CN117646838A - 一种套管换热器用的内外管柔性接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种套管换热器用的内外管柔性接头，涉及套管换热器技术领域，包括内管、设置于内管外侧的外管、设置于内管与外管之间的减震组件，还包括：防护机构，防护机构包括设置于内管外表面的第一挡水单元和第二挡水单元、设置于第一挡水单元与内管外表面之间的第一安装单元、设置于第二挡水单元与内管外表面之间的第二安装单元；调节机构，调节机构包括固定设置于内管外表面的固定筒、安装在外管外表面的环体、设置于环体与固定筒之间的第一补偿单元、设置于第一补偿单元外侧的第二补偿单元。本发明为一种套管换热器用的内外管柔性接头，通过设置的防护机构与调节机构，保护减震组件的部件不受损坏，避免管道变形或破坏。

Description

一种套管换热器用的内外管柔性接头

技术领域

本发明涉及套管换热器技术领域，特别涉及一种套管换热器用的内外管柔性接头。

背景技术

套管换热器是一种常见的换热设备，通常用于化工、石油、制药、食品等行业中的热交换过程中；它由管壳和管束两部分组成，管壳外围为一个固定的容器，内部装有一束管子，管子和管壳之间通过密封件连接起来；热媒在管子中流动，被加热或冷却后，通过管壳中流动的流体来进行热交换，从而实现能量的转移。

公开（公告）号：CN220153357U中公开了一种套管换热器内外管柔性接头，包括换热器内管，所述换热器内管的外表面套接有换热器外管，所述换热器外管的一端设有防止换热器内管与换热器外管发生泄漏的防漏组件，所述防漏组件的外表面套接有将防漏组件固定在换热器外管上的固定组件，所述换热器内管与换热器外管之间设有降低换热器内管震动偏移的减震组件；通过设置防漏组件、固定组件和减震组件，达到当内外管温差产生的热胀冷缩变形时，防漏组件可以伸缩，防止温度应力的产生，在管道内部水流震动较大时，固定组件和减震组件可以将震动吸收，有降低防漏组件因为长时间震动而产生的形变导致漏水的效果。

上述方案虽然具有降低换热器内管震动偏移的优点，但是在实际实用时管道内部的水流会对减震组件造成冲击，长期使用会导致减震组件部分部件受损，影响对内管的减震效果，而且上述方案中并未设置补偿管道热伸长的结构，可能导致管道受热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，为此我们提出一种套管换热器用的内外管柔性接头。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种套管换热器用的内外管柔性接头，通过设置的防护机构，来解决在实际使用时管道内部的水流会对减震组件造成冲击，长期使用会导致减震组件部分部件受损，影响对内管的减震效果的问题，通过设置的调节机构，来解决上述方案中并未设置补偿管道热伸长的结构，可能导致管道受热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种套管换热器用的内外管柔性接头，包括内管、设置于内管外侧的外管、设置于内管与外管之间的减震组件，还包括：

防护机构，所述防护机构设置于减震组件远离外管与内管相连接的一侧；

所述防护机构包括设置于内管外表面的第一挡水单元和第二挡水单元、设置于第一挡水单元与内管外表面之间的第一安装单元、设置于第二挡水单元与内管外表面之间的第二安装单元；

调节机构，所述调节机构设置于内管与外管之间；

所述调节机构包括固定设置于内管外表面的固定筒、安装在外管外表面的环体、设置于环体与固定筒之间的第一补偿单元、设置于第一补偿单元外侧的第二补偿单元。

优选地，所述第一挡水单元的数量有多组，多组所述第一挡水单元沿内管的外表面等距分布，且相邻两组第一挡水单元之间均设置有第二挡水单元；

所述第一挡水单元与第二挡水单元的结构相同。

优选地，所述第一挡水单元包括设置于内管外表面的安装环、安装在安装环外周面的弧形挡板，所述弧形挡板的数量有多个，多个弧形挡板呈圆周阵列设置。

优选地，所述第一安装单元与第二安装单元的结构相同；

所述第一安装单元包括设置于安装环内表面的收纳槽、固定连接在收纳槽内壁的弹性件一端、与弹性件另一端固定连接的定位柱一端，所述定位柱的另一端贯穿延伸至安装环内圈，所述内管的外表面开设有与定位柱另一端尺寸相适配的定位槽。

