CN113432464B - 一种多通道换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及换热器的技术领域，具体的说是一种多通道换热器，包括支撑座、管板、筒体、折流板和换热管，还包括转动盘；所述转动盘转动连接在管板的一侧；所述转动盘靠近管板的一侧开设有第一流动槽，所述转动盘的中部开设有入槽；所述入槽的一端与第一流动槽相连通设置，另一端转动连接有进料管；所述支撑座上设有驱动模块；本发明通过管板上的设置转动盘和第一流动槽，间歇地交替使用换热管，释放换热管在持续运作中管体的饱和热量，提高与冷流体与热流体之间的热交换程度，并提高了换热效率；降低换热管持续受热膨胀所产生的热应力，提高换热管与管板之间的结构稳定性，降低对管体本身造成的损坏并提高换热管的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及换热器的技术领域，具体的说是一种多通道换热器。
背景技术
换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，而列管式换热器一般也称为多通道换热器，且一般由壳体、换热管、折流板、管板、管箱和法兰等组成；热流体通常为高温高压属性，热流体被泵入至换热管中，而冷流体被泵入至筒体中；然而换热管在被热流体持续加热的过程中，容易产生热膨胀，易产生热应力，影响到换热管与管板之间的结构稳定性；同时换热管在长时间不间断运行的过程中，持续受热，热量饱和得不到释放，导致换热效率很难提高，也易造成损坏并降低换热管的使用寿命；
如申请号为CN201310417017.2的一项中国专利公开了列管式换热器，列管式换热器，其包括壳体、封头、管板和列管，壳体一侧的封头与对应管板之间的腔体内水平布置有长径横向隔板、其将腔体分成上、下两个独立的横向腔体，壳体另一侧的封头与对应管板之间的腔体内纵向布置有纵向隔板、其将该腔体分成两个独立的纵向腔体，其中一个纵向腔体内水平布置有短径横向隔板、将该纵向腔体分隔成独立的上局部腔体、下局部腔体，上局部腔体、下局部腔体分别对应安装有管程入口、管程出口；该技术方案能在壳程距离较短的情况下具有较长的管程距离，增加热交换时间，增强了换热效果；但是该技术方案中换热管在长时间的工作下换热管的热交换效率难以提高，且热膨胀所产生的应力也影响换热管和管板之间的结构稳定，易损坏并缩短使用寿命难，从而造成该技术方案的局限性。
鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明提出了一种多通道换热器，解决了上述技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种多通道换热器，通过管板上的设置转动盘和第一流动槽，间断地运行使用换热管，降低换热管产生的热应力，提高换热管与管板之间的结构稳定性；并降低对管体本身造成的损坏以提高换热管的使用寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种多通道换热器，包括支撑座、管板、筒体、折流板和换热管，还包括转动盘；所述转动盘转动连接在管板的一侧；所述转动盘靠近管板的一侧开设有第一流动槽，所述转动盘的中部开设有入槽；所述入槽的一端与第一流动槽相连通设置，另一端转动连接有进料管；所述支撑座上设有驱动模块；所述驱动模块用于控制转动盘转动；
工作时，热流体被泵入至换热管中，而冷流体被泵入至筒体中，而折流板增加了冷流体在筒体内的湍流程度，增加冷流体和换热管表面的接触时间，提高冷流体与热流体之间的换热效率，最终使冷流体加热与热流体降温；然而换热管在被热流体持续加热的过程中，容易产生热膨胀，易产生热应力，影响到换热管与管板之间的结构稳定性；同时换热管在长时间不间断运行的过程中，持续受热，热量饱和得不到释放，导致换热效率很难提高，也易造成损坏并降低换热管的使用寿命；第一流动槽2内的热流体进入换热管，同时冷流体通过筒体上的管口导入筒体内并缓慢流动，热流体通过换热管与冷流体进行换热；
