CN218443442U - 一种内置花丝螺旋换热组件的管式换热器 - Google Patents

Abstract

内置花丝螺旋换热组件的管式换热器涉及换热装置。主要是为解决现有的管式换热器换热效率低的问题而设计的。它包括壳体，壳体两端有封头，换热管固定在管板上，管板与壳体固定，壳体上有壳程流体进口、壳程流体出口、管程流体进口、管程流体出口，隔板固定在左侧封头和左侧的管板中部；换热管内有花丝螺旋换热组件；花丝螺旋换热组件包括螺旋弹簧状边丝及两条芯丝，两条芯丝中的一条位于螺旋弹簧状边丝的内侧，另一条位于螺旋弹簧状边丝的外侧，两条芯丝夹着螺旋弹簧状边丝相互缠绕使芯丝和螺旋弹簧状边丝纠缠在一起，两条芯丝形成双螺旋结构，螺旋弹簧状边丝均匀的分布在双螺旋结构的两条芯丝周围。优点是有效提高了换热器的换热效率。

Description

一种内置花丝螺旋换热组件的管式换热器

技术领域：

本实用新型涉及换热装置，具体是涉及一种管式换热器。

背景技术：

管式换热器由于结构简单、紧凑、造价低，目前在工业生产上应用较广；其主要由壳体、管板、换热管、封头等组成。所需材质可分别为普通碳钢、紫铜或不锈钢。

在进行换热时，被冷却流体介质从管程的入口处进入，在换热管内流动，然后从管程出口流出；另一种冷却流体介质由壳程入口进入，从壳程出口流出。

但是现有的管式换热器还存在如下不足：换热流程短，被冷却介质在换热管内仅在管壁接触部分进行热交换，越是处于换热管中心部位的介质被冷却的效果越差，这是因为被冷却介质在较短的管程之间绝大部分处于层流状态，这就影响了被冷却介质的热传递，因此其换热效率比较差。为了弥补这种缺陷，传统的做法是尽可能加长管程，加大列管数量，以加大换热面积，这样就加大了换热器的体积和造价。

也有在换热管的内壁或外壁焊接翅片的，焊接翅片增加了换热器的造价和重量，而且换热效率提高不明显。另外在换热管内壁焊接内翅片工艺复杂，加工困难。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种在不改变换热器总体体积的条件下，能显著提高换热效率、减小体积的内置花丝螺旋换热组件的管式换热器。

上述目的是这样实现的：与现有管式换热器相同的是它也包括壳体，壳体左右两端固定有封头，壳体内设有若干根换热管，换热管的两端分别固定在管板上，两个管板的外边缘与壳体的内壁固定在一起，位于两个管板之间的壳体上设有壳程流体进口和壳程流体出口，位于左侧的管板和左侧封头之间的壳体顶部和底部分别设有管程流体进口和管程流体出口，位于左侧的管板和左侧封头之间的壳体内设有隔板，隔板的左端固定在左侧封头上，隔板的右端固定在左侧的管板中部；所不同的是：在每个换热管内都安装有花丝螺旋换热组件；

所述的花丝螺旋换热组件包括由金属A丝制作的螺旋弹簧状边丝及由金属B制作的两条芯丝，所述的两条芯丝中的一条位于螺旋弹簧状边丝的内侧，另一条位于螺旋弹簧状边丝的外侧，两条芯丝夹着螺旋弹簧状边丝相互缠绕使芯丝和螺旋弹簧状边丝纠缠在一起，两条芯丝形成双螺旋结构，其中位于螺旋弹簧状边丝内侧的为内丝螺旋，位于螺旋弹簧状边丝外侧的为外丝螺旋，螺旋弹簧状边丝在内丝螺旋与外丝螺旋的夹持下经“再螺旋”后呈“花瓣式”均匀的分布在双螺旋结构的两条芯丝周围，故将边丝称为花丝，花丝螺旋与由内丝螺旋及外丝螺旋组成的双螺旋芯丝结构的“螺旋轴心”重合，螺距一致，它们相互纠缠形成一种多重螺旋组合结构。

所述的金属A丝宜选用导热性能好的材质，例如紫铜；金属B丝宜选用强度较好的材质，例如不锈钢。

本实用新型的优点是：由于在换热管内安装有花丝螺旋换热组件，管内被冷却介质在组件的强力作用下，改变了原来的层流结构，变成紊乱的紊流状态，使被冷却介质温度的均匀性提高，换热速率增大，从而有效的提高了换热器的换热效率。

由于金属A丝选用了具有良好的导热性的材质，在换热管内换热组件与被冷却介质接触，使其所含有的热量通过组件更好地传导到管壁上，进一步被冷却介质吸收，这就实质上增加了换热器的换热面积。

本装置结构简单，由于花丝螺旋换热组件的中部有金属B丝制成的芯丝，可增加换热组件的强度，方便安装。在维修使用过程中还可以将换热组件拆卸清洗或更换，清洗或更换后与新设备效果相同。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中A处的放大结构示意图；