优选地，所述防护机构还包括设置于第一挡水单元与减震组件之间的挡水环，所述挡水环朝向减震组件一侧开设有喇叭形开口。

优选地，所述外管的一端固定连接有密封环，所述密封环的内壁开设有密封槽，所述密封槽内部设置有密封垫。

优选地，所述第一补偿单元包括固定设置于固定筒一侧内壁的筒体、固定连接在筒体内壁的第一减震件一端、与第一减震件另一端固定连接的活动杆一端，所述活动杆的另一端贯穿延伸至筒体外侧，且所述活动杆的另一端安装有活动环，所述活动环与环体通过螺栓固定连接，所述筒体与固定筒内壁之间以及所述活动杆另一端与活动环之间均设置有阻尼层。

优选地，所述第二补偿单元包括安装在外管外表面的固定环、设置于固定环侧部的伸缩部分；

所述伸缩部分包括安装在固定环侧面的套管、活动设置于套管内部的螺杆一端，所述固定筒的外表面安装有固定座，所述固定座侧面开设有螺纹孔，所述螺杆螺纹连接在螺纹孔内部，所述螺杆外侧套设有第二减震件，所述第二减震件位于固定座与套管之间。

优选地，所述内管与外管之间还设置有密封机构；

所述密封机构包括设置于固定筒内壁的密封座、活动设置于密封座内部的密封板一端，所述密封板的另一端安装在密封环侧面，所述密封板与密封座内壁之间设置有密封套。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

一、本发明中，通过设置的防护机构，水流流经外管与内管时，水流会进入外管与内管之间，配合第一挡水单元中的弧形挡板对水流进行阻挡，且由于第一挡水单元中的弧形挡板与第二挡水单元中的弧形挡板呈间隔设置，并配合多个弧形挡板进行多重阻挡，从而降低水流的流速，并在挡水环的作用下，由于挡水环的侧面开设有多个喇叭形开口，从而使得水流流经狭小开口处，从而进一步降低水流的流速，避免水流流速过快造成对减震组件的冲击力过大，从而保护减震组件的部件不受损坏，保证了减震组件的减震效果。

二、本发明中，通过设置的调节机构，套管换热器在工作后热水或冷水使得内管和外管伸长或收缩时，外管会带动活动环沿固定筒的内壁滑动，活动环滑动时会带动活动杆沿筒体内部活动，并配合第一减震件与阻尼层对外管活动时产生的震动进行消除，且在第一减震件的弹性复位下使得外管复位，且外管在活动的同时会带动固定环活动，从而使得螺杆沿套管内部滑动，并配合第二减震件对固定环活动时产生的震动进行消除，且在第二减震件的弹性复位作用下使得固定环带动外管复位，从而在管道产生热伸长或冷收缩时可对管道进行补偿，避免管道受热伸长或温度应力而引起管道变形或破坏，同时配合密封机构使得外管与内管之间具有良好的密封性。

附图说明

图1为本发明的整体立体结构示意图；

图2为本发明防护机构立体结构示意图；

图3为本发明剖面立体结构示意图；

图4为本发明图3中A处放大结构示意图；

图5为本发明图3中B处放大结构示意图；

图6为本发明图3中C处放大结构示意图。

图中：

内管；

外管；21、密封环；22、密封垫；

减震组件；

防护机构；41、第一挡水单元；411、安装环；412、弧形挡板；42、第二挡水单元；43、第一安装单元；431、弹性件；432、定位柱；433、定位槽；44、第二安装单元；45、挡水环；

调节机构；51、固定筒；52、环体；53、第一补偿单元；531、筒体；532、第一减震件；533、活动杆；534、活动环；535、阻尼层；54、第二补偿单元；541、固定环；542、伸缩部分；5421、套管；5422、螺杆；5423、固定座；5424、第二减震件；