因此在本发明中，管板上的部分换热管管口被转动盘阻挡，热流体通过进料管和入槽流入第一流动槽内；启动驱动模块使转动盘转动，使第一流动槽连通一半数量的换热管，本领域工作人员可根据实际情况选择管道尺寸、调整管道数量；冷流体通过筒体上的管口导入筒体内并缓慢流动，第一流动槽内的热流体进入换热管，同时冷流体通过筒体上的管口导入筒体内并缓慢流动，热流体通过换热管与冷流体进行换热；达到一定的时间后，通过驱动模块使转动盘转动，使得第一流动槽与另外一半数量的换热管相连通，冷流体对刚开始一半数量的换热管进行降温，释放换热管刚刚在运行时所储存的热量，而另一半释放了热量的换热管在流入热流体后能直接对热流体进行降温换热，在达到设定时间后再启动驱动模块使转动盘转动180°，如此反复，使得换热管能间歇地够释放热量，提高换热管的换热效率；使换热管不再持续受热导致其发生热膨胀，进而降低热应力对换热管与管板之间结构上的影响；防止换热管在长时间的运行下影响换热管的寿命；
本发明通过管板上的设置转动盘和第一流动槽，间歇地使用换热管，释放换热管在持续运作中管体的饱和热量，提高与冷流体与热流体之间的热交换程度，并提高了换热效率；降低换热管持续受热膨胀所产生的热应力，提高换热管与管板之间的结构稳定性，降低对管体本身造成的损坏并提高换热管的使用寿命。
优选的，所述驱动模块包括环蜗轮、蜗杆与电机；该换热器还包括有控制器，所述控制器用于控制电机持续转动；所述支撑座上固连有安装块；所述转动盘的外侧固连有环蜗轮；所述蜗杆转动连接在两个安装块之间，并与环蜗轮相啮合设置；所述电机安装于其中一个安装块上，且输出轴与蜗杆的一端相固连；工作时，电机驱动蜗杆转动，蜗杆通过啮合作用带动环蜗轮转动，进而带动转动盘转动，当蜗杆停止转动时，环蜗轮也停止转动，且冷流体与热流体换热的过程中，通过蜗杆对环蜗轮的自锁，使得转动盘无法在其他外力的作用发生偏移或转动，机械转动更加地方便，并提高该换热器在运行时的稳定性。
优选的，所述转动盘的外侧对称固连有两个挡片；所述支撑座的一侧铰接有拉块；所述拉块靠近挡片的一侧固连有光电开关；所述光电开关用于控制电机；所述挡片能阻断光电开关的光轴；工作时，光电开关为槽式光电开关，当挡片阻断该槽式光电开关的光轴时，该槽式光电开关就产生了检测到的关量信号，使得电机停止工作，转动盘便停止转动，此时第一流动槽与一半数量的换热管管口全部相连通；人工再拨动拉块，该槽式光电开关远离挡片，使其光轴不再阻断并检测到开量信号，使电机开始工作，转动盘继续转动，直至下一个挡片阻断光电开关的光轴；第一流动槽与另一半数量的换热管管口全部相连通；本发明通过光电开关与挡片的配合，提高转动盘在转动时的准确性与自动化程度，减少人工的干预。
优选的，所述拉块与支撑座之间连接有拉簧；所述拉块在初始状态下通过拉簧与支撑座相抵触；所述拉块远离光电开关的一侧固连有把手；工作时，当需要使转动盘转动时，人工拉动把手，使光电开关远离挡片并检测到开量信号，使电机带动转动盘转动，该挡片远离光电开关后，松开手使得拉块在拉簧的作用下复位，当下一个挡片移动至光电开光之间并阻断其光轴使，电机停止，转动盘不再转动；本发明通过在拉块上设置把手与拉簧，便于人工拉动，在松手后自动复位，更加简化操作人员的操作，提高该换热器的可操作性。
优选的，所述转动盘靠近管板的一侧固连有同步轴；所述同步轴远离转动盘的一端转动穿设于管板并连接有挡盘；所述挡盘位于另一个管板远离转动盘的一侧，且一端面贯穿开设有第二流动槽；所述第二流动槽与第一流动槽相对称设置；工作时，当转动盘转动时，通过同步轴带动挡盘转动，使换热管的两端保持相同的开合状态，防止在换热的过程中，换热管中一部分流体流窜到一端闭合的换热管中，降低换热管的损耗；本发明通过在换热管另一端设置挡盘与第二流动槽，进一步降低了换热管的损耗。
