CN208187229U - 一种新型换热管膨胀补偿器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于换热器技术领域，提供了一种新型换热管膨胀补偿器。该换热管膨胀补偿器包括：内套管，第一外套管，第二外套管，弹性管，填充料和封环；第一外套管、弹性管和第二外套管分别套设于内套管；弹性管的相对两分别端与第一外套管和第二外套管连接；封环与第一外套管远离弹性管的一端密封连接；第二外套管远离弹性管的一端与管壁密封连接。该换热管膨胀补偿器能够使高温换热器在运行过程中，即使当换热管出现介质附壁、流量不均、温度突变，以及发生弯曲变形的情况时，换热管膨胀补偿器都能独立补偿换热管之间的膨胀量差异，从而尽量避免出现换热管与管板之间的焊缝拉裂以及换热管断裂、严重变形或扭曲等造成设备损坏后果的可能。

Description

一种新型换热管膨胀补偿器

技术领域

本实用新型属于换热器技术领域，具体地说，涉及一种新型换热管膨胀补偿器。

背景技术

在目前换热器结构设计上，为了解决换热管与壳体之间的热膨胀差，避免因两者膨胀量不一样导致焊缝拉裂的问题，普遍采用壳体设置膨胀节，换热管与两端管板直接焊接的结构。而在一些高温的换热器中，由于流体介质温度较高，膨胀量较大，即使在壳体上设置有膨胀节，但当换热管出现介质附壁、流量不均、温度突变，以及发生弯曲变形的情况时，很难保证每根换热管的膨胀量是均匀一致的，换热管之间会有膨胀量差异，会因膨胀产生应力，从而可能使换热管与管板之间的焊缝开裂以及换热管断裂、严重变形或扭曲，造成介质泄漏、设备损坏的严重后果。

实用新型内容

针对现有技术中上述的不足，本实用新型的目的在于提供一种新型换热管膨胀补偿器，又称“单管补偿器”、“小补偿器”，该换热管膨胀补偿器能够使高温换热器在运行过程中，即使当换热管出现介质附壁、流量不均、温度突变，以及发生弯曲变形的情况时，换热管膨胀补偿器都能独立补偿换热管之间的膨胀量差异，从而尽量避免出现换热管与管板之间的焊缝拉裂以及换热管断裂、严重变形或扭曲等造成设备损坏后果的可能。

为了达到上述目的，本实用新型采用的优选的解决方案是：

一种新型换热管膨胀补偿器，包括：用于套设换热管的内套管，用于与管板固定连接的第一外套管，第二外套管，弹性管，填充料和封环；内套管具有相对设置的第一端和第二端，第一端与换热管固定连接；第一外套管套设于第一端的管壁，第二外套管套设于第二端的管壁；弹性管套设于内套管，弹性管的一端与第一外套管连接，另一端与第二外套管连接；封环套设于第一端，封环与第一外套管远离弹性管的一端密封连接；封环、第一外套管和内套管之间形成用于填充填充料的填充腔；第二外套管远离弹性管的一端与第二端的管壁密封连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第一外套管靠近弹性管的一端具有凹陷部，凹陷部沿内套管的周向呈环状延伸。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，由第一端朝向第二端的方向设置为预设方向，沿预设方向，第一外套管包括依次连接的第一段和第二段；第一段远离第二段的一端与封环连接，第二段远离第一段的一端与弹性管连接；沿垂直于内套管轴心线的方向，第一段的截面沿预设方向呈内直径逐渐减小的圆环形，第二段的截面沿预设方向呈内直径逐渐增大的圆环形；沿垂直于内套管轴心线的方向，第一段的截面的最小内直径与第二段的截面的最小内直径相同。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，沿预设方向，第二外套管包括依次连接的弧段和直段；弧段远离直段的一端与弹性管连接，直段远离弧段的一端与第二段的管壁固定连接；沿垂直于内套管轴心线的方向，弧段沿预设方向呈内直径逐渐减小的圆环形，直段呈圆环形；沿垂直于内套管轴心线的方向，弧段的截面的最小内直径与直段的内直径相同。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第二外套管与第二端的管壁焊接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，弹性管为波纹管，波纹管沿内套管的长度方向延伸设置。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，由第一端朝向第二端的方向设置为预设方向；第一外套管沿垂直于预设方向的截面呈圆环形；换热管膨胀补偿器还包括圆环形挡板；挡板套设且同轴设置于内套管；挡板的内壁与内套管的外壁连接，挡板的外壁与第一外套管的内壁连接；挡板设置于第一外套管远离封环的一端，挡板远离封换的一侧与弹性管连接。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，沿预设方向，第二外套管沿垂直于预设方向的截面呈圆环形。

