CN116907239B - 一种空冷器管束 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空冷器技术领域，提出了一种空冷器管束，包括两个相对设置的纵梁；还包括多组换热板，所述换热板上通过挤压变形的方式设置有多个间隔排列的管槽；同一组的两个所述换热板对称抵贴设置，同一组两个所述换热板上位置相对应的两个所述管槽组合形成横截面呈长圆形或多边形的介质管，所述介质管密封固定在两个所述纵梁之间，且所述介质管的端部与所述安装孔相连通。本发明通过在换热板上挤压成型管槽，利用两个换热板对称拼接的方式，即可形成多个端面呈长圆或多边形的介质管，配合换热板上的散热翅片，既提升了介质管与介质和空气的接触面积，又方便了介质管的加工及安装，从而提升了空冷器的加工效率，降低了空冷器的加工成本。

Description

一种空冷器管束

技术领域

本发明涉及空冷器技术领域，尤其涉及一种空冷器管束。

背景技术

空冷器是一种常见的热交换设备，如专利公开号为CN211346491U的实用新型所公开的一种空冷器风箱装置，其内部安装有多个用于流通介质的传输管，当空气流经传输管的外壁时，空气可以把传输管内部介质的热量带走，从而实现冷却介质的效果。

为了提升空冷器的换热效果，第一种方案为在传输管的外侧设置散热翅片，增大管外空气与传输管的接触面积，如专利公开号为CN201828179U的实用新型所公开的无管箱空冷器管束和专利公开号为CN212227838U的实用新型所公开的一种空冷器管束及组合式空冷器等；第二种方案为将传输管的端面设置为非圆形，增大管内介质与传输管的接触面积，如专利公开号为CN203203450U的实用新型所公开的空冷器铝翅片管和专利公开号为CN113566635A的发明专利所公开的一种复合管板、空冷器管束以及制备工艺等。

但是，在第一种方案中，需要在传输管的外壁上逐一焊接散热翅片，其操作较为复杂，在第二种方案中，端面为非圆形的传输管不便于进行批量加工，且上述两种方案中，在装配空冷器时，还需要将多个传输管依次安装在空冷器内，并逐一进行密封固定，此安装操作较为繁琐，不仅降低了空冷器的加工效率，还增加了空冷器的加工成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种空冷器管束，能够提升空冷器的加工效率，降低空冷器的加工成本。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种空冷器管束，包括两个相对设置的纵梁，所述纵梁上开设有多个安装孔；

还包括多组换热板，每组所述换热板设置有两个，所述换热板上通过挤压变形的方式设置有多个间隔排列的管槽，所述换热板上固定设置有多个散热翅片；

同一组的两个所述换热板对称抵贴设置，并密封固定连接，同一组两个所述换热板上所述管槽的数量和位置一一对应，且同一组两个所述换热板上位置相对应的两个所述管槽组合形成横截面呈长圆形或多边形的介质管，所述介质管密封固定在两个所述纵梁之间，且所述介质管的端部与所述安装孔相连通。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述换热板与所述纵梁靠近所述换热板的一侧相垂直，并与所述纵梁的长度方向相交且不垂直；

多组所述换热板沿所述纵梁的长度方向等距排列，相邻两组所述换热板在所述纵梁长度方向上的距离不小于所述换热板在所述纵梁长度方向上的长度。

更进一步优选的，所述换热板上开设有多排加固孔，每排所述加固孔包括多个沿所述介质管轴向排列的所述加固孔，每个所述换热板上的多排所述加固孔与多个所述管槽交替排列，且同一组两个换热板上的所述加固孔的数量和位置相对应。

更进一步优选的，所述加固孔内与所述介质管轴向平行的其中一侧上一体成型有一个导流板，一个所述换热板上的所述导流板贯穿与之同组另一个所述换热板上的所述加固孔，并与之抵持固定，且所述导流板和与之相邻的所述介质管的外壁相切。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括导向板，所述导向板包括平直段、翻转段和控温管，其中，

