CN215413300U - 一种换热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热设备，其包括：主壳体、密封固定于其两端的第一封头和第二封头及位于主壳体内部的换热组件，该换热组件包括第一花盘和第二花盘，位于第一花盘和第二花盘之间的至少一折流板、管束及支撑杆，管束的两端部分别与第一花盘和第二花盘密封固定，其中间部分穿过折流板；支撑杆至少包括连接在第一花盘和与之相邻的折流板一端面之间的第一支撑杆及支撑连接在折流板另一端面的第二支撑杆，第一支撑杆将第一花盘和与之相邻的折流板间隔开。第一花盘和与之相邻的折流板之间及折流板两端面之间连接有分段式提供的多根支撑杆，其将管束支撑和间隔开，分段式提供的支撑杆整体强度更高，第一花盘与第一支撑杆间的固定、连接作用更可靠。

Description

一种换热设备

技术领域

本实用新型属于换热技术领域，尤其是涉及一种换热设备。

背景技术

中国专利申请CN102759296A公开一种换热器，包括管箱、管板、换热管、壳体、支撑杆、定距管、扇形螺旋折流板，其中，支撑杆连续延伸，其一端固定于左端管板，定距管和折流板依次穿过支撑杆，相邻折流板之间通过定距管间隔开。制造过程中，首先将换热管的一端密封固定至左端管板，将换热管的另一端穿过折流板，再将换热管的另一端密封固定至右端管板，接着将支撑杆的一端固定至左端管板，第一组定距管套在支撑杆的外周，第一组折流板穿过支撑杆、其一侧抵靠至第一组定距管，再于支撑杆的外周套设第二组定距管和第二组折流板，以此将多组折流板间隔固定于支撑杆。由于支撑杆是一体连续的，换热管穿过折流板，折流板通过支撑杆固定，每根支撑杆通过一端部固定于左管板，所有换热管和折流板均由支撑杆支撑。该换热器的尺寸比较大，即壳体的长度和内径都比较大，换热管的长度大、数量多，而支撑杆只在一端被固定，所有重量都由支撑杆的一端和左管板之间的连接结构支撑，作用力集中，容易损伤二者间的固定连接结构，也损伤支撑杆。

尤其是在长时间使用后，出现支撑杆与左端管板间的连接结构松动的现象，甚至还出现支撑杆从左端管板上脱落的现象，导致支撑杆和折流板不能对换热管形成有效的支撑和间隔作用，相邻换热管间无法形成稳定的间隙，某些区域内相邻换热管的外壁相互接触，不存在空隙，其他区域中相邻换热管的外壁间又形成较大的空隙，换热器整体的换热效率下降。

因此，需要改进支撑杆的结构及对折流板的固定方式，分散支撑杆、换热管和折流板的整体重量，防止出现支撑杆和管板间的固定、连接作用力过于集中及由此造成的支撑杆强度下降的问题，改善支撑杆和折流板对换热管的间隔和支撑作用，提高支撑杆的强度，延长换热器的使用寿命。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种换热设备，其具有分段式提供的支撑杆，可分散支撑杆、换热管和折流板的整体重量，且支撑杆和折流板可对换热管形成稳定的支撑和间隔作用，相邻换热管的外壁间形成稳定的间隙。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种换热设备，包括：主壳体，两端开放、侧壁具有至少两个管件；第一封头和第二封头，分别密封固定于主壳体的两端，及分别具有至少一个管件；换热组件，包括第一花盘和第二花盘，位于第一花盘和第二花盘之间的至少一折流板，管束，及支撑杆，所述管束的两端部分别与第一花盘和第二花盘密封固定，其中间部分穿过折流板；所述支撑杆至少包括固定连接在第一花盘和与之相邻的折流板一端面之间的第一支撑杆，及固定连接在所述折流板另一端面的第二支撑杆，所述第一支撑杆将所述第一花盘和与之相邻的折流板间隔开。

本实用新型提供的换热设备中，第一花盘和与之相邻的折流板之间及折流板两端面之间固定连接有分段式提供的多根支撑杆，折流板和管束通过该分段式提供的多根支撑杆支撑和间隔开。分段式提供的支撑杆整体强度更高，第一花盘对支撑杆的支撑作用也被分散开，从而第一花盘与第一支撑杆间的固定、连接作用更可靠，并为折流板及管束提供稳定的支撑和间隔作用，确保换热设备能够提供稳定的换热效率。另外，分段式提供的支撑杆加工、制造更方便，且相邻折流板直接通过固定于两端面的支撑杆间隔开，无需额外提供定距管，安装更方便。

