CN219454776U - 新型可旋转叶片高通量换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换热器设备技术领域，公开了一种新型可旋转叶片高通量换热器，包括壳体，壳体的两端分别与管箱和外头盖连接，壳体和管箱之间设有第一管板，壳体的两端为大径段，中部为小径段，内部设置有导流筒和若干组换热管，导流筒设置在大径段的内侧，换热管一端设置在第一管板上与管箱连通，另一端穿过两组导流筒与浮头连通，换热管的内部设有可旋转叶片。本实用新型既能使壳程介质与换热管全面接触换热，从而增大换热效率，又可提高换热管的自身的换热效率，减少换热管内污垢的产生，有效提高了换热器的换热效果。

Description

新型可旋转叶片高通量换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器设备技术领域，尤其涉及一种新型可旋转叶片高通量换热器。

背景技术

换热器是是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，是在化工、石油和其他许多工业行业中广泛应用的一种通用工业设备，在生产中占有重要地位。目前，在化工厂建设中，换热器约占全部工艺设备投资的10％～20％；在现代石油炼制厂中换热器约占全部工艺设备投资的35％～40％左右。

在换热器的传热过程中，如何提高换热效率、提高传热系数是一个重要的问题，目前通常采用两种方式，一是提高壳程介质进出口直径，从而提高壳程介质的流量，使得换热效率、传热系数提高；二是增大换热器直径，从而增加换热面积，提高换热效率。

现有技术中至少存在如下问题：当换热器的壳程介质进出口所需直径比较大时，为了保证进出口处的流通面积，需要把进出口处的换热管减少；为了增加换热面积而增大换热器直径，又会造加制造成本，且有时候安装空间的限制也不允许增加直径；且换热管长久使用后，管内容易产生污垢。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，研制一种新型可旋转叶片高通量换热器，本实用新型既能使壳程介质与换热管全面接触换热，从而增大换热效率，又可提高换热管的自身的换热效率和传热系数，减少换热管内污垢的产生，有效提高了换热器的换热效果。

本实用新型解决技术问题的技术方案为：新型可旋转叶片高通量换热器，包括壳体，壳体的两端分别与管箱和外头盖连接，壳体和管箱之间设有第一管板，壳体的两端为大径段，中部为小径段，内部设置有导流筒和若干组换热管，导流筒设置在大径段的内侧，换热管一端设置在第一管板上与管箱连通，另一端穿过两组导流筒与浮头连通，换热管的内部设有可旋转叶片。

作为优化，可旋转叶片包括固定轴、挡板、旋转环和叶片，固定轴设置在换热管的内部，两端通过固定架与换热管的两端连接，固定轴上均匀设有若干组挡板，挡板之间的固定轴上设有旋转环，旋转环上设有叶片。通过设置固定架，能够将固定轴安装到换热管内；通过设置挡板，能够分隔旋转环和叶片，防止旋转环和叶片互相影响；通过设置旋转环和叶片，能够随着管程介质流动而绕固定轴转动，搅动混合管程介质，提高传热系数和传热效率的同时还能减少管内污垢。

作为优化，浮头设置在外头盖的内侧，包括第二管板、钩圈和浮头盖，换热管另一端与第二管板连通，第二管板设置在钩圈和浮头盖之间，钩圈通过螺栓与浮头盖连接。通过设置第二管板、钩圈和浮头盖，使管程介质第一阶段换热后进入浮头混合均匀，再进入换热管进行第二阶段换热。

作为优化，导流筒一端与小径段连接，另一端通过支架与大径段连接。通过设置导流筒一端与小径段连接，能够使壳程介质进入大径段后沿着大径段和导流筒之间的通道定向流向第一管板的方向，然后再与换热管的一端接触进行换热，然后壳程介质沿着一组导流筒、小径段和另一组导流筒流动并与换热管持续换热，与换热管的另一端完全换热结束后，经过第二管板改变流向，沿着导流筒和大径段之间的通道流出壳体，整个过程使壳程介质与换热管的全面积充分换热，提高换热效率。

