CN217973337U - 一种热交换冷却桶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热交换冷却桶装置，包括冷却桶单元，其包括：桶体；筒形导热层，同向悬设于所述桶体内，所述导热层的内部形成冷却空间；封闭结构，设于所述桶体的两端，并将位于所述桶体和所述导热层之间的开口封堵；夹层空间，由所述封闭结构与所述导热层和所述桶体所围成的密闭空腔形成；冷却介质进口和冷却介质出口，分设于所述桶体两端的相对侧面上，并连通所述夹层空间，以使所述夹层空间中充满流动状态的冷却介质。本实用新型可以非水接触的方式，实现在导热层中对被冷却材料进行接触式无氧化的快速冷却,装置结构简单，运行安全可靠。

Description

一种热交换冷却桶装置

技术领域

本实用新型涉及材料冷却技术领域，特别是涉及一种非液体接触的接触式热交换冷却桶装置。

背景技术

目前在国内众多领域，热处理工艺设备都得到了蓬勃发展，特别是随着我国机械制造业的不断发展，航空航天、汽车以及一些高端机械零部件领域对热处理工艺技术设备的要求不断提高，尤其是一些针对特殊材料、特殊的热处理应用等的设备使用。就目前国内情况而言，普通都是对坯料或工件进行整体的直接水冷，少有可以对管材进行非水接触的热交换冷却装置。

传统水冷装置的不足之处在于：

1)、只能适合普通钢种材料的冷却。

2)、无法做好在冷却时防止发生氧化的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种热交换冷却桶装置，可用于对管材表面进行非水接触的接触式冷却。

本实用新型实现上述目的的一种技术方案是：

一种热交换冷却桶装置，包括冷却桶单元，其包括：

桶体；

筒形导热层，同向悬设于所述桶体内，所述导热层的内部形成冷却空间；

封闭结构，设于所述桶体的两端，并将位于所述桶体和所述导热层之间的开口封堵；

夹层空间，由所述封闭结构与所述导热层和所述桶体所围成的密闭空腔形成；

冷却介质进口和冷却介质出口，分设于所述桶体两端的相对侧面上，并连通所述夹层空间。

进一步地，所述封闭结构包括法兰式结构，所述法兰式结构的内侧具有环状突出结构，所述环状突出结构伸入所述开口中，对所述开口进行封堵。

进一步地，所述环状突出结构与所述导热层之间设有密封结构。

进一步地，所述导热层包括第一导热层和相密合设于所述第一导热层两端上的第二导热层，所述环状突出结构与所述第二导热层之间设有所述密封结构，所述第二导热层的外端内接于所述法兰式结构的法兰口上。

进一步地，所述密封结构包括密封圈。

进一步地，多个所述冷却桶单元之间通过所述法兰式结构相串接，任意相邻的两个所述冷却桶单元的所述第二导热层之间以端面相对接。

进一步地，还包括：筒形导热衬套，所述导热衬套接触设于所述导热层的内侧，所述导热衬套的内部形成所述冷却空间。

进一步地，所述导热衬套为多个，各所述导热衬套之间通过首尾相套合进行连接。

进一步地，每个所述导热衬套设有锥形前端和扩口后端，任意两个所述导热衬套之间以各自的所述锥形前端和所述扩口后端相插入方式形成套合。

相比现有技术，本实用新型具有以下优点：

(1)可以非水接触的方式，实现在导热衬套层和导热层中对被冷却材料进行接触式快速冷却。

(2)使用固体导热衬套层和导热层作为传热媒介，可将被冷却材料的热量通过流过夹层空间的冷却介质快速带走。

(3)采用封闭式的结构，可对内部空间实现密闭，从而可以对被冷却材料实现无氧化的冷却处理。

(4)导热衬套层方便装卸，可根据被冷却材料规格调整导热衬套内径，适用范围广。

(5)装置结构简单，运行安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施例的一种热交换冷却桶装置的结构示意图。