进一步的，所述第一支撑杆和第二支撑杆的长度不相等，所述折流板至少包括固定连接于第一支撑杆末端的第一折流板，及固定连接于第二支撑杆末端的第二折流板。

第一支撑杆和第二支撑杆的长度不相等，即第一花盘和第一折流板的间距与第一折流板和第二折流板的间距不同，因此，壳程流体的流动通道至少被分成长度不同的3段，给壳程流体的流动形成额外的扰动作用，从而能够提高壳程流体流动的不均匀性及换热设备的换热效率。

进一步的，所述第一支撑杆的长度小于第二支撑杆的长度。

将第一支撑杆的长度设置得比较小，可减小第一支撑杆直接承托、支撑的管束的重量，缓和第一支撑杆和第一花盘间的固定连接作用力，保护二者间的连接结构。

进一步的，所述管束至少包括位于所述第一花盘和与之相邻的折流板之间的第一段，及位于所述第二花盘和与之相邻的折流板之间的第二段，所述第一段和第二段的至少之一段内的管束倾斜延伸。

管束的至少一段倾斜延伸，其对应的管束的外周和主壳体内壁的间隙增大，有利于壳程流体从进口流向进口对面的区域，也有利于壳程流体从出口对面的区域流至出口，加快换热速率，也提高主壳体靠近进口和出口区域内流体流动湍流程度，给该区域内流体流动形成额外的扰动作用，解决上述区域内壳程流体流动过慢、换热效率偏低的问题。

进一步的，所述第一花盘的外径大于所述主壳体的内径，所述第一花盘朝向第二花盘的端面可拆卸连接有连接环，所述连接环包绕于所述管束的外周，所述第一支撑杆可拆卸连接于该连接环。

连接环与第一支撑杆直接形成固定连接，并固定连接至第一花盘，即第一支撑杆通过连接环间接固定至第一花盘，可分散支撑杆与第一花盘之间的固定连接作用力，管束和支撑杆受到换热流体的冲击作用时，可缓解支撑杆与连接环、连接环与第一花盘之间的固定连接结构受到的损伤，进而延长换热设备的使用寿命。

进一步的，所述连接环为一体环状，或者，所述连接环由两个半圆环拼合形成。

一体环状的连接环便于加工，半圆环拼合的连接环便于安装时将连接环固定至管束的外周。

进一步的，所述第一支撑杆的数量为多根，其绕着所述连接环的周向间隔布设；所述第二支撑杆的数量为多根，其绕着所述折流板外圈的周向间隔布设。

第一支撑杆和第二支撑杆的数量均为多根，且沿着周向间隔布设，尽可能地将支撑杆和连接环承受的力分散，保证长时间使用后支撑杆不会变形，延长换热组件的使用寿命。

进一步的，所述第一支撑杆上连接有第一缓冲挡板，所述第一缓冲挡板位于所述管束外周和主壳体一端的管件之间，其具有多个供流体通过的第一开孔。

壳程流体从管件流入后，在第一缓冲挡板的缓冲作用下，流速减小，可避免高速流入的壳程流体对换热管产生冲击损伤。

进一步的，所述第一缓冲挡板具有与主壳体的管件相对的第一区域和位于第一区域两侧的第二区域，所述第一开孔分布于该第二区域。

壳程流体流入后被第一区域阻挡，流速减小后，再流向第二区域，并通过第一开孔流向换热管的外周，可避免高速流入的壳程流体直接冲击换热管，保护换热管。

进一步的，与第二花板相邻的第二折流板的末端面固定连接有第三支撑杆，所述第三支撑杆上连接有第二缓冲挡板，该第二缓冲挡板位于所述管束外周和主壳体另一端的管件之间，其具有多个供流体通过的第二开孔。

存在壳程流体的流入和流出方向是相反的情形，为确保两种情况下，都能保护换热管，在第三支撑杆也焊接第二缓冲挡板，其对换热管形成保护作用。

本实用新型提供的该换热设备中，第一花盘和与之相邻的折流板之间及折流板两端面之间固定连接有分段式提供的多根支撑杆，折流板和管束通过该分段式提供的多根支撑杆支撑和间隔开。分段式提供的支撑杆整体强度更高，第一花盘对支撑杆的支撑作用也被分散开，因此，第一花盘与第一支撑杆间的固定、连接作用更可靠，可为折流板及管束提供稳定的支撑和间隔作用，确保换热设备能够提供较高的换热效率。

