CN220472391U - 一种壳管式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种壳管式换热器，包括壳体，还包括贯穿且伸出至壳体两端的若干钛管，若干钛管的端部共同垂直贯穿有管板，两个管板的外侧分别密封套设有一端敞口一端封闭的封头筒，封头筒敞口一端与壳体端部密封连接；封头筒的封闭一端与管板的一侧形成与钛管内部连通的管程，管板的另一侧与封头筒形成与壳体内侧连通的壳程，封头筒的侧部分别设置有与管程和壳程连通的进液口一和出液口二。本实用新型提供的壳管式换热器，通过在壳体内设置钛管进行换热，换热器内无需设置折流板，减少了换热器的腐蚀以及结垢，封头筒与壳体可分离地连接，清理维护更方便，提高了换热器的使用效率。

Description

一种壳管式换热器

技术领域

本实用新型属于换热器技术领域，具体说是涉及一种壳管式换热器。

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，又称热交换器，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，应用广泛，其中壳管式换热器主要用来提取分散在城市原生污水、工业废水、冲渣水、印染废水等污水中的热量，并可以通过中介水交换传递给热泵机组，经热泵机组提升给建筑物供暖，夏季把建筑里面的热量传递给污水中，给建筑物制冷。

现有的壳管式换热器内设置有折流板，通过折流板改变流体路径，增加换热时间，然而流体流经折流板时容易形成湍流，导致流体流经的阻力较大，导致换热器的管壁容易受到腐蚀和结垢，从而影响了换热器的换热效率，本方案针对现有的换热器容易腐蚀结垢，进而导致换热效率低的技术问题进行解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种壳管式换热器，解决了现有的换热器使用时易腐蚀结垢，进而导致换热效率低的技术问题，通过在壳体内设置钛管进行换热，换热器内无需设置折流板，减少了换热器内的腐蚀以及结垢，封头筒与壳体可分离地连接，清理维护更方便，保证了换热器的换热效率。

一种壳管式换热器，包括壳体，还包括贯穿且伸出至所述壳体两端的若干钛管，若干所述钛管的端部共同垂直贯穿有管板，两个所述管板的外侧分别密封套设有一端敞口一端封闭的封头筒，所述封头筒敞口一端与所述壳体端部密封连接；

所述封头筒的封闭一端与所述管板的一侧形成与所述钛管内部连通的管程，所述管板的另一侧与所述封头筒形成与所述壳体内侧连通的壳程，所述壳体一端的封头筒侧部分别设置有与所述管程和所述壳程连通的进液口一和出液口二，所述壳体另一端的封头筒侧部分别设置有与所述进液口一连通的出液口一和与所述出液口二连通的进液口二；

所述封头筒内部设置有用于防止所述管板串动的限位圈。

所述封头筒封闭一端的侧部对称设置有若干支撑板，所述支撑板的长度大于所述出液口二的长度且大于所述进液口一的长度，两相邻所述换热器通过所述支撑板堆叠连接。

所述封头筒敞口一端的外侧设置有挡圈一，所述壳体的外侧设置有与所述挡圈一对接的挡圈二，所述挡圈一与所述挡圈二通过环形卡件连接；

所述环形卡件包括两侧分别卡接在所述挡圈一与所述挡圈二外侧卡接带、分别与所述卡接带两端可分离连接的紧固接头；

所述卡接带包括若干首尾铰接的U形块，所述U形块的两内侧间距由底端向敞口一端逐渐扩大，所述U形块的两内侧分别与所述挡圈一、所述挡圈二抵接，所述挡圈一与所述挡圈二之间设置有密封垫。

所述紧固接头包括一端与所述卡接带一端中U形块铰接的活动块、一端与所述卡接带另一端中U形块铰接的固定块，所述活动块的另一端与所述固定块的另一端通过连接杆螺纹连接；

所述活动块的另一端侧部设置有支撑块，所述支撑块上贯通设置有螺纹孔，所述固定块的另一端侧部设置有L形板，所述连接杆垂直转动设置在所述L形板的一端，所述连接杆的一端侧部设置有与所述螺纹孔螺接的外螺纹，所述连接杆的另一端设置有锥齿轮一，所述L形板上设置有与所述锥齿轮一啮合的锥齿轮二，所述锥齿轮二同轴连接有螺帽，所述锥齿轮二通过所述螺帽转动设置在所述L形板上。

