CN214660759U - 一种隔膜压缩机的冷却设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隔膜压缩机的冷却设备，包括：壳式换热组件，其包括壳体、扰流板和换热管，壳体内具有换热腔，壳体外还开设有与换热腔连通的壳程入口和壳程出口，与换热管连通的管程入口和管程出口；换热管位于换热腔中，扰流板交错分布于换热腔中的换热管外；套式换热组件，其包括内导热壳和外导热壳，内导热壳内部具有空腔，空腔用于容纳隔膜压缩机的工作缸；外导热壳套设于内导热壳外，外导热壳与内导热壳之间限定成冷却腔，外导热壳上开设有冷却水入口和冷却水出口，冷却水入口与壳程出口连通，冷却水出口与壳程入口连通。这种隔膜压缩机的冷却设备可以针对性地持续降低隔膜压缩机中工作缸的温度，以提高隔膜压缩机的运行稳定性和安全性。

Description

一种隔膜压缩机的冷却设备

技术领域

本实用新型涉及石油化工设备技术领域，尤其涉及一种隔膜压缩机的冷却设备。

背景技术

在石油化工生产工艺中，减压工艺渣油为原油经过减压蒸馏加工后的剩余组分，经加氢加工后可以做焦化原料、催化原料、渣油加氢、溶剂脱沥青和减粘等原料，常用于加工制取石油焦、残渣润滑油、石油沥青等产品。其中，隔膜压缩机为加氢装置均需配备的大型动力设备，以提供反应器床层的氢供应，进而保护催化剂床层。

隔膜压缩机通常由电机驱动，通过皮带传动，皮带带动安装在曲轴上的飞轮旋转，曲柄带动连杆转化为往复运动。连杆与十字头通过十字头销连接，十字头在定居段上往复运动。活塞安装在十字头上，在液压缸中往复运动。活塞的每次运动产生一个固定容积的润滑油量，并由此带动工作缸中的膜片往复运动。可以看出，隔膜压缩机中润滑油直接作用在膜片上，因此实际上是由膜片来压缩气体。随着隔膜在工作缸中做往复运动进行持续的气体压缩输送过程中，工作腔升温很快，若不能有效快速降温，会导致排气温度过高、压缩机工作腔内部的膜片等结构损坏等后果，甚至会导致工作缸爆炸，造成安全事故。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种隔膜压缩机的冷却设备，其可以针对性地持续降低隔膜压缩机中工作缸的温度，以提高隔膜压缩机的运行稳定性和安全性。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种隔膜压缩机的冷却设备，包括：

壳式换热组件，其包括壳体、若干扰流板和若干换热管，所述壳体内具有换热腔，所述扰流板交错分布于所述换热腔中，相邻两所述扰流板之间限定形成有换热段，各所述换热段依次连通形成换热通道，所述壳体上开设有分别与所述换热通道的两端连通的壳程入口和壳程出口，所述壳体上还开设有管程入口和管程出口；若干所述换热管对应设于各所述换热段内，且各所述换热管的进水口及出水口分别连通所述管程入口和所述管程出口；

套式换热组件，其包括内导热壳和外导热壳，所述内导热壳内部具有空腔，所述空腔用于容纳隔膜压缩机的工作缸；所述外导热壳套设于所述内导热壳外，所述外导热壳与内导热壳之间限定成冷却腔，所述外导热壳上开设有冷却水入口和冷却水出口，所述冷却水入口与所述壳程出口连通，所述冷却水出口与所述壳程入口连通。

进一步地，所述套式换热组件还包括保温套，所述保温套包裹于所述外导热壳之外。

进一步地，所述套式换热组件还包括导热层，所述导热层位于所述内导热壳的内表面，并用于填充所述内导热壳的内壁与隔膜压缩机的外壁之间的空隙。

进一步地，所述导热层为热固性硅胶层。

进一步地，所述保温套为聚氨酯发泡保温套。

进一步地，还包括控流组件，所述控流组件包括互相电连接的第一水泵、温度传感器和控制器，所述第一水泵设于所述管程入口的管路上，所述温度传感器检测所述冷却水入口和冷却水出口的水温并发送所述水温数据，所述控制器接收所述水温数据并据此控制所述第一水泵的工作功率。

进一步地，所述控流组件还包括第二水泵，所述第二水泵设于所述壳程出口与所述冷却水入口之间的管路上，所述第二水泵与所述控制器电连接，且第二水泵的工作功率受所述控制器控制。

进一步地，还包括储水箱，所述储水箱设于所述冷却水出口与壳程入口之间的管路上。

进一步地，所述壳式换热组件还包括与所述壳体相连的进水总管和出水总管，所述进水总管连通所述管程入口，所述出水总管连通所述管程出口，且各所述换热管的入水口均与所述进水总管连通，各所述换热管的出水口均与所述出水总管连通。