所述平直段固定设置在所述介质管内，并与所述换热板平行，每个所述介质管内沿所述介质管的轴向间隔设置有多个所述平直段；

同一所述介质管内相邻的两个所述平直段之间一体成型有一个所述翻转段，所述翻转段为螺旋板状结构，所述翻转段和所述平直段将所述介质管的内部分割成两个空腔；

所述控温管固定设置在位于所述介质管一端的所述平直段上，并与所述介质管同轴设置，所述控温管的外径小于所述介质管的内径。

更进一步优选的，所述翻转段的螺旋圈数为0.5的奇数倍。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述换热板上开设有安装槽，用于使所述介质管的两端伸出所述换热板；

所述介质管两端的外侧分别套有一个套管，所述套管固定设置在所述安装孔内；

同一组两个所述换热板之间的边缘位置套有固定箍，所述固定箍用于使同一组的两个所述换热板进行密封固定。

更进一步优选的，所述固定箍包括短边箍和长边箍，其中，

所述换热板靠近所述纵梁的两端上分别套有多个所述短边箍，所述短边箍与所述套管固定连接，并与所述纵梁相抵贴；

所述换热板与所述介质管轴向平行的两端上分别套有一个所述长边箍。

更进一步优选的，所述套管上固定设置有两个套环，所述长边箍的两端分别固定设置有两个定位杆，所述定位杆选择性地与所述套环卡接，且所述定位杆远离所述长边箍的一端与所述纵梁相抵贴。

更进一步优选的，同一组的两个所述换热板之间固定设置有密封垫圈。

本发明的一种空冷器管束相对于现有技术具有以下有益效果：

（1）通过在换热板上挤压成型管槽，利用两个换热板对称拼接的方式，即可形成多个端面呈长圆或多边形的介质管，配合换热板上的散热翅片，既提升了介质管与介质和空气的接触面积，又方便了介质管的加工及安装，从而提升了空冷器的加工效率，降低了空冷器的加工成本；

（2）通过使用换热板一体成型多个管束，让多个管束之间存在换热板平面，同样可以增大本管束与空气的接触面积，通过在介质管内设置导向板，可以使介质管内的冷却液在流动过程中进行翻面，提升了介质散热的均匀程度，通过设置导流板，对空气进行纵向和横向的导流，不仅可以增加空气与管束的接触面积和接触时间，还可以使本管束适配输出截面积较小的风源，从而提升了本管束的散热效果；

（3）通过设置套管和固定箍，不仅可以提升同一组两换热板之间的密封性能，还可以方便对同一组的两个换热板进行组装和拆分，以便对管槽的内壁进行清洁以及对导向杆进行维护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明的一种空冷器管束的立体图；

图2为本发明的一种空冷器管束的剖视图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为本发明的一种空冷器管束中纵梁的立体图；

图5为本发明的一种空冷器管束中一组换热板的立体图；

图6为图5中B处的放大图；

图7为本发明的一种空冷器管束的爆炸图；

图8为本发明的一种空冷器管束中导向板的局部立体图；

图9为本发明的一种空冷器管束中套环处的立体图；

图10为本发明的一种空冷器管束中定位杆处的立体图；

图11为本发明的一种空冷器管束中一个换热板的立体图；

图12为本发明的一种空冷器管束中导流板的加工示意图。

其中：1、纵梁；101、安装孔；2、换热板；21、介质管；22、套管；221、套环；23、固定箍；231、短边箍；232、长边箍；2321、定位杆；24、密封垫圈；201、管槽；202、安装槽；203、加固孔；2031、导流板；3、导向板；31、平直段；32、翻转段；33、控温管。

具体实施方式

下面将结合本发明的具体实施方式，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

如图1-12所示，本发明的一种空冷器管束，包括纵梁1、换热板2和导向板3。

其中，纵梁1为本空冷器管束的支撑结构，纵梁1相对设置有两个，用于与空冷器的安装环境进行固定，纵梁1上开设有多个安装孔101，安装孔101用于与待冷却的介质相连通。

