CN201289702Y - 一种直观化多功能通用组装管壳式换热器积木教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直观化多功能通用组装管壳式换热器积木教具，包括组成各种结构的管壳式换热器的积木件，其特征在于，所有组件放在积木件盛装盒内，前端管箱积木件、筒节积木件和后端管箱积木件有多种结构，前端管箱积木件、后端管箱积木件的一端距端面处、筒节积木件两端距端面处沿环向设有一个凹槽，凹槽内可以放置连接卡环，可与设备法兰或筒节积木件连接，管板、折流板、定距管和换热管有不同结构和规格。本实用新型提供的一套积木组件可组装200多种不同结构的换热器，在短时间内让初学者高效率地掌握超出GB－151范畴的各种管壳式换热器的结构并创意出多种结构，有助于理论课程的学习，同时培养学生的创新思维能力。

Description

一种直观化多功能通用组装管壳式换热器积木教具

技术领域

本实用新型属于工程教学教具技术领域，具体说涉及一种直观化多功能通用组装管壳式换热器积木教具。

背景技术

钢制管壳式换热器是典型的化工设备，也是工程教学的重要内容之一。

国标《GB-151钢制管壳式换热器》，列出了许多换热器的标准和部件图例，工业生产上运行着部分管壳式换热器，教材上也列举了少数换热器的结构示意图。在教学上采用工厂现场认知和资料、教材相结合的方法，以期初学者尽快掌握管壳式换热器结构，提高课堂上理论课的教学效果。但是工厂里看到的是设备的外壳，资料上绘制的结构抽象，初学者在有限的课时内很难将两者结合起来，在头脑中形成一个完整的结构概念，更谈不上对各种结构换热器的共性和特性的理解，往往是理论课程结束后，学生对换热器的基本结构还很模糊，甚至很多学生毕业参加工作后，在现场拆开设备检修时才真正了解到部分换热器的结构。这样，所学知识不扎实，课堂上学习效率难以提高。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述不足，将抽象化的教学变得直观化，让初学者在短时间内高效率地掌握管壳式换热器结构，了解它们的结构共性和特性，有效的配合课堂教学，提供一种可手动组装、拆卸的直观化多功能通用组装管壳式换热器积木教具。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直观化多功能通用组装管壳式换热器积木教具，包括积木件名称标签1、积木件盛装盒2、前端管箱积木件3、筒节积木件4、鞍式支座5、后端管箱积木件6、连接卡环7、管板8、折流板9、定距管10、螺栓件11、密封件12、垫环13、换热管14、拉杆15、壳程分程隔板16和设备法兰17，其特征在于，积木件盛装盒2设有盛装不同积木件的格子，每个格子上贴有标明所盛放的积木件名称标签1，前端管箱积木件3有四种结构的积木件，筒节积木件4有十七件积木件，后端管箱积木件6有七种结构的积木件，前端管箱积木件3、后端管箱积木件6的一端距端面处、筒节积木件4两端距端面处沿环向设有一个凹槽，凹槽内可以放置连接卡环7，可与设备法兰17或筒节积木件4连接，管板8有四种不同管束排列形式，折流板9有两种结构形式，满足单、双壳程结构的需要，其管束排列形式与管板8相匹配，满足所有换热器结构组装的需求。定距管10有两种长度规格，换热管14有两种长度规格和U形换热管。

四种结构的前端管箱积木件3装上连接卡环7后可方便地与设备法兰17或筒节积木件4连接，可组成GB-151上标准A、B、C、N形的单管程和多管程八种结构形式的前端管箱。十七件筒节积木件4，用连接卡环7和垫环13将每三节或六节连接成整体，然后在首、末端用连接卡环7和设备法兰17连接，可组成GB-151上标准E、F、G、H、I、I_双壳程、J、K_再沸器、K_冷凝器、O形十种壳体结构形式的筒体。七种结构的后端管箱积木件6，用连接卡环7与设备法兰17连接后，可组成GB-151上标准的L、M、N、P、S、T、U、W十一种单双壳程结构形式的后端管箱。

连接卡环7是断开的环状活动卡环，连接卡环7内径尺寸与前端管箱积木件3、后端管箱积木件6或筒节积木件4上环向凹槽的直径尺寸相同，连接卡环7外径尺寸与被连接的外部连接件外径尺寸相同，并且连接卡环7沿环向开均布螺栓孔眼也与外部连接件相同，连接卡环7厚度尺寸与环向凹槽宽度尺寸匹配。