现有技术中对于隔膜压缩机的工作缸过热现象没有很好的降温措施，制约了隔膜压缩机的使用寿命和安全性，本方案对此作出了改进。

首先，采用壳式换热组件提供源源不断的冷却水。常温或者高温水从壳程入口进入换热腔中，低温水从管程入口进入换热管；由于换热管中的低温水的温度与换热腔中的常温或高温水存在温度差，换热腔中的常温或高温水中的热量被传输到换热管中的低温水中，换热管中的低温水在此过程中升温并从管程出口排出，而换热腔中的水温逐渐降低并从壳程冷水出口输出，输出后再从套式换热组件的冷却水入口进入冷却腔中。扰流板对换热腔中的水流起到扰流的作用，换热效率更高。

然后，再使用冷却水对隔膜压缩机降温。由于隔膜压缩机的工作缸是设置在空腔中的，而且将其包裹的冷却腔中具有温度低的冷却水，因此隔膜压缩机的工作缸中的热量可以向外传递到冷却腔中的冷却水中，冷却水在此过程中被加热，再从冷却水出口流出，随后再次进入壳程入口进行再一次被降温，等待再次进入冷却腔。

由此可以看出，本方案中可以对隔膜压缩机的工作缸进行稳定持续地降温，非常适合在隔膜压缩机的工作缸工作时使用，可以大大降低隔膜压缩机工作缸的温度，比起一般的使用风扇直吹的降温方式而言降温效果更强，能持续保证工作缸内部的部件的合适工作温度，使得运行更加平稳，且不容易发生爆炸事故，更加安全。

附图说明

图1为一种隔膜压缩机的冷却设备的部分剖视示意图；

图2为一种隔膜压缩机的冷却设备的整体示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上，或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1和2示出了本实用新型的一种隔膜压缩机的冷却设备，包括壳式换热组件1和套式换热组件2：

所述壳式换热组件1包括壳体11、若干扰流板12和若干换热管13，所述壳体11内具有换热腔111，所述扰流板12交错分布于所述换热腔111中，相邻两所述扰流板12之间限定形成有换热段，各所述换热段依次连通形成换热通道，所述壳体上开设有分别与所述换热通道的两端连通的壳程入口112和壳程出口113，所述壳体11上还开设有管程入口114和管程出口115；若干所述换热管13对应设于各所述换热段内，且各所述换热管的进水口及出水口分别连通所述管程入口114和所述管程出口115；常温或者高温水从壳程入口112进入换热腔111中，低温水从管程入口114进入换热管13；由于换热管13中的低温水的温度与换热腔111中的常温或高温水存在温度差，换热腔111中的常温或高温水中的热量被传输到换热管13中的低温水中，换热管13中的低温水在此过程中升温并从管程出口115排出，而换热腔111中的水温逐渐降低并从壳程冷水出口输出，输出后再从套式换热组件2的冷却水入口进入冷却腔24中。扰流板12优选呈交错齿梳状交错排布，对换热腔111中的水流起到扰流的作用，换热效率更高。

所述套式换热组件2包括内导热壳21和外导热壳22，所述内导热壳21内部具有空腔23，所述空腔23用于容纳隔膜压缩机的工作缸；所述外导热壳22套设于所述内导热壳21外，所述外导热壳22与内导热壳21之间限定成冷却腔24，所述外导热壳22上开设有冷却水入口和冷却水出口，所述冷却水入口与所述壳程出口113连通，所述冷却水出口与所述壳程入口112连通。由于隔膜压缩机的工作缸是设置在空腔23中的，而且将其包裹的冷却腔24中具有温度低的冷却水，因此隔膜压缩机的工作缸中的热量可以向外传递到冷却腔24中的冷却水中，冷却水在此过程中被加热，再从冷却水出口流出，随后从壳程入口112进入换热腔111被降温，等待再次进入冷却腔24。

所以，本实施例中的隔膜压缩机的冷却设备可以对隔膜压缩机的工作缸进行稳定持续地降温，非常适合在隔膜压缩机的工作缸工作时使用，可以大大降低隔膜压缩机工作缸的温度，比起一般的使用风扇直吹的降温方式而言降温效果更强，能持续保证工作缸内部的部件的合适工作温度，使得运行更加平稳，且不容易发生爆炸事故，更加安全。

为了增强套式换热组件2的换热效率，所述套式换热组件2还包括保温套25，所述保温套25优选为聚氨酯发泡保温套25，所述保温套25包裹于所述外导热壳22之外。保温套25可以减小外界温度对低温的冷却水的加热作用，冷却水可以更好地保持低温，使得热量交换集中在冷却水、内导热壳21和隔膜压缩机之间。

考虑到隔膜压缩机的工作缸外表面为不规则的形状，为了避免工作缸外表面与内导热壳21之间由于无法完全贴触形成的空隙层影响传热，所述套式换热组件2还包括导热层26，所述导热层26优选为导热系数高、易塑性的热固性硅胶层。所述导热层26位于所述内导热壳21的内表面，并用于填充所述内导热壳21的内壁与隔膜压缩机的外壁之间的空隙，当填充好空隙之后，工作缸上的热量可以经由高导热系数的导热层26快速传导至冷却水中，导热效率得到进一步地加强。

