一种具有套管式结构的换热单元及换热器的制作方法

1.本发明涉及热交换技术领域，具体地说是一种具有套管式结构的换热单元及换热器。


背景技术：

2.换热器广泛应用于需要进行散热、热量交换、热量回收利用以及蒸发等场所。近年来，微通道换热器逐渐开始得到应用；
3.现有的套管式换热器换热首先管穿于外套管内，整支经机械强制弯制多圈后、套管内换热管经强制变形后，换热管一面会很紧的贴在外套管的内壁上，另一面会形成空位，使得介质通道不均、换热不均、易堵塞；此外由于多圈弯制形成圆体，占用空间大，无清洗端口，换热管结垢、堵塞后，用人工和机械清理都无法清理、清洗，使其换热效果下降很快；因此需要开发一种介质流动阻力小，换热效率高，且拆装维护便捷，并且长期使用后密封性能保持良好的套管式换热器。


技术实现要素：

4.本发明通过设置两种不同管径的管子套接与对应的管箱形成相互独立且逆向流动的流道并在管子与管箱连接处设置锥形的密封槽解决管子与管箱之间的密封，解决了现有的换热器结构拆装不便捷，不便于维护，换热效率不高且密封性差容易串液的问题。
5.针对上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
6.一种具有套管式结构的换热单元，包括换热模块，所述换热模块的一侧连接有输入管a和输出管b，其另一侧连接有输出管a和输入管b，所述换热模块由多个套管式组件组成，所述套管式组件由a管和b管套设而成，所述a管的管径小于b管的管径；所述a管一端与输入管a相通其另外一端与输出管a相通，所述b管一端与输入管b相通其另外一端与输出管b相通；所述输入管a、并联的多根a管以及输出管a一起形成独立的a流体流道，所述输入管b、并联的多根b管以及输出管b一起形成独立的b流体流道。
7.作为一种优选，所述输入管a与a管的一端之间设置有a流体入口管箱，所述输出管a与a管的另一端之间设置有a流体出口管箱；所述输入管b与b管的一端之间设置有b流体入口管箱，所述输出管b与b管的另一端之间设置有b流体出口管箱。
8.作为一种优选，所述a流体入口管箱和b流体出口管箱之间以及a流体出口管箱和b流体入口管箱之间均设置有隔板，所述隔板上开设有与a管外径匹配的安装孔a，a管穿过安装孔a与隔板密封连接；所述b流体入口管箱和b流体出口管箱朝换热模块的一侧均设置有封板，所述封板上开设有与b管外径匹配的安装孔b，b管穿过安装孔b与封板密封连接。
9.作为一种优选，所述安装孔a的端口处开设有密封槽a，密封槽a内设置有紧密套设在a管上的密封圈a，所述安装孔b的端口处开设有密封槽b，密封槽b内设置有紧密套设在b管上的密封圈b。
10.作为一种优选，所述密封槽a和密封槽b均为底部直径大端口处直径小的锥形槽结
构，其内侧壁为一斜面，所述密封圈a和密封圈b分别置于密封槽a和密封槽b时处于受所述斜面挤压的状态，其中斜面与a管或b管的长度方向之间所成的夹角为20
‑
30度之间。
11.作为一种优选，所述套管式组件由a管插入b管内，a管两端伸出b管两端口。
12.作为一种优选，所述套管式组件中至少有一根a管插入b管内。
13.作为一种优选，在所述套管式组件中，a流体流道内流体的流动方向与b流体流道内流体的方向相反。
14.作为一种优选，所述套管式组件中a管内径为0.1
‑
2mm闭区间。
15.作为一种优选，所述a流体入口管箱、a流体出口管箱、b流体入口管箱以及b流体出口管箱出口管箱是密封的管式结构或密封箱体式结构。
16.一种具有套管式结构的换热器，包括外框以及设置在外框上方的盖板，所述外框内设置多个前述的换热单元，所述盖板上开设供进输出管穿过的孔。
17.作为一种优选，所述a流体入口管箱和b流体入口管箱内均设置有分液调压组件；所述分液调压组件为设置在a管入口处的分液塞，分液塞上设置分液通道。
18.作为一种优选，所述分液调压组件为插入管内的分液调压丝线，所述分液调压丝线外径小于管内径。
19.本发明的有益效果：
20.本发明通过设置两种不同直径的换热管，将粗管套设在细管上，并且通过设置进出管箱使得a管与管箱之间形成一个独立的流道，而b管与a管之间的间隙与其对应的管箱之间形成另一个独立的流道，两个流道内的介质逆向而流，形成良好的热交换，每根管子均独立连接至管箱，流动阻力小，热交换效率高并且通过设置的隔板和封板简便地分割出两组进出的管箱分别与两个流道连通，结构简单，拆装便捷，便于维护，其只需要解决a管和b管分别与对应管箱之间连接处的密封问题即可；
21.此外通过在连接处的安装孔a和安装孔b处设置密封槽和密封圈，完美解决密封问题，密封槽为锥形状，且密封槽的槽口处直径小于密封圈套设在管子上时的最大直径，使得密封圈被人工手动挤入密封槽后，密封槽的斜面能对密封圈产生一个斜向的作用力，斜向作用力分解后即可使得密封圈更为紧密地贴合在管子外壁以及对于的板面上避免两个管箱之间串液。
22.综上所述，该设备具有结构简单，拆装便捷，换热效率高，密封性好等优点，尤其适用于热交换设备技术领域。
附图说明
23.为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