附图说明

图1为本实用新型提供的换热设备的立体图。

图2为图1中的换热设备的换热组件(管束未示出)的立体图。

图3为图1中的换热设备(管束未示出)的半剖轴测图。

图4为图1中的换热设备的换热组件的剖视图。

图5和图6分别为图1中的换热设备的连接环的俯视图和剖视图。

图7、图8和图9分别为图1中的换热设备的第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆的结构示意图。

图10为图1中的换热设备的第一折流板的俯视图。

图11为图10中的A-A面的剖视图。

图12和图13为本实用新型提供的第二种结构的第一折流板和第三种结构的第一折流板的俯视图。

图14为图1中的换热设备的第二折流板的俯视图。

其中，100-换热设备，10-主壳体，101-主壳体外壁的管件，20-第一封头，30-第二封头，201-第一封头上的管件，301-第二封头上的管件，40-换热组件，90-管束，901-第一段，902-第二段，51-第一花盘，52-第二花盘，60-折流板，61-第一折流板，610，620-开口，611-第一安装孔，612-第二安装孔，62-第二折流板，621-第三安装孔，70-连接环，701-连接环的内螺纹孔，71-第一缓冲挡板，711，721-第一区域，712，722-第二区域，713-第一开孔，72-第二缓冲挡板，723-第二开孔，8-支撑杆，81-第一支撑杆，811-第一支撑杆的外螺纹，812-第一支撑杆的内螺纹，82-第二支撑杆，821-第二支撑杆的外螺纹，822-第二支撑杆的内螺纹，83-第三支撑杆，831-第三支撑杆的外螺纹。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1-14所示的换热设备100，包括内部中空的主壳体10，密封固定于其两端的第一封头20和第二封头30，及位于主壳体10内部的换热组件40。主壳体10具有开放的第一端和第二端，其侧壁具有至少两个管件101。第一封头20固定在主壳体10的第一端，第二封头30密封固定在主壳体10的第二端，且第一封头20上具有至少一个管件201，第二封头30上具有至少一个管件301。

在一些较优的实施例中，主壳体10的侧壁设置四个管件101，每两个位于主壳体10相对的两侧和两端，其中，位于主壳体10两端的两个作为壳程换热流体的进、出口，另外的两个作为冷凝气体和液体的排出口。当然，冷凝气体和液体的排出口是否设置，视情况而定。

换热组件40包括沿着主壳体10长度方向延伸的、并由多根换热管组成的管束90，分别与管束90的两端部密封固定的第一花盘51和第二花盘52，位于第一花盘51和第二花盘52之间的至少一折流板60，及支撑杆8。管束90的中间部分穿过具有多个孔的折流板60，从而相邻换热管的外壁间形成间隙，以供壳程流体快速流动、通过，提高换热速率和效率。第一花盘51和第二花盘52均为圆盘结构，材质为含氟树脂，并具有多个供换热管穿过的开孔。

支撑杆8至少包括固定连接在第一花盘51和与之相邻的折流板60一端面之间的第一支撑杆81，及固定连接在该折流板60另一端面的第二支撑杆82，第一支撑杆81将第一花盘51和与之相邻的折流板60间隔开。本实施例提供的换热设备中，由于轴向尺寸比较大，支撑杆8包括分段式提供第一支撑杆81和第二支撑杆82，第一支撑杆81将第一花盘51和与之相邻的折流板60间隔开，第二支撑杆82将相邻的折流板60间隔开，第一花盘51对支撑杆8的支撑作用被第一支撑杆81和第二支撑杆82分散，从而支撑杆8整体强度更高，第一花盘51与第一支撑杆81间的固定、连接作用更可靠，分段式提供的第一支撑杆81和第二支撑杆82能够为折流板60及管束90提供稳定的支撑和间隔作用。

折流板60的数量可以是一个或两个或两个以上。当折流板60的数量为一个时，第二支撑杆82的末端悬空设置或者不设置第二支撑杆82。当折流板60的数量为两个以上时，与第一花盘51相连的支撑杆8定义为第一支撑杆81，除去靠近第二花盘52的支撑杆8，其余支撑杆8均定义为第二支撑杆82。例如，如图2-6所示，折流板60的数量为2，包括连接在第一支撑杆81末端的第一折流板61，及连接在第二支撑杆82末端的第二折流板62。该第二折流板62朝向第二花盘52的端面上连接有第三支撑杆83，其靠近第二花盘52。

