CN211178096U - 一种缠绕管式换热器中的芯体结构 - Google Patents

Abstract

一种缠绕管式换热器中的芯体结构，包括有中心筒(1)和沿着中心筒(1)的轴向螺旋缠绕在中心筒(1)上的换热管，其特征在于还包括有至少一个支撑组件，其中一支撑组件设置在中心筒(1)轴向上的中间位置处，各支撑组件包含有支撑件(2)和工装环(3)，且该支撑组件中的支撑件(2)至少有两个，并分别沿着中心筒(1)的周向间隔设置在中心筒(1)上，相邻两个支撑件(2)之间形成有绕管空间(20)，所述换热管避开支撑件(2)绕设在所述绕管空间(20)上；所述工装环(3)套接在各支撑件(2)外，并与各支撑件(2)的外侧壁相连接。本申请能有效解决芯体在穿芯过程中挠度过大的问题。

Description

一种缠绕管式换热器中的芯体结构

技术领域

本实用新型属于换热器技术领域，具体涉及一种缠绕管式换热器中的芯体结构。

背景技术

缠绕管式换热器中最重要的结构是芯体结构，芯体一般包括中心筒和绕设在中心筒上的换热管，芯体的质量直接影响着换热器的换热效率。如今随着换热设备越做越大，换热器内的芯体的长度和重量都大大提高，使得芯体在绕管及穿芯过程中存在挠度过大的问题。

为了解决上述挠度过大的问题，专利号为ZL201220603652.0的实用新型专利《高压绕管式换热器中心筒加强装置》(授权公告号为CN202885636U)公开的结构包括中心筒、缠绕在中心筒外的换热管以及设置在中心筒和换热管之间的垫条，在中心筒的内壁上设置有加强支撑筋。该专利通过将加强支撑筋与中心筒焊接为一体，大大提高了中心筒横截面的惯性矩和中心筒的抗弯模量，有效地减少了中心筒的挠度。但该结构需要在中心筒内部焊接加强支撑筋，会较大程度地增加芯体的重量，且不便于加工实施。同时芯体在绕管及穿芯过程中还是有可能因为挠度的问题使得芯体中间位置下沉。

实用新型内容

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能有效解决芯体在穿芯过程中挠度过大问题的缠绕管式换热器中的芯体结构。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是提供一种能同时有效解决芯体在绕管过程中挠度过大问题的缠绕管式换热器中的芯体结构。

本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种缠绕管式换热器中的芯体结构，包括有中心筒和沿着中心筒的轴向螺旋缠绕在中心筒上的换热管，其特征在于还包括有至少一个支撑组件，其中一支撑组件设置在中心筒轴向上的中间位置处，各支撑组件包含有支撑件和工装环，且该支撑组件中的支撑件至少有两个，并分别沿着中心筒的周向间隔设置在中心筒上，相邻两个支撑件之间形成有绕管空间，所述换热管避开支撑件绕设在所述绕管空间上；所述工装环套接在各支撑件外，并与各支撑件的外侧壁相连接。

为了进一步解决上述第二个技术问题，优选的，各所述支撑组件中，所述工装环沿周向分成与支撑件数量相匹配的多个单元件，各单元件对应各自的绕管空间设置，且各单元件的两端部拆卸式地连接在相邻两个支撑件的外侧壁上。

为便于绕管时可以顺利转动，所述工装环的横截面呈圆环形。

进一步的，各所述支撑件的横截面呈由内而外逐渐扩大的扇形，各支撑件的内侧壁与中心筒的筒壁相连，各支撑件的外侧壁与相邻两个单元件之间相对的端部连接。扇形结构的支撑件能有效提高支撑件与单元件之间的连接稳定性，使得相邻两个单元件上相对的端部能同时连接在同一支撑件上，并有利于换热管的绕设。

为便于支撑件与单元件之间的连接和拆卸，优选的，所述支撑件与单元件之间通过螺栓连接。

在上述各方案中，所述中心筒的轴向长度与换热管绕设在中心筒上后围合成的外径之比优选为20～30。即芯体为超长芯体，通过在超长芯体轴向上的中间位置设置支撑件和工装环，有效解决了因芯体长径比很大而造成挠度很大的问题。当然，也适用于芯体的长径比为20以下的常规芯体结构。

最后，所述支撑件上开设有供流体流过的轴向通孔。可通过计算流通面积是否足够再决定是否需要开设轴向通孔。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过在中心筒的至少中间位置设置支撑件和工装环，换热管绕设在相邻两个支撑件之间，工装环套设在支撑件的外围上，如此，工装环能周向包围换热管，穿芯时，工装环可以支撑在穿芯小车上，使得芯体的中间位置同样得到支撑，有效解决了芯体在穿芯过程中挠度过大的问题；