所述管板的外径小于所述壳体的内径。

所述封头筒与所述壳体焊接连接或者法兰连接(焊接采用与壳体同材质的塑料焊条)。

所述封头筒的敞口一端套设于所述壳体的外侧，所述壳体与所述封头筒之间设置有密封圈一。

所述管板与所述封头筒之间设置有密封圈二。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)通过在壳体内设置钛管进行换热，换热器内无需设置折流板，从而减少了换热器的腐蚀以及结垢，封头筒与壳体可分离地连接，钛管与壳体可分离地连接，换热器内部的清理维护更方便，从而保证了换热器的换热效率；

(2)封头筒与壳体通过环形卡件连接，封头筒与壳体的连接更牢固，拆卸更方便，换热器两端的封头筒可多角度安装，换热器的安装和组合更方便快捷。

(3)封头筒上设置有支撑板，通过支撑板对换热器的组装进行固定，换热器的安装和组合稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构示意图。

图2是图1的A部放大图。

图3是本实用新型封头筒与壳体的结合示意图。

图4是本实用新型环形卡件的结构示意图。

图5是本实用新型U形块的剖视图。

图6是本实用新型封头筒与壳体法兰连接的结构示意图。

图7是本实用新型封头筒与壳体通过密封圈一连接的结构示意图。

图8是本实用新型封头筒与壳体焊接的结构示意图。

图9是本实用新型实施例一中换热器串联的结构示意图。

图10是本实用新型实施例二中换热器并联的结构示意图。

图11是本实用新型实施例二的内部连接结构示意图。

其中，图中：1、壳体；11、密封圈一；12、挡圈二；2、封头筒；21、进液口一、22、出液口二；23、支撑板；24、限位圈；25、挡圈一；26、出液口一；27、进液口二；3、钛管；4、管板；41、密封圈二；5、环形卡件；51、U形块；52、固定块；53、活动块；54、L形板；55、支撑块；56、连接杆；57、锥齿轮一、58、锥齿轮二；6、连接头；7、固定架。

具体实施方式

为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

实施例一

参见图1-图9，一种壳管式换热器，包括壳体1，还包括贯穿且伸出至壳体1两端的若干钛管3，若干钛管3的端部共同垂直贯穿有管板4，两个管板4的外侧分别密封套设有一端敞口一端封闭的封头筒2，封头筒2敞口一端与壳体1端部密封连接；

封头筒2的封闭一端与管板4的一侧形成与钛管3内部连通的管程，管板4的另一侧与封头筒2形成与壳体1内侧连通的壳程，壳体1一端的封头筒2侧部分别设置有与管程和壳程连通的进液口一21和出液口二22，壳体1另一端的封头筒2侧部分别设置有与进液口一21连通的出液口一26和与出液口二22连通的进液口二27；

封头筒2内部设置有用于防止管板4串动的限位圈24，限位圈24之间的距离略大于管板4之间的距离，即管板4与限位圈24之间预留有间隙，此间隙大于壳体1与钛管3之间因为温差导致的轴向变形量之差值。

封头筒2封闭一端的侧部对称设置有若干支撑板23，支撑板23的长度大于出液口二22的长度且大于进液口一21的长度，两相邻换热器通过支撑板23堆叠连接。

封头筒2敞口一端的外侧设置有挡圈一25，壳体1的外侧设置有与挡圈一25对接的挡圈二12，挡圈一25与挡圈二12通过环形卡件5连接；

环形卡件5包括两侧分别卡接在挡圈一25与挡圈二12外侧卡接带、分别与卡接带两端可分离连接的紧固接头；

卡接带包括若干首尾铰接的U形块51，U形块51的两内侧间距由底端向敞口一端逐渐扩大，U形块51的两内侧分别与挡圈一25、挡圈二12抵接，挡圈一25与挡圈二12之间设置有密封垫。

紧固接头包括一端与卡接带一端中U形块51铰接的活动块53、一端与卡接带另一端中U形块51铰接的固定块52，活动块53的另一端与固定块52的另一端通过连接杆56螺纹连接；