24.图1为换热单元的结构示意图；
25.图2为流体入口管箱处的结构示意图；
26.图3为流体出口管箱处的的结构示意图
27.图4为图2的a处放大示意图；
28.图5为图2的b处放大示意图；
29.图6为换热器的结构示意图。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。
31.实施例一
32.如图1至图5所示，一种具有套管式结构的换热单元，包括换热模块1，所述换热模块1的一侧连接有输入管a201和输出管b302，其另一侧连接有输出管a202和输入管b301，所述换热模块1由多个套管式组件10组成，所述套管式组件10由a管101和b管102套设而成，所述a管101的管径小于b管102的管径；所述a管101一端与输入管a201相通其另外一端与输出管a202相通，所述b管102一端与输入管b301相通其另外一端与输出管b302相通；所述输入管a201、并联的多根a管101以及输出管a202一起形成独立的a流体流道，所述输入管b301、并联的多根b管102以及输出管b302一起形成独立的b流体流道。
33.如图2和图3所示的，输入管a201与a管101的一端之间设置有a流体入口管箱2，所述输出管a202与a管101的另一端之间设置有a流体出口管箱3；所述输入管b301与b管102的一端之间设置有b流体入口管箱4，所述输出管b302与b管102的另一端之间设置有b流体出口管箱5。
34.值得一提的是所述a流体入口管箱2和b流体出口管箱5之间以及a流体出口管箱3和b流体入口管箱4之间均设置有隔板100，所述隔板100上开设有与a管101外径匹配的安装孔a，a管101穿过安装孔a与隔板100密封连接；所述b流体入口管箱4和b流体出口管箱5朝换热模块1的一侧均设置有封板200，所述封板200上开设有与b管102外径匹配的安装孔b，b管102穿过安装孔b与封板200密封连接。
35.需要说明的是通过设置两种不同直径的换热管，将粗管套设在细管上，并且通过设置进出管箱使得a管与管箱之间形成一个独立的流道，而b管与a管之间的间隙与其对应的管箱之间形成另一个独立的流道，两个流道内的介质逆向而流，形成良好的热交换，每根管子均独立连接至管箱，流动阻力小，热交换效率高并且通过设置的隔板和封板简便地分割出两组进出的管箱分别与两个流道连通，结构简单，拆装便捷，便于维护，其只需要解决a管和b管分别与对应管箱之间连接处的密封问题即可。
36.如图4和图5所示的安装孔a的端口处开设有密封槽a10a，密封槽a10a内设置有紧密套设在a管101上的密封圈a101a，所述安装孔b的端口处开设有密封槽b10b，密封槽b10b内设置有紧密套设在b管102上的密封圈b101b。
37.所述密封槽a10a和密封槽b10b均为底部直径大端口处直径小的锥形槽结构，其内侧壁为一斜面300，所述密封圈a101a和密封圈b101b分别置于密封槽a10a和密封槽b10b时处于受所述斜面300挤压的状态。
38.此处通过在连接处的安装孔a和安装孔b处设置密封槽和密封圈，完美解决密封问题，密封槽为锥形状，且密封槽的槽口处直径小于密封圈套设在管子上时的最大直径，使得密封圈被人工手动挤入密封槽后，密封槽的斜面能对密封圈产生一个斜向的作用力，斜向作用力分解后即可使得密封圈更为紧密地贴合在管子外壁以及对于的板面上避免两个管箱之间串液。
39.其中套管式组件10由a管101插入b管102内，a管101两端伸出b管102两端口。
40.进一步地，所述套管式组件10中至少有一根a管101插入b管102内，也可以是多根a管插入b管内。
41.需要指出的是，在所述套管式组件10中，a流体流道内流体的流动方向与b流体流道内流体的方向相反。
42.进一步套管式组件10中a管101内径为0.1
‑
2mm闭区间。
43.所述a流体入口管箱2、a流体出口管箱3、b流体入口管箱4以及b流体出口管箱5出口管箱是密封的管式结构或密封箱体式结构。
44.实施例二
45.如图6所示的，一种具有套管式结构的换热器，包括外框7以及设置在外框7上方的盖板8，所述外框7内设置多个换热单元，所述盖板8上开设供进输出管穿过的孔。
46.a流体入口管箱2和b流体入口管箱4内均设置有分液调压组件6。
47.进一步地，所述分液调压组件6为设置在a管101入口处的分液塞，分液塞上设置分液通道；当然分液调压组件6也可以是插入管内的分液调压丝线，分液调压丝线的外径小于管的内径，长度可以根据要求而定。
48.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”等指示的方位或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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
49.当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
50.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。