CN213179546U - 便于清污的u形管换热器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种便于清污的U形管换热器，其包括壳体、管板、若干根U形管以及若干块折流板；所述管板固定于壳体的一端，壳体的另一端为封闭端；若干根所述U形管的两端贯穿折流板面向管板和封闭端的两侧并固定于管板；所述折流板的侧壁抵接于壳体的内侧壁，所述折流板开设有贯穿面向管板和封闭端两侧面的通孔；所述管板穿设有操纵杆；所述壳体的外侧设置有驱动装置；所述操纵杆远离管板的一端穿过通孔和壳体连接于驱动装置；所述驱动装置启动时，操纵杆带动折流板沿操纵杆的轴线方向移动。本申请具有提高对U形管传热面清污效率的效果。

Description

便于清污的U形管换热器

技术领域

本申请涉及热交换设备的领域，尤其是涉及一种便于清污的U形管换热器。

背景技术

热交换器，又称换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位，可用于加热介质，也可用于冷却介质。

U形管换热器，是管壳式换热器的一种，U形管换热器主要由壳体、管束、管板和封头等部分组成，由多根U形管组合后的管束的两端固定于管板上。在管壳换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动的介质，其行程成为管程；一种在管外流动的导热介质，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。

U形管换热器运行一端时间后，传热面上会积起污泥、油污之类的覆盖物垢层，这些覆盖物垢层都表现为附加的热阻，使传热面的传热系数减少，换热器性能下降。因此，换热器的定期清洗是非常有必要的。

目前，常使用的清洗方法多采用人工利用高压水枪对内部管束的传热面逐个冲洗，将污垢清除，但是这种工作效率较低，清洁起来十分费劲，这也造成了U形管换热器的维护成本高昂。

实用新型内容

为了提高对U形管传热面的清污效率，本申请提供一种便于清污的U形管换热器。

本申请提供的一种管壳式换热器采用如下的技术方案：

一种便于清污的U形管换热器，包括壳体、管板、若干根U形管以及若干块折流板；所述管板固定于壳体的一端，壳体的另一端为封闭端；若干根所述U形管的两端贯穿折流板面向管板和封闭端的两侧并固定于管板；所述折流板的侧壁抵接于壳体的内侧壁，所述折流板开设有贯穿面向管板和封闭端两侧面的通孔；所述管板穿设有操纵杆；所述壳体的外侧设置有驱动装置；所述操纵杆远离管板的一端穿过通孔和壳体连接于驱动装置；所述驱动装置启动时，操纵杆带动折流板沿操纵杆的轴线方向移动。

通过采用上述技术方案，需要清洁换热器时，可保持换热器不停机对壳体的内部进行清洁，启动驱动装置，操纵杆带动折流板移动，一方面由于折流板的侧壁抵接于壳体的内侧壁，在折流板移动的过程中，刮除壳体内侧壁的污垢，另一方面，在折流板移动的过程中，折流板刮除U形管外侧的污垢，降低污垢对U形管传热面的换热效果的影响，减少人工清污强度的同时，提高U形管传热面的清污效率。

优选的，所述管板面向壳体的一侧固定有若干根贯穿折流板的拉杆；所述拉杆同轴套设有若干个压缩弹簧；所述折流板位于若干个压缩弹簧的相邻两个压缩弹簧之间。

通过采用上述技术方案，拉杆和压缩弹簧的引入，一方面提供折流板和U形管的安装环境，另一方面，压缩弹簧兼顾定距管功能的同时不限制折流板的移动状态。

优选的，所述折流板供U形管穿过的孔洞的内侧壁固定有抵接于U形管外侧的清洁刷毛Ⅰ。

通过采用上述技术方案，清洁刷毛Ⅰ的引入，一方面折流板在移动过程中降低与U形管的摩擦干涉同时达到清洁U形管外侧壁的效果，另一方面在达到清洁U形管外侧壁的效果的同时，提高U形管的使用寿命。