密封机构；61、密封座；62、密封板；63、密封套。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例一：如图1-6所示，一种套管换热器用的内外管柔性接头，包括内管1、设置于内管1外侧的外管2、设置于内管1与外管2之间的减震组件3，还包括：

防护机构4，防护机构4设置于减震组件3远离外管2与内管1相连接的一侧，即减震组件3受水流冲击一侧；

防护机构4包括设置于内管1外表面的第一挡水单元41和第二挡水单元42、设置于第一挡水单元41与内管1外表面之间的第一安装单元43、设置于第二挡水单元42与内管1外表面之间的第二安装单元44；

调节机构5，调节机构5设置于内管1与外管2之间；

调节机构5包括固定设置于内管1外表面的固定筒51、安装在外管2外表面的环体52、设置于环体52与固定筒51之间的第一补偿单元53、设置于第一补偿单元53外侧的第二补偿单元54。

第一挡水单元41的数量有多组，多组第一挡水单元41沿内管1的外表面等距分布，且相邻两组第一挡水单元41之间均设置有第二挡水单元42，配合第一挡水单元41与第二挡水单元42对水流进行阻挡，避免水流冲击力过大导致减震组件3的部件受损；

第一挡水单元41与第二挡水单元42的结构相同。

第一挡水单元41包括设置于内管1外表面的安装环411、安装在安装环411外周面的弧形挡板412，弧形挡板412的数量有多个，多个弧形挡板412呈圆周阵列设置，第一挡水单元41中的弧形挡板412与第二挡水单元42中的弧形挡板412呈间隔设置，从而对水流进行多重阻挡，降低水流的冲击力。

第一安装单元43与第二安装单元44的结构相同，优选地第一安装单元43与第二安装单元44的数量均有多组，且多组第一安装单元43等距分布在安装环411与内管1的外表面之间；

第一安装单元43包括设置于安装环411内表面的收纳槽、固定连接在收纳槽内壁的弹性件431一端、与弹性件431另一端固定连接的定位柱432一端，定位柱432的另一端贯穿延伸至安装环411内圈，内管1的外表面开设有与定位柱432另一端尺寸相适配的定位槽433，优选地弹性件431为挤压弹簧。

防护机构4还包括设置于第一挡水单元41与减震组件3之间的挡水环45，挡水环45朝向减震组件3一侧开设有喇叭形开口，优选地喇叭形开口的数量有多个，多个喇叭形开口呈环形阵列分布，通过设置的喇叭形开口，使得水流从狭小开口通过，从而进一步降低水流的流速。

当套管换热器开始工作后，水流流经外管2与内管1时，水流会进入外管2与内管1之间，通过第一挡水单元41中的弧形挡板412对水流进行阻挡，且由于第一挡水单元41中的弧形挡板412与第二挡水单元42中的弧形挡板412呈间隔设置，并配合多个弧形挡板412进行多重阻挡，从而降低水流的流速，并在挡水环45的作用下，由于挡水环45的侧面开设有多个喇叭形开口，从而使得水流流经狭小开口处，从而进一步降低水流的流速，避免水流流速过快造成对减震组件3的冲击力过大，从而保护减震组件3的部件不受损坏；

配合弹性件431的弹性挤压作用与定位柱432、定位槽433方便对第一挡水单元41以及第二挡水单元42进行安装。

实施例二：如图1-6所示，一种套管换热器用的内外管柔性接头，包括内管1、设置于内管1外侧的外管2、设置于内管1与外管2之间的减震组件3，还包括：

防护机构4，防护机构4设置于减震组件3受水流冲击一侧；

防护机构4包括设置于内管1外表面的第一挡水单元41和第二挡水单元42、设置于第一挡水单元41与内管1外表面之间的第一安装单元43、设置于第二挡水单元42与内管1外表面之间的第二安装单元44；

调节机构5，调节机构5设置于内管1与外管2之间；

调节机构5包括固定设置于内管1外表面的固定筒51、安装在外管2外表面的环体52、设置于环体52与固定筒51之间的第一补偿单元53、设置于第一补偿单元53外侧的第二补偿单元54。

