CN103438744A - 一种用于热交换设备中的增压节能器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于热交换设备中的增压节能器，其包括壳体，设置在壳体内部且能够相对于与壳体动态调节其轴向位置的自适应调节喷嘴，设置在所述壳体末端的末端换热室；所述末端换热室的出口端还连接有增压室，于末端换热室和自适应调节喷嘴之间设置有至少一级超临界环流喷嘴；所述壳体的外侧设置有高温工作流体入口和低温工作流体入口，所述高温工作流体入口与自适应调节喷嘴的进口端连通，所述低温流体入口与超临界环流喷嘴的进口端连通。其中自适应调节喷嘴能够根据流体压力能够动态的调整其轴向位置，稳定了一级扬程和流量，减少了噪音和震动，使设备的运行平稳、可靠；并且增加了至少一级超临界环流喷嘴，进一步提高了换热器的扬程和流量。
Description
技术领域
本发明涉及增压节能技术领域，尤其涉及一种用于热交换设备中的增压节能器。
背景技术
热交换是化工领域、流体输送、市政供暖等领域中常用的单元操作，提高换热效率时贯彻节能、减排战略的重要手段。
现有技术中，热交换设备中常见的换热室有间壁式换热室和混合式换热室，其中，间壁式换热室在供暖***中应用最多，在供热***中，间壁式换热室在应用中存在着下列亟待解决的问题：1、高温流体与低温流体通过换热面进行换热，两侧流体被换热面隔离，浪费了高温工作流体的动能和压能，低温流体的循环需要依赖电泵耗电运行；2、换热面两侧的水垢产生热阻，使换热效率降低，增加了热能的消耗。
混合式换热室虽然解决了间壁式换热室的上述问题，但是仍然存在以下缺陷：扬程小、振动大、噪音大、工作不稳定、以及变工况适应能力差。
因此我们需要一种稳定性好、噪音小，且扬程和流量大的增压设备。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于热交换设备中的增压节能器，具有更好的稳定性，降低了其工作过程中震动和噪音，且具有更大的扬程和更好的实用性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于热交换设备中的增压节能器，其包括壳体，设置在壳体内部且能够相对于与所述壳体动态调节其轴向位置的自适应调节喷嘴，设置在所述壳体末端的末端换热室；
且所述末端换热室的出口端还连接有增压室，于末端换热室和自适应调节喷嘴之间设置有至少一级超临界环流喷嘴；
所述壳体的外侧设置有高温工作流体入口和低温工作流体入口，所述高温工作流体入口与自适应调节喷嘴的进口端连通，所述低温流体入口与超临界环流喷嘴的进口端连通。
作为上述用于热交换设备中的增压节能器的一种优选方案，所述自适应调节喷嘴包括进口腔，以及与进口腔连通的喷嘴端，所述喷嘴端的内表面和外表面均为锥形结构。
作为上述用于热交换设备中的增压节能器的一种优选方案，所述壳体具有自适应调节喷嘴的一端设置有自适应调节室，所述自适应调节室内设置有调节杆；
所述进口腔的端部设置有弹簧座，所述弹簧座穿过壳体的外壁进入自适应调节室，且所述弹簧座上设置有张力弹簧和推力弹簧；
所述张力弹簧套设在弹簧座上，且一端与弹簧座固定另一端与壳体的外壁固定；
所述推力弹簧设置在弹簧座和调节杆之间，且一端与弹簧座固定，另一端与调节杆固定。
作为上述用于热交换设备中的增压节能器的一种优选方案，所述超临界环流喷嘴包括换热室和喷嘴，所述喷嘴套设在换热室的外侧，且喷嘴出口处的横截面积大于换热室出口处的横截面积。
作为上述用于热交换设备中的增压节能器的一种优选方案，所述换热室外壁和喷嘴内壁之间具有流体通道，且所述流体通道与高温工作流体入口连通；所述换热室的进口端与低温工作流体入口、自适应调节喷嘴或喷嘴连通。
作为上述用于热交换设备中的增压节能器的一种优选方案，所述末端换热室和自适应调节喷嘴之间设置有一级超临界环流喷嘴且所述超临界环流喷嘴和末端换热室之间设置有中间换热室。
作为上述用于热交换设备中的增压节能器的一种优选方案，所述自适应调节喷嘴外侧设置有两道密封环，所述两道密封环分别位于自适应调节喷嘴进口端的两侧。
作为上述用于热交换设备中的增压节能器的一种优选方案，所述自适应调节喷嘴出口端和超临界环流喷嘴出口端的横截面积之比为0.8-1.2。