优选的，所述换热管的外侧壁设置有凹坑，所述凹坑相交错设置；工作时，换热管外侧壁的凹坑均匀交错排布，冷流体与热流体在进行换热时，增大流体在流动时的湍流程度和接触面积，提高换热效率。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过管板上的设置转动盘和第一流动槽，间歇地交替使用换热管，释放换热管在持续运作中管体的饱和热量，提高与冷流体与热流体之间的热交换程度，并提高了换热效率；降低换热管持续受热膨胀所产生的热应力，提高换热管与管板之间的结构稳定性，降低对管体本身造成的损坏并提高换热管的使用寿命；
2.本发明通过蜗杆对环蜗轮的自锁，使得转动盘无法在其他外力的作用发生偏移或转动，机械转动更加地方便，并提高该换热器在运行时的稳定性；
3.本发明通过光电开关与挡片的配合，提高转动盘在转动时的准确性与自动化程度，减少人工的干预。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的立体图；
图2是图1中A区域的放大图；
图3是本发明的立体剖切图；
图4是驱动模块与第一流动槽的结构图；
图5是挡盘与同步轴的结构图；
图6是本发明中换热管的立体图；
图中：1、转动盘；2、第一流动槽；11、入槽；12、进料管；3、驱动模块；31、环蜗轮；32、蜗杆；33、电机；4、挡片；5、拉块；6、光电开关；51、拉簧；52、把手；7、同步轴；8、挡盘；81、第二流动槽；9、凹坑。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图6所示，本发明所述的一种多通道换热器，包括支撑座、管板、筒体、折流板和换热管，还包括转动盘1；所述转动盘1转动连接在管板的一侧；所述转动盘1靠近管板的一侧开设有第一流动槽2，所述转动盘1的中部开设有入槽11；所述入槽11的一端与第一流动槽2相连通设置，另一端转动连接有进料管12；所述支撑座上设有驱动模块3；所述驱动模块3用于控制转动盘1转动；
工作时，热流体被泵入至换热管中，而冷流体被泵入至筒体中，而折流板增加了冷流体在筒体内的湍流程度，增加冷流体和换热管表面的接触时间，提高冷流体与热流体之间的换热效率，最终使冷流体加热与热流体降温；然而换热管在被热流体持续加热的过程中，容易产生热膨胀，易产生热应力，影响到换热管与管板之间的结构稳定性；同时换热管在长时间不间断运行的过程中，持续受热，热量饱和得不到释放，导致换热效率很难提高，也易造成损坏并降低换热管的使用寿命；
因此在本发明中，管板上的部分换热管管口被转动盘1阻挡，热流体通过进料管12和入槽11流入第一流动槽2内；启动驱动模块3使转动盘1转动，使第一流动槽2连通一半数量的换热管，本领域工作人员可根据实际情况选择管道尺寸、调整管道数量；第一流动槽2内的热流体进入换热管，同时冷流体通过筒体上的管口导入筒体内并缓慢流动，热流体通过换热管与冷流体进行换热；达到一定的时间后，通过驱动模块3使转动盘1转动，使得第一流动槽2与另外一半数量的换热管相连通，冷流体对刚开始一半数量的换热管进行降温，释放换热管刚刚在运行时所储存的热量，而另一半释放了热量的换热管在流入热流体后能直接对热流体进行降温换热，在达到设定时间后再启动驱动模块3使转动盘1转动180°，如此反复，使得换热管能间歇地够释放热量，提高换热管的换热效率；使换热管不再持续受热导致其发生热膨胀，进而降低热应力对换热管与管板之间结构上的影响；防止换热管在长时间的运行下影响换热管的寿命；
本发明通过管板上的设置转动盘1和第一流动槽2，间歇地交替使用换热管，释放换热管在持续运作中管体的饱和热量，提高与冷流体与热流体之间的热交换程度，并提高了换热效率；降低换热管持续受热膨胀所产生的热应力，提高换热管与管板之间的结构稳定性，降低对管体本身造成的损坏并提高换热管的使用寿命。
