一种复合型蒸发式空冷器的制作方法

1.本发明属于冷却设备领域，具体涉及一种复合型蒸发式空冷器。


背景技术：

2.蒸发式空冷器广泛应用于石油、化工等领域，其主要作用是对流体物料进行冷却，传统蒸发式空冷器主要有两种形式，其中一种是仅通过水的蒸发对物料进行散热，另一种是先通过空气对物料进行降温，然后再通过水的蒸发对空气进行降温，两种冷却方式各有优劣。
3.对于第一种方式，现有技术公开的蒸发式空冷器（授权公告号：cn209230322u，高效节能蒸发式空冷器）其结构简单，风阻较低，然而当物料温度较高时，冷却水喷洒在换热管上会加速换热管的氧化，影响换热管使用寿命。
4.对于第二种方式，现有技术公开的复合式蒸发空冷器（公开号：cn102759285a，一种复合式蒸发空冷器）其采用空冷的方式将物料降至预设温度（如80℃-120℃）以下，然后再利用水的蒸发降温，这样能够减缓换热管的老化，提高使用寿命，然而这种方式需要在空冷段设置散热翅片，结构复杂，风阻较大，且上溢的高温水汽会加速散热翅片的腐蚀，使用成本较高。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种复合型蒸发式空冷器，能够根据物料温度对冷却方式进行调节，保证冷却效率的同时，提高设备的使用寿命。
6.为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供了一种复合型蒸发式空冷器，包括：壳体，所述壳体侧壁的下方设有进风口，所述壳体顶部设有出风口，所述出风口内设有轴流风机；换热管，位于所述壳体内，所述换热管的两端贯穿至所述壳体外部，所述换热管包括彼此连通的空冷段和水冷段，所述空冷段位于所述水冷段的上方，所述空冷段上设有散热翅片；所述换热管的进液口上游设有温度传感器；喷淋管，安装于所述空冷段与所述水冷段之间，用于向所述水冷段喷洒冷却水；收水器，位于所述空冷段与所述喷淋管之间；蓄水槽，位于所述壳体底部，所述蓄水槽通过管路与所述喷淋管连接，且管路上设有喷淋泵；所述空冷段所在高度设有第一风道和第二风道，所述第一风道和所述第二风道为长条状，多个所述第一风道和所述第二风道交错布置，所述空冷段位于所述第一风道内；所述第一风道和所述第二风道之间设有共用壁，所述共用壁下方设有活动门，所述活动门上端与所述壳体铰接，任意相邻两共用壁下方的活动门对称开合设置，以使所述第一风道和所述第二风道能够在以下两工位间切换：工位一，所述第一风道下端被所述活动门封闭，且所述第二风道下端开启；以及
工位二，所述第一风道下端开启，且所述第二风道下端被所述活动门封闭。
7.在本发明的一可选实施例中，所述第一风道和所述第二风道下方的所述壳体的侧壁上设有辅助进风口，所述辅助进风口上设有挡风板，所述挡风板与所述壳体活动连接，所述活动门与所述挡风板之间设有联动机构，所述联动机构被装配为，当所述活动门自所述工位一运动至所述工位二时，所述联动机构能够带动所述挡风板将所述辅助进风口开启，且当所述活动门自所述工位二运动至所述工位一时，所述联动机构能够带动所述挡风板将所述辅助进风口关闭。
8.在本发明的一可选实施例中，所述第一风道两侧的两个所述活动门之间设有隔水网，当所述第一风道两侧的两个所述活动门将所述第一风道下方开启时，所述隔水网遮蔽于所述第一风道的下方，以阻止部分水雾进入所述第一风道。
9.在本发明的一可选实施例中，所述联动机构还被装配为当所述第一风道两侧的两个所述活动门将所述第一风道下方封闭时，所述联动机构能够将所述隔水网收折于所述第一风道两侧的两个所述活动门的上方。
10.在本发明的一可选实施例中，所述联动机构包括所述第一风道两端的所述壳体的侧壁上设置的摆臂，每个所述第一风道的两端各设置两个所述摆臂，两个所述摆臂分别与所述壳体铰接，两个所述摆臂的摆动端分别设有一活动撑杆，两个所述摆臂之间的所述壳体上设有一固定撑杆，所述活动撑杆和所述固定撑杆的长度方向分别与所述第一风道的长度方向平行，所述隔水网的两端分别与所述第一风道下方的两个所述活动门连接，所述隔水网分别从两个所述活动撑杆的上方绕过，且所述隔水网的中部从所述固定撑杆的下方绕过；所述摆臂的铰接轴上设有扭簧，当所述第一风道下方的两个所述活动门闭合时，两个所述摆臂在所述扭簧的作用下向两个所述活动门之间的上方收拢，当所述第一风道下方的两个所述活动门开启时，所述活动门能够通过所述隔水网拉拽所述活动撑杆，以使两个所述摆臂分别向两侧展开。