设备法兰17允许插入短节深度尺寸与前端管箱积木件3、后端管箱积木件6或筒节积木件4上环向凹槽距端面的距离相同，形成配合尺寸。

换热器的筒体由三节或六节筒节积木件4组成，筒体的首、末、中间筒节积木件4上承载着工艺接管结构。前、后端管箱采用平盖、封头前、后端管箱积木件3、6与设备法兰17组装而成，同时管箱承载着工艺接管结构。连接卡环7距端面留出一段插入短节，各种设备法兰17和垫环13设计允许这一段短节插入，形成配合尺寸。通过这个通用连接结构，可将筒节积木件4、前、后端管箱积木件3、6和设备法兰17相互之间方便地连接起来，如图7、8、9、10所示。

本发明的有益效果是：将庞大的工业换热器的壳体与图纸上结构较抽象的换热器结合起来，提供的一套积木组件可以组装200多种不同结构的换热器，在短时间内让初学者高效率地掌握超出GB-151范畴的各种管壳式换热器的结构并创意出多种结构，找出它们的共性和特性。有助于课堂上理论课程的学习，同时培养学生的创新思维能力。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型全部积木组件平面布置图。

图2是图1区A放大图。

图3是图1区B放大图。

图4是AES结构换热器组装图。

图5是内件组装图。

图6是内件和筒体的相互关系图。

图7、8是筒节积木件与设备法兰的连接结构。

图9是筒节积木件与管板的连接结构。

图10是筒节积木件之间的连接结构。

图中：1、积木件名称标签，2、积木件盛装盒，3、前端管箱积木件，4、筒节积木件，5、鞍式支座，6、后端管箱积木件，7、连接卡环，8、管板，9、折流板，10、定距管，11、螺栓件，12、密封件，13、垫环，14、换热管，15、拉杆，16、壳程分程隔板，17、设备法兰。

具体实施方式

一种直观化多功能通用组装管壳式换热器积木教具，包括积木件名称标签1、积木件盛装盒2、前端管箱积木件3、筒节积木件4、鞍式支座5、后端管箱积木件6、连接卡环7、管板8、折流板9、定距管10、螺栓件11、密封件12、垫环13、换热管14、拉杆15、壳程分程隔板16和设备法兰17，其特征在于，积木件盛装盒2设有盛装不同积木件的格子，每个格子上贴有标明所盛放的积木件名称标签1，前端管箱积木件3有四种结构的积木件，筒节积木件4有十七件积木件，后端管箱积木件6有七种结构的积木件，前端管箱积木件3、后端管箱积木件6的一端距端面处、筒节积木件4两端距端面处沿环向设有一个凹槽，凹槽内可以放置连接卡环7，可与设备法兰17或筒节积木件4连接，管板8有四种不同管束排列形式，折流板9有两种结构形式，满足单、双壳程结构的需要，其管束排列形式与管板8相匹配，满足所有换热器结构组装的需求。定距管10有两种长度规格，换热管14有两种长度规格和U形换热管。

四种结构的前端管箱积木件3装上连接卡环7后可方便地与设备法兰17或筒节积木件4连接，可组成GB-151上标准A、B、C、N形的单管程和多管程八种结构形式的前端管箱。十七件筒节积木件4，用连接卡环7和垫环13将每三节或六节连接成整体，然后在首、末端用连接卡环7和设备法兰17连接，可组成GB-151上标准E、F、G、H、I、I_双壳程、J、K_再沸器、K_冷凝器、O形十种壳体结构形式的筒体。七种结构的后端管箱积木件6，用连接卡环7与设备法兰17连接后，可组成GB-151上标准的L、M、N、P、S、T、U、W十一种单双壳程结构形式的后端管箱。

连接卡环7是断开的环状活动卡环，连接卡环7内径尺寸与前端管箱积木件3、后端管箱积木件6或筒节积木件4上环向凹槽的直径尺寸相同，连接卡环7外径尺寸与被连接的外部连接件外径尺寸相同，并且连接卡环7沿环向开均布螺栓孔眼也与外部连接件相同，连接卡环7厚度尺寸与环向凹槽宽度尺寸匹配。

设备法兰17允许插入短节深度尺寸与前端管箱积木件3、后端管箱积木件6或筒节积木件4上环向凹槽距端面的距离相同，形成配合尺寸。

换热器的筒体由三节或六节筒节积木件4组成，筒体的首、末、中间筒节积木件4上承载着工艺接管结构。前、后端管箱采用平盖、封头前、后端管箱积木件3、6与设备法兰17组装而成，同时管箱承载着工艺接管结构。连接卡环7距端面留出一段插入短节，各种设备法兰17和垫环13设计允许这一段短节插入，形成配合尺寸。通过这个通用连接结构，可将筒节积木件4、前、后端管箱积木件3、6和设备法兰17相互之间方便地连接起来，如图7、8、9、10所示。