作为上述用于热交换设备中的增压节能器的一种优选方案，所述自适应调节喷嘴和超临界环流喷嘴均采用铜质材料制成。
作为上述用于热交换设备中的增压节能器的一种优选方案，所述自适应调节喷嘴、超临界环流喷嘴、末端换热室和增压室同轴设置。
本发明的有益效果为：本申请提供了一种用于热交换设备中的增压节能器，其中自适应调节喷嘴能够根据流体压力能够动态的调整其轴向位置，稳定了一级扬程和流量，减少了噪音和震动，使设备的运行平稳、可靠；并且增加了至少一级超临界环流喷嘴，进一步提高了换热器的扬程和流量，增强了该换热器的水泵功能，将水泵与换热器集于一体；扩展了多级增压节能换热器的变工况适应能力，适用范围更广。
附图说明
图1是本发明具体实施方式1提供的用于热交换设备中的增压节能器的结构示意图。
其中：
1：壳体；2：自适应调节喷嘴；3：末端换热室；4：增压室；5：超临界环流喷嘴；6：自适应调节室；7：中间换热室；8：一级高温工作流体入口；9：二级高温工作流体入口；10：一级低温工作流体入口；11：二级、三级低温工作流体入口；12：密封环；
51：换热室；52：喷嘴；
61：调节杆；62：弹簧座；63：张力弹簧；64：推力弹簧；
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，本实施方式提供了一种用于热交换设备中的增压节能器，其包括壳体1，设置在壳体1内部且能够相对于壳体1动态调节其轴向位置的自适应调节喷嘴2，设置在壳体1末端的末端换热室3；且末端换热室3的出口端还连接有增压室4，于末端换热室3和自适应调节喷嘴2之间设置有至少一级超临界环流喷嘴5。
优选的，上述末端换热室3和增压室4为同一块圆钢车制而成，且自适应调节喷嘴2、超临界环流喷嘴5、末端换热室3和增压室4同轴设置。
壳体1的外侧设置有高温工作流体入口和低温工作流体入口，其中，高温工作流体入口与自适应调节喷嘴2的进口端连通，低温流体入口与超临界环流喷嘴5的进口端连通。
上述自适应调节喷嘴2包括进口腔和与进口腔连通的喷嘴端，其中喷嘴端的内表面和外表面均为锥形结构。
自适应调节喷嘴2的动态调节的实现方式是：在壳体1具有自适应调节喷嘴2的一端设置有自适应调节室6，该自适应调节室6内设置有调节杆61；上述进口腔的端部设置有弹簧座62，该弹簧座62穿过壳体1的外壁进入自适应调节室6，并且此弹簧座62上设置有张力弹簧63和推力弹簧64；其中张力弹簧63套设在弹簧座62上，并且一端与弹簧座62固定另一端与壳体1的外壁固定；推力弹簧64设置在弹簧座62和调节杆61之间，且一端与弹簧座62固定，另一端与调节杆61固定。由于张力弹簧63和推力弹簧64的存在，当流体压力发生变化时，在张力弹簧63和推力弹簧64的作用下，自适应调节喷嘴2平缓的移动，可以起到减震和降噪的作用。
上述超临界环流喷嘴5包括换热室51和喷嘴52，其中喷嘴52套设在换热室51的外侧，且喷嘴52出口处的横截面积大于换热室51出口处的横截面积。且换热室51外壁和喷嘴52内壁之间具有流体通道，流体通道与高温工作流体入口连通；换热室51的进口端与低温工作流体入口，自适应调节喷嘴2或喷嘴52连通。
超临界环流喷嘴5工作过程是：高温工作流体和低温工作流体在换热室51内进行热量交换，进行热量交换后的高温工作流体和低温工作流体与经流体通道进入的高温工作流体一起进入下一个换热室51，进行热量交换，可以实现高温、低温流体之间进行多级热量交换，可以提高换热效率。
在此实施方式中，作为优选的，末端换热室3和自适应调节喷嘴2之间设置有一级超临界环流喷嘴5，且超临界环流喷嘴5和末端换热室3之间设置有中间换热室7。
进一步优选的，自适应调节喷嘴2的出口端与超临界环流喷嘴5的换热室的进口端连通，超临界环流喷嘴5的出口端与中间换热室7的进口端连通，中间换热室7的出口端与末端换热室3的进口端连通；且超临界环流喷嘴5与中间换热室7之间具有流体通道，且中间换热室7进口端与低温工作流体入口连通；中间换热室7与末端换热室3之间具有流体通道，且末端换热室3的进口端与低温工作流体入口连通。
