專利名稱：多級供熱螺旋波形管熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種以螺旋波形管(中國專利ZL99216142·8)為熱交換元件，可同時為多個用戶提供不同參數(shù)熱源的熱交換器。屬于熱交換設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
普通熱交換器的換熱元件是直光管，或‘U’形光管，這種熱交換器換熱效率低。近年采用較多的球形波節(jié)管熱交換器，換熱效率比直光管熱交換器高，但流體通過球形波節(jié)管時所受阻力較大。當(dāng)‘U’形管熱交換器的管子泄露時，工人要從較小的‘人孔’鉆進(jìn)狹窄的水室將泄漏的‘U’形管的兩端焊死。如果這樣焊死的‘U’形管超過一定數(shù)量，整個熱交換器就要報廢。上述熱交換器每一臺只能向一個特定的用戶提供一種參數(shù)的熱源。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種可同時向多個用戶提供不同參數(shù)的熱水和蒸汽熱源的螺旋波形管熱交換器。這種熱交換器換熱效率較高，管中流體所受阻力較小，熱交換器兩端端蓋可方便的打開，螺旋波形管可以更換，熱交換器使用壽命長。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的多級供熱螺旋波形管熱交換器由筒體、前后端蓋、前后端孔板、縱隔板、橫隔板、螺旋波形管管系、入水口、一級出水口、二級出水口、三級出水口、末級出水口、進(jìn)汽口、一級排汽口、二級排汽口、三級排汽口、末級排汽口、疏水出口及水位表等構(gòu)成。螺旋波形管由直光管經(jīng)軋制等塑性加工形成表面帶有螺旋形溝槽的異形管材，其兩端仍保留一段直光管段，以便與前后端孔板相連接?？v隔板與筒體軸線平行，并將筒體和孔板形成的汽室分割成相互連通的若干空間。橫隔板與孔板平行，其缺口相互交錯布置。橫隔板上開有與孔板相對應(yīng)的孔，螺旋波形管從該孔中穿過。前后端蓋與前后端孔板的連接采用內(nèi)插鍵塊連接結(jié)構(gòu)(中國專利ZL00202447.0)?？装暹吘夐_有外側(cè)環(huán)形槽，端蓋邊緣內(nèi)側(cè)開有與孔板上外側(cè)環(huán)形槽相對應(yīng)的內(nèi)側(cè)環(huán)形槽。端蓋邊緣內(nèi)側(cè)與孔板邊緣相配合，其上的內(nèi)外側(cè)環(huán)形槽形成一個環(huán)形空間，在端蓋邊緣外側(cè)對應(yīng)于內(nèi)側(cè)環(huán)形槽處開有略大于環(huán)形槽寬度的‘窗口’孔。形狀為環(huán)形空間若干分之一的鍵塊從‘窗口’孔插入到環(huán)形空間中，直至填滿環(huán)形空間。與‘窗口’孔相配合的蓋板將‘窗口’孔蓋住。另有與孔板邊緣相配合的密封圈通過壓緊圈壓緊在端蓋邊緣內(nèi)側(cè)倒角與壓緊圈內(nèi)側(cè)倒角形成的環(huán)形空間中。壓緊圈與端蓋邊緣用螺釘連接。端蓋內(nèi)設(shè)有隔板將端蓋與孔板形成的空間分為若干區(qū)域。端蓋隔板與孔板接觸端開有直槽，密封條裝在直槽中并與其滑動配合。在直槽底部側(cè)面相對于水壓力較高的一側(cè)開有數(shù)個小孔，以便充水后在密封條背部產(chǎn)生壓力增強(qiáng)密封效果。由入水口、水室中被分割的空間、螺旋波形管系和出水口構(gòu)成一條曲折的水循環(huán)通道。由進(jìn)汽口、筒體與孔板形成的汽室被縱隔板分隔成的若干相互聯(lián)通的空間及排汽口構(gòu)成一條曲折的蒸汽循環(huán)通道。入出水口和進(jìn)排汽口的設(shè)置使水循環(huán)和蒸汽循環(huán)的流向相反。與入出水口、進(jìn)排汽口連接的管路上裝有閥門，用以調(diào)節(jié)和控制供給用戶的熱水和蒸汽的溫度、壓力和流量。