图2为图1的侧视结构示意图。

图3为图1中A部的放大结构示意图。

图4为本实用新型一较佳实施例的一种热交换冷却桶装置的组装结构示意图。

图5为图4中B部的放大结构示意图。

具体实施方式

为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体的实施方式对本实用新型进行详细的说明。

参考图1。本实用新型的一种热交换冷却桶装置，包括冷却桶单元10。冷却桶单元10包括桶体17，导热层20(参考图4)，封闭结构14，冷却介质进口13和冷却介质出口18等主要结构组成部分。

桶体17为贯通的筒形。例如，桶体17可以是贯通的圆筒形结构。

导热层20同样为贯通的筒形。例如，导热层20可以是贯通的圆筒形结构。

导热层20与桶体17以内外套合方式相配合，使导热层20同向悬设于桶体17内部，从而在导热层20与桶体17之间形成环形空腔，并在导热层20与桶体17的两端之间具有空腔的环形开口。较佳地，导热层20与桶体17同轴设置。

导热层20的内部作为冷却空间16，用于对冷却材料例如管材进行非水接触的热交换冷却。

在一较佳实施例中，桶体17可采用不锈钢管制作。

在一较佳实施例中，导热层20可采用耐高温、耐磨及热导率较高的已知先进热导金属材料制作。例如，导热层20可采用铜合金材料制作。并且，将导热层20加工为具有光滑内壁。

参考图1。封闭结构14设于桶体17的两端上，并将位于桶体17和导热层20之间的环形开口封堵。这样，就由封闭结构14与导热层20和桶体17围成一个环形的密闭空腔，从而在导热层20和桶体17之间形成一个夹层空间11。

冷却介质进口13和冷却介质出口18设于桶体17的侧面上，并分别位于靠近桶体17两端的桶体17的侧面上。较佳地，冷却介质进口13和冷却介质出口18分设于桶体17相对的上下侧面上。冷却介质进口13和冷却介质出口18的一端连通夹层空间11，另一端连接循环冷却系统。例如，循环冷却系统可以是循环冷却水系统。

通过冷却介质进口13向夹层空间11中不断通入冷却水，使夹层空间11中充满流动状态的冷却介质，经与导热层20接触，导热层20内部冷却空间16中的被冷却材料的热能经导热层20传达给夹层空间11内的冷却水，将热量带走，实现换热，并由冷却介质出口18排出，实现对被冷却材料的快速冷却。

被冷却材料例如管材在导热层20内部，是以与导热层20相直接接触但避免与夹层空间11中的冷却水直接接触的方式被冷却的，从而实现了防氧化的作用。

参考图1-图3。在一较佳实施例中，封闭结构14可包括法兰式结构。法兰式结构具有向外侧伸展的肩部141，和位于肩部141以内的法兰口部。法兰口与导热层20的端口相对准设置。

法兰式结构的肩部141内侧具有环状突出结构142。环状突出结构142的尺寸与导热层20与桶体17两端之间的环形开口的尺寸对应，从而可以伸入开口中，并对开口进行封堵。

在一较佳实施例中，法兰式结构可采用不锈钢管制作。并且，法兰式结构的肩部141内侧与桶体17的端部之间可采用焊接进行连接。

进一步地，法兰式结构可通过环状突出结构142与导热层20之间进行密封连接。

具体地，环状突出结构142与导热层20之间可设有密封结构。例如，密封结构可包括密封圈19。

在一较佳实施例中，导热层20可包括相连的第一导热层12和第二导热层15。其中，第二导热层15分设于第一导热层12的两端上，且可利用两者之间不同直径上的配合，相互插接并形成密合连接。

第二导热层15可采用机械强度高于第一导热层12的不同材料制作，并也具有耐高温、快速散热等特性。

在一较佳实施例中，密封结构设置在环状突出结构142与第二导热层15之间。

在一较佳实施例中，第二导热层15具有与法兰式结构的法兰口对应的形状，使得第二导热层15的外端能够内接于法兰式结构的法兰口上，即使得第二导热层15能够与法兰式结构的法兰口相紧密贴合。

在一较佳实施例中，法兰式结构的法兰口具有扩口结构(倒角)，第二导热层15的外端对应形成翻边结构(喇叭口)，并内接于法兰式结构的法兰口的扩口结构上，使二者之间形成紧密贴合。