更进一步优选的，与自适应调节喷嘴2的入口端连通的高温工作流体入口为一级高温工作流体入口8；与换热室51和喷嘴52之间的流体通道连通的高温工作流体入口为二级高温工作流体入口9；自适应调节喷嘴2和换热室51之间具有流体通道，换热室51的进口端通过自适应调节喷嘴2和换热室51之间的流体通道和低温工作流体入口连通，优选的，此低温工作流体入口为一级低温工作流体入口10；与中间换热室7进口端连通的低温工作流体入口为二级低温工作流体入口；与末端换热器3的进口端连通的低温工作流体入口为三级低温工作流体入口，其中二级低温工作流体入口和三级低温工作流体入口相互连通，共用一个低温流体入口即二级、三级低温工作流体入口11。
上述自适应调节喷嘴2外侧设置有两道密封环12，上述两道密封环12分别位于自适应调节喷嘴2进口端的两侧，由此可以增加自适应调节喷嘴2的密封性。
自适应调节喷嘴2出口端和超临界环流喷嘴5出口端的横截面积之比为0.8-1.2。优选的两者的横截面积之比为0.9，当然两者的横截面积之比也可以为1等其它位于0.8-1.2之间的比值。
为了提高增压器的换热效率和使用寿命，其中自适应调节喷嘴2和超临界环流喷嘴5均采用铜质材料制成。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于热交换设备中的增压节能器，其特征在于，包括壳体（1），设置在壳体（1）内部且能够相对于与所述壳体动态调节其轴向位置的自适应调节喷嘴（2），设置在所述壳体末端的末端换热室（3）；
且所述末端换热室（3）的出口端还连接有增压室（4），于末端换热室（3）和自适应调节喷嘴（2）之间设置有至少一级超临界环流喷嘴（5）；
所述壳体（1）的外侧设置有高温工作流体入口和低温工作流体入口，所述高温工作流体入口与自适应调节喷嘴（2）的进口端连通，所述低温流体入口与超临界环流喷嘴（5）的进口端连通。
2.根据权利要求1所述的用于热交换设备中的增压节能器，其特征在于，所述自适应调节喷嘴（2）包括进口腔，以及与进口腔连通的喷嘴端，所述喷嘴端的内表面和外表面均为锥形结构。
3.根据权利要求2所述的用于热交换设备中的增压节能器，其特征在于，所述壳体（1）具有自适应调节喷嘴（2）的一端设置有自适应调节室（6），所述自适应调节室（6）内设置有调节杆（61）；
所述进口腔的端部设置有弹簧座（62），所述弹簧座（62）穿过壳体（1）的外壁进入自适应调节室（6），且所述弹簧座（62）上设置有张力弹簧（63）和推力弹簧（64）；
所述张力弹簧（63）套设在弹簧座（62）上，且一端与弹簧座（62）固定，另一端与壳体（1）的外壁固定；
所述推力弹簧（64）设置在弹簧座（62）和调节杆（61）之间，且一端与弹簧座（62）固定，另一端与调节杆（61）固定。
4.根据权利要求1所述的用于热交换设备中的增压节能器，其特征在于，所述超临界环流喷嘴（5）包括换热室（51）和喷嘴（52），所述喷嘴（52）套设在换热室（51）的外侧，且喷嘴（52）出口处的横截面积大于换热室（51）出口处的横截面积。
5.根据权利要求4所述的用于热交换设备中的增压节能器，其特征在于，所述换热室（51）外壁和喷嘴（52）内壁之间具有流体通道，且所述流体通道与高温工作流体入口连通；所述换热室（51）的进口端与低温工作流体入口、自适应调节喷嘴（2）或喷嘴（52）连通。
6.根据权利要求5所述的用于热交换设备中的增压节能器，其特征在于，所述末端换热室（3）和自适应调节喷嘴（2）之间设置有一级超临界环流喷嘴（5），且所述超临界环流喷嘴（5）和末端换热室（3）之间设置有中间换热室（7）。
7.根据权利要求1所述的用于热交换设备中的增压节能器，其特征在于，所述自适应调节喷嘴（2）外侧设置有两道密封环（12），所述两道密封环（12）分别位于自适应调节喷嘴（2）进口端的两侧。
8.根据权利要求1所述的用于热交换设备中的增压节能器，其特征在于，所述自适应调节喷嘴（2）出口端和超临界环流喷嘴（5）出口端的横截面积之比为0.8-1.2。
9.根据权利要求1所述的用于热交换设备中的增压节能器，其特征在于，所述自适应调节喷嘴（2）和超临界环流喷嘴（5）均采用铜质材料制成。
10.根据权利要求1所述的用于热交换设备中的增压节能器，其特征在于，所述自适应调节喷嘴（2）、超临界环流喷嘴（5）、末端换热室（3）和增压室（4）同轴设置。
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