本實(shí)用新型與直光管熱交換器或球形波節(jié)管熱交換器相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型因?yàn)椴捎寐菪ㄐ喂茏鳠峤粨Q元件，其表面積比同規(guī)格直光管大，水在管中流動時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)和擾動，比直光管換熱效果好，所以螺旋波形管熱交換器比直光管熱交換器換熱效率高。
2.因?yàn)楸緦?shí)用新型具有多個出水口和排汽口，它們分別處于水循環(huán)通道和蒸汽循環(huán)通道的不同區(qū)段，所以一臺螺旋波形管熱交換器可同時向多個用戶提供不同參數(shù)的熱水和蒸汽。
3.因?yàn)楸緦?shí)用新型端蓋與孔板采用內(nèi)插鍵塊連接結(jié)構(gòu)，端蓋可以方便地拆裝，所以便于維修和更換已損壞的螺旋波形管，檢修工人工作條件好。
4.因?yàn)槁菪ㄐ喂芨魈幗孛嫦嗟龋谄渲辛鲃幼枇^小，動能損失較少，所以螺旋波形管熱交換器比球形波節(jié)管熱交換器綜合熱效率高。
5.因?yàn)樗诼菪ㄐ喂苤辛鲃訒r產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，受離心力作用，管中心處壓力較貼近管壁處壓力低，因溫度變化而析出的氣體集中在管中心處，這樣可避免兩相流對管壁的嚴(yán)重沖刷磨損，所以螺旋波形管熱交換器的使用壽命較長。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及附圖給出。


圖1是根據(jù)本實(shí)用新型提出的螺旋波形管熱交換器的剖面圖。
圖2是
圖1的K向視圖。
圖3是
圖1的A-A剖面圖。
圖4是螺旋波形管。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明依據(jù)本實(shí)用新型提出的具體裝置的細(xì)節(jié)及工作情況，它并不作為對本實(shí)用新型的限定。
多級供熱螺旋波形管熱交換器由筒體(1)、支座(2)、縱隔板(3)、橫隔板(4)、前端孔板(12)、后端孔板(21)、前端蓋(8)、后端蓋(20)、前端蓋隔板(10)、后端蓋隔板(23)、螺旋波形管管系(16)、入水口(9)、一級出水口(24)、二級出水口(32)、三級出水口(22)、末級出水口(11)、進(jìn)汽口(15)、一級排汽口(29)、二級排汽口(30)、三級排汽口(31)、末級排汽口(7)、疏水出口(6)，水位表(34)、密封圈(19)、壓緊圈(18)、密封條(27)、內(nèi)插鍵塊(37)及‘窗口’蓋板(28)等構(gòu)成。筒體(1)用16MnR鋼板卷制而成。兩塊相互垂直相交的縱隔板(3)固定在筒體中，其交線與筒體軸線相重合。兩塊縱隔板沿筒體軸線方向錯開一段距離，每塊縱隔板只有一端分別與前端孔板(12)和后端孔板(21)相連接。兩塊縱隔板將由筒體和前后端孔板圍成的汽室空間分割為相互連通的C、D、E、F四部分。呈扇面形和缺角正方形的橫隔板(4)相互交錯固定于C、D、E、F四部分汽室空間中，與縱隔板相垂直，而與前后端孔板相平行。橫隔板上開有直徑略大于螺旋波形管(16)外徑的孔，其數(shù)量和位置與前后端孔板上的孔相對應(yīng)。