CN211012615U - 一种具有热膨胀伸长保护的换热器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有热膨胀伸长保护的换热器件，包括套管(2)、封盖(5)、圆柱形双层管(1)和端盖(3)；套管(2)与封盖(5)通过双层管(1)连接形成顶部开口的槽型结构，且双层管(1)外壁与套管的内侧设置间隙；圆柱形双层管(1)包括内管(101)、外管(102)和与内管(102)及外管(102)的底部连接的连接部(103)，外管(102)的顶部与套管(2)的顶部固定连接，端盖设置在内管(101)的顶部内侧且与内管(101)的顶部固定连接。本实用新型的具有热膨胀伸长保护的换热器件，热膨胀时，双层管可以产生轴向伸长，降低压力，从而保护换热器件。
Description
技术领域
本实用新型属于换热器技术领域，更具体地，涉及一种具有热膨胀伸长保护的换热器件。
背景技术
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，它在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。
但是由于热流体常常使换热器的结构发生热膨胀伸长，且换热器在热膨胀伸长后应力得不到疏散，使换热器在应力下工作，影响换热器的使用寿命，甚至引起换热器件压力急剧增大而损坏换热器。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种具有热膨胀伸长保护的换热器件，通过在套管内设置双层管，并使得双层管的内管与端盖连接，外管与套管连接，内管与外管之间形成开口，在冷流体受热产生热膨胀时，双层管可以产生轴向伸长，降低压力，从而保护了换热器件，具有较大热膨胀伸长保护功能，且膨胀后双层管内管伸出后的结构还可以通过对其施加压力让它重新变形回到图一的结构，可以多次使用。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种具有热膨胀伸长保护的换热器件，包括套管、与所述套管的底部连接的封盖、双层管和端盖，所述端盖的中部设有第一管接头，所述套管的侧壁设有若干个第二管接头；
所述套管与封盖通过双层管连接形成顶部开口的槽型结构，所述双层管外壁与套管的内侧设置间隙；所述双层管包括内管、外管和与所述内管及外管的底部连接的连接部，所述外管的顶部与所述套管的顶部固定连接，所述端盖设置在所述内管内侧的顶部且与所述内管的顶部固定连接。
进一步地，所述连接部为圆弧状。
进一步地，所述双层管为圆柱状。
进一步地，在没有热交换的状态下，所述连接部的高度高于封盖的高度。
进一步地，所述双层管的内管和外管的管壁厚度相同。
进一步地，所述内管、连接部和外管之间无焊缝顺滑连接。
进一步地，所述套管的管壁厚度大于所述双层管的管壁厚度。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本实用新型的具有热膨胀伸长保护的换热器件，通过在套管内设置双层管，并使得双层管的内管与端盖连接，外管与套管连接，内管与外管之间形成开口，在冷流体受热产生热膨胀时，双层管可以产生轴向伸长，降低压力，从而保护了换热器件，具有较大热膨胀伸长保护功能，且膨胀后双层管内管伸出后的结构还可以通过对其施加压力让它重新变形回到图一的结构，可以多次使用。
(2)本实用新型的具有热膨胀伸长保护的换热器件，连接部位圆弧状使得在受热膨胀内管可平滑伸出不会产生折断，连接部的高度高于封盖的高度，套管的管壁厚度大于双层管的厚度，双层管可以整体塑性变形，质量好，双层管与套管、端盖采用焊接连接，质量可靠，结构紧凑，质量轻，体积小，安装调整方便，热流体与冷流体在套管、双层管内管、外管壁之间换热，换热面积大，换热性能好。
附图说明
图1是本实用新型实施例具有热膨胀伸长保护的换热器件的示意图；
图2是本实用新型实施例中换热元件的热伸缩补偿原理的示意图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-双层管、2-套管、3-端盖、4-第一管接头、5-封盖、6-第二管接头、7-焊缝；101-内管、102-外管、103-连接部。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是本实用新型实施例具有热膨胀伸长保护的换热器件的示意图。如图1所示，具有热膨胀伸长保护的换热器件包括双层管1、套管2、端盖3、封盖5、第一管接头4和第二管接头6，其中，套管2的底部设置封盖5，且套管2的底部与封盖5的端部焊接，套管2与封盖5通过双层管1连接一起形成槽型的结构；双层管1的外壁与套管2设置间隙，即套管2的内壁和双层管1的外壁不接触，在套管2和双层管1之间形成间隙。
优选地，双层管1为圆柱状，以便于制造、节省材料及均匀荷载。