作为本发明的一种实施方式，所述驱动模块3包括环蜗轮31、蜗杆32与电机33；所述支撑座上固连有安装块；该换热器还包括有控制器，所述控制器用于控制电机33持续转动；所述转动盘1的外侧固连有环蜗轮31；所述蜗杆32转动连接在两个安装块之间，并与环蜗轮31相啮合设置；所述电机33安装于其中一个安装块上，且输出轴与蜗杆32的一端相固连；工作时，电机33驱动蜗杆32转动，蜗杆32通过啮合作用带动环蜗轮31转动，进而带动转动盘1转动，当蜗杆32停止转动时，环蜗轮31也停止转动，且冷流体与热流体换热的过程中，通过蜗杆32对环蜗轮31的自锁，使得转动盘1无法在其他外力的作用发生偏移或转动，机械转动更加地方便，并提高该换热器在运行时的稳定性。
作为本发明的一种实施方式，所述转动盘1的外侧对称固连有两个挡片4；所述支撑座的一侧铰接有拉块5；所述拉块5靠近挡片4的一侧固连有光电开关6；所述光电开关6用于控制电机33；所述挡片4能阻断光电开关6的光轴；工作时，光电开关6为槽式光电开关，当挡片4阻断该槽式光电开关的光轴时，该槽式光电开关就产生了检测到的关量信号，使得电机33停止工作，转动盘1便停止转动，此时第一流动槽2与一半数量的换热管管口全部相连通；人工再拨动拉块5，该槽式光电开关远离挡片4，使其光轴不再阻断并检测到开量信号，使电机33开始工作，转动盘1继续转动，直至下一个挡片4阻断光电开关6的光轴；第一流动槽2与另一半数量的换热管管口全部相连通；本发明通过光电开关6与挡片4的配合，提高转动盘1在转动时的准确性与自动化程度，减少人工的干预。
作为本发明的一种实施方式，所述拉块5与支撑座之间连接有拉簧51；所述拉块5在初始状态下通过拉簧51与支撑座相抵触；所述拉块5远离光电开关6的一侧固连有把手52；工作时，当需要使转动盘1转动时，人工拉动把手52，使光电开关6远离挡片4并检测到开量信号，使电机33带动转动盘1转动，该挡片4远离光电开关6后，松开手使得拉块5在拉簧51的作用下复位，当下一个挡片4移动至光电开光之间并阻断其光轴使，电机33停止，转动盘1不再转动；本发明通过在拉块5上设置把手52与拉簧51，便于人工拉动，在松手后自动复位，更加简化操作人员的操作，提高该换热器的可操作性。
作为本发明的一种实施方式，所述转动盘1靠近管板的一侧固连有同步轴7；所述同步轴7远离转动盘1的一端转动穿设于管板并连接有挡盘8；所述挡盘8位于另一个管板远离转动盘1的一侧，且一端面贯穿开设有第二流动槽81；所述第二流动槽81与第一流动槽2相对称设置；工作时，当转动盘1转动时，通过同步轴7带动挡盘8转动，使换热管的两端保持相同的开合状态，防止在换热的过程中，换热管中一部分流体流窜到一端闭合的换热管中，降低换热管的损耗；本发明通过在换热管另一端设置挡盘8与第二流动槽81，进一步降低了换热管的损耗。
作为本发明的一种实施方式，所述换热管的外侧壁设置有凹坑9，所述凹坑9相交错设置；工作时，换热管外侧壁的凹坑9均匀交错排布，冷流体与热流体在进行换热时，增大流体在流动时的湍流程度和接触面积，提高换热效率。
具体流程如下：
工作时，热流体被泵入至换热管中，而冷流体被泵入至筒体中，而折流板增加了冷流体在筒体内的湍流程度，增加冷流体和换热管表面的接触时间，提高冷流体与热流体之间的换热效率，使冷流体加热与热流体降温；管板上的部分换热管管口被转动盘1阻挡，热流体通过进料管12和入槽11流入第一流动槽2内；启动驱动模块3使转动盘1转动，第一流动槽2内的热流体进入换热管，同时冷流体通过筒体上的管口导入筒体内并缓慢流动，热流体通过换热管与冷流体进行换热；达到一定的时间后，通过驱动模块3使转动盘1转动，使得第一流动槽2与另外一半数量的换热管相连通，本领域工作人员可根据实际情况选择管