本实用新型提供的一种新型换热管膨胀补偿器的有益效果是：

本实用新型提供的新型换热管膨胀补偿器，包括用于套设换热管的内套管，用于与管板固定连接的第一外套管，第二外套管，弹性管，填充料和封环。该些各零部件根据上述结构设计得到的换热管膨胀补偿器，能够使高温换热器在运行过程中，即使当换热管出现介质附壁、流量不均、温度突变，以及发生弯曲变形的情况时，换热管膨胀补偿器都能独立补偿换热管之间的膨胀量差异，从而尽量避免出现换热管与管板之间的焊缝拉裂以及换热管断裂、严重变形或扭曲等造成设备损坏后果的可能。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的新型换热管膨胀补偿器的截面示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的新型换热管膨胀补偿器装配状态的截面示意图；

图3是本实用新型实施例2提供的新型换热管膨胀补偿器的截面示意图。

附图标记：100-新型换热管膨胀补偿器；300-管板；400-套管；500-换热管；110-内套管；120-第一外套管；130-第二外套管；140-弹性管；150-填充料；160-封环；170-填充腔；111-第一端；112-第二端；121-凹陷部；122-第一段；123-第二段；131-弧段；132-直段；200-新型换热管膨胀补偿器；210-内套管；220-第一外套管；230-第二外套管；240-弹性管；260-封环；280-挡板；211-第一端；212-第二端。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1-2，本实用新型提供了一种新型换热管膨胀补偿器100，包括：用于套设换热管500的内套管110，用于与管板300固定连接的第一外套管120，第二外套管130，弹性管140，填充料150和封环160。

需要说明的是，在本实施例中，由于高温换热管500可能采用不同直径的换热管500，因此，该新型换热管膨胀补偿器100的规格可根据换热管500的规格进行调整。在结构上也可以根据不同的使用场合、不同的条件进行结构的变化。

在本实施例中，需要说明的是，弹性管140进一步地选择为波纹管，且波纹管沿内套管110的长度方向延伸设置。波纹管的相对两侧分别与第一外套管120和第二外套管130连接，第一外套管120、波纹管、第二外套管130依次沿内套管110的长度方向套设于内套管110。在本实施例中，第二外套管130远离第一外套管120的一端与内套管110的管壁焊接。

具体地，内套管110具有相对设置的第一端111和第二端112，第一端111与换热管500固定连接，进一步地为焊接；第一外套管120套设于第一端111的管壁，第二外套管130套设于第二端112的管壁；弹性管140套设于内套管110，弹性管140的一端与第一外套管120连接，进一步地为焊接，另一端与第二外套管130连接，进一步地为焊接。

在本实施例中，第一外套管120的结构不做具体限制，考虑到能够满足与更多尺寸大小的内套管110配合，便于装配和安装，进一步地，第一外套管120靠近弹性管140的一端具有凹陷部121，凹陷部121沿内套管110的周向呈环状延伸。具体地，在本实施例中，进一步地，由第一端111朝向第二端112的方向设置为预设方向，沿预设方向，第一外套管120包括依次连接的第一段122和第二段123；第一段122远离第二段123的一端与封环160连接，第二段123远离第一段122的一端与弹性管140连接；沿垂直于内套管110轴心线的方向，第一段122的截面沿预设方向呈内直径逐渐减小的圆环形，第二段123的截面沿预设方向呈内直径逐渐增大的圆环形；沿垂直于内套管110轴心线的方向，第一段122的截面的最小内直径与第二段123的截面的最小内直径相同。

