CN202304494U - 一种真空热交换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种真空热交换器，属于机械技术领域。它解决了现有热交换器存在气阻大、传热效率低等技术问题。本真空热交换器，包括内部具有空腔的壳体，所述的壳体上开设有与空腔相连通的进气口和出气口，所述的壳体两端分别密封固定有主水箱和副水箱，在主水箱内设有将主水箱内的腔体分隔成上腔体和下腔体的隔板，所述的主水箱上分别开设有与上腔体和下腔体相连通的出水口和进水口，所述壳体的空腔内按气体流动方向排列有若干根能将主水箱的上腔体和下腔体分别与副水箱的腔体相连通的传热管。本实用新型具有流导大、热交换效率高、使用寿命长等优点。

Description

一种真空热交换器

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种真空热交换器，特别是一种与罗茨真空泵相配套的真空热交换器。

背景技术

热交换器是将两种流体间进行热量交换而实现加热或冷却的装置。在罗茨真空泵行业中需要将冷气重新返还到泵腔内，这就涉及到热交换器，现有的热交换器如中国专利公开了一种对流式热交换器(申请号：200420041234.2)，其结构是由保温箱体、加热装置、上行质流管、下行质流管和动力泵构成，保温箱体内的上行质流管和下行质流管相间排列，相邻的上行质流管和下行质流管上方相通，下方通过动力泵连通在一起，保温箱体上方空腔内设置有加热装置。该专利公开的热交换器主要是应用在常压状态下的，但是对于真空行业这一特定领域来说，如和真空罗茨泵相配套使用使用时，该专利公开的热交换器就显示出以下不足：气阻大、传热效率低。

为了解决这个问题，经检索，未发现有专门适合在真空状态下使用的热交换器。然而，当前真空行业中热交换器大都使用在中、低真空下，此时它的流导正比于压力，压力愈低，流导愈小，因此如何解决真空状态下热交换器的流导是非常迫切而又关键的问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种流导大、热交换效率高的真空热交换器。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种真空热交换器，包括内部具有空腔的壳体，所述的壳体上开设有与空腔相连通的进气口和出气口，其特征在于，所述的壳体两端分别密封固定有主水箱和副水箱，在主水箱内设有将主水箱内的腔体分隔成上腔体和下腔体的隔板，所述的主水箱上分别开设有与上腔体和下腔体相连通的出水口和进水口，所述壳体的空腔内按气体流动方向排列有若干根能将主水箱的上腔体和下腔体分别与副水箱的腔体相连通的传热管。

本真空热交换器是与罗茨真空泵相配套使用的，本真空热交换器的进气口是与罗茨真空泵的出气口相连的，真空热交换器的出气口是与罗茨真空泵的返冷气口相连的。外界的冷却水由主水箱的进水口进入到主水箱的下腔体内，再通过传热管进入到副水箱的腔体内；副水箱中的水再通过传热管进入到主水箱的上腔体内，最后上腔体内的水由出水口排出，进行一个冷却循环；通过这样的一个过程使罗茨真空泵排出的具有热量的空气能得到有效的降温，保证罗茨真空泵泵腔内空气的热平衡。本真空热交换器的传热管是按气体流动方向排列的，既減少气体流动的阻力，又充分利用了传热管的冷却功能，提高了传热效率。

在上述的真空热交换器中，所述的传热管的截面呈流线型。这样的设计既减少气体流动的阻力，又消除了气体绕过传热管后所产生的旋涡、使涡流损失降至最低，流线型传热管扩大了与气体的接触面积，提高了传热效率。

在上述的真空热交换器中，所述的壳体呈圆锥状，所述的进气口处的壳体圆截面大于出气口处的壳体圆截面。这样的设计，有利于气体从壳体的空腔中流出，減少了流出阻力。

在上述的真空热交换器中，所述壳体的进气口处固定有进气管，所述的进气管为锥形管，所述的进气管内的管径沿着气体流动方向由小变大。这样的设计，有利于气体均匀进入壳体的空腔中，充分利用传热管的冷却功能，有利于传热效率的提高。

在上述的真空热交换器中，所述壳体的出气口处固定有出气管，所述的出气管为锥形管，所述的出气管内的管径沿着气体流动方向由大变小。这样的设计，有利于气体从热交换器中流出，減少了流出阻力。