道尺寸、调整管道数量；冷流体对刚开始一半数量的换热管进行降温，释放换热管刚刚在运行时所储存的热量，而另一半释放了热量的换热管在流入热流体后能直接对热流体进行降温换热，在达到设定时间后再启动驱动模块3使转动盘1转动180°，如此反复，使得换热管能间歇地够释放热量，提高换热管的换热效率；使换热管不再持续受热导致其发生热膨胀；驱动模块3中电机33驱动蜗杆32转动，蜗杆32通过啮合作用带动环蜗轮31转动，进而带动转动盘1转动，当蜗杆32停止转动时，环蜗轮31也停止转动，且冷流体与热流体换热的过程中，通过蜗杆32对环蜗轮31的自锁，使得转动盘1无法在其他外力的作用发生偏移或转动；光电开关6为槽式光电开关，当挡片4阻断该槽式光电开关的光轴时，该槽式光电开关就产生了检测到的关量信号，使得电机33停止工作，转动盘1便停止转动，此时第一流动槽2与一半数量的换热管管口全部相连通；人工再拨动拉块5，该槽式光电开关远离挡片4，使其光轴不再阻断并检测到开量信号，使电机33开始工作，转动盘1继续转动，直至下一个挡片4阻断光电开关6的光轴；第一流动槽2与另一半数量的换热管管口全部相连通；当需要使转动盘1转动时，人工拉动把手52，使光电开关6远离挡片4并检测到开量信号，使电机33带动转动盘1转动，该挡片4远离光电开关6后，松开手使得拉块5在拉簧51的作用下复位，当下一个挡片4移动至光电开光之间并阻断其光轴使，电机33停止，转动盘1不再转动；当转动盘1转动时，通过同步轴7带动挡盘8转动，使换热管的两端保持相同的开合状态，防止在换热的过程中，换热管中一部分流体流窜到一端闭合的换热管中，降低换热管的损耗；换热管外侧壁的凹坑9均匀交错排布，冷流体与热流体在进行换热时，增大流体在流动时的湍流程度和接触面积，提高换热效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种多通道换热器，包括支撑座、管板、筒体、折流板和换热管，其特征在于：还包括转动盘(1)；所述转动盘(1)转动连接在管板的一侧；所述转动盘(1)靠近管板的一侧开设有第一流动槽(2)，所述转动盘(1)的中部开设有入槽(11)；所述入槽(11)的一端与第一流动槽(2)相连通设置，另一端转动连接有进料管(12)；所述支撑座上设有驱动模块(3)；所述驱动模块(3)用于控制转动盘(1)转动；
所述驱动模块(3)包括环蜗轮(31)、蜗杆(32)与电机(33)；该多通道换热器还包括有控制器；所述控制器用于控制电机(33)持续转动；所述支撑座上固连有安装块；所述转动盘(1)的外侧固连有环蜗轮(31)；所述蜗杆(32)转动连接在两个安装块之间，并与环蜗轮(31)相啮合设置；所述电机(33)安装于其中一个安装块上，且输出轴与蜗杆(32)的一端相固连；
所述转动盘(1)的外侧对称固连有两个挡片(4)；所述支撑座的一侧铰接有拉块(5)；所述拉块(5)靠近挡片(4)的一侧固连有光电开关(6)；所述光电开关(6)用于控制电机(33)；所述挡片(4)能阻断光电开关(6)的光轴；
所述拉块(5)与支撑座之间连接有拉簧(51)；所述拉块(5)在初始状态下通过拉簧(51)与支撑座相抵触；所述拉块(5)远离光电开关(6)的一侧固连有把手(52)。
2.根据权利要求1所述的一种多通道换热器，其特征在于：所述转动盘(1)靠近管板的一侧固连有同步轴(7)；所述同步轴(7)远离转动盘(1)的一端转动穿设于管板并连接有挡盘(8)；所述挡盘(8)位于另一个管板远离转动盘(1)的一侧，且一端面贯穿开设有第二流动槽(81)；所述第二流动槽(81)与第一流动槽(2)相对称设置。
3.根据权利要求2所述的一种多通道换热器，其特征在于：所述换热管的外侧壁设置有凹坑(9)；所述凹坑(9)相交错设置。
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