换热板2用于流通待冷却的介质，并与流经其外壁的空气进行换热，换热板2设置有多组，每组换热板2设置有两个，换热板2上通过挤压变形的方式设置有多个间隔排列的管槽201，换热板2上固定设置有多个散热翅片；同一组的两个换热板2对称抵贴设置，并密封固定连接，同一组两个换热板2上管槽201的数量和位置一一对应，且同一组两个换热板2上位置相对应的两个管槽201组合形成横截面呈长圆形或多边形的介质管21，介质管21密封固定在两个纵梁1之间，且介质管21的端部与安装孔101相连通；如图1所示，散热翅片位于换热板2上远离同一组另一个换热板2的一侧，以提升空气与换热板2的接触面积；如图3所示，两个换热板2对称抵贴后，即可形成用于流通待冷却介质的介质管21，待冷却介质通过安装孔101流入或流出介质管21，从而与流经介质管21外侧的空气进行换热，与此同时，介质管21的截面为长圆形或多边形，可以增大介质管21内介质与介质管21内壁的接触面积，从而提升空冷效果，而由于多个介质管21由对换热板2进行挤压的方式制得，且几个介质管21之间相互连接，此不仅可以增大外界空气与本管束的接触面积，提升本管束的冷却效果，还可以方便对介质管21进行安装，在装配空冷器时，可以实现将处于同一换热板2上的多个介质管21进行同时安装，而无需对介质管21进行逐一安装，与此同时，介质管21若采用单个钢管的方式，其需使用无缝钢管或焊接钢管，其生产成本也相对较高，而采用本方案中对换热板2先进行挤压再进行对称抵贴拼装的方式，大大降低了生产成本。

对于换热板2的布设方式，优选让换热板2与纵梁1靠近换热板2的一侧相垂直，并与纵梁1的长度方向相交且不垂直，让多组换热板2沿纵梁1的长度方向等距排列，相邻两组换热板2在纵梁1长度方向上的距离不小于换热板2在纵梁1长度方向上的长度，如图2和图3所示，当空气沿本管束的右侧向左吹动时，倾斜设置的换热板2会改变空气的流动方向，使其向下流动，增大了空气与换热板2的接触面积及接触时间，与此同时，利用此排列规则，还可以方便对换热板2进行逐一安装，以及提升空冷器的美观程度。

进一步的，还可以在换热板2上开设多排加固孔203，每排加固孔203包括多个沿介质管21轴向排列的加固孔203，每个换热板2上的多排加固孔203与多个管槽201交替排列，且同一组两个换热板2上的加固孔203的数量和位置相对应；在换热板2上开设加固孔203后，如图3所示，当空气由右侧向左吹动时，不仅可以在两组相邻的换热板2之间进行流动，还可以通过加固孔203流动至其他位置的换热板2之间，从而可以增加空气与本管束的接触面积和接触时间，对介质的冷却效果有着较好的提升。