在上述的真空热交换器中，所述的出气管处设有防返流阀。罗茨真空泵在停车时，因不能在短时间内彻底破坏真空，热交换器中的冷凝液将反冲到罗茨真空泵中。设置了防返流阀，罗茨真空泵停车时，防返流阀在气流作用下迅速关闭，热交换器中的气流停止了流动，从而阻止了冷凝液的返流。当单级气冷式罗茨真空泵和气冷式罗茨真空泵机组的末级罗茨真空泵运行在气体量较少时，压差很大，罗茨真空泵的噪声较高，而且是以比较难处理的中、低频噪声为主。通过防返流阀就显示出了其特殊作用，它利用了“缝隙消声原理”，当通过泵的气体流量较少时，阀的开度小，形成一个环形缝隙，当声波到达缝隙处，噪声在截面突变处有一部分向声源方向反射回去，还有一部分声能由于声波在缝隙处发生剧烈磨擦而转化为热能，剩下的部分声波通过缝隙成为透射波继续传播下去，从而达到消声目的。防返流阀的特点是能降低中、低频噪声，消声量约8～10分贝。

在上述的真空热交换器中，所述的传热管一端固定在上述的主水箱上，另一端固定在上述的副水箱上。

在上述的真空热交换器中，所述的壳体上还开设有与内部空腔相连通的冷凝液出口，所述的冷凝液出口处设有能使该冷凝液出口连通或截止的阀门。

与现有技术相比，本真空热交换器的有益效果是：

1、由于采用了流线型的传热管，减少了气体流动阻力，消除了涡流损失，因此真空热交换器的压力损失小。

2、由于采用了流线型的传热管，增加了单位体积的传热面积，因此传热效率高。

3、由于进气口处的壳体圆截面大于出气口处的壳体圆截面，流导特别大，对泵抽气速率的影响特别小。

4、传热管的按气体流动方向排列，既減少了阻力，又充分利用了传热管的冷却功能，提高了传热效率。

5、进气管为锥形管，所述的进气管内的管径沿着气体流动方向由小变大，这样有利于气体均匀进入热交换器本体中，充分利用传热管的冷却功能，有利于传热效率的提高。

6、出气管为锥形管，出气管内的管径沿着气体流动方向由大变小，有利于气体从热交换器中流出，減少了流出阻力。

7、出气管处设置的防返流阀，有效防止了热交换器中冷凝液的返流，並对中、低频噪声有一定的消声作用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是壳体的截面示意图。

图中，1、壳体；1a、空腔；1b、进气口；1c、出气口；1d、冷凝液出口；2、主水箱；2a、上腔体；2b、下腔体；2c、进水口；2d、出水口；3、副水箱；3a、腔体；4、隔板；5、传热管；6、进气管；7、出气管；8、防返流阀；9、阀门。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，一种真空热交换器，包括内部具有空腔1a的壳体1，在壳体1上开设有与空腔1a相连通的进气口1b和出气口1c，在壳体1两端分别密封固定有主水箱2和副水箱3，在主水箱2内设有将主水箱2内的腔体分隔成上腔体2a和下腔体2b的隔板4，主水箱2上分别开设有与上腔体2a和下腔体2b相连通的出水口2d和进水口2c，在壳体1的空腔1a内按气体流动方向排列有若干根能将主水箱2的上腔体2a和下腔体2b分别与副水箱3的腔体3a相连通的传热管5，传热管5一端固定在上述的主水箱2上，另一端固定在上述的副水箱3上，具体的，传热管5可以通过焊接或胀接的方式固定在主水箱2和副水箱3上。

如图2所示，传热管5的截面呈流线型，这样的设计既减少气体流动的阻力，又消除了气体绕过传热管5后所产生的旋涡、使涡流损失降至最低，流线型传热管5扩大了与气体的接触面积，提高了传热效率。

在本实施例中，壳体1呈圆锥状，进气口1b处的壳体1圆截面大于出气口1c处的壳体1圆截面。这样的设计，有利于气体从壳体1的空腔1a中流出，減少了流出阻力。壳体1的进气口1b处固定有进气管6，进气管6为锥形管，进气管6内的管径沿着气体流动方向由小变大。这样的设计，有利于气体均匀进入壳体1的空腔1a中，充分利用传热管5的冷却功能，有利于传热效率的提高。壳体1的出气口1c处固定有出气管7，所述的出气管7为锥形管，所述的出气管7内的管径沿着气体流动方向由大变小。这样的设计，有利于气体从热交换器中流出，減少了流出阻力。