在縱隔板與筒體下端結(jié)合處開有疏水通孔(5)?？v橫隔板均用20#鋼板制成。前端孔板(12)和后端孔板(21)用18MnMoNb鍛件或16MnR厚鋼板加工制成。在孔板上密布與螺旋波形管兩端直光管段外徑相配合的孔。用1Cr18Ni9Ti直光管軋制而成的螺旋波形管狀如麻花。在螺旋波形管段每隔一定距離軋出一道環(huán)形淺溝槽(36)，在管內(nèi)壁則為淺環(huán)形凸臺，其作用是使水流經(jīng)環(huán)形凸臺時產(chǎn)生擾動，增強(qiáng)熱交換效果。螺旋波形管從一端孔板的孔中插入，穿過橫隔板中相對應(yīng)的孔，從另一端孔板的孔中穿出。螺旋波形管兩端的直光管段經(jīng)脹接、焊接與孔板相連接。在孔板邊緣加工出外側(cè)環(huán)形槽(13)。在端蓋邊緣內(nèi)側(cè)開有與孔板上外側(cè)環(huán)形槽寬度相等的內(nèi)側(cè)環(huán)形槽(14)。在端蓋內(nèi)設(shè)置端蓋隔板。端蓋邊緣內(nèi)側(cè)與孔板邊緣外側(cè)滑動配合。當(dāng)端蓋隔板端面與孔板端面接觸時，端蓋邊緣的內(nèi)側(cè)環(huán)形槽與孔板邊緣的外側(cè)環(huán)形槽剛好對齊，形成一個環(huán)形空間。形狀為環(huán)形空間若干分之一的瓦塊狀內(nèi)插鍵塊(37)與環(huán)形空間滑動配合。內(nèi)插鍵塊(37)用35CrMoA鋼調(diào)質(zhì)后加工制成，在其中部加工一個螺孔，以便于內(nèi)插鍵塊從環(huán)形槽中取出。對于壓力等級不高的螺旋波形管熱交換器，內(nèi)插鍵塊可采用與環(huán)形空間相配合的圓柱體形狀。在端蓋邊緣對應(yīng)內(nèi)側(cè)環(huán)形槽處開有略大于內(nèi)插鍵塊的‘窗口’孔(38)。用20#鋼制成的與‘窗口’孔相配合的‘窗口’蓋板(28)將‘窗口’孔蓋住?！翱凇w板用螺釘固定在端蓋上。在‘窗口’蓋板與端蓋之間墊有用丁基橡膠制成的密封墊。端蓋隔板與孔板接觸端開有直槽(26)，在直槽底部水室壓力較高一側(cè)開有數(shù)個小孔(25)。用石棉包裹石墨制成的密封條(27)裝在直槽(26)中。密封條背部帶有‘∏’形金屬夾，與直槽側(cè)壁相配合。當(dāng)水從小孔(25)進(jìn)入直槽(26)底部時，水壓將帶有金屬夾的密封條壓緊在孔板端面上。端蓋邊緣端部均布多個螺釘孔，其內(nèi)側(cè)加工出較大的倒角。用20#鋼制成的壓緊圈(18)加工有與端蓋端部螺釘孔相對應(yīng)的孔。壓緊圈內(nèi)徑與孔板外徑相配合，其內(nèi)側(cè)加工出較大的倒角。用丁基橡膠制成的密封圈(19)被夾緊在端蓋邊緣內(nèi)側(cè)倒角與壓緊圈內(nèi)側(cè)倒角形成的環(huán)形空間中。螺釘(17)將壓緊圈(18)固定在端蓋上，并壓緊密封圈(19)。在端蓋邊緣外側(cè)固定有耳板(35)，用于轉(zhuǎn)動端蓋。在前端蓋上開設(shè)有入水口(9)、二級出水口(32)和末級出水口(11)。它們分別與呈丁字形的前端蓋隔板(10)所分割的三部分水室空間相連通。在后端蓋上開設(shè)有二級出口(24)和三級出水口(22)。它們分別與被后端蓋隔板(23)分割的兩部分水室空間相連通。在筒體上開設(shè)有進(jìn)汽口(15)、一級排汽口(29)、二級排汽口(30)、三級排汽口(31)、末級排汽口(7)和疏水出口(6)。水位表(34)裝在筒體下方外側(cè)，通過連通管(33)與疏水出口及筒體相連通。