同一组的两个换热板2进行固定时，通常只能对其边缘进行密封固定，导致同组的两个换热板2之间的固定牢固程度相对较弱，又由于换热板2的板幅较大，其本身也容易发生弯曲，为了解决此问题，可以在加固孔203内与介质管21轴向平行的其中一侧上一体成型一个导流板2031，一个换热板2上的导流板2031贯穿与之同组另一个换热板2上的加固孔203，并与之抵持固定，且导流板2031和与之相邻的介质管21的外壁相切，如图3所示，当导流板2031穿过与之相邻的加固孔203，并对其进行抵持固定时，可以对同一组的两个换热板2进行辅助固定，从而不仅提升了同一组内两个换热板2的固定牢固程度，还可以防止换热板2发生弯曲变形；通过让导流板2031和与之相邻的介质管21的外壁相切，可以对两组相邻换热板2之间的空气进行导向，使空气更容易进入其他两组相邻的换热板2之间，如图3所示，当空气由右向左流动时，空气会被上方一组换热板2底部的导流板2031进行导向，使空气向下流动，而当空气接触到下方一组换热板2顶部的导流板2031时，还可以被导流板2031和换热板2组成的半封闭空间进行阻挡，从而让空气沿着介质管21的轴向进行分散，此解决了空冷器空气源输出截面面积较小，无法与空冷器进行适配的问题，同时，由于管槽201挤压变形后，其侧边与换热板2的侧面存在一定的突变角度，空气在流经此突变角度的位置时，会进行涡旋转动，从而使此突变角度的位置换热效果较差，而通过让导流板2031和与之相邻的介质管21的外壁相切，即导流板2031的延长面与介质管21的最外侧相抵贴，对管槽201边缘发生突变角度的位置进行遮挡，有效地解决了此问题的发生；导流板2031与加固孔203为一体成型结构，其加工方式较为简单，如图12所示，可以通过先在换热板2上开设凵字形的槽孔，然后将导流板2031从加固孔203中折弯形成。

导向板3用于平衡介质管21内待冷却介质的温差，使介质均匀地降温，导向板3包括平直段31、翻转段32和控温管33，其中，平直段31固定设置在介质管21内，并与换热板2平行，每个介质管21内沿介质管21的轴向间隔设置有多个平直段31；同一介质管21内相邻的两个平直段31之间一体成型有一个翻转段32，翻转段32为螺旋板状结构，翻转段32和平直段31将介质管21的内部分割成两个空腔，控温管33固定设置在位于介质管21一端的平直段31上，即控温管33设置在介质管21输入待冷却介质的一端，并与介质管21同轴设置，控温管33的外径小于介质管21的内径；由于待冷却介质在介质管21内流动时会与空气进行换热，导致介质管21内介质的温度沿流动方向逐渐降低，且空气与介质管21顶部和底部的接触顺序不同，导致介质管21内介质上层和下层位置的温度存在差异，从而使得介质管21对介质的冷却效果不均匀，如图3、图7和图8所示，翻转段32和平直段31将介质管21的内部分割成了两个空腔，即介质管21内的待冷却介质为两股，又由于平直段31与换热板2平行，而翻转段32为螺旋板状结构，因此，两股待冷却介质在介质管21内流动时，其在介质管21内的位置会发生翻转，使得两股待冷却介质与空气的接触顺序进行交替，而控温管33设置在待冷却介质输入端，在介质管21的前半段，控温管33外侧的待冷却介质优先与空气换热，而其内部的介质不与空气换热，在介质管21的后半段，由于没有设置控温管33，且原本处于控温管33内温度相对较高的待冷却介质会受到翻转段32的翻转向外扩散，向着介质管21的侧壁流动，从而让空气对原本处于控温管33内的介质进行冷却，从而使得空气的冷却更加均匀。

为了提升导向板3对介质管21温度进行平衡的效果，优选让翻转段32的螺旋圈数为0.5的奇数倍，如0.5圈、1.5圈、2.5圈等，如图7所示，当每个介质管21内的平直段31设置有两个，每个介质管21内的翻转段32设置有一个，翻转段32的螺旋圈数为0.5圈，介质管21内的两股待冷却介质分别为冷却流A和冷却流B时，当待冷却介质流入介质管21的前半段时，冷却流A位于介质管21的底部，冷却流B位于介质管21的顶部，空气先与冷却流A进行换热，再与冷却流B进行换热，导致冷却流A和冷却流B的温度会存在差异，利用翻转段32对待冷却介质的翻转，使得待冷却介质流入介质管21的后半段时，冷却流A位于介质管21的顶部，冷却流B位于介质管21的底部，空气先与冷却流B进行换热，再与冷却流A进行换热，从而使两股冷却流冷却的更加均匀，与此同时，冷却流A和冷却流B在介质管21的前半段流动时，都会流通在控温管33的内外两侧，使位于控温管33外的冷却流A和冷却流B进行快速降温，当待冷却介质流动至介质管21的后半段后，由于没有控温管33，原本处于控温管33内温度较高的待冷却介质会与原本位于控温管33外部的被快速降温的介质进行融合，从而提升了本管束的冷却均匀性。