11.在本发明的一可选实施例中，所述辅助进风口位于所述活动撑杆的运动路径上，所述挡风板与所述活动撑杆固接，当两个所述活动撑杆相互合拢时，能够带动所述挡风板遮蔽于所述辅助进风口上，且当两个所述活动撑杆相互展开时，能够带动所述挡风板从所述辅助进风口上移除。
12.在本发明的一可选实施例中，所述壳体的外壁上设有用于驱动相邻两活动门相互开合的驱动机构。
13.在本发明的一可选实施例中，所述驱动机构包括沿垂直于所述第一风道长度的方向活动设置的滑杆，以及与所述活动门的转轴固接的摆杆，相邻两所述活动门上的摆杆分别悬伸于所述活动门的转轴的上下两侧，所述摆杆上设有导销，所述滑杆上设有分别两上下两侧悬伸设置的驱动板，所述驱动板上设有竖直腰型孔，其中向上悬伸设置的所述驱动板的所述竖直腰型孔与向上悬伸设置的所述摆杆上的所述导销构成滑动配合，向下悬伸设置的所述驱动板的所述竖直腰型孔与向下悬伸设置的所述摆杆上的所述导销构成滑动配合；所述壳体上设有用于驱动所述滑杆滑动的直线驱动元件。
14.在本发明的一可选实施例中，所述直线驱动元件包括与所述滑杆平行的丝杆，所述丝杆与所述壳体转动连接，所述滑杆上设有螺母块，所述螺母块与所述丝杆构成螺纹配合，所述丝杆与一伺服电机的主轴连接，所述伺服电机和所述温度传感器与自动控制模块
连接。
15.在本发明的一可选实施例中，所述收水器包括多个沿水平方向间隔设置的v形板，各所述v形板的开口朝向同一水平方向设置。
16.本发明的有益效果在于：本发明在换热管的空冷段设置双工位风道，当物料温度较高时，气流经过空冷段，物料通过空冷段进行预冷，然后进入水冷段进行冷却，避免出现高温物料直接进入水冷段而导致水冷段表面加速氧化的现象，另外，当物料温度较低时，不需要进行预冷，气流能够绕过空冷段直接排出，减小了风阻，同时减少散热翅片与水雾的接触，提高散热翅片的使用寿命。
附图说明
17.图1是本发明的实施例所提供的复合型蒸发式空冷器的立体图；图2是本发明的实施例所提供的复合型蒸发式空冷器另一视角的立体图；图3是本发明的实施例所提供的复合型蒸发式空冷器的主视图；图4是图3的i局部放大视图；图5是图3的b-b剖视图；图6是图5的c-c剖视图；图7是图6的ii局部放大视图；图8是本发明的实施例所提供的壳体的立体图，图中隐去了壳体的顶壁；图9是本发明的实施例所提供的复合型蒸发式空冷器的内部结构立体图；图10是本发明的实施例所提供的联动机构的立体图；图11是本发明的实施例所提供的联动机构的爆炸图；图中各附图标记的含义为：10、壳体；101、进风口；102、出风口；103、蓄水槽；104、第一风道；105、第二风道；106、辅助进风口；11、喷淋泵；12、伺服电机；121、丝杆；13、滑杆；131、驱动板；132、螺母块；14、摆臂；141、活动撑杆；15、挡风板；16、固定撑杆；20、换热管；21、空冷段；211、散热翅片；22、水冷段；30、喷淋管；40、收水器；50、活动门；51、摆杆；60、共用壁；70隔水网。
具体实施方式
18.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
19.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
20.请参阅图1-图11所示，一种复合型蒸发式空冷器，包括壳体10、换热管20、喷淋管
30、收水器40和蓄水槽103，具体的，所述壳体10侧壁的下方设有进风口101，所述壳体10顶部设有出风口102，所述出风口102内设有轴流风机（图未示出）；所述换热管20，位于所述壳体10内，所述换热管20的两端贯穿至所述壳体10外部，所述换热管20包括彼此连通的空冷段21和水冷段22，所述空冷段21位于所述水冷段22的上方，所述空冷段21上设有散热翅片211；所述换热管20的进液口上游设有温度传感器（图未示出）；所述喷淋管30安装于所述空冷段21与所述水冷段22之间，用于向所述水冷段22喷洒冷却水；所述收水器40位于所述空冷段21与所述喷淋管30之间；所述蓄水槽103位于所述壳体10底部，所述蓄水槽103通过管路与所述喷淋管30连接，且管路上设有喷淋泵11；所述空冷段21所在高度设有第一风道104和第二风道105，所述第一风道104和所述第二风道105为长条状，多个所述第一风道104和所述第二风道105交错布置，所述空冷段21位于所述第一风道104内；所述第一风道104和所述第二风道105之间设有共用壁60，所述共用壁60下方设有活动门50，所述活动门50上端与所述壳体10铰接，任意相邻两共用壁60下方的活动门50对称开合设置，以使所述第一风道104和所述第二风道105能够在以下两工位间切换：工位一，所述第一风道104下端被所述活动门50封闭，且所述第二风道105下端开启；以及工位二，所述第一风道104下端开启，且所述第二风道105下端被所述活动门50封闭。