根据图4所示，组装AES结构换热器的步骤如下：

1、组装前端管箱：在积木件盛装盒2中根据积木件名称标签1找到符合AES结构的前端管箱积木件3、连接卡环7和设备法兰17，组装成前端管箱。

2、组装筒体：在积木件盛装盒2中根据积木件名称标签1找到符合AES结构的筒节积木件4、连接卡环7、垫环13、设备法兰17和螺栓件11，组装成筒体。

3、组装后端管箱：在积木件盛装盒2中根据积木件名称标签1找到符合AES结构的后端管箱积木件6、连接卡环7和设备法兰17，组装成后端管箱。

4、组装内件：在积木件盛装盒2中根据积木件名称标签1找到符合AES结构的管板8、拉杆15、定距管10、折流板9、换热管14、设备法兰17和密封件12。首先将拉杆15旋入管板8的螺孔内旋紧固定，然后套入定距管10、安装折流板9，再套入一个定距管10，再安装一个折流板9，交替完成后在拉杆15的末端旋紧螺母，使之成为一体，最后将换热管14的一端依次插入折流板9和管板8的孔眼内，完成了内件的组装，如图5所示。

5、整体装配：在积木件盛装盒2中根据积木件名称标签1找到螺栓件11、密封件12、鞍式支座5。首先将前面组装好的内件整体放入组装好的筒体内，如图6所示，在管板8、设备法兰17的密封面上放入密封件12，然后将前面组装好的后端管箱用螺栓件11与筒体一端连接起来并旋紧固定，再将前面组装好的前端管箱用螺栓件11与筒体另一端连接起来并旋紧固定，然后将整体放在鞍式支座5，至此，完成全部组装，如图4所示。

扩大组装范围和创意结构，将整体内件取出，尝试放入其它结构的筒体内或更换不同的前、后端管箱，可产生多种结构的换热器，并可以分析结构的合理性和错误性，出现的问题可通过更换积木件来解决。

一组积木组装件可四人同时操作组装四种不同结构的管壳式换热器，便于相互学习，达到在一次组装的时间里，掌握四种结构的效果。

Claims (5)

1、一种直观化多功能通用组装管壳式换热器积木教具，包括积木件名称标签(1)、积木件盛装盒(2)、前端管箱积木件(3)、筒节积木件(4)、鞍式支座(5)、后端管箱积木件(6)、连接卡环(7)、管板(8)、折流板(9)、定距管(10)、螺栓件(11)、密封件(12)、垫环(13)、换热管(14)、拉杆(15)、壳程分程隔板(16)和设备法兰(17)，其特征在于，积木件盛装盒(2)设有盛装不同积木件的格子，每个格子上贴有标明所盛放的积木件名称标签(1)，前端管箱积木件(3)有四种结构的积木件，筒节积木件(4)有十七件，后端管箱积木件(6)有七种结构的积木件，前端管箱积木件(3)、后端管箱积木件(6)的一端距端面处、筒节积木件(4)两端距端面处沿环向设有一个凹槽，凹槽内可以放置连接卡环(7)，可与设备法兰(17)或筒节积木件(4)连接，管板(8)有四种不同管束排列形式，折流板(9)有两种结构形式，定距管(10)有两种长度规格，换热管(14)有两种长度规格和U形换热管。

2、根据权利要求1所述的一种直观化多功能通用组装管壳式换热器积木教具，其特征在于，连接卡环(7)是断开的环状活动卡环，连接卡环(7)内径尺寸与前端管箱积木件(3)、后端管箱积木件(6)或筒节积木件(4)上环向凹槽的直径尺寸相同，连接卡环(7)外径尺寸与被连接的外部连接件外径尺寸相同，并且连接卡环(7)沿环向开均布螺栓孔眼也与外部连接件相同，连接卡环(7)厚度尺寸与环向凹槽宽度尺寸匹配。

3、根据权利要求1所述的一种直观化多功能通用组装管壳式换热器积木教具，其特征在于，设备法兰(17)允许插入短节深度尺寸与前端管箱积木件(3)、后端管箱积木件(6)或筒节积木件(4)上环向凹槽距端面的距离相同，形成配合尺寸。

4、根据权利要求1所述的一种直观化多功能通用组装管壳式换热器积木教具，其特征在于，换热器的筒体由三节或六节筒节积木件(4)组成。

5、根据权利要求1所述的一种直观化多功能通用组装管壳式换热器积木教具，其特征在于，前端管箱积木件(3)、筒节积木件(4)和后端管箱积木件(6)上均可承载工艺接管结构。

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