CN202329387U - 可提高间壁式换热器传热效率的脉动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了可提高间壁式换热器传热效率的脉动装置，它包括壳体（2）、活塞（3）、膜片（6）和传动杆（4），壳体具体一个流体入口（1）、流体出口（12）和阀体（14），阀体下端内设置有活塞，活塞上端与传动杆下端相连，传动杆上端与膜片相连，膜片位于阀体上端与盖体（9）形成的空间内，盖体上设置有气源入口（8），膜片在自动控制通断且频率和压力大小变化的气源作用下，带动活塞在流体横断面上作往复运动，从而流体产生紊流脉动进入间壁式换热器中。利用自动控制通断且其频率和压力不断变化的气源，使膜片产生振动并通过传动杆带动活塞作往复运动，使流体作紊流脉动，本实用新型不仅结构紧凑简单，制造安装方便，且提高了间壁式换热器传热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及换热器，尤其是涉及可改变间壁式换热器内流体运动状态，提高间壁式换热器传热效率的脉动装置。
背景技术
换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备，在石油、化工、冶金、电力、轻工、食品等行业应用普遍。特别是间壁式换热器占所有换热器的90%以上，间壁式热器的传热效率的好坏，不仅关系能源、产品质量问题，还关系环境、社会问题。众所周知，间壁式换热器在相同的工况下，其传热效率与以下几个方面相关：一是换热间壁导热越好，越快，热功率越高；二是与换热器内流体的流速、压力、流量及匹配合理相关；三是与换热器内流体的流态相关。当在1, 2方面相同的工况条件下，间壁式换热器的传热效率与流体的流动状况有关，流体呈紊流状态比平流状态（稳态）传热效率要提高许多，也就是说，传热效率的提高与流体流动状态有相当大的关系。至今为止，从改变流体流动状态方面进行研究的有很多，但大多数都是从改变间壁式换热器的本身结构来改善换热器内流体的流动状态，如管壳式换热器研究进展中提到的刺孔膜片管、螺旋扁管、变截面管；CN101566437A将列管制成复合套管双螺旋结构，结构比较复杂；CN101226041A中列管中加一螺旋的搅拌器，打破了层流时的温度梯度传播方式; 还有从改变壳程的流体流动方式的CN2802425Y，或是改变壳程折流板的形式。这些结构形式的换热器都或多或少的提高了传热效率，但是都存在以下问题，一是提高了间壁式换热器的结构复杂程度，制造麻烦，增高了材料和制造成本；二是对物料要求高、清洗也比较困难。
实用新型内容
针对上述现有技术中提高间壁式换热器传热效率所存在的问题，本实用新型提供了一种结构紧凑简单，制造方便，并可使流体产生紊流状态，提高间壁式换热器传热效率的脉动装置。
本实用新型要解决的技术问题所采取的技术方案是：所述可提高间壁式换热器传热效率的脉动装置连接在间壁式换热器入口管路上或其内部，它包括壳体、活塞、膜片和传动杆，所述壳体具体一个流体入口、流体出口和阀体，所述阀体与流体入口和流体出口相互相通，所述阀体下端内设置有活塞，活塞上端与传动杆下端相连，传动杆上端与膜片相连，所述膜片位于阀体上端与盖体形成的空间内，所述盖体上设置有气源入口，所述膜片在自动控制通断且频率和压力大小变化的气源作用下，带动活塞在流体横断面上作往复运动，从而使流体产生紊流脉动进入间壁式换热器中。