活动块53的另一端侧部设置有支撑块55，支撑块55上贯通设置有螺纹孔，固定块52的另一端侧部设置有L形板54，连接杆56垂直贯穿L形板54的两侧，且连接杆56转动连接在L形板54上，连接杆56的一端侧部设置有与螺纹孔螺接的外螺纹，连接杆56的另一端设置有锥齿轮一57，L形板54上设置有与锥齿轮一57啮合的锥齿轮二58，锥齿轮二58同轴连接有螺帽，锥齿轮二58通过螺帽转动设置在L形板54上。

优选地，钛管3的直径为16.88mm，壳体1和封头筒2的材质为frpp材质，且壳体的直径为180mm，管板4的外径小于壳体1的内径。

(根据水泵杨程和流量计算出来流速，然后选用不同规格的壳体1和钛管3的规格，在不使用折流板的前提下，使得换热器的换热效率达到使用要求，并且不会因为折流板的湍流作用导致的结垢，进而换热器的换热效率可保持持续高效。)

封头筒2的敞口一端套设于壳体1的外侧，壳体1与封头筒2之间设置有密封圈一11。

管板4与封头筒2之间密封设置有密封圈二41。

两个换热器之间以及换热器与管道之间通过连接头6连接，连接头6外侧套设有密封圈。

固定架7为由角钢围合而成的框架，若干换热器通过支撑板23与固定架7的角钢内侧抵接，从而将换热器固定在固定架内。

本实用新型的具体工作过程：

使用时，通过环形卡件5的卡接带将封头筒2的挡圈一25与壳体1的挡圈二12包裹住，并调整好封头筒2与壳体1的连接角度，将连接杆56穿入支撑块55，旋拧螺帽，螺帽带动锥齿轮二58通过锥齿轮一57带动连接杆56转动，固定块52与活动块53靠拢，将卡接带压紧，使得封头筒2与壳体1连接牢固，使用连接头6将一个换热器的出液口一26与相邻换热器的进液口一21首尾相连，同时，将换热器的进液口二27与上一个换热器的出液口二22连接，完成换热器的串联，在支撑板23的支撑作用下，若干换热器上下堆叠，使用固定架7的角钢内侧与支撑板23抵接牢固，完成换热器***的组装。

将热流体由换热器***中顶部换热器的进液口一21连接，热流体流经换热器后，由底部换热器的出液口一26排出；将冷流体与底部换热器的进液口二27连接，经过换热的冷流体由顶部换热器的出液口二22排出，完成管道的连接与换热；

热流体在管程内将热量交换给在壳程中流动的冷流体，并经过底部换热器的出液口一26排出，冷流体由顶部换热器的出液口二22流出，通过换热器中冷流体与热流体的对向流动实现了热流体与冷流体的换热；同理也可实现冷流体向热流体的冷却热交换。

当需要清洗换热器时，将换热器由固定架7上拆下，旋拧环形卡件5上的螺帽，通过锥齿轮二58带动锥齿轮一57转动，锥齿轮一57带动连接杆56反向转动，活动块53与固定块52分离，将U形块51从壳体1上拆下，将壳体1与封头筒2分离，即可对换热器内部进行清洗，也可从壳体1内将钛管连同管板4抽出，对壳程内部进行深度清理。

通过在壳体1内设置钛管3进行换热，由于钛管3的比强度高，换热器可以做的更轻量化，换热器内无需设置折流板，钛管的热强度高，钛合金的工作过程中温度范围可达500℃而强度不发生明显衰减，钛管耐腐蚀性更好，钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其耐腐蚀性比不锈钢好得多，特别是抗点蚀、酸腐蚀和应力腐蚀能力强，对碱金属等物具有优异的耐腐蚀性，从而减少了换热器的腐蚀以及结垢，封头筒2与壳体1可分离地连接，钛管3与壳体1可分离地连接，换热器内部的清理维护更方便，提高了换热器的使用效率。

壳体1和封头筒2的材质为frpp塑料材质，可进行一次开模成型，安装时无需现场大量的焊接作业，施工更加方便快捷；

换热管使用钛管3，壳体1内没有折流板，换热器不易堵塞和结垢，所以换热效率无衰减，并且适应低品位、低流速的换热条件，热量回收(循环能源)更加节能；

通过环形卡件5可拆卸地连接，壳体1和封头筒2的安装和拆卸安装更方便，可以将换热器进行多种模块化组装，模块化便于生产，也能满足不同工程的使用要求。

实施例二

参见图10-图11，在实施例一的换热器安装好的基础上，先将四个换热器串联为一组，堆叠在固定架7的下部，再将另外四个换热器串联为另外一组，将两组换热器堆叠在一起，然后将两组换热器的两个进液口一21并联在一起，使用三通合并为一个热流体进口，将两个出液口一26合并为一个热流体出口；将两个进液口二27合并为一个冷流体进口，将两个出液口二22使用三通并联在一起，合并为一个冷流体出口；