第一支撑杆81、第二支撑杆82和第三支撑杆83的长度可以相等，也可以各不相等。例如，如图7-9所示，第一支撑杆81、第二支撑杆82和第三支撑杆83的长度均不相等，且第三支撑杆83的长度大于第一支撑杆81的长度、小于第二支撑杆82的长度，即第一支撑杆81的长度最小，能够减小第一支撑杆81直接支撑的管束90的重量，进而保护第一支撑杆81、第一花盘51及二者间的连接结构。

如图4所示，管束90至少包括位于第一花盘51和与之相邻的折流板60，也就是第一折流板61之间的第一段901，及位于第二花盘52和与之相邻的折流板60，也就是第二折流板62之间的第二段902。第一段901内的管束90倾斜延伸，或者第二段902内的管束90倾斜延伸，或者第一段901和第二段902内的管束90均倾斜延伸。管束90的至少一段倾斜延伸，该倾斜延伸的至少一段内，管束90和主壳体10内壁的间隙增大，有利于壳程流体从进口流向进口对面的区域，也有利于壳程流体从出口对面的区域流至出口，加快换热速率，提高相应区域内湍流程度，提高换热效率。

本实施例中，第一花盘51的外径大于主壳体10的内径，为方便安装，也为分散第一花盘51所承受的力，以保护第一花盘51，在第一花盘51朝向第二花盘52的端面上可拆卸连接有连接环70，其包绕在管束90的外周，第一支撑杆81的一端部可拆卸连接在该连接环70上。具体地，第一花盘51朝向第二花盘52的端面设置有内螺纹孔，螺钉穿过连接环70，并拧紧至内螺纹孔，将连接环70紧固至第一花盘51上。连接环70朝向第二花盘52的端面也设有内螺纹孔701，其位置与第一花盘51上的内螺纹孔的位置错开，可防止用于固定连接环70的螺钉和连接于连接环70的第一支撑杆81的端部发生干涉。

另外，连接环70可以是一体环状结构，一体加工成型，制造方便。当然，连接环70由两个半圆环拼合形成，安装更方便。

如图7-9所示，第一支撑杆81的第一端具有外螺纹811，第二端具有内螺纹812，该第一支撑杆81通过第一端的外螺纹811可拆卸地连接至连接环70的内螺纹孔701上。第二支撑杆82的第一端带有外螺纹821，其第二端带有内螺纹822。第三支撑杆83的一端具有外螺纹831。

如图10所示，第一折流板61上沿周向开设有第一安装孔611和第二安装孔612，该第一安装孔611可以带有内螺纹或不带内螺纹，螺钉穿过第一安装孔611后螺合至第一支撑杆81第二端的内螺纹812，从而将第一折流板61固定在第一支撑杆81的第二端。第二安装孔612带有内螺纹，第二支撑杆82的第一端通过外螺纹821连接在第二安装孔612。

如图14所示，第二折流板62上沿周向开设有第三安装孔621，螺钉穿过第三安装孔621后与第二支撑杆82的第二端内螺纹822固定连接，以将第二折流板62固定在第二支撑杆82的第二端。或者，还可以在第二折流板62朝向第二花盘52的端面可拆卸地固定第三支撑杆83，该第三支撑杆83的第一端的外螺纹831穿过第三安装孔621后、与第二支撑杆82第二端的内螺纹822固定连接，可以省略螺钉的安装，也减少了第三安装孔621的数量。

为分散支撑杆8与第一花盘51之间的连接作用力，第一支撑杆81、第二支撑杆82和第三支撑杆83均包含多根，第一支撑杆81绕着连接环70的周向间隔布设，第二支撑杆82绕着第一折流板61外圈的周向间隔布设，第三支撑杆83绕着第二折流板62外圈的周向间隔布设。另外，为避免第一支撑杆81和第二支撑杆82安装时产生干涉，第二安装孔612和第一安装孔611周向错位设置。

例如，如图2和10所示，第一支撑杆81和第二支撑杆82均包括4根，相应地，第一安装孔611和第二安装孔612的数量也为四组，四组间隔分布，相邻组的第一安装孔611也相邻。当然，也可以如图12所示，相邻组的第一安装孔611也可以不相邻设置，即第一安装孔611和第二安装孔612间隔设置。或者，如图13所示，所有的第一安装孔611和第二安装孔612间隔分布。