外管2的一端固定连接有密封环21，密封环21的内壁开设有密封槽，密封槽内部设置有密封垫22，优选地密封环21的内径尺寸略大于内管1的外径尺寸，配合密封垫22对密封环21与内管1外表面之间的缝隙进行密封。

第一补偿单元53包括固定设置于固定筒51一侧内壁的筒体531、固定连接在筒体531内壁的第一减震件532一端、与第一减震件532另一端固定连接的活动杆533一端，活动杆533的另一端贯穿延伸至筒体531外侧，且活动杆533的另一端安装有活动环534，活动环534与环体52通过螺栓固定连接，筒体531与固定筒51内壁之间以及活动杆533另一端与活动环534之间均设置有阻尼层535，优选地第一减震件532为减震弹簧，活动环534滑动连接在固定筒51的内壁。

第二补偿单元54包括安装在外管2外表面的固定环541、设置于固定环541侧部的伸缩部分542，优选地伸缩部分542的数量有多组，多组伸缩部分542环形阵列分布在固定环541侧部；

伸缩部分542包括安装在固定环541侧面的套管5421、活动设置于套管5421内部的螺杆5422一端，固定筒51的外表面安装有固定座5423，固定座5423侧面开设有螺纹孔，螺杆5422螺纹连接在螺纹孔内部，螺杆5422外侧套设有第二减震件5424，第二减震件5424位于固定座5423与套管5421之间，优选地第二减震件5424为减震弹簧。

内管1与外管2之间还设置有密封机构6；

密封机构6包括设置于固定筒51内壁的密封座61、活动设置于密封座61内部的密封板62一端，密封板62的另一端安装在密封环21侧面，密封板62与密封座61内壁之间设置有密封套63，优选地密封机构6的数量至少有两组，通过多组密封机构6对外管2与内管1之间进行密封。

优选地减震组件3包括设置于内管1外表面的第一减震环，外管2的内部固定安装有第二减震环，第一减震环的外表面固定安装有多个开设了滑动槽的第一减震柱，多个第一减震柱的一端均设有通过滑动槽与相邻第一减震柱滑动配合的第二减震柱，多个第二减震柱的一端均与第二减震环的内壁固定安装，多个第一减震柱的外表面均套接有一端与第一减震环固定安装另一端与第二减震环固定安装的弹簧，当水在两个管道内部进行流动时，产生的震动会被弹簧和两个减震柱缓冲，从而降低橡胶密封圈的减震压力。

当套管换热器开始工作后，热水和冷水会让内管1和外管2产生热胀冷缩的形变，当管道发生变化后，配合减震组件3避免外管2长时间的震动，避免因为震动的挤压使得内管1与外管2之间产生缝隙，导致液体泄漏；

且套管换热器在工作后热水或冷水使得内管1和外管2伸长或收缩时，外管2会带动活动环534沿固定筒51的内壁滑动，活动环534滑动时会带动活动杆533沿筒体531内部活动，并配合第一减震件532与阻尼层535对外管2活动时产生的震动进行消除，且在第一减震件532的弹性复位下使得外管2复位，且外管2在活动的同时会带动固定环541活动，从而使得螺杆5422沿套管5421内部滑动，并配合第二减震件5424对固定环541活动时产生的震动进行消除，且在第二减震件5424的弹性复位作用下使得固定环541带动外管2复位，从而在管道产生热伸长或冷收缩时可对管道进行补偿，同时配合密封机构6使得外管2与内管1之间具有良好的密封性。

Claims (9)

1.一种套管换热器用的内外管柔性接头，包括内管（1）、设置于内管（1）外侧的外管（2）、设置于内管（1）与外管（2）之间的减震组件（3），其特征在于，还包括：

防护机构（4），所述防护机构（4）设置于减震组件（3）远离外管（2）与内管（1）相连接的一侧；

所述防护机构（4）包括设置于内管（1）外表面的第一挡水单元（41）和第二挡水单元（42）、设置于第一挡水单元（41）与内管（1）外表面之间的第一安装单元（43）、设置于第二挡水单元（42）与内管（1）外表面之间的第二安装单元（44）；