本实用新型的工作原理是：将脉动装置连接在间壁式换热器上的流体入口管路上或其内部，通过自动控制器，按一定时间间隔不断地向脉动装置内通入频率和压力振幅不断变化的气体，在气体压力作用下，膜片向下运动，撤出压力，膜片反向运动，通过与膜片相连的传动杆带动活塞在流体横断面上可作往复运动，从而改变壳体通道的流体实际流通面积，使流体在壳体内形成周期性变化的紊流，使间壁式换热器整个流道内流体不同段的压力有较大的压差，从而使流体以脉动的形式向前流入到间壁式换热器中，增加整个流道内流体的湍动及扰动，减薄了滞流层，同时由于流体各段的压力不一样，它们流过间壁式换热器时，在同一个部位压力高与压力低的流体往复通过，使滞流层在压力高时被压缩，而在流体压力低时又由于滞流层本身的高压力而从管壁炸开，最终达到减小热阻，提高间壁式换热器传热效率。
本实用新型在不改变间壁式换热器结构下，利用自动控制通断且其频率和压力不断变化的气源，使膜片产生振动并通过传动杆带动活塞，使活塞在流体通道上作往复运动，使流体在间壁式换热器内作紊流运动，从而达到提高间壁式换热器传热效率的目的。本实用新型不仅结构紧凑简单，制造安装方便，适用性强，而且可显著地提高间壁式换热器的传热效率。
附图说明
图1是本实用新型的剖视结构示意图。
在图中，1、流体入口 2、壳体 3、活塞 4、传动杆 5、导向板 6、膜片 7、连接件 8、气源入口 9、盖体 10、弹簧 11、垫片 12、流体出口 13、限位槽 14、阀体。
具体实施方式
在图1中，所述可提高间壁式换热器传热效率的脉动装置连接在换热器入口管路上或换热器内部，它包括壳体2、活塞3、传动杆4和膜片6，所述壳体2具体一个流体入口1、流体出口12和阀体14，所述阀体与流体入口和流体出口相互相通（壳体为三通阀形），所述阀体14下端内设置有活塞3，阀体上端呈碗形，活塞可在阀体中密封滑动，活塞与阀体之间最好设置有密封圈（图中未画出），活塞上端与传动杆4下端固定相连，传动杆上端与膜片6用连接件7固定相连，为了使膜片在气源撤出时能快速向上运动，所述传动杆上设置有弹簧10，弹簧下端用垫片11支撑在阀体的导向板5上，弹簧上端连接有垫片并呈自由状况，当膜片在气源作用下向下运动压到弹簧后，如果气源被中断，膜片在撤气后自身反弹向上运动并在弹簧的弹力作用下，膜片快速向上运动，所述膜片位于阀体上端与盖体9所形成的空间内，所述盖体呈与阀体上端相对应的碗形，膜片周边固定在阀体上端与盖体接触面上，所述盖体上设置有可将气体通入到阀体上端与盖体所形成的空间内的气源入口8，气源入口通过自动控制器与气源相连，气源通过自动控制器以其频率和压力振幅不断变化进入气源入口，所述膜片在自动控制通断且频率和压力大小变化的气源作用下，可带动活塞在壳体横断面上往复运动，从而使壳体内的流体产生紊流状态的脉动从流体出口12流出进入间壁式换热器中。为使活塞对壳体横断面实现瞬间全封闭，在与活塞下端相对应的壳体位置上设置有可与活塞下端实现密封配合的限位槽13。
Claims (2)
1. 可提高间壁式换热器传热效率的脉动装置，它连接在间壁式换热器入口管路上或其内部，所述可提高间壁式换热器传热效率的脉动装置包括壳体（2）、活塞（3）、膜片（6）和传动杆（4），其特征是：所述壳体具体一个流体入口（1）、流体出口（12）和阀体（14），所述阀体与流体入口和流体出口相互相通，所述阀体下端内设置有活塞，活塞上端与传动杆下端相连，传动杆上端与膜片相连，所述膜片位于阀体上端与盖体（9）形成的空间内，所述盖体上设置有气源入口（8），所述膜片在自动控制通断且频率和压力大小变化的气源作用下，带动活塞在流体横断面上作往复运动，从而使流体产生紊流脉动进入间壁式换热器中。
2.根据权利要求1所述的可提高间壁式换热器传热效率的脉动装置，其特征是：所述传动杆（4）上设置有弹簧（10）。
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