优选的，所述驱动装置包括固定于封闭端外侧的正反转电机以及固定于正反转电机转轴的连接件；所述操纵杆远转动连接于管板；所述操纵杆与折流板螺纹连接；所述操纵杆远离管板的一端与连接件固定连接。

通过采用上述技术方案，正反转电机的引入，一方面螺纹连接于操纵杆的折流板，在正反转电机的转轴转动过程中，通过连接件，带动操纵杆旋转，从而带动折流板的移动，实现折流板的移动效果，另一方面，正反转电机在正反转的过程中，带动折流板反复移动，提高U形管的外侧和壳体的内侧壁的洁净程度。

优选的，所述U形管的外周侧设置有清洁U形管的弯管段的清洁组件；所述清洁组件包括两块安装于U形管外侧的卡块、两块铰接于卡块面向U形管一侧的刮片、铰接于刮片远离折流板一侧的连杆以及同轴螺纹连接于操纵杆的移动套筒；两块所述卡块以壳体的轴线为对称线左右对称设置；两块所述刮片以壳体的轴线为对称线上下对称设置；所述刮片开设有若干个供U形管穿过的穿孔，所述穿孔的内侧壁固定有抵接于U形管外侧的清洁刷毛Ⅱ；所述移动套筒的外侧壁同轴转动连接有转动环；所述连杆远离刮片的一端铰接于转动环的外侧壁。

通过采用上述技术方案，在折流板的移动过程中，螺纹连接于操纵杆的移动套筒也随之移动，通过连杆和转动环，带动刮片翻转，清洁刷毛Ⅱ将附着于U形管弯管段的污垢清洁，刮片的引入，大大提高对U形管的清污面积。

优选的，所述管板远离壳体的一侧连接有封头；所述封头的内壁固定有两块隔断板，两块所述隔断板将封头的容腔分隔成介质入口、介质出口以及配合介质流通的中转腔互不连通的三个区域；所述介质入口和介质出口均连通于封头的外侧；若干根所述U形管由若干根第一U形传热管和若干根第二U形传热管组成；所述第一U形传热管一端的入口与介质入口相连通，第一U形传热管另一端的出口与中转腔相连通；所述第二U形传热管一端的入口与中转腔相连通，第二U形传热管另一端的出口与介质出口相连通。

通过采用上述技术方案，第一U形传热管与壳体内的导热介质进行热交换后，将第一U形传热管内的介质排入中转腔，完成第一次U形管的热交换；再通过与中转腔连通的第二U形传热管的入口，流入第二U形传热管内与壳程筒体内的导热介质进行第二次U形管的热交换，最后通过介质出口排出，完成整体流入U形管的介质的热交换，基于中转腔的引入，通过两次对U形管的热交换，提高换热器的换热效果的同时，整体壳程筒体的长度和U形管的长度不变，利用空间的排布，完成两次热交换的效果。

优选的，若干根所述第一U形传热管之间并联排布；若干根所述第二U形传热管之间并联排布；所述第一U形传热管和第二U形传热管之间并联排布；所述操纵杆位于第一U形传热管和第二U形传热管之间。

通过采用上述技术方案，并联排布的第一U形传热管和第二U形传热管，在提高换热器换热效果的同时，提供操纵杆的安装环境，操纵杆的直径越大，移动折流板的过程中也更稳定。

优选的，所述壳体的周侧设置有导热介质入口和导热介质出口；若干块所述折流板位于导热介质入口和导热介质出口之间。

通过采用上述技术方案，在折流板进行刮除作业时，换热器可不停机作业，导热介通过导热介质入口流入壳体内，经过多个折流板的同时，将刮除下来的污垢，随导热介质流向导热介质出口排出壳体外，后续对含有污垢的导热介质进行过滤便能继续将导热介质重复使用。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过操纵杆和驱动装置，操纵杆带动折流板移动，折流板刮除U形管外侧壁的污垢和壳体内侧壁的污垢，减少人工清污强度的同时，提高U形管传热面的清污效率；