此外，第二外套管130的结构不做具体限制，同样地考虑到能够满足与更多尺寸大小的内套管110配合，便于装配和安装，进一步地，沿预设方向，第二外套管130包括依次连接的弧段131和直段132；弧段131远离直段132的一端与弹性管140连接，直段132远离弧段131的一端与第二段123的管壁固定连接；沿垂直于内套管110轴心线的方向，弧段131沿预设方向呈内直径逐渐减小的圆环形，直段132呈圆环形；沿垂直于内套管110轴心线的方向，弧段131的截面的最小内直径与直段132的内直径相同。

在本实施例中，封环160的设置位置不做具体限制，进一步地，为了防止填充料150出料，封环160套设于第一端111，并与第一外套管120远离弹性管140的一端密封连接。封环160，第一外套管120和弹性管140之间形成用于填充填充料150的填充腔170。在本实施例中，填充料150进一步地选择为耐高温保温隔热棉、石棉绳或石墨盘根，以减少和防止腐蚀性介质进入该新型换热管膨胀补偿器100的内部，将波纹管腐蚀锈穿。

该新型换热管膨胀补偿器100是这样进行装配的：首先，将第一外套管120、波纹管、第二外套管130依次焊接在一起后套设于内套管110，再将内套管110与第二外套管130焊接，接着向填充腔170中填装填充料150，然后焊接封环160。接着将该新型换热管膨胀补偿器100套设于换热管500的一端，然后焊接内套管110与换热管500，以及第一外套管120与套管400，需要说明的是该处的套管400为设置于换热管500该端部的管板300与第一外套管120之间的套管400，起到衔接和固定第一外套管120与管板300的作用；此时装配即完成。

本实施例提供的新型换热管膨胀补偿器100是这样工作的：高温换热管500在安装时其相对两端分别与管板300连接；由于在高温换热器运行时，高温热流体流经换热管500内，换热管500会加热并产生膨胀伸长；在安装时，由于是将该新型换热管膨胀补偿器100套设在换热管500的一端，换热管500没有装换热管膨胀补偿器的一端与其对应的管板300焊接，因此换热管500只能向安装有换热管膨胀补偿器的一端伸长；在换热管500伸长的过程中，又由于内套管110的第一端111与换热管500是焊接的，而内套管110的第二端112与第二外套管130也是焊接的，所以换热管500伸长会带着内套管110和第二外套管130一起延第二端112朝向第一端111的方向延伸；再由于内套管110与第一外套管120是活动的，而第一外套管120又焊接在套管400上从而与对应端的管板300固定，所以第一外套管120是固定不动的；由于第一外套管120、波纹管、第二外套管130是焊接在一起的，因此，当第二外套管130与换热管500一起伸长的过程中，就会压缩波纹管，从而使换热管500形成一个自由伸缩的状态，且又不会产生泄漏，达到消除因膨胀而产生应力的作用。当设备停车时，换热管500会降温收缩，因此又会带着内套管110与第二外套管130回缩，在回缩的过程就将波纹管拉伸回原状。由于波纹管不管是拉伸和压缩，都有一定距离的补偿量，所以即使出现换热管500因介质附壁、流量不均、温度突变或弯曲变形等原因使换热管500膨胀量减小，不会因为膨胀产生应力，也不会影响其它正常的换热管500继续使用。

在本实施例中，波纹管可以循环地压缩和拉伸，当超过使用次数或非正常使用等原因，可能会造成波纹管的失效和泄漏损坏。因此，该新型换热管膨胀补偿器100是作为易损件，当其出现损坏时，应及时更换，更换时只需将换热管500与内套管110的焊缝，以及套管400与第一外套管120的焊缝刨掉，将其整体取出，并更换新的，即可使换热器重新运行。具有更换时间短，更换方便的特点。

综上所述，本实施例提供的新型换热管膨胀补偿器100，该换热管膨胀补偿器能够使高温换热器在运行过程中，即使换热管500出现介质附壁、流量不均、温度突变或发生弯曲变形，换热管膨胀补偿器都能独立补偿换热管500膨胀量差异，从而尽量避免出现换热管与管板之间的焊缝拉裂以及换热管断裂、严重变形或扭曲等造成设备损坏后果的可能。

实施例2

请参阅图3所示，本实施例所提供的新型换热管膨胀补偿器200，其实现原理及产生的技术效果与实施例1相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考实施例1中的相应内容。