作为优化，导流筒的内径与壳体的小径段内径相等。通过设置导流筒的内径与壳体的小径段内径相等，使壳程介质流动的速度稳定，均匀换热。

作为优化，靠近管箱的大径段上设有壳程介质入口，靠近外头盖的大径段上设有壳程介质出口，壳程介质入口和壳程介质出口分别朝向对应导流筒的外侧壁。通过设置壳程介质入口和壳程介质出口，能够使壳程介质流进和流出壳体；通过设置壳程介质入口和壳程介质出口分别朝向对应导流筒的外侧壁，能够改变改变壳程介质的流向，避免壳程介质进入壳体后直接与换热管接触，使壳程介质能与换热管全面积换热，提高换热面积，减少壳程压降。

作为优化，管箱包括进液箱和出液箱，进液箱和出液箱上分别设有管程介质入口和管程介质出口。通过设置进液箱能够将管程介质分配到各换热管中，通过设置出液箱，能够汇集换热后的管程介质。

作为优化，壳体和导流筒内部还均匀设置有若干组管架，若干组换热管均匀设置在管架上。通过设置管架，能够固定换热管。

作为优化，管架包括支持圈和若干组折流杆，换热管设置在折流杆上，折流杆均匀设置在支持圈上，支持圈均匀设置在小径段、导流筒的内侧壁上。通过设置支持圈，能够将若干组管架分别固定到小径段、导流筒的内侧壁上；通过设置折流杆，能够固定换热管，并使壳程介质流经折流杆时混合壳程介质。

作为优化，折流杆包括横向杆和纵向杆，横向杆和纵向杆分别设置在两组相邻的支持圈上。通过设置横向杆和纵向杆，可以进一步固定换热管，将换热管围在两组横向杆和两组纵向杆之间，并进一步混合壳程介质。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

通过设置壳体和外头盖，能够形成壳程换热通道；通过设置大径段和小径段，将壳体变径处理，能够保证介质进出口处的流通面积，不需要减少介质进出口处换热管的数量，保证了换热器的换热效率；通过设置导流筒，能够配合大径段，增加壳体入口出的流通面积，改变壳程介质的流向，使壳程介质能与换热管全面积换热，提高换热面积，减少壳程压降；通过设置管箱、第一管板、换热管和浮头，能够形成管程介质换热通道；通过设置可旋转叶片，能够搅动混合管程介质，提高传热系数和传热效率的同时还能减少管内污垢；本实用新型既能使壳程介质与换热管全面接触换热，从而增大换热效率，又可提高换热管的自身的换热效率和传热系数，减少换热管内污垢的产生，有效提高了换热器的换热效果。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的整体结构示意图。

图2为本实用新型一种实施例中换热管的内部结构示意图。

图3为本实用新型一种实施例中换热管的侧视图。

图4为本实用新型一种实施例中支持圈和纵向杆的示意图。

图5为本实用新型一种实施例中支持圈和横向杆的示意图。

图中1、壳体；2、管箱；3、外头盖；4、第一管板；5、导流筒；6、换热管；7、管架；

11、大径段；12、小径段；13、壳程介质入口；14、壳程介质出口；

21、进液箱；22、出液箱；23、管程介质入口；24、管程介质出口；

31、第二管板；32、钩圈；33、浮头盖；

51、支架；

61、固定轴；62、固定架；63、挡板；64、旋转环；65、叶片；

71、支持圈；72、折流杆。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

实施例1

图1至图5为本实用新型的一种实施例的示意图，如图1-3所示，新型可旋转叶片高通量换热器，包括壳体1，壳体1的两端分别与管箱2和外头盖3连接，壳体1和管箱2之间设有第一管板4，壳体1的两端为大径段11，中部为小径段12，内部设置有导流筒5和若干组换热管6，导流筒5设置在大径段11的内侧，换热管6为外表面烧结型高通量换热管，换热管6一端设置在第一管板4上与管箱2连通，另一端穿过两组导流筒5与浮头连通，换热管6的内部设有可旋转叶片，可旋转叶片包括固定轴61、挡板63、旋转环64和叶片65，固定轴61设置在换热管6的内部，两端通过固定架62与换热管6的两端连接，固定轴61上均匀设有若干组挡板63，相邻两组挡板63之间的固定轴61上转动设有旋转环64，旋转环64上设有叶片65。