在出气管7处设有防返流阀8，罗茨真空泵在停车时，因不能在短时间内彻底破坏真空，热交换器中的冷凝液将反冲到罗茨真空泵中。设置了防返流阀8，罗茨真空泵停车时，防返流阀8在气流作用下迅速关闭，热交换器中的气流停止了流动，从而阻止了冷凝液的返流。当单级气冷式罗茨真空泵和气冷式罗茨真空泵机组的末级罗茨真空泵运行在气体量较少时，压差很大，罗茨真空泵的噪声较高，而且是以比较难处理的中、低频噪声为主。通过防返流阀8就显示出了其特殊作用，它利用了“缝隙消声原理”，当通过泵的气体流量较少时，阀的开度小，形成一个环形缝隙，当声波到达缝隙处，噪声在截面突变处有一部分向声源方向反射回去，还有一部分声能由于声波在缝隙处发生剧烈磨擦而转化为热能，剩下的部分声波通过缝隙成为透射波继续传播下去，从而达到消声目的。防返流阀8的特点是能降低中、低频噪声，消声量约8～10分只。

在壳体1上还开设有与内部空腔1a相连通的冷凝液出口1d，所述的冷凝液出口1d处设有能使该冷凝液出口1d连通或截止的阀门9，通过该阀门9可以将传热管5热交换产生的冷凝水排出壳体1。

本真空热交换器是与罗茨真空泵相配套使用的，本真空热交换器的进气口1b是与罗茨真空泵的出气口1c相连的，真空热交换器的出气口1c是与罗茨真空泵的返冷气口相连的。外界的冷却水由主水箱2的进水口2c进入到主水箱2的下腔体2b内，再通过传热管5进入到副水箱3的腔体3a内；副水箱3中的水再通过传热管5进入到主水箱2的上腔体2a内，最后上腔体2a内的水由出水口2d排出，进行一个冷却循环；通过这样的一个过程使罗茨真空泵排出的具有热量的空气能得到有效的降温，保证罗茨真空泵泵腔内空气的热平衡。本真空热交换器的传热管5是按气体流动方向排列的，既減少气体流动的阻力，又充分利用了传热管5的冷却功能，提高了传热效率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、壳体；1a、空腔；1b、进气口；1c、出气口；1d、冷凝液出口；2、主水箱；2a、上腔体；2b、下腔体；2c、进水口；2d、出水口；3、副水箱；3a、腔体；4、隔板；5、传热管；6、进气管；7、出气管；8、防返流阀；9、阀门等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (8)

1.一种真空热交换器，包括内部具有空腔(1a)的壳体(1)，所述的壳体(1)上开设有与空腔(1a)相连通的进气口(1b)和出气口(1c)，其特征在于，所述的壳体(1)两端分别密封固定有主水箱(2)和副水箱(3)，在主水箱(2)内设有将主水箱(2)内的腔体分隔成上腔体(2a)和下腔体(2b)的隔板(4)，所述的主水箱(2)上分别开设有与上腔体(2a)和下腔体(2b)相连通的出水口(2d)和进水口(2c)，所述壳体(1)的空腔(1a)内按气体流动方向排列有若干根能将主水箱(2)的上腔体(2a)和下腔体(2b)分别与副水箱(3)的腔体(3a)相连通的传热管(5)。

2.根据权利要求1所述的真空热交换器，其特征在于，所述的传热管(5)的截面呈流线型。

3.根据权利要求1或2所述的真空热交换器，其特征在于，所述的壳体(1)呈圆锥状，所述的进气口(1b)处的壳体(1)圆截面大于出气口(1c)处的壳体(1)圆截面。

4.根据权利要求1或2所述的真空热交换器，其特征在于，所述壳体(1)的进气口(1b)处固定有进气管(6)，所述的进气管(6)为锥形管，所述的进气管(6)内的管径沿着气体流动方向由小变大。

5.根据权利要求1或2所述的真空热交换器，其特征在于，所述壳体(1)的出气口(1c)处固定有出气管(7)，所述的出气管(7)为锥形管，所述的出气管(7)内的管径沿着气体流动方向由大变小。

6.根据权利要求5所述的真空热交换器，其特征在于，所述的出气管(7)处设有防返流阀(8)。

7.根据权利要求1或2所述的真空热交换器，其特征在于，所述的传热管(5)一端固定在上述的主水箱(2)上，另一端固定在上述的副水箱(3)上。

8.根据权利要求1或2所述的真空热交换器，其特征在于，所述的壳体(1)上还开设有与内部空腔(1a)相连通的冷凝液出口(1d)，所述的冷凝液出口(1d)处设有能使该冷凝液出口(1d)连通或截止的阀门(9)。

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