参考图4。根据需要，可对上述冷却桶单元10进行多段连接。多个冷却桶单元10之间可通过法兰式的封闭结构14相互连接，形成串接结构，以延长冷却长度。其中，任意相邻的两个冷却桶单元10的第二导热层15之间以端面相对接，形成连续的导热层20结构。

各冷却桶单元10上的冷却介质进口13可共同连接至循环冷却水塔的循环出水总管上，各冷却桶单元10上的冷却介质出口18可共同连接至循环冷却水塔的循环进水总管上。

参考图4-图5。在一较佳实施例中，在导热层20的内侧还可设置筒形导热衬套21。导热衬套21接触设于导热层20的内侧，并与导热层20的内壁相互贴合。此时，冷却空间16即位于导热衬套21的内部。这样，导热衬套21就和导热层20一起形成双层接触式传热层。

进一步地，导热衬套21与导热层20相互独立设置，以便于更换，从而能够根据被冷却材料的不同规格，调整导热衬套21的内径。

在一较佳实施例中，导热衬套21可为多个。例如，图示为在一个冷却桶单元10内设置有四个导热衬套21的实例。

进一步地，各导热衬套21之间可通过首尾相套合方式进行连接。

在一较佳实施例中，每个导热衬套21可设有锥形前端和扩口后端211。后一个导热衬套21以锥形前端插入前一个导热衬套21的扩口后端211中，形成套合。从而在多个相连的冷却桶单元10内部，形成首尾相连的导热衬套冷却通道，并由冷却通道构成冷却空间16。

导热衬套21可采用与导热层20相同或不同的金属或合金导热材料制作。

组装时，将导热衬套21从封闭结构14的法兰口中依次插入，并形成相互套合的连接。

综上，本实用新型设计结构采用整体模块化，安装方便；热交换能力强，可以实现快速热传输；采用封闭式的结构，对内部空间实现密闭防氧化的作用，运行安全可靠。本实用新型为高性能经济型接触式热交换冷却装置，可广泛用于对特殊材料管材进行快速冷却。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (9)

1.一种热交换冷却桶装置，其特征在于，包括冷却桶单元，其包括：

桶体；

筒形导热层，同向悬设于所述桶体内，所述导热层的内部形成冷却空间；

封闭结构，设于所述桶体的两端，并将位于所述桶体和所述导热层之间的开口封堵；

夹层空间，由所述封闭结构与所述导热层和所述桶体所围成的密闭空腔形成；

冷却介质进口和冷却介质出口，分设于所述桶体两端的相对侧面上，并连通所述夹层空间。

2.根据权利要求1所述的热交换冷却桶装置，其特征在于，所述封闭结构包括法兰式结构，所述法兰式结构的内侧具有环状突出结构，所述环状突出结构伸入所述开口中，对所述开口进行封堵。

3.根据权利要求2所述的热交换冷却桶装置，其特征在于，所述环状突出结构与所述导热层之间设有密封结构。

4.根据权利要求3所述的热交换冷却桶装置，其特征在于，所述导热层包括第一导热层和相密合设于所述第一导热层两端上的第二导热层，所述环状突出结构与所述第二导热层之间设有所述密封结构，所述第二导热层的外端内接于所述法兰式结构的法兰口上。

5.根据权利要求3所述的热交换冷却桶装置，其特征在于，所述密封结构包括密封圈。

6.根据权利要求4所述的热交换冷却桶装置，其特征在于，多个所述冷却桶单元之间通过所述法兰式结构相串接，任意相邻的两个所述冷却桶单元的所述第二导热层之间以端面相对接。

7.根据权利要求1所述的热交换冷却桶装置，其特征在于，还包括：筒形导热衬套，所述导热衬套接触设于所述导热层的内侧，所述导热衬套的内部形成所述冷却空间。

8.根据权利要求7所述的热交换冷却桶装置，其特征在于，所述导热衬套为多个，各所述导热衬套之间通过首尾相套合进行连接。

9.根据权利要求8所述的热交换冷却桶装置，其特征在于，每个所述导热衬套设有锥形前端和扩口后端，任意两个所述导热衬套之间以各自的所述锥形前端和所述扩口后端相插入方式形成套合。

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