CN205002637U - 一种方形的针翅复合管滑油冷却器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种方形的针翅复合管滑油冷却器，包括壳体、上管板、下管板、上管箱、下管箱、管束，上管板和下管板分别固定在壳体的上下两个端面上，上管板外侧固定有上管箱，上管箱里设置隔开的第一腔室和第二腔室，下管板外侧固定有下管箱，下管箱里设置第三腔室，上管板和下管板之间安装分程隔板和管束，所述管束由成排的针翅复合管和成排的光管交替布置组成，管束的最外层为针翅复合管，壳体上开设有壳程进口和壳程出口，上管箱上开设有管程进口和管城出口，管程进口连通第一腔室，管程出口连通第二腔室。本实用新型能在保证在减小换热器体积、提高换热效率的同时，满足滑油冷却器管程流体对管束特殊材料的要求。

Description

一种方形的针翅复合管滑油冷却器

技术领域

本实用新型涉及的是一种管壳式换热器。

背景技术

滑油冷却器是电厂、船舶等领域中常用的一种重要设备，广泛应用于动力、核能、化工、制冷、机械等工业领域。但是目前船用滑油冷却器一般采用光管作为换热元件，存在着传热效率低、体积大的缺点，这就要求进行合理的设计研究，制造出高效的滑油冷却器，使之节省资金、能源、金属消耗和所占的空间。近几十年来，各种工业飞速发展，火箭、航空、航天等工程设备因空间及动力有限，更需要采用尺寸小、质量轻的紧凑式换热器。在船用核动力装置中，换热设备占据了动力装置总重量和尺寸的一半以上，在舰船有限的空间内采用强化传热技术实现换热设备的小型化不仅可以改善船上人员的工作环境，还可以改善设备安装和维修的条件。另外，舰船在海洋中的运行条件和一些特殊的需要也要求具有高效、小型的动力装置。因此通过强化传热实现换热设备小型化对整个船用核动力装置的小型化起着非常重要的作用。

在高效换热器领域中，现有的管壳式滑油冷却器换热元件一般包括光管和针翅管。其中光管传热效率低下，使得整个换热器设备占用体积庞大，不符合高效节能要求。而针翅管对于高粘性的流体具有强烈的扰动作用，可以有效破坏高粘度液体流动时在边界形成的粘性底层，使高粘性流体在低雷诺数下呈现紊流状态，具有良好的强化传热效果。但是很多情况下换热器对管束的材质有特殊的要求，比如换热器管程工质多为海水等，目前船舶等领域多采用钛材作为换热器的管材，为了防止和其他海水冷却设备产生电化学腐蚀，要求接触海水的部分必须为相同材质。针翅管主要起到强化油侧传热的作用，但是现有工艺用钛还加工不出针翅，因此迫切需要实用新型一种既耐腐蚀、与其他设备相容又能加工出针翅的传热管，并制成换热器。

发明内容

本实用新型的目的在于提供既能保证在减小换热器体积、提高换热效率的同时，又能满足滑油冷却器管程流体对管束特殊材料要求的一种方形的针翅复合管滑油冷却器。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型一种方形的针翅复合管滑油冷却器，其特征是：包括壳体、上管板、下管板、上管箱、下管箱、管束，上管板和下管板分别固定在壳体的上下两个端面上，上管板外侧固定有上管箱，上管箱里设置隔开的第一腔室和第二腔室，下管板外侧固定有下管箱，下管箱里设置第三腔室，上管板和下管板之间安装分程隔板和管束，所述管束由成排的针翅复合管和成排的光管交替布置组成，管束的最外层为针翅复合管，壳体上开设有壳程进口和壳程出口，上管箱上开设有管程进口和管城出口，管程进口连通第一腔室，管程出口连通第二腔室。

本实用新型还可以包括：

1、所述针翅复合管包括里层光管和外层光管，外层光管通过液压复合的方式安装在里层光管外部，外层光管外壁加工成振翅形状。

2、管束最外层的针翅复合管与壳体内壁相切。

3、所述分程隔板包括四个两两垂直设置的平板，其中两个相隔180度的平板上均开有孔，且位于同一侧，另外两个平板之一开有孔，此孔与所述两个相隔180度平板上的孔位于相反的一侧。

4、所述分程隔板包括四个两两垂直设置的平板，其中两个相隔180度的平板上均开有孔，且位于同一侧，另外两个平板之一开有孔，此孔与所述两个相隔180度平板上的孔位于相反的一侧。