此外，在精确控温上，本实施例优选还包括控流组件3，所述控流组件3包括互相电连接的第一水泵31、温度传感器32和控制器，所述第一水泵31设于所述管程入口114的管路上用于控制进入换热管13中低温水的流量，其流量越大，对换热腔111中常温或高温水的减温效果越明显，从而可以向套式换热组件2输出温度更低的冷却水；所述温度传感器32检测所述冷却水入口和冷却水出口的水温并发送所述水温数据，所述控制器接收所述水温数据并据此控制所述第一水泵31的工作功率。由于工作缸内部和表面的温度难以直接检测，本实施例通过测量易于测得的冷却水入口和冷却水出口的水温来判断温度的升温情况，从而判断内部的工作缸是否过热，是否需要增大以及水泵的工作功率。

为使得控制效果更加明显，所述控流组件3还包括第二水泵33，所述第二水泵33设于所述壳程出口113与所述冷却水入口之间的管路上，所述第二水泵33与所述控制器电连接，且第二水泵33的工作功率受所述控制器控制。第二水泵33能直接控制进入套式换热组件2的冷却水的水量，达到更加直接和快速的控温效果。

此外，由于本实施例中的冷却水实际上为循环使用，为了使得循环的水量足够且具有足够的缓冲，优选还包括储水箱4，所述储水箱4设于所述冷却水出口与壳程入口112之间的管路上，以储存大量的水用于缓冲和满足第一水泵31和第二水泵33增加工作功率时的用水，且水在水箱中也能起到一定的降温散热效果，与从套式换热组件2中刚出来的高温水混合后即可降低温度，使得壳式换热组件1的降温负担更小。所述壳式换热组件还包括与所述壳体相连的进水总管14和出水总管15，所述进水总管14连通所述管程入口114，所述出水总管15连通所述管程出口115，且各所述换热管13的入水口均与所述进水总管14连通，各所述换热管13的出水口均与所述出水总管15连通。为了进一步提高对冷却水的减温效果，所述换热管13为螺旋换热管13且设有多根，螺旋换热管13具有更长的管程，且与换热腔111的接触面更大，具有更好的换热效果。由总管来进水和出水的结构使得结构更加简单。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种隔膜压缩机的冷却设备，其特征在于，包括：

壳式换热组件，其包括壳体、若干扰流板和若干换热管，所述壳体内具有换热腔，所述扰流板交错分布于所述换热腔中，相邻两所述扰流板之间限定形成有换热段，各所述换热段依次连通形成换热通道，所述壳体上开设有分别与所述换热通道的两端连通的壳程入口和壳程出口，所述壳体上还开设有管程入口和管程出口；若干所述换热管对应设于各所述换热段内，且各所述换热管的进水口及出水口分别连通所述管程入口和所述管程出口；

套式换热组件，其包括内导热壳和外导热壳，所述内导热壳内部具有空腔，所述空腔用于容纳隔膜压缩机的工作缸；所述外导热壳套设于所述内导热壳外，所述外导热壳与内导热壳之间限定成冷却腔，所述外导热壳上开设有冷却水入口和冷却水出口，所述冷却水入口与所述壳程出口连通，所述冷却水出口与所述壳程入口连通。

2.如权利要求1所述的隔膜压缩机的冷却设备，其特征在于，所述套式换热组件还包括保温套，所述保温套包裹于所述外导热壳之外。

3.如权利要求2所述的隔膜压缩机的冷却设备，其特征在于，所述套式换热组件还包括导热层，所述导热层位于所述内导热壳的内表面，并用于填充所述内导热壳的内壁与隔膜压缩机的外壁之间的空隙。

4.如权利要求3所述的隔膜压缩机的冷却设备，其特征在于，所述导热层为热固性硅胶层。

5.如权利要求4所述的隔膜压缩机的冷却设备，其特征在于，所述保温套为聚氨酯发泡保温套。

6.如权利要求1至5任一项所述的隔膜压缩机的冷却设备，其特征在于，还包括控流组件，所述控流组件包括互相电连接的第一水泵、温度传感器和控制器，所述第一水泵设于所述管程入口的管路上，所述温度传感器检测所述冷却水入口和冷却水出口的水温并发送所述水温数据，所述控制器接收所述水温数据并据此控制所述第一水泵的工作功率。

7.如权利要求6所述的隔膜压缩机的冷却设备，其特征在于，所述控流组件还包括第二水泵，所述第二水泵设于所述壳程出口与所述冷却水入口之间的管路上，所述第二水泵与所述控制器电连接，且第二水泵的工作功率受所述控制器控制。

8.如权利要求1所述的隔膜压缩机的冷却设备，其特征在于，还包括储水箱，所述储水箱设于所述冷却水出口与壳程入口之间的管路上。

9.如权利要求1所述的隔膜压缩机的冷却设备，其特征在于，所述壳式换热组件还包括与所述壳体相连的进水总管和出水总管，所述进水总管连通所述管程入口，所述出水总管连通所述管程出口，且各所述换热管的入水口均与所述进水总管连通，各所述换热管的出水口均与所述出水总管连通。

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