通过将工装环沿周向分成与支撑件数量相匹配的多个单元件，各单元件分别与各自对应的支撑件拆卸式连接，使得绕管时，当换热管绕制到某一单元件所在的位置时，可拆掉该部分的单元件，将换热管绕制到该单元件对应的相邻两个支撑件之间，然后再装配好该单元件即可，不会影响换热管的绕制；且绕管时可将工装环支撑在某一支撑座上，工装环可在支撑座上顺利转动，进而使得芯体在绕管时其中间位置同样能得到支撑，解决了芯体绕管过程中挠度过大的问题；

本申请的芯体结构可以满足长径比达到20～30的超长芯体结构的要求，有利于解决工艺上小流量、小端差、低流速相匹配的工艺难题，即若需要保证理想的流速在小流量下，所需的流通面积要小，对应的换热器直径就小，小端差情况下对应的换热面积就大。现有技术中为同时满足小流量、小端差、合理流速等条件，需要将多台换热器串联使用，而采用本申请中的芯体的换热器只需一台就能满足其要求。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为图1的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1和图2所示，为本实用新型的一种缠绕管式换热器中的芯体结构的一个优选实施例，该芯体结构包括有中心筒1、换热管(图中未示出，可参考现有技术中换热管的结构及绕制方法)、支撑组件。

其中，支撑组件有一个并设置在中心筒1轴向上的中间位置处。该支撑组件包括有支撑件2和工装环3，支撑件2有五个，并分别沿着中心筒1的周向等间隔设置在中心筒1上，相邻两个支撑件2之间形成有供换热器绕设其上的绕管空间20，各支撑件2上分别开设有供流体流过的轴向通孔21。工装环3套接在各支撑件2外，并与各支撑件2的外侧壁相连接。本实施例中，工装环3沿周向分成五个单元件30，各单元件30对应各自的绕管空间20设置，且各单元件30的两端部通过螺栓4连接在相邻两个支撑件2的外侧壁上，如此，工装环3整体能周向包围换热管，且各单元件30能实现单独拆装。为使得工装环3在绕管时能顺利转动，工装环3的横截面呈圆环形；各支撑件2的横截面呈由内而外逐渐扩大的扇形，各支撑件2的内侧壁与中心筒1的筒壁相连，各支撑件2的外侧壁与相邻两个单元件30之间相对的端部连接。

上述换热管沿着中心筒1的轴向螺旋缠绕在中心筒1上，中心筒1的轴向长度与换热管绕设在中心筒1上后围合成的外径之比为20～30，形成超长芯体。

当换热管绕设至支撑件2所在的位置时，换热管避开支撑件2绕设在绕管空间20内，具体为：当换热管绕设到某一绕管空间20时，拆下该绕管空间20上的单元件30，将换热管绕制到该绕管空间20内，然后将拆卸下的单元件30重新安装上去即可。

本申请中的支撑组件不限于一个，也可有两个或更多个，沿着中心筒1的轴向设置。各支撑组件中的支撑件2的数量也可根据实际工况进行选择，但不得少于两个。

Claims (7)

1.一种缠绕管式换热器中的芯体结构，包括有中心筒(1)和沿着中心筒(1)的轴向螺旋缠绕在中心筒(1)上的换热管，其特征在于：还包括有至少一个支撑组件，其中一支撑组件设置在中心筒(1)轴向上的中间位置处，各支撑组件包含有支撑件(2)和工装环(3)，且该支撑组件中的支撑件(2)至少有两个，并分别沿着中心筒(1)的周向间隔设置在中心筒(1)上，相邻两个支撑件(2)之间形成有绕管空间(20)，所述换热管避开支撑件(2)绕设在所述绕管空间(20)上；所述工装环(3)套接在各支撑件(2)外，并与各支撑件(2)的外侧壁相连接。

2.根据权利要求1所述的芯体结构，其特征在于：各所述支撑组件中，所述工装环(3)沿周向分成与支撑件(2)数量相匹配的多个单元件(30)，各单元件(30)对应各自的绕管空间(20)设置，且各单元件(30)的两端部拆卸式地连接在相邻两个支撑件(2)的外侧壁上。

3.根据权利要求2所述的芯体结构，其特征在于：所述工装环(3)的横截面呈圆环形。

4.根据权利要求2所述的芯体结构，其特征在于：各所述支撑件(2)的横截面呈由内而外逐渐扩大的扇形，各支撑件(2)的内侧壁与中心筒(1)的筒壁相连，各支撑件(2)的外侧壁与相邻两个单元件(30)之间相对的端部连接。

5.根据权利要求2所述的芯体结构，其特征在于：所述支撑件(2)与单元件(30)之间通过螺栓(4)连接。

6.根据权利要求1～5任一权项所述的芯体结构，其特征在于：所述中心筒(1)的轴向长度与换热管绕设在中心筒(1)上后围合成的外径之比为20～30。

7.根据权利要求1～5任一权项所述的芯体结构，其特征在于：所述支撑件(2)上开设有供流体流过的轴向通孔(21)。

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