本实用新型的优势在于：

1、采用针翅复合管换热元件，由两种不同材质管子加工而成，内侧材质可以解决管程流体对管程特定材质的要求，外侧针翅能够有效的破坏流体边界层，增强了流体紊流度，从而大幅度提高了流体传热系数，并且由于针翅的扰动，使得滑油冷却器在工作中管束不易结垢。

2、采用针翅复合管与光管交叉排列的方式，并排列成方形，使针翅复合管的针翅与壳体相切，最大程度的减少了流体的旁流量，大幅度提升了传热系数。利用管间的相互支撑作用抑制管束振动，减少流动死区，降低了流动阻力，省去了管间支撑结构，使得滑油冷却器结构简化、体积减小。

3、方形针翅复合管滑油冷却器整体采用方形设计，方形的壳体与管束四周相切，此种结构减少了管束周围流体的旁流量，对于小型化的滑油冷却器具有明显提高传热效率的作用。

4、壳程流体纵向冲刷管束，由于采用了特殊的分程隔板，保证壳程流体有较高的纵向流速，分程隔板使流体流动方向多次改变，有效的减少了壳程流体的滞流区域，并且使得流量分配更加均匀，有效的提高了传热系数。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的A-A断面结构图；

图3是分程隔板立体图；

图4是针翅复合管结构图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：

结合图1～4，方形针翅复合管滑油冷却器的本体包括壳体4，安装在壳体内的管束5，管束5两端固定安装在下管板6和上管板9之间，下管板6安装在壳体4与下管箱7之间，上管板9安装在壳体4与上管箱11之间，分程隔板8安装在上管板9和下管板6之间，方形针翅复合管滑油冷却器的本体上焊接着壳程进口部件2与壳程出口部件3。下管箱10为锻件，在上管箱10上带有管程进口1和管程出口11。

为满足滑油冷却器管程流体对特定材料的要求，并为了提高换热效率，防止管束振动，减少流动死区，本实用新型中采用针翅复合管与光管为换热元件，针翅复合管与光管的交叉排列防止了管束的振动并有效的减少了流动死区，针翅复合管外围的针翅，对流体起到扰动作用，破坏了流体流动边界层，增加了流体的紊流度，大大提高了壳程传热系数，针翅复合管内侧复合的特定材料，有效的解决了管程流体要求管束特定材料的问题。

对于分程隔板8，平面俯视图参阅图2、立体图参阅图3。首先，将2块矩形孔板焊接成一个平板，这2块矩形孔板的开孔在同侧，然后，在这块平板的一侧的焊缝位置处垂直焊接另一块矩形孔板，这块矩形孔板的开孔和前2块矩形板的开孔在异侧，最后，在平板的另一侧的焊缝位置处垂直焊接一块矩形板，从而组成图3所示的分程隔板8。

分程隔板8也可由多块矩形板以及多块矩形孔板组成，将壳体4分为多个流程，例如6个流程、8个流程等。

管束5由针翅复合管12和光管13按照交叉排列方式组成方形，由分程隔板8将壳体4内的管束5分成多个流程。壳程流体从壳程进口部件2进入，在壳体内流动，由分程隔板8使得流体经过多次改变流动方向，最终从壳程进口部件3流出。分程隔板8将流道分为多个流程，润滑油在进口相同的流量下，流速得到了提高，矩形孔板上的开孔使得润滑油在转弯的位置流速提高，有效冲刷管束从而提高了传热系数。

为了防止针翅复合管12和光管13与上管板6和下管板9的接触部分产生泄漏，均采用胀接加氩弧焊接的方式。

参阅图1所示，管程流体由上管箱10上的管程进口1流入，经过上管箱10和上管板9进入管束5，然后通过下管板6进入下管箱7，流体在下管箱7中改变流动方向，而后通过下管板6以及管束5，最终由管程出口11流出。

参阅图4所示，针翅复合管12由两种不同材料的光管复合后加工而成，具体实施过程如下：首先选取两种特定材料的光管14和光管15，然后采用液压复合的方法将这两种材料的光管加工成复合管，然后对复合管中的光管14进行车削，加工出针翅。

本实用新型一种方形的针翅复合管滑油冷却器，包括壳体、管箱、固定管板、分程隔板、管束、壳程进口部件、壳程出口部件，所述管束由针翅复合管与光管组成。所述管束两端安装在所述固定管板上，所述固定管板安装在所述壳体与所述管箱之间，所述分程隔板安装在所述固定管板之间，分程隔板将管束分为多个流程，所述壳体上面带有壳程进口部件和壳程出口部件，所述管箱上面带有管程进出口。