为了方便换热板2与纵梁1的安装，优选在换热板2上开设安装槽202，使介质管21的两端伸出换热板2，在介质管21两端的外侧分别套设一个套管22，让套管22固定设置在安装孔101内；而为了方便同一组两换热板2的拆装，优选在同一组两个换热板2之间的边缘位置套设固定箍23，使同一组的两个换热板2进行密封固定，利用此种结构，可以实现对同一组的两个换热板2进行拆卸和安装，从而可以在本管束使用一段时间后，对换热板2进行拆分，以进行介质管21内壁的清洁以及导向板3的维护操作。

作为一种优选实施方式，固定箍23优选设置为包括短边箍231和长边箍232，其中，换热板2靠近纵梁1的两端上分别套有多个短边箍231，短边箍231与套管22固定连接，并与纵梁1相抵贴，换热板2与介质管21轴向平行的两端上分别套有一个长边箍232；如图5和图7所示，短边箍231对换热板2的宽度边未挤压管槽201的位置进行包覆，长边箍232对换热板2的长度边进行包覆，利用短边箍231、长边箍232和套管22对同一组两个换热板2的固定，可以实现同一组两换热板2的拆装及密封。

而为了提升短边箍231、长边箍232和套管22与其他机构的固定牢固性，并方便对其进行操作，如图6、图9和图10所示，优选在套管22上固定设置两个套环221，在长边箍232的两端分别固定设置两个定位杆2321，让定位杆2321选择性地与套环221卡接，并让定位杆2321远离长边箍232的一端与纵梁1相抵贴，当纵梁1与短边箍231抵贴时，即可防止定位杆2321与套环221分离，而取消纵梁1对短边箍231的抵贴，则可对此固定结构进行分离拆解。

为了提升同一组两个换热板2之间的密封性，优选在同一组的两个换热板2之间固定设置密封垫圈24，如图7和图11所示，密封垫圈24为多个且多种型号的矩环形垫圈，分别设置在换热板2的边缘位置以及加固孔203的外圈，其安装是通过在换热板2上开设对应的卡槽实现的。

本发明的一种空冷器管束的工作原理如下：

待冷却介质沿一个纵梁1上的安装孔101流入介质管21，再从另外一个纵梁1上的安装孔101流出，如图2所示，空气由右方吹向换热板2，利用空气与换热板2的接触，使空气与待冷却介质进行换热，实现冷却介质的效果。

空气在本管束之间流动期间，受到导流板2031和换热板2的导向，空气可以沿介质管21的轴向进行移动，从而增大空气流动的截面积；受到导流板2031的导向，空气还可以沿加固孔203进行纵向的移动，增加空气与本管束的接触面积和接触时间，与此同时，导流板2031与其相邻的介质管21外壁相切，还可以防止流动的空气产生涡流区域，避免装置存在冷却盲区，从而提升空气的冷却效果。

待冷却介质在介质管21内进行流动时，受到导向板3的导向，还可以进行上下翻动以及内外翻动，从而实现了介质管21内介质的均匀降温，从而保障了本管束的冷却效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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 (9)

1.一种空冷器管束，包括两个相对设置的纵梁（1），所述纵梁（1）上开设有多个安装孔（101）；

其特征在于：还包括多组换热板（2）和导向板（3），每组所述换热板（2）设置有两个，所述换热板（2）上通过挤压变形的方式设置有多个间隔排列的管槽（201），所述换热板（2）上固定设置有多个散热翅片；