通过设置壳体1和外头盖3，能够形成壳程换热通道；通过设置大径段11和小径段12，将壳体1变径处理，能够保证介质进出口处的流通面积，不需要减少介质进出口处换热管6的数量，保证了换热器的换热效率；通过设置导流筒5，能够配合大径段11，增加壳体1入口出的流通面积，改变壳程介质的流向，使壳程介质能与换热管6全面积换热，提高换热面积，减少壳程压降；通过设置管箱2、第一管板4、换热管6和浮头，能够形成管程介质换热通道，高通量换热管能够提高换热系数，使管程介质和壳程介质高效换热；通过设置固定架62，能够将固定轴61安装到换热管6内；通过设置挡板63，能够分隔旋转环64和叶片65，防止旋转环64和叶片65互相影响；通过设置旋转环64和叶片65，能够随着管程介质流动而绕固定轴61转动，搅动混合管程介质，提高传热效率的同时还能减少管内污垢。

浮头设置在外头盖3的内侧，包括第二管板31、钩圈32和浮头盖33，换热管6另一端与第二管板31连通，第二管板31设置在钩圈32和浮头盖33之间，钩圈32通过螺栓与浮头盖33连接。通过设置第二管板31、钩圈32和浮头盖33，使管程介质第一阶段换热后进入浮头混合均匀，再进入换热管6进行第二阶段换热。

导流筒5一端与小径段12连接，另一端的外侧壁通过支架51与大径段11的内侧壁连接。通过设置导流筒5一端与小径段12连接，能够使壳程介质进入大径段11后沿着大径段11和导流筒5之间的通道定向流向第一管板4的方向，然后再与换热管6的一端接触进行换热，然后壳程介质沿着一组导流筒5、小径段12和另一组导流筒5流动并与换热管6持续换热，与换热管6的另一端完全换热结束后，经过第二管板31改变流向，沿着导流筒5和大径段11之间的通道流出壳体1，整个过程使壳程介质与换热管6的全面积充分换热，提高换热效率。

导流筒5的内径与壳体1的小径段12内径相等。通过设置导流筒5的内径与壳体1的小径段12内径相等，使壳程介质流动的速度稳定，均匀换热。

靠近管箱2的大径段11上设有壳程介质入口13，靠近外头盖3的大径段11上设有壳程介质出口14，壳程介质入口13和壳程介质出口14分别朝向对应导流筒5的外侧壁。通过设置壳程介质入口13和壳程介质出口14，能够使壳程介质流进和流出壳体1；通过设置壳程介质入口13和壳程介质出口14分别朝向对应导流筒5的外侧壁，能够改变改变壳程介质的流向，避免壳程介质进入壳体1后直接与换热管6接触，使壳程介质能与换热管6全面积换热，提高换热面积，减少壳程压降。

管箱2包括进液箱21和出液箱22，进液箱21和出液箱22上分别设有管程介质入口23和管程介质出口24。通过设置进液箱21能够将管程介质分配到各换热管6中，通过设置出液箱22，能够汇集换热后的管程介质。

壳体1和导流筒5内部还均匀设置有若干组管架7，若干组换热管6均匀设置在管架7上。通过设置管架7，能够固定换热管6。

如图4和图5所示，管架7包括支持圈71和若干组折流杆72，换热管6设置在折流杆72上，折流杆72均匀设置在支持圈71上，支持圈71均匀设置在小径段12、导流筒5的内侧壁上。通过设置支持圈71，能够将若干组管架7分别固定到小径段12、导流筒5的内侧壁上；通过设置折流杆72，能够固定换热管6，并使壳程介质流经折流杆72时混合壳程介质，提高传热系数。

折流杆72包括横向杆和纵向杆，横向杆和纵向杆分别设置在两组相邻的支持圈71上。通过设置横向杆和纵向杆，可以进一步固定换热管6，将换热管6围在两组横向杆和两组纵向杆之间，并进一步混合壳程介质。