通过上述设计得到的新型换热管膨胀补偿器200能够独立补偿换热管之间的膨胀量差异，从而尽量避免出现换热管与管板之间的焊缝拉裂以及换热管断裂、严重变形或扭曲等造成设备损坏后果的可能，但本着进一步完善其功能的宗旨，设计者对该新型换热管膨胀补偿器200进行了进一步的改良。

请参阅图3，在本实施例中，第一外套管220的结构不做具体限制，考虑到能够简化生产工艺，节约生产成本，进一步地，由第一端211朝向第二端212的方向设置为预设方向；第一外套管220沿垂直于预设方向的截面呈圆环形。进一步地，考虑到方便填充料的填装，进一步地，还包括圆环形挡板280。挡板280套设且同轴设置于内套管210。挡板280的内壁与内套管210的外壁连接，挡板280的外壁与第一外套管220的内壁连接。挡板280设置于第一外套管220远离封环260的一端，挡板260远离封环260的一侧与弹性管240连接。

此外，第二外套管230的结构不做具体限制，考虑到能够简化生产工艺，节约生产成本，进一步地，沿预设方向，第二外套管230沿垂直于预设方向的截面呈圆环形。

以上所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种新型换热管膨胀补偿器，其特征在于，包括：用于套设换热管的内套管，用于与管板固定连接的第一外套管，第二外套管，弹性管，填充料和封环；

所述内套管具有相对设置的第一端和第二端，所述第一端与所述换热管固定连接；所述第一外套管套设于所述第一端的管壁，所述第二外套管套设于所述第二端的管壁；所述弹性管套设于所述内套管，所述弹性管的一端与所述第一外套管连接，另一端与所述第二外套管连接；所述封环套设于所述第一端，所述封环与所述第一外套管远离所述弹性管的一端密封连接；所述封环，所述第一外套管和所述内套管之间形成用于填充填充料的填充腔；所述第二外套管远离所述弹性管的一端与所述第二端的管壁焊接连接。

2.根据权利要求1所述的新型换热管膨胀补偿器，其特征在于，所述第一外套管靠近所述弹性管的一端具有凹陷部，所述凹陷部沿所述内套管的周向呈环状延伸。

3.根据权利要求2所述的新型换热管膨胀补偿器，其特征在于，由所述第一端朝向所述第二端的方向设置为预设方向，沿所述预设方向，所述第一外套管包括依次连接的第一段和第二段；所述第一段远离所述第二段的一端与所述封环连接，所述第二段远离所述第一段的一端与所述弹性管连接；沿垂直于所述内套管轴心线的方向，所述第一段的截面沿所述预设方向呈内直径逐渐减小的圆环形，所述第二段的截面沿所述预设方向呈内直径逐渐增大的圆环形；沿垂直于所述内套管轴心线的方向，所述第一段的截面的最小内直径与所述第二段的截面的最小内直径相同。

4.根据权利要求3所述的新型换热管膨胀补偿器，其特征在于，沿所述预设方向，所述第二外套管包括依次连接的弧段和直段；所述弧段远离所述直段的一端与所述弹性管连接，所述直段远离所述弧段的一端与所述第二段的管壁固定连接；沿垂直于所述内套管轴心线的方向，所述弧段沿所述预设方向呈内直径逐渐减小的圆环形，所述直段呈圆环形；沿垂直于所述内套管轴心线的方向，所述弧段的截面的最小内直径与所述直段的内直径相同。

5.根据权利要求1所述的新型换热管膨胀补偿器，其特征在于，所述弹性管为波纹管，所述波纹管沿所述内套管的长度方向延伸设置。

6.根据权利要求1所述的新型换热管膨胀补偿器，其特征在于，由所述第一端朝向所述第二端的方向设置为预设方向；所述第一外套管沿垂直于所述预设方向的截面呈圆环形；所述换热管膨胀补偿器还包括圆环形挡板；所述挡板套设且同轴设置于所述内套管；所述挡板的内壁与所述内套管的外壁连接，所述挡板的外壁与所述第一外套管的内壁连接；所述挡板设置于所述第一外套管远离所述封环的一端，所述挡板远离所述封环的一侧与所述弹性管连接。

7.根据权利要求6所述的新型换热管膨胀补偿器，其特征在于，沿所述预设方向，所述第二外套管沿垂直于所述预设方向的截面呈圆环形。