同一组的两个所述换热板（2）对称抵贴设置，并密封固定连接，同一组两个所述换热板（2）上所述管槽（201）的数量和位置一一对应，且同一组两个所述换热板（2）上位置相对应的两个所述管槽（201）组合形成横截面呈长圆形或多边形的介质管（21），所述介质管（21）密封固定在两个所述纵梁（1）之间，且所述介质管（21）的端部与所述安装孔（101）相连通；

所述导向板（3）包括平直段（31）、翻转段（32）和控温管（33），其中，

所述平直段（31）固定设置在所述介质管（21）内，并与所述换热板（2）平行，每个所述介质管（21）内沿所述介质管（21）的轴向间隔设置有多个所述平直段（31）；

同一所述介质管（21）内相邻的两个所述平直段（31）之间一体成型有一个所述翻转段（32），所述翻转段（32）为螺旋板状结构，所述翻转段（32）和所述平直段（31）将所述介质管（21）的内部分割成两个空腔；

所述控温管（33）固定设置在位于所述介质管（21）一端的所述平直段（31）上，并与所述介质管（21）同轴设置，所述控温管（33）的外径小于所述介质管（21）的内径。

2.如权利要求1所述的一种空冷器管束，其特征在于：所述换热板（2）与所述纵梁（1）靠近所述换热板（2）的一侧相垂直，并与所述纵梁（1）的长度方向相交且不垂直；

多组所述换热板（2）沿所述纵梁（1）的长度方向等距排列，相邻两组所述换热板（2）在所述纵梁（1）长度方向上的距离不小于所述换热板（2）在所述纵梁（1）长度方向上的长度。

3.如权利要求2所述的一种空冷器管束，其特征在于：所述换热板（2）上开设有多排加固孔（203），每排所述加固孔（203）包括多个沿所述介质管（21）轴向排列的所述加固孔（203），每个所述换热板（2）上的多排所述加固孔（203）与多个所述管槽（201）交替排列，且同一组两个换热板（2）上的所述加固孔（203）的数量和位置相对应。

4.如权利要求3所述的一种空冷器管束，其特征在于：所述加固孔（203）内与所述介质管（21）轴向平行的其中一侧上一体成型有一个导流板（2031），一个所述换热板（2）上的所述导流板（2031）贯穿与之同组另一个所述换热板（2）上的所述加固孔（203），并与之抵持固定，且所述导流板（2031）和与之相邻的所述介质管（21）的外壁相切。

5.如权利要求1所述的一种空冷器管束，其特征在于：所述翻转段（32）的螺旋圈数为0.5的奇数倍。

6.如权利要求1-5中任一项所述的一种空冷器管束，其特征在于：所述换热板（2）上开设有安装槽（202），用于使所述介质管（21）的两端伸出所述换热板（2）；

所述介质管（21）两端的外侧分别套有一个套管（22），所述套管（22）固定设置在所述安装孔（101）内；

同一组两个所述换热板（2）之间的边缘位置套有固定箍（23），所述固定箍（23）用于使同一组的两个所述换热板（2）进行密封固定。

7.如权利要求6所述的一种空冷器管束，其特征在于：所述固定箍（23）包括短边箍（231）和长边箍（232），其中，

所述换热板（2）靠近所述纵梁（1）的两端上分别套有多个所述短边箍（231），所述短边箍（231）与所述套管（22）固定连接，并与所述纵梁（1）相抵贴；

所述换热板（2）与所述介质管（21）轴向平行的两端上分别套有一个所述长边箍（232）。

8.如权利要求7所述的一种空冷器管束，其特征在于：所述套管（22）上固定设置有两个套环（221），所述长边箍（232）的两端分别固定设置有两个定位杆（2321），所述定位杆（2321）选择性地与所述套环（221）卡接，且所述定位杆（2321）远离所述长边箍（232）的一端与所述纵梁（1）相抵贴。

9.如权利要求8所述的一种空冷器管束，其特征在于：同一组的两个所述换热板（2）之间固定设置有密封垫圈（24）。