折流板60为弓形折流板，其圆缺区域设置有供流体流通的开口610和620，第一折流板61和第二折流板62的结构相同，并且，相邻折流板60的开口610和620错位设置。弓形折流板60可增大主壳体10内部、壳程流体的流动通道的宽度，减小壳程流体的流动阻力，加快换热速率。第一折流板61的开口610和第二折流板62的开口620错位设置，使得壳程流体的流动形成S形，增大对壳程流体流动的扰动，提高壳程流体的湍流程度，提高换热效率。

另外，如图2-3所示，第一支撑杆81上还固定有第一缓冲挡板71，其位于管束90外周和主壳体10一端的管件101之间，并将管件101和管束90间隔开。第一缓冲挡板71具有与主壳体10的管件101相对的第一区域711和位于第一区域711两侧的第二区域712，在第二区域712内分布有多个第一开孔713，壳程流体由管件101流入后，被第一区域711阻挡后，流速减小，再流向第二区域712，通过第一开孔713，再流向换热管间的空隙，可避免高速流入的壳程流体直接冲击换热管，保护换热管。

在其他更优的实施例中，第二折流板62的末端面还固定有第三支撑杆83，该第三支撑杆83上连接有第二缓冲挡板72，其位于管束90外周和主壳体10另一端的管件101之间，结构与第一缓冲挡板71相同，包括与主壳体10的另一管件101相对的第一区域721和位于第一区域721两侧的第二区域722及多个供流体通过的第二开孔723，该多个第二开孔723位于第二区域722中。当只设置第一缓冲挡板71时，第三支撑杆83可以省略。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种换热设备，包括：主壳体，两端开放、侧壁具有至少两个管件；第一封头和第二封头，分别密封固定于主壳体的两端，及分别具有至少一个管件；换热组件，包括第一花盘和第二花盘，位于第一花盘和第二花盘之间的至少一折流板，管束，及支撑杆，所述管束的两端部分别与第一花盘和第二花盘密封固定，其中间部分穿过折流板；其特征在于：所述支撑杆至少包括支撑连接在第一花盘和与之相邻的折流板一端面之间的第一支撑杆，及支撑连接在所述折流板另一端面的第二支撑杆，所述第一支撑杆将所述第一花盘和与之相邻的折流板间隔开。

2.根据权利要求1所述的换热设备，其特征在于：所述第一支撑杆和第二支撑杆的长度不相等，所述折流板至少包括支撑连接于第一支撑杆末端的第一折流板，及支撑连接于第二支撑杆末端的第二折流板。

3.根据权利要求2所述的换热设备，其特征在于：所述第一支撑杆的长度小于第二支撑杆的长度。

4.根据权利要求3所述的换热设备，其特征在于：所述管束至少包括位于所述第一花盘和与之相邻的折流板之间的第一段，及位于所述第二花盘和与之相邻的折流板之间的第二段，所述第一段和第二段的至少之一段内的管束倾斜延伸。

5.根据权利要求1所述的换热设备，其特征在于：所述第一花盘的外径大于所述主壳体的内径，所述第一花盘朝向第二花盘的端面可拆卸连接有连接环，所述连接环包绕于所述管束的外周，所述第一支撑杆可拆卸连接于该连接环。

6.根据权利要求5所述的换热设备，其特征在于：所述连接环为一体环状，或者，所述连接环由两个半圆环拼合形成。

7.根据权利要求5所述的换热设备，其特征在于：所述第一支撑杆的数量为多根，其绕着所述连接环的周向间隔布设；所述第二支撑杆的数量为多根，其绕着所述折流板外圈的周向间隔布设。

8.根据权利要求1所述的换热设备，其特征在于：所述第一支撑杆上连接有第一缓冲挡板，所述第一缓冲挡板位于所述管束外周和主壳体一端的管件之间，其具有多个供流体通过的第一开孔。

9.根据权利要求8所述的换热设备，其特征在于：所述第一缓冲挡板具有与主壳体的管件相对的第一区域和位于第一区域两侧的第二区域，所述第一开孔分布于该第二区域。

10.根据权利要求8所述的换热设备，其特征在于：与第二花盘相邻的第二折流板的末端面支撑连接有第三支撑杆，所述第三支撑杆上连接有第二缓冲挡板，该第二缓冲挡板位于所述管束外周和主壳体另一端的管件之间，其具有多个供流体通过的第二开孔。

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