图3是本实用新型中花丝螺旋换热组件的主视结构示意图；

图4是本实用新型中花丝螺旋换热组件的侧视结构示意图。

具体实施方式：

下面结合图1-4对本实用新型做进一步说明；

它包括壳体1，壳体左右两端固定有封头2，壳体内设有若干根换热管3，换热管的两端分别固定在管板4上，两个管板的外边缘与壳体的内壁固定在一起，位于两个管板之间的壳体上设有壳程流体进口5和壳程流体出口6，位于左侧的管板和左侧封头之间的壳体顶部和底部分别设有管程流体进口7和管程流体出口8，位于左侧的管板和左侧封头之间的壳体内设有隔板10，隔板的左端固定在左侧封头上，隔板的右端固定在左侧的管板中部；其特征是：在每个换热管内都安装有花丝螺旋换热组件9；

所述的花丝螺旋换热组件包括由金属A丝制作的螺旋弹簧状边丝91及由金属B制作的两条芯丝92，所述的两条芯丝中的一条位于螺旋弹簧状边丝的内侧，另一条位于螺旋弹簧状边丝的外侧，两条芯丝夹着螺旋弹簧状边丝相互缠绕使芯丝和螺旋弹簧状边丝纠缠在一起，两条芯丝形成双螺旋结构，其中位于螺旋弹簧状边丝内侧的为内丝螺旋，位于螺旋弹簧状边丝外侧的为外丝螺旋，螺旋弹簧状边丝在内丝螺旋与外丝螺旋的夹持下经“再螺旋”后呈“花瓣式”均匀的分布在双螺旋结构的两条芯丝周围，故将边丝称为花丝，花丝螺旋与由内丝螺旋及外丝螺旋组成的双螺旋芯丝结构的“螺旋轴心”重合，螺距一致，它们相互纠缠形成一种多重螺旋组合结构。

所述的金属A丝宜选用导热性能好的材质，例如紫铜；金属B丝宜选用强度较好的材质，例如不锈钢。

所述的花丝螺旋换热组件的具体制作方法为：先将直径为0.3-1.5mm的金属A丝缠绕成直径为5-25mm的螺旋弹簧状边丝，两条由金属B制作的芯丝的直径为0.8-3mm，两条芯丝的长度大于由金属A丝缠绕成的螺旋弹簧状边丝的长度，两条芯丝中的一条位于螺旋弹簧状边丝的内侧，另一条位于螺旋弹簧状边丝的外侧，在旋转设备的旋转轴端部设挂钩，然后在两条芯丝夹着螺旋弹簧状边丝的情况下，将水平放置的两条芯丝的一端绑扎在旋转设备的旋转轴端部挂钩上，将两条芯丝的另一端连接在夹具上，夹具设有行走轮，行走轮置于轨道上，夹具背向芯丝的一端固定弹簧，弹簧另一端固定在轨道端部。旋转设备工作带动两条芯丝旋转，使两条芯丝相互缠绕成双螺旋结构，缠绕结束后，螺旋弹簧状边丝在双螺旋结构芯丝的约束下由直管形状被扭转成螺旋形状。按前面所述尺寸制作的花丝螺旋换热组件可应用在管径为10-50mm的换热管内。

所述的换热组件的直径略大于换热管的直径，然后将其剪裁成需要的长度后，将其装入换热管中，由于缠绕成型的换热组件的包络圆直径略大于换热管内径，这样在装入时，边丝与管壁之间产生相互挤压，在这个挤压力的作用下，换热组件被牢固的约束在换热管中。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种内置花丝螺旋换热组件的管式换热器，它包括壳体（1），壳体左右两端固定有封头（2），壳体内设有若干根换热管（3），换热管的两端分别固定在管板（4）上，两个管板的外边缘与壳体的内壁固定在一起，位于两个管板之间的壳体上设有壳程流体进口（5）和壳程流体出口（6），位于左侧的管板和左侧的封头之间的壳体顶部和底部分别设有管程流体进口（7）和管程流体出口（8），位于左侧的管板和左侧封头之间的壳体内设有隔板（10），隔板的左端固定在左侧封头上，隔板的右端固定在左侧的管板中部；其特征是：在每个换热管内都安装有花丝螺旋换热组件（9）；

所述的花丝螺旋换热组件包括由金属A丝制作的螺旋弹簧状边丝（91）及由金属B制作的两条芯丝（92），所述的两条芯丝中的一条位于螺旋弹簧状边丝的内侧，另一条位于螺旋弹簧状边丝的外侧，两条芯丝夹着螺旋弹簧状边丝相互缠绕使芯丝和螺旋弹簧状边丝纠缠在一起，两条芯丝形成双螺旋结构，其中位于螺旋弹簧状边丝内侧的为内丝螺旋，位于螺旋弹簧状边丝外侧的为外丝螺旋，螺旋弹簧状边丝在内丝螺旋与外丝螺旋的夹持下经“再螺旋”后呈“花瓣式”均匀的分布在双螺旋结构的两条芯丝周围，故将边丝称为花丝，花丝螺旋与由内丝螺旋及外丝螺旋组成的双螺旋芯丝结构的“螺旋轴心”重合，螺距一致，它们相互纠缠形成一种多重螺旋组合结构。

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