通过热流体进口通入热流体，通过冷流体入口通入冷流体，通过热流体与冷流体的对向流动完成换热器***的换热；

其余工作过程与实施例一相同，在此不再详述。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种壳管式换热器，包括壳体(1)，其特征在于，还包括贯穿且伸出至所述壳体(1)两端的若干钛管(3)，若干所述钛管(3)的端部共同垂直贯穿有管板(4)，两个所述管板(4)的外侧分别密封套设有一端敞口一端封闭的封头筒(2)，所述封头筒(2)敞口一端与所述壳体(1)端部密封连接；

所述封头筒(2)的封闭一端与所述管板(4)的一侧形成与所述钛管(3)内部连通的管程，所述管板(4)的另一侧与所述封头筒(2)形成与所述壳体(1)内侧连通的壳程，所述壳体(1)一端的封头筒(2)侧部分别设置有与所述管程和所述壳程连通的进液口一(21)和出液口二(22)，所述壳体(1)另一端的封头筒(2)侧部分别设置有与所述进液口一(21)连通的出液口一(26)和与所述出液口二(22)连通的进液口二(27)；

所述封头筒(2)内部设置有用于防止所述管板(4)串动的限位圈(24)。

2.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述封头筒(2)封闭一端的侧部对称设置有若干支撑板(23)，所述支撑板(23)的长度大于所述出液口二(22)的长度且大于所述进液口一(21)的长度，两相邻所述换热器通过所述支撑板(23)堆叠连接。

3.根据权利要求2所述的壳管式换热器，其特征在于，所述封头筒(2)敞口一端的外侧设置有挡圈一(25)，所述壳体(1)的外侧设置有与所述挡圈一(25)对接的挡圈二(12)，所述挡圈一(25)与所述挡圈二(12)通过环形卡件(5)连接；

所述环形卡件(5)包括两侧分别卡接在所述挡圈一(25)与所述挡圈二(12)外侧卡接带、分别与所述卡接带两端可分离连接的紧固接头；

所述卡接带包括若干首尾铰接的U形块(51)，所述U形块(51)的两内侧间距由底端向敞口一端逐渐扩大，所述U形块(51)的两内侧分别与所述挡圈一(25)、所述挡圈二(12)抵接，所述挡圈一(25)与所述挡圈二(12)之间设置有密封垫。

4.根据权利要求3所述的壳管式换热器，其特征在于，所述紧固接头包括一端与所述卡接带一端中U形块(51)铰接的活动块(53)、一端与所述卡接带另一端中U形块(51)铰接的固定块(52)，所述活动块(53)的另一端与所述固定块(52)的另一端通过连接杆(56)螺纹连接；

所述活动块(53)的另一端侧部设置有支撑块(55)，所述支撑块(55)上贯通设置有螺纹孔，所述固定块(52)的另一端侧部设置有L形板(54)，所述连接杆(56)转动设置在所述L形板(54)上，所述连接杆(56)的一端侧部设置有与所述螺纹孔螺接的外螺纹，所述连接杆(56)的另一端设置有锥齿轮一(57)，所述L形板(54)上设置有与所述锥齿轮一(57)啮合的锥齿轮二(58)，所述锥齿轮二(58)同轴连接有螺帽，所述锥齿轮二(58)通过所述螺帽转动设置在所述L形板(54)上。

5.根据权利要求4所述的壳管式换热器，其特征在于，所述管板(4)的外径小于所述壳体(1)的内径。

6.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述封头筒(2)与所述壳体(1)通过法兰连接。

7.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述封头筒(2)的敞口一端套设于所述壳体(1)的外侧，所述壳体(1)与所述封头筒(2)之间设置有密封圈一(11)。

8.根据权利要求1所述的壳管式换热器，其特征在于，所述管板(4)与所述封头筒(2)之间设置有密封圈二(41)。