2.通过清洁组件，移动套筒随操纵杆的转动而移动，通过连杆和刮片将U形管的弯管段外侧的污垢清洁，大大提高对U形管的清污面积；

3.通过第一U形传热管和第二U形传热管，一方面提高换热器的换热效果的同时，提供操纵杆的安装环境。

附图说明

图1是本申请实施例整体结构的装配示意图。

图2是图1中A部的放大图。

图3是本申请实施例封头的结构示意图。

图4是本申请实施例的整体结构示意图。

附图标记说明：1、壳体；11、封闭端；12、导热介质入口；13、导热介质出口；2、管板；3、封头；31、隔断板；32、介质入口；33、介质出口；34、中转腔；4、U形管；41、第一U形传热管；42、第二U形传热管；5、折流板；51、清洁刷毛Ⅰ；52、通孔；6、操纵杆；7、驱动装置；71、正反转电机；72、连接件；8、拉杆；9、压缩弹簧；10、清洁组件；101、卡块；102、刮片；1021、穿孔；1022、清洁刷毛Ⅱ；103、连杆；104、移动套筒；105、转动环。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

U形管换热器中U形管的壁面为传热面。U形管换热器运行一端时间后，传热面上会积起污泥、油污之类的覆盖物垢层，这些覆盖物垢层都表现为附加的热阻，使传热面的传热系数减少，换热器性能下降。

本申请实施例公开一种便于清污的U形管换热器。参照图1，便于清污的U形管4换热器包括壳体1、管板2、封头3、多根U形管4以及多块折流板5，其中壳体1和封头3分别螺栓连接于管板2的两侧。壳体1远离管板2的一端为封闭端11。多根U形管4的两端贯穿折流板5面向管板2和封闭端11的两侧并固定于管板2，多根U形管4和多块折流板5位于壳体1的内腔。

参照图1、图2，折流板5供U形管4穿过的孔洞的内侧壁固定有抵接于U形管4外侧的清洁刷毛Ⅰ51。折流板5的周侧抵接于壳体1的内侧壁，折流板5的中心开设有贯穿面向管板2和封闭端11两侧面的通孔52，通孔52为螺纹孔。管板2面向壳体1一侧的中心转动连接有操纵杆6，操纵杆6螺纹连接于通孔52。壳体1的外侧设置有驱动操纵杆6转动的驱动装置7，操纵杆6远离管板2的一端穿过通孔52和壳体1连接于驱动装置7。启动驱动装置7，操纵杆6旋转，带动折流板5沿操纵杆6的轴线方向移动，折流板5刮除附着于壳体1内侧的污垢，清洁刷毛Ⅰ51刮除附着于U形管4外侧的污垢。

参照图1，壳体1的周侧设置有导热介质入口12和导热介质出口13。多块折流板5位于导热介质入口12和导热介质出口13之间。折流板5为弓形折流板5，多块折流板5沿壳体1的轴线交替排布。通过导热介质入口12流入的导热介质，经过多块交替排布的折流板5，导热介质的流通入线为波浪形，从而提高导热介质的传热效果，热交换后的导热介质通过导热介质出口13排出壳体1外，位于壳体1内的导热介质在流出壳体1外的过程中，污垢随导热介质带出壳体1外。

参照图2，管板2面向壳体1（参照图1）的一侧螺纹连接有多根贯穿折流板5的拉杆8，拉杆8同轴套设有多个压缩弹簧9，折流板5位于多个压缩弹簧9的相邻两个压缩弹簧9之间。压缩弹簧9兼具定距管功能的同时，不干涉折流板5在操纵杆6上的移动状态。

参照图3，封头3的内壁固定有两块隔断板31，两块隔断板31组合后的形状沿壳体1轴线方向的投影为T字形。封头3通过两块隔断板31将封头3的容腔分隔成介质入口32、介质出口33以及配合介质流通的中转腔34互不连通的三个区域，中转腔34的容积大于介质入口32和介质出口33的容积之和。介质入口32和介质出口33均连通于封头3的外侧。