所述针翅复合管先由两种不同材质的光管采用液压复合的加工方式复合而成，然后在复合管上车削针翅，形成针翅复合管。

所述方形针翅复合管滑油冷却器的管束由所述针翅复合管与所述光管按照交叉排列的方式组成方形，方形的四周与所述壳体相切，所述管束利用针翅复合管与光管的管间相互作用进行支撑。所述管束插入所述固定管板，与所述固定管板进行胀接和氩弧焊接。

所述方形针翅复合管滑油冷却器，采用分程隔板将壳程分成多个流程。所述壳程进口部件与所述壳程出口部件分别焊接于所述壳体之上，并位于所述壳体的同一侧。所述管箱采用锻造工艺，并在管箱上锻有管程进出口，形成一体化管箱。

本实用新型针对现有的光管滑油冷却器换热效率低的问题，给出了一种方形针翅复合管滑油冷却器。使用了两种不同材料加工而成的针翅复合管换热元件，既解决了针翅加工时特殊材料的限制，又解决了滑油冷却器管程流体对管束材质要求的问题。所述的方形针翅复合管滑油冷却器，利用特殊的针翅复合管换热元件，既能实现针翅对高粘性流体的强化换热效果使换热器体积缩小，又解决了滑油冷却器对管程材质的特殊要求。

换热管的排布采用针翅复合管与光管交叉排列的方式，利用针翅复合管与光管之间的相互作用进行支撑，有效的防止管束振动。由所述的分程隔板将管束分为多个流程，最大限度的利用了换热器壳程空间，减少了壳程流体的旁流量，从而有效的增强了换热器的换热性能。

本实用新型一种方形的针翅复合管滑油冷却器，包括壳体、管箱、固定管板、分程隔板、管束、壳程进口部件、壳程出口部件，所述管束由针翅复合管与光管组成。所述管束两端安装在固定管板上，固定管板安装在所述壳体与所述管箱之间，所述分程隔板安装在固定管板之间，分程隔板将管束分为多个流程，以保证壳程流体有较高的纵向流速，所述壳体上面带有壳程进口部件和壳程出口部件，所述管箱上面带有管程进出口。所述方形针翅复合管滑油冷却器，采用特殊的十字型分程隔板，使用针翅复合管换热元件，让光管与针翅管混合排列，可使结构紧凑，换热效率高。

所述壳体的横截面为方形，所述管束交叉排列成方形，所述管束四周与所述壳体相切。

所述管束由针翅复合管与光管组成，可实现相互支撑，针翅复合管是由两种不同材料的光管复合后再车削加工出针翅而成。

所述分程隔板是由多块带有矩形开孔的板和多块矩形板焊接而成，形成一个整体，将壳程分为多个流程。

Claims (5)

1.一种方形的针翅复合管滑油冷却器，其特征是：包括壳体、上管板、下管板、上管箱、下管箱、管束，上管板和下管板分别固定在壳体的上下两个端面上，上管板外侧固定有上管箱，上管箱里设置隔开的第一腔室和第二腔室，下管板外侧固定有下管箱，下管箱里设置第三腔室，上管板和下管板之间安装分程隔板和管束，所述管束由成排的针翅复合管和成排的光管交替布置组成，管束的最外层为针翅复合管，壳体上开设有壳程进口和壳程出口，上管箱上开设有管程进口和管城出口，管程进口连通第一腔室，管程出口连通第二腔室。

2.根据权利要求1所述的一种方形的针翅复合管滑油冷却器，其特征是：所述针翅复合管包括里层光管和外层光管，外层光管通过液压复合的方式安装在里层光管外部，外层光管外壁加工成针翅形状。

3.根据权利要求1或2所述的一种方形的针翅复合管滑油冷却器，其特征是：管束最外层的针翅复合管与壳体内壁相切。

4.根据权利要求1或2所述的一种方形的针翅复合管滑油冷却器，其特征是：所述分程隔板包括四个两两垂直设置的平板，其中两个相隔180度的平板上均开有孔，且位于同一侧，另外两个平板之一开有孔，此孔与所述两个相隔180度平板上的孔位于相反的一侧。

5.根据权利要求3所述的一种方形的针翅复合管滑油冷却器，其特征是：所述分程隔板包括四个两两垂直设置的平板，其中两个相隔180度的平板上均开有孔，且位于同一侧，另外两个平板之一开有孔，此孔与所述两个相隔180度平板上的孔位于相反的一侧。