调节机构（5），所述调节机构（5）设置于内管（1）与外管（2）之间；

所述调节机构（5）包括固定设置于内管（1）外表面的固定筒（51）、安装在外管（2）外表面的环体（52）、设置于环体（52）与固定筒（51）之间的第一补偿单元（53）、设置于第一补偿单元（53）外侧的第二补偿单元（54）。

2.根据权利要求1所述的一种套管换热器用的内外管柔性接头，其特征在于：所述第一挡水单元（41）的数量有多组，多组所述第一挡水单元（41）沿内管（1）的外表面等距分布，且相邻两组第一挡水单元（41）之间均设置有第二挡水单元（42）；

所述第一挡水单元（41）与第二挡水单元（42）的结构相同。

3.根据权利要求2所述的一种套管换热器用的内外管柔性接头，其特征在于：所述第一挡水单元（41）包括设置于内管（1）外表面的安装环（411）、安装在安装环（411）外周面的弧形挡板（412），所述弧形挡板（412）的数量有多个，多个弧形挡板（412）呈圆周阵列设置。

4.根据权利要求3所述的一种套管换热器用的内外管柔性接头，其特征在于：所述第一安装单元（43）与第二安装单元（44）的结构相同；

所述第一安装单元（43）包括设置于安装环（411）内表面的收纳槽、固定连接在收纳槽内壁的弹性件（431）一端、与弹性件（431）另一端固定连接的定位柱（432）一端，所述定位柱（432）的另一端贯穿延伸至安装环（411）内圈，所述内管（1）的外表面开设有与定位柱（432）另一端尺寸相适配的定位槽（433）。

5.根据权利要求4所述的一种套管换热器用的内外管柔性接头，其特征在于：所述防护机构（4）还包括设置于第一挡水单元（41）与减震组件（3）之间的挡水环（45），所述挡水环（45）朝向减震组件（3）一侧开设有喇叭形开口。

6.根据权利要求5所述的一种套管换热器用的内外管柔性接头，其特征在于：所述外管（2）的一端固定连接有密封环（21），所述密封环（21）的内壁开设有密封槽，所述密封槽内部设置有密封垫（22）。

7.根据权利要求6所述的一种套管换热器用的内外管柔性接头，其特征在于：所述第一补偿单元（53）包括固定设置于固定筒（51）一侧内壁的筒体（531）、固定连接在筒体（531）内壁的第一减震件（532）一端、与第一减震件（532）另一端固定连接的活动杆（533）一端，所述活动杆（533）的另一端贯穿延伸至筒体（531）外侧，且所述活动杆（533）的另一端安装有活动环（534），所述活动环（534）与环体（52）通过螺栓固定连接，所述筒体（531）与固定筒（51）内壁之间以及所述活动杆（533）另一端与活动环（534）之间均设置有阻尼层（535）。

8.根据权利要求7所述的一种套管换热器用的内外管柔性接头，其特征在于：所述第二补偿单元（54）包括安装在外管（2）外表面的固定环（541）、设置于固定环（541）侧部的伸缩部分（542）；

所述伸缩部分（542）包括安装在固定环（541）侧面的套管（5421）、活动设置于套管（5421）内部的螺杆（5422）一端，所述固定筒（51）的外表面安装有固定座（5423），所述固定座（5423）侧面开设有螺纹孔，所述螺杆（5422）螺纹连接在螺纹孔内部，所述螺杆（5422）外侧套设有第二减震件（5424），所述第二减震件（5424）位于固定座（5423）与套管（5421）之间。

9.根据权利要求8所述的一种套管换热器用的内外管柔性接头，其特征在于：所述内管（1）与外管（2）之间还设置有密封机构（6）；

所述密封机构（6）包括设置于固定筒（51）内壁的密封座（61）、活动设置于密封座（61）内部的密封板（62）一端，所述密封板（62）的另一端安装在密封环（21）侧面，所述密封板（62）与密封座（61）内壁之间设置有密封套（63）。