使用时，壳程介质通过壳程介质入口13进入大径段11，然后沿着大径段11和导流筒5之间的通道定向流向第一管板4的方向，能够避免壳程介质进入壳体1后直接与换热管6接触，使壳程介质能与换热管6全面积换热，提高换热面积，减少壳程压降；然后壳程介质再与换热管6的一端接触进行换热，然后壳程介质进入导流筒5，并沿着一组导流筒5、小径段12和另一组导流筒5方向流动，流动过程中由横向杆和纵向杆搅动混合壳程介质，提高壳程介质与换热管6持续换热的换热效率；壳程介质与换热管6的另一端完全换热结束后，经过第二管板31改变流向，沿着导流筒5和大径段11之间的通道流出壳体1，整个过程使壳程介质与换热管6的全面积充分换热，提高换热效率，且大幅度减少壳程压降；在壳程介质流动的同时，管程介质通过管程介质入口23进入进液箱21，进液箱21将管程介质分配到与进液箱21连接的换热管6中，管程介质在换热管6中流动时，带动旋转环64和叶片65旋转，叶片65能够随着管程介质流动而绕固定轴61转动，搅动混合管程介质，使管程介质的温度更均匀，提高传热效率的同时还能减少管内污垢，第一阶段换热后管程介质进入浮头混合均匀，再进入与出液箱22连接的换热管6，再带动带动旋转环64和叶片65旋转，进行第二阶段换热，换热结束后，管程介质汇集进入出液箱22，并通过管程介质出口24流出，换热结束。

本实用新型中对结构的方位或相对位置关系的描述，如“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或相对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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构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实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种新型可旋转叶片高通量换热器，包括壳体(1)，壳体(1)的两端分别与管箱(2)和外头盖(3)连接，壳体(1)和管箱(2)之间设有第一管板(4)，其特征是：壳体(1)的两端为大径段(11)，中部为小径段(12)，内部设置有导流筒(5)和若干组换热管(6)，导流筒(5)设置在大径段(11)的内侧，换热管(6)一端设置在第一管板(4)上与管箱(2)连通，另一端穿过两组导流筒(5)与浮头连通，换热管(6)的内部设有可旋转叶片。

2.根据权利要求1所述的新型可旋转叶片高通量换热器，其特征是：可旋转叶片包括固定轴(61)、挡板(63)、旋转环(64)和叶片(65)，固定轴(61)设置在换热管(6)的内部，两端通过固定架(62)与换热管(6)的两端连接，固定轴(61)上均匀设有若干组挡板(63)，挡板(63)之间的固定轴(61)上设有旋转环(64)，旋转环(64)上设有叶片(65)。

3.根据权利要求2所述的新型可旋转叶片高通量换热器，其特征是：浮头设置在外头盖(3)的内侧，包括第二管板(31)、钩圈(32)和浮头盖(33)，换热管(6)另一端与第二管板(31)连通，第二管板(31)设置在钩圈(32)和浮头盖(33)之间，钩圈(32)通过螺栓与浮头盖(33)连接。

4.根据权利要求3所述的新型可旋转叶片高通量换热器，其特征是：导流筒(5)一端与小径段(12)连接，另一端通过支架(51)与大径段(11)连接。

5.根据权利要求4所述的新型可旋转叶片高通量换热器，其特征是：导流筒(5)的内径与壳体(1)的小径段(12)内径相等。

6.根据权利要求5所述的新型可旋转叶片高通量换热器，其特征是：靠近管箱(2)的大径段(11)上设有壳程介质入口(13)，靠近外头盖(3)的大径段(11)上设有壳程介质出口(14)，壳程介质入口(13)和壳程介质出口(14)分别朝向对应导流筒(5)的外侧壁。

7.根据权利要求6所述的新型可旋转叶片高通量换热器，其特征是：管箱(2)包括进液箱(21)和出液箱(22)，进液箱(21)和出液箱(22)上分别设有管程介质入口(23)和管程介质出口(24)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的新型可旋转叶片高通量换热器，其特征是：壳体(1)和导流筒(5)内部还均匀设置有若干组管架(7)，若干组换热管(6)均匀设置在管架(7)上。

9.根据权利要求8所述的新型可旋转叶片高通量换热器，其特征是：管架(7)包括支持圈(71)和若干组折流杆(72)，换热管(6)设置在折流杆(72)上，折流杆(72)均匀设置在支持圈(71)上，支持圈(71)均匀设置在小径段(12)、导流筒(5)的内侧壁上。

10.根据权利要求9所述的新型可旋转叶片高通量换热器，其特征是：折流杆(72)包括横向杆和纵向杆，横向杆和纵向杆分别设置在两组相邻的支持圈(71)上。