工作時，水從入水口(9)進(jìn)入前端蓋對應(yīng)筒體F區(qū)的水室，通過孔板及螺旋波形管系流經(jīng)筒體F區(qū)，穿過后端孔板進(jìn)入后端蓋下部水室；在此處一部分水經(jīng)一級出水口(24)輸送至用戶，其余經(jīng)孔板進(jìn)入筒體E區(qū)管系，經(jīng)前端孔板進(jìn)入前端蓋對應(yīng)筒體D、E區(qū)的水室；在此處一部分水經(jīng)二級出水口(32)輸送至用戶，其余經(jīng)孔板進(jìn)入筒體D區(qū)管系，經(jīng)后端孔板進(jìn)入后端蓋上端水室；在此處一部分水經(jīng)三級出水口(22)輸送至用戶，其余經(jīng)后端孔板進(jìn)入筒體C區(qū)管系，經(jīng)前端孔板進(jìn)入前端蓋對應(yīng)筒體C區(qū)的水室，并經(jīng)末級出水口(11)輸送至最后一個熱水用戶。與此同時，蒸汽從進(jìn)汽口(15)進(jìn)入筒體C區(qū)，沿管系及橫隔板空隙曲折流至后端孔板附近；在此處蒸汽經(jīng)縱隔板與后端孔板間的空隙進(jìn)入筒體D區(qū)，其中一部分蒸汽經(jīng)一級排汽口(29)輸送至用戶，其余蒸汽曲折流至前端孔板附近；在此處蒸汽經(jīng)縱隔板與前端孔板間的空隙進(jìn)入筒體E區(qū)，其中一部分蒸汽經(jīng)二級排氣口(30)輸送至用戶，其余蒸汽曲折流至后端孔板附近；在此處蒸汽經(jīng)縱隔板與后端孔板間的空隙進(jìn)入筒體F區(qū)，其中一部分蒸汽經(jīng)三級排汽口(31)輸送至用戶，其余蒸汽曲折流至前端孔板附近，并經(jīng)末級排汽口(7)輸送至最后一個蒸汽用戶。水與蒸汽流向及流程相反。水沿流程溫度逐漸升高。蒸汽沿流程溫度逐漸降低，其中一部分蒸汽凝結(jié)為疏水從疏水口(6)排出。
權(quán)利要求1.多級供熱螺旋波形管熱交換器由筒體(1)、支座(2)、縱隔板(3)、橫隔板(4)、前端蓋(8)、前端蓋隔板(10)、前端孔板(12)、后端蓋(20)、后端蓋隔板(23)、后端孔板(21)、螺旋波形管管系(16)、入水口(9)、一級出水口(24)、二級出水口(32)、三級出水口(22)、末級出水口(11)、進(jìn)汽口(15)、一級排汽口(29)、二級排汽口(30)、三級排汽口(31)、末級排汽口(7)、疏水出口(6)及水位表(34)構(gòu)成，其特征在于以螺旋波形管做熱交換元件，螺旋波形管是在直光管表面軋制出螺旋形溝槽，狀如麻花，其兩端仍保留一段直光管段，在螺旋波形管段每隔一定距離軋出一道淺環(huán)形溝槽(36)，相互垂直相交的縱隔板(3)固定在筒體(1)中，其交線與筒體軸線相重合，兩塊縱隔板沿筒體軸線錯開一段距離，每塊縱隔板只有一端分別與前端孔板(12)和后端孔板(21)相連接，兩塊縱隔板將由筒體和前后端孔板圍成的汽室空間分割為相互連通的C、D、E、F四部分，C、D通過縱隔板(3)與后端孔板(21)之間的空隙相連通，D、E通過縱隔板(3)與前端孔板(12)之間的空隙相連通，E、F通過縱隔板(3)與后端孔板(21)之間的空隙相連通，呈扇面形和缺角正方形的橫隔板(4)相互交錯固定與C、D、E、F四部分汽室中，與前后端孔板相平行，橫隔板上開有直徑略大于螺旋波形管外徑的孔，其數(shù)量和位置與前后端孔板上的孔相對應(yīng)，在縱隔板與筒體下端結(jié)合處開有疏水通孔(5)，前端蓋隔板(10)呈丁字形，后端蓋隔板(23)為一字形，端蓋隔板與孔板接觸端開有直槽(26)，在直槽底部水室壓力較高一側(cè)開有數(shù)個小孔(25)，用石棉包裹石墨制成的密封條(27)