺旋轨道36相配合的限位销38，通过所述的限位销38和所述的螺旋轨道36的配合，在所述的滑动曲柄37滑动的过程带动所述的驱动杆35转动，所述的驱动杆35转动带动所述的调节齿轮12转动，所述的调节齿轮12实现对所述的弧形密封板10的驱动，所述的滑动曲柄37和转动连接在所述的清理箱4上的滑行螺杆39螺纹连接，在所述的滑行螺杆39转动的同时带动所述的滑动曲柄37左右滑动，所述的滑动曲柄37滑动实现对所述的驱动杆35的驱动，所述的滑行螺杆39上同轴固定连接有转动手柄轮40，通过所述的转动手柄轮40的转动带动所述的滑行螺杆39的同步转动，进而实现对所述的滑动曲柄37的驱动。

具体使用时，初始状态收放线轮6处于收纳状态，清理球8置于清理箱4内，同时弧形密封板10实现对清理箱4的密封，当需要对换热器进行清理时，首先通过夹具将换热器固定在旋转架上，然后通过转动转动手柄轮40，进而通过滑动螺杆、滑动曲柄37和驱动杆35带动调节齿轮12转动，调节齿轮12转动带动弧形密封板10在弧形密封轨道9内滑动，将清理箱4打开，然后驱动电机，驱动电机转动带动转动辊5带动收放线轮6同步转动，将清理球8放置外套壳1内部，同时带动滑动往复螺杆25转动，实现对滑行环套22位置的调节，然后启动旋转架的电机，使旋转架转动带动外套壳1同步转动，外套壳1转动带动清理球8转动，清理球8和外套壳1内部相接触摩擦，进而实现对外套壳1内壁的结垢的清理，同时通过转动辊5转动过程，实现对收放线管7和清理球8的放线，进而实现对外套壳1内壁不同位置的振动摩擦，进而实现对换热器的全方位清理，同时外界供液装置实现对通液管和收放线管7的注液，进而实现对外套壳1和换热管3的酸洗。

本发明针对现有的绕管式换热器进行改进，通过增设清理箱、转动辊、收放线轮、收放线、清理球和弧形密封轨道以及弧形密封板有效的解决了换热器内部进行振动摩擦对水垢进行清理的问题；通过设置摆动框、摆动架、调节杆、滑动臂杆以及微型电机有效的解决了在对收放线进行收放往复调节的问题；通过设置喷淋头、以及通液管有效地实现了对外套壳内壁进行酸洗的问题；且结构简洁稳定，具有极高的普适性。

Claims (6)

1.一种双股流混合管束组合式绕管换热器，包括外套壳（1），连接在所述的外套壳两端的盖板套（2），其特征在于，所述的外套壳（1）内部连接有换热管（3），所述的换热管（3）螺旋缠绕，所述的外套壳左端固定连接有清理箱（4），所述的清理箱（4）内转动连接有若干交错分布的转动辊（5），若干所述的转动辊（5）之间通过链条传动机构相连，其中一个所述的转动辊（5）和连接在所述的清理箱（4）上的驱动装置相连，所述的转动辊（5）上同轴固定连接有若干等间距分布的收放线轮（6），所述的收放线轮（6）上均缠绕连接有收放线管（7），所述的收放线管（7）远离所述的收放线轮（6）一端均固定连接有清理球（8）；

所述的外套壳（1）上开设有置于所述的清理箱（4）下方的弧形密封轨道（9），所述的弧形密封轨道（9）内同轴滑动连接有弧形密封板（10），所述的弧形密封板（10）靠近所述的清理箱（4）一侧开设有外齿环（11），所述的外齿环（11）和转动连接在所述的清理箱（4）内的调节齿轮（12）相啮合，所述的调节齿轮（12）外接驱动源；

所述的外套壳（1）和换热管（3）之间滑动连接有滑行环套（22），所述的滑行环套（22）上开设有若干通流孔（23），所述的滑行环套（22）的长度大于所述的清理箱（4）左右方向上的长度，所述的外套壳（1）内部连接有环形盒（24），所述的外套壳（1）内部转动连接有贯穿所述的环形盒（24）的滑动往复螺杆（25），所述的滑动往复螺杆（25）和所述的滑行环套（22）螺纹配合，所述的滑动往复螺杆（25）和外界的驱动源相连；

所述的清理箱（4）上转动连接有中间轴（26），所述的中间轴（26）和所述的滑动往复螺杆（25）通过链条传动机构相连，所述的清理箱（4）上转动连接有驱动锥齿轮（28），所述的驱动锥齿轮（28）旁啮合有从动锥齿轮（29），所述的从动锥齿轮（29）和所述的转动辊（5）通过链条传动机构相连；

所述的驱动锥齿轮（28）和所述的中间轴（26）通过链条传动机构相连，所述的中间轴（26）和连接在所述的清理箱（4）上的驱动电机相连。

2.根据权利要求1所述的一种双股流混合管束组合式绕管换热器，其特征在于，所述的清理箱（4）内部左右滑动连接有摆动框（13），所述的摆动框（13）上连接有若干摆动架（14），所述的摆动架（14）和所述的收放线管（7）接触连接，所述的摆动框（13）上左右两侧均固定连接有滑动臂杆（15），所述的清理箱（4）内上侧转动连接有调节杆（16），所述的调节杆（16）贯穿所述的滑动臂杆（15），所述的调节杆（16）一端开设有往复螺纹（17），和所述的往复螺纹（17）对应一侧的滑动臂杆（15）和所述的往复螺纹（17）相配合，所述的调节杆（16）和固定连接在所述的清理箱（4）上的微型电机（18）相连。

3.根据权利要求2所述的一种双股流混合管束组合式绕管换热器，其特征在于，所述的收放线管（7）和所述的清理球（8）之间连接有连接杆（19），所述的清理球（8）上开设有螺纹孔（20），所述的连接杆（19）上开设有和所述的螺纹孔（20）相配合的连接螺纹（21）。

4.根据权利要求1所述的一种双股流混合管束组合式绕管换热器，其特征在于，所述的环形盒（24）内壁连接有若干等圆周分布的喷淋头（31），所述的喷淋头（31）均和连接在所述的环形盒（24）内部通液管相连通，所述的通液管和外界供液装置相连。

5.根据权利要求1所述的一种双股流混合管束组合式绕管换热器，其特征在于，所述的盖板套（2）远离所述的外套壳（1）一侧固定连接有固定卡盘（33），所述的固定卡盘（33）上开设有若干等圆周分布的限位轨（34）。

6.根据权利要求1所述的一种双股流混合管束组合式绕管换热器，其特征在于，所述的调节齿轮（12）同轴固定连接有和所述的清理箱（4）转动连接的驱动杆（35），所述的驱动杆（35）上开设有螺旋轨道（36），所述的驱动杆（35）上左右滑动连接有滑动曲柄（37），所述的滑动曲柄（37）上连接有和所述的螺旋轨道（36）相配合的限位销（38），所述的滑动曲柄（37）和转动连接在所述的清理箱（4）上的滑行螺杆（39）螺纹连接，所述的滑行螺杆（39）上同轴固定连接有转动手柄轮（40）。