参照图3，多根U形管4由多根第一U形传热管41和多根第二U形传热管42组成，多根第一U形传热管41之间并联排布。多根第二U形传热管42之间并联排布。第一U形传热管41和第二U形传热管42之间并联排布。操纵杆6位于第一U形传热管41和第二U形传热管42之间。第一U形传热管41一端的入口与介质入口32相连通，第一U形传热管41另一端的出口与中转腔34相连通。第二U形传热管42一端的入口与中转腔34相连通，第二U形传热管42另一端的出口与介质出口33相连通。第一U形传热管41和第二U形传热管42对流入U形管4的介质与壳体1内的导热介质进行两次热交换，提高换热器的换热效果的同时，提供操纵杆6的安装环境，操纵杆6的直径越大，移动折流板5的过程中也更稳定。

参照图4，驱动装置7包括固定于封闭端11外侧的正反转电机71以及固定于正反转电机71转轴的连接件72，连接件72为联轴器，操纵杆6远离管板2的一端与联轴器固定连接，且操纵杆6与壳体1为转动密封连接。在正反转电机71的转轴转动过程中，通过连接件72，带动操纵杆6旋转，从而实现折流板5的移动效果，进而将U形管4直管段的周侧以及壳体1的内侧壁的污垢刮除。

参照图2、图4，为了提高U形管4清污面积，U形管4的外周侧设置有清洁U形管4的弯管段的清洁组件10。清洁组件10包括两块嵌接于U形管4外侧的卡块101、两块铰接于卡块101面向U形管4一侧的刮片102、铰接于刮片102远离折流板5一侧的连杆103以及同轴螺纹连接于操纵杆6的移动套筒104，两块卡块101以壳体1的轴线为对称线左右对称设置。两块刮片102相互铰接且以壳体1的轴线为对称线上下对称设置。刮片102开设有多个供U形管4穿过的穿孔1021，穿孔1021的内侧壁固定有抵接于U形管4外侧的清洁刷毛Ⅱ1022。移动套筒104的外侧壁同轴转动连接有转动环105，连杆103Ⅰ远离刮片102的一端铰接于转动环105的外侧壁。操纵杆6的转动，螺纹连接于操纵杆6的移动套筒104也随之移动，通过连杆103和转动环105，带动刮片102翻转，清洁刷毛Ⅱ1022将附着于U形管4弯管段的污垢清洁。

本申请实施例一种便于清污的U形管换热器的实施原理为：在达到规定清理时间时，可保持换热器不停机对壳体1的内部进行清洁，启动正反转电机71，通过固定于正反转电机71转轴的连接件72，连接件72带动操纵杆6转动，操纵杆6从而带动折流板5和移动套筒104的轴向移动，在折流板5移动的过程中，折流板5刮除壳体1内侧壁的污垢，清洁刷毛Ⅰ51刮除U形管4直管段外侧壁的污垢，通过铰接于移动套筒104的连杆103，移动套筒104的移动带动刮片102翻转，在刮片102翻转的过程中，清洁刷毛Ⅱ1022刮除U形管4弯管段的污垢，导热介通过导热介质入口3212流入壳体1内，经过多个折流板5的同时，将刮除下来的污垢，随导热介质流向导热介质出口3313排出壳体1外，后续对含有污垢的导热介质进行过滤便能继续将导热介质重复使用，减少人工清污强度的同时，提高U形管4传热面的清污效率。清理时间到达后，正反转电机71反转将折流板5的位置复位。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种便于清污的U形管换热器，其特征在于：包括壳体(1)、管板(2)、若干根U形管(4)以及若干块折流板(5)；所述管板(2)固定于壳体(1)的一端，壳体(1)的另一端为封闭端(11)；若干根所述U形管(4)的两端贯穿折流板(5)面向管板(2)和封闭端(11)的两侧并固定于管板(2)；所述折流板(5)的侧壁抵接于壳体(1)的内侧壁，所述折流板(5)开设有贯穿面向管板(2)和封闭端(11)两侧面的通孔(52)；所述管板(2)穿设有操纵杆(6)；所述壳体(1)的外侧设置有驱动装置(7)；所述操纵杆(6)远离管板(2)的一端穿过通孔(52)和壳体(1)连接于驱动装置(7)；所述驱动装置(7)启动时，操纵杆(6)带动折流板(5)沿操纵杆(6)的轴线方向移动。