裝在直槽(26)中，密封條背部帶有‘∏’形金屬夾，與直槽側(cè)壁相配合，當(dāng)水從小孔(25)進(jìn)入直槽(26)底部時，水壓將帶有金屬夾的密封條壓緊在孔板端面上，孔板與端蓋的連接采用內(nèi)插鍵塊連接結(jié)構(gòu)，在孔板邊緣加工出外側(cè)環(huán)形槽(13)，在端蓋邊緣內(nèi)側(cè)開有與孔板上外側(cè)環(huán)形槽寬度相等的內(nèi)側(cè)環(huán)形槽(14)，當(dāng)端蓋隔板端面與孔板端面接觸時，端蓋邊緣的內(nèi)側(cè)環(huán)形槽與孔板邊緣的外側(cè)環(huán)形槽剛好對齊，形成一個環(huán)形空間，形狀為環(huán)形空間若于分之一的瓦塊狀內(nèi)插鍵塊(37)與環(huán)形空間滑動配合，在端蓋邊緣外側(cè)對應(yīng)內(nèi)側(cè)環(huán)形槽處開有略大于內(nèi)插鍵塊的‘窗口’孔(38)，內(nèi)插鍵塊由該孔插入并填滿環(huán)形空間，為便于內(nèi)插鍵塊從環(huán)形空間中取出，在內(nèi)插鍵塊中部加工一螺釘孔，與‘窗口’孔相配合的‘窗口’蓋板(28)用螺釘固定在端蓋上，在‘窗口’蓋板與端蓋之間墊有柔性密封墊，端蓋邊緣內(nèi)側(cè)加工出較大的倒角，與孔板外徑相配合的壓緊圈(18)，其內(nèi)側(cè)也加工出較大的倒角，柔性密封圈(19)被夾緊在端蓋邊緣內(nèi)側(cè)倒角與壓緊圈內(nèi)側(cè)倒角形成的環(huán)形空間中，螺釘(17)將壓緊圈(18)固定在端蓋上，并壓緊密封圈(19)，在端蓋邊緣外側(cè)固定有耳板(35)，用于轉(zhuǎn)動端蓋，在前端蓋上開設(shè)有入水口(9)、二級出水口(32)和末級出水口(11)，它們分別與呈丁字形的前端蓋隔板(10)所分割的三部分水室空間相連通，在后端蓋上開設(shè)有一級出水口(24)和三級出水口(22)，它們分別與被后端蓋隔板(23)分割的兩部分水室空間相連通，在筒體上開設(shè)有進(jìn)汽口(15)、一級排汽口(29)，二級排汽口(30)、三級排汽口(31)、末級排汽口(7)和疏水出口(6)，水位表(34)裝在筒體下方外側(cè)，通過連通管(33)與疏水出口及筒體相連通，工作時水與蒸汽的流向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征是內(nèi)插鍵塊(37)的形狀是與環(huán)形槽(13)和(14)形成的環(huán)形空間相配合的圓柱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征是螺旋波形管的材質(zhì)是20#鋼、黃銅及鈦合金。
專利摘要多級供熱螺旋波形管熱交換器由筒體、前后端蓋、前后端孔板、縱橫隔板、螺旋波形管系、入水口及多個出水口、進(jìn)汽口及多個排汽口、疏水出口及水位表等構(gòu)成,其特征是以螺旋波形管做熱交換元件,換熱效率高。該熱交換器可同時向多個用戶供應(yīng)不同參數(shù)的熱水和蒸汽。端蓋與孔板的連接采用內(nèi)插鍵塊連接結(jié)構(gòu),前后端蓋可方便地打開,便于更換已損壞的螺旋波形管。該熱交換器維修方便,使用壽命長。
文檔編號F24D19/00GK2497196SQ0122637
公開日2002年6月26日 申請日期2001年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月9日
發(fā)明者左學(xué)禹, 左占元, 潘朝輝 申請人:左學(xué)禹