双层管1包括内管101、外管102和连接部103，内管101和外管102平行间隔设置，内管101和外管102的底部通过连接部103连接，内管101、连接部和外管102顺滑连接形成顶部开口的试管状的结构，其中，外管102靠近套管2，内管101置于内侧；优选地，连接部103为圆弧状，从而使得内管101和外管102的底部平滑连接过渡。进一步地，在没有热交换的状态下，连接部103的高度高于封盖5，连接部103与封盖5间隔合适的距离，避免连接部103在热涨热缩的情况下与封盖5之间产生接触挤压损坏连接部。
双层管的外管102的顶部均分别与套管2的顶部焊接，双层管的内管101的顶部之间设有端盖3，且内管101的顶部分别与端盖3的两端焊接固定，内管101和外管102顶部之间依然形成开口，在热交换的过程中受热膨胀后端盖3抬高，内管101顶部高度升高与外管102错开，从而疏散应力。
优选地，双层管的内管101和外管102的管壁厚度相同，且内管101和外管102之间无焊缝连接，套管2的管壁厚度大于双层管的管壁厚度。
优选地，双层管1及套管2的材料可以采用热传导能力强的铝合金、铜合金制造，也可以采用耐腐蚀性好的不锈钢制造。
端盖3的中部设有第一管接头4，套管2的侧壁设有若干个第二管接头6。图2是本实用新型实施例中换热元件的热伸缩补偿原理的示意图。如图2所示，热交换的过程：套管2置于热流体中，与热流体接触对流换热，热量由金属套管2传至其内部的金属双层管1的内管101和外管102，同时双层管1的内管101和外管102之间的间隙通过上方的开口与外界的热流体接触也可以进行换热，双层管内管101通入冷流体，冷流体由第一管接头4进入，通过双层管的内管101壁喷入，然后通过外管102壁和套管2壁的间隙从管接头6流出，过程中冷流体通过外管壁、内管壁和套管壁与热流体换热，实现换热。
换热器件的热膨胀伸长保护原理：由于换热元件在热流体中工作，冷流体因与热流体换热而被加热，当冷流体(如冷气体)被加热而出现压力急剧增大的情形时，在保证换热器件轴向变形所需的轴向力小于装置结构横向变形所需的力的情况下，这时冗余在外管内的内管在气压轴向力的作用下，将发生轴向伸长变形(见图2)，于是管内气体压力下降，从而保护了换热器件而不致损坏。由于双层管是薄壁管，在轴向力作用下，内管和外管的连接圆角部位是塑性易变形区，容易产生轴向变形，产生内管伸出。产生塑性变形的轴向力与双层管的管壁厚度、内管直径、内管和外管连接部分圆角半径大小、材质以及双层管材料力学参数有关。通过合理设计双层管的结构，调整其结构参数和材料力学参数，可以改变所需轴向力的大小，即是对应在内管内的极限上限压力。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种具有热膨胀伸长保护的换热器件，其特征在于，包括套管(2)、与所述套管(2)的底部连接的封盖(5)、圆柱形双层管(1)和端盖(3)，所述端盖(3)的中部设有第一管接头(4)，所述套管(2)的侧壁设有若干个第二管接头(6)；
所述套管(2)与封盖(5)通过双层管(1)连接形成顶部开口的槽型结构，所述双层管(1)外壁与套管的内侧设置间隙；所述双层管(1)包括内管(101)、外管(102)和与所述内管(101)及外管(102)的底部连接的连接部(103)，所述外管(102)的顶部与所述套管(2)的顶部固定连接，所述端盖设置在所述内管(101)内侧的顶部且与所述内管(101)的顶部固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有热膨胀伸长保护的换热器件，其特征在于，所述连接部(103)为圆弧状。
3.根据权利要求1所述的一种具有热膨胀伸长保护的换热器件，其特征在于，所述双层管(1)为圆柱状。
4.根据权利要求1所述的一种具有热膨胀伸长保护的换热器件，其特征在于，在没有热交换的状态下，所述连接部(103)的高度高于封盖(5)的高度。
5.根据权利要求1所述的一种具有热膨胀伸长保护的换热器件，其特征在于，所述双层管的内管(101)和外管(102)的管壁厚度相同。
6.根据权利要求1所述的一种具有热膨胀伸长保护的换热器件，其特征在于，所述内管(101)、连接部(103)和外管(102)之间无焊缝顺滑连接。
7.根据权利要求1、5或6中任一项所述的一种具有热膨胀伸长保护的换热器件，其特征在于，所述套管(2)的管壁厚度大于所述双层管(1)的管壁厚度。
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| CN114485248A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-05-13 | 光大环境科技（中国）有限公司 | 一种换热管 |
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