2.根据权利要求1所述的便于清污的U形管换热器，其特征在于：所述管板(2)面向壳体(1)的一侧固定有若干根贯穿折流板(5)的拉杆(8)；所述拉杆(8)同轴套设有若干个压缩弹簧(9)；所述折流板(5)位于若干个压缩弹簧(9)的相邻两个压缩弹簧(9)之间。

3.根据权利要求1所述的便于清污的U形管换热器，其特征在于：所述折流板(5)供U形管(4)穿过的孔洞的内侧壁固定有抵接于U形管(4)外侧的清洁刷毛Ⅰ(51)。

4.根据权利要求1所述的便于清污的U形管换热器，其特征在于：所述驱动装置(7)包括固定于封闭端(11)外侧的正反转电机(71)以及固定于正反转电机(71)转轴的连接件(72)；所述操纵杆(6)转动连接于管板(2)；所述操纵杆(6)与折流板(5)螺纹连接；所述操纵杆(6)远离管板(2)的一端与连接件(72)固定连接。

5.根据权利要求4所述的便于清污的U形管换热器，其特征在于：所述U形管(4)的外周侧设置有清洁U形管(4)的弯管段的清洁组件(10)；所述清洁组件(10)包括两块安装于U形管(4)外侧的卡块(101)、两块铰接于卡块(101)面向U形管(4)一侧的刮片(102)、铰接于刮片(102)远离折流板(5)一侧的连杆(103)以及同轴螺纹连接于操纵杆(6)的移动套筒(104)；两块所述卡块(101)以壳体(1)的轴线为对称线左右对称设置；两块所述刮片(102)以壳体(1)的轴线为对称线上下对称设置；所述刮片(102)开设有若干个供U形管(4)穿过的穿孔(1021)，所述穿孔(1021)的内侧壁固定有抵接于U形管(4)外侧的清洁刷毛Ⅱ(1022)；所述移动套筒(104)的外侧壁同轴转动连接有转动环(105)；所述连杆(103)远离刮片(102)的一端铰接于转动环(105)的外侧壁。

6.根据权利要求1所述的便于清污的U形管换热器，其特征在于：所述管板(2)远离壳体(1)的一侧连接有封头(3)；所述封头(3)的内壁固定有两块隔断板(31)，两块所述隔断板(31)将封头(3)的容腔分隔成介质入口(32)、介质出口(33)以及配合介质流通的中转腔(34)互不连通的三个区域；所述介质入口(32)和介质出口(33)均连通于封头(3)的外侧；若干根所述U形管(4)由若干根第一U形传热管(41)和若干根第二U形传热管(42)组成；所述第一U形传热管(41)一端的入口与介质入口(32)相连通，第一U形传热管(41)另一端的出口与中转腔(34)相连通；所述第二U形传热管(42)一端的入口与中转腔(34)相连通，第二U形传热管(42)另一端的出口与介质出口(33)相连通。

7.根据权利要求6所述的便于清污的U形管换热器，其特征在于：若干根所述第一U形传热管(41)之间并联排布；若干根所述第二U形传热管(42)之间并联排布；所述第一U形传热管(41)和第二U形传热管(42)之间并联排布；所述操纵杆(6)位于第一U形传热管(41)和第二U形传热管(42)之间。

8.根据权利要求1所述的便于清污的U形管换热器，其特征在于：所述壳体(1)的周侧设置有导热介质入口(12)和导热介质出口(13)；若干块所述折流板(5)位于导热介质入口(12)和导热介质出口(13)之间。

Images