21.本发明在换热管20的空冷段21设置双工位风道，当物料温度较高时，气流经过空冷段21，物料通过空冷段21进行预冷，然后进入水冷段22进行冷却，避免高温物料直接进入水冷段22而导致水冷段22表面加速氧化的现象，另外，当物料温度较低时，不需要进行预冷，气流能够绕过空冷段21直接排出，减小了风阻，同时减少散热翅片211与水雾的接触，提高散热翅片211的使用寿命。
22.请参阅图6、7、8所示，在本发明的一可选实施例中，所述第一风道104和所述第二风道105下方的所述壳体10的侧壁上设有辅助进风口106，所述辅助进风口106上设有挡风板15，所述挡风板15与所述壳体10活动连接，所述活动门50与所述挡风板15之间设有联动机构，所述联动机构被装配为，当所述活动门50自所述工位一运动至所述工位二时，所述联动机构能够带动所述挡风板15将所述辅助进风口106开启，且当所述活动门50自所述工位二运动至所述工位一时，所述联动机构能够带动所述挡风板15将所述辅助进风口106关闭。可以理解的是，辅助进风口106进入的空气不会经过水冷段22，因此这部分空气是低温干燥气体，能够有效提升空冷段21的散热效率，同时减轻对散热翅片211的腐蚀。
23.请参阅图7所示，在本发明的一可选实施例中，所述第一风道104两侧的两个所述活动门50之间设有隔水网70，当所述第一风道104两侧的两个所述活动门50将所述第一风道104下方开启时，所述隔水网70遮蔽于所述第一风道104的下方，以阻止部分水雾进入所述第一风道104。隔水网70能够对水雾起到一定的阻挡作用，进一步减轻对散热翅片211的腐蚀，隔水网70例如可以是憎水玻璃纤维网。
24.请参阅图7、10、11所示，在本发明的一可选实施例中，所述联动机构还被装配为当所述第一风道104两侧的两个所述活动门50将所述第一风道104下方封闭时，所述联动机构能够将所述隔水网70收折于所述第一风道104两侧的两个所述活动门50的上方。
25.请参阅图7、10、11所示，在本发明的一可选实施例中，所述联动机构包括所述第一风道104两端的所述壳体10的侧壁上设置的摆臂14，每个所述第一风道104的两端各设置两个所述摆臂14，两个所述摆臂14分别与所述壳体10铰接，两个所述摆臂14的摆动端分别设
有一活动撑杆141，两个所述摆臂14之间的所述壳体10上设有一固定撑杆16，所述活动撑杆141和所述固定撑杆16的长度方向分别与所述第一风道104的长度方向平行，所述隔水网70的两端分别与所述第一风道104下方的两个所述活动门50连接，所述隔水网70分别从两个所述活动撑杆141的上方绕过，且所述隔水网70的中部从所述固定撑杆16的下方绕过；所述摆臂14的铰接轴上设有扭簧（图未示出），当所述第一风道104下方的两个所述活动门50闭合时，两个所述摆臂14在所述扭簧的作用下向两个所述活动门50之间的上方收拢，当所述第一风道104下方的两个所述活动门50开启时，所述活动门50能够通过所述隔水网70拉拽所述活动撑杆141，以使两个所述摆臂14分别向两侧展开。
26.请参阅图7、8、10、11所示，在本发明的一可选实施例中，所述辅助进风口106位于所述活动撑杆141的运动路径上，所述挡风板15与所述活动撑杆141固接，当两个所述活动撑杆141相互合拢时，能够带动所述挡风板15遮蔽于所述辅助进风口106上，且当两个所述活动撑杆141相互展开时，能够带动所述挡风板15从所述辅助进风口106上移除。
27.请参阅图10、11所示，在本发明的一可选实施例中，所述壳体10的外壁上设有用于驱动相邻两活动门50相互开合的驱动机构。
28.请参阅图10、11所示，在本发明的一可选实施例中，所述驱动机构包括沿垂直于所述第一风道104长度的方向活动设置的滑杆13，以及与所述活动门50的转轴固接的摆杆51，相邻两所述活动门50上的摆杆51分别悬伸于所述活动门50的转轴的上下两侧，所述摆杆51上设有导销，所述滑杆13上设有分别两上下两侧悬伸设置的驱动板131，所述驱动板131上设有竖直腰型孔，其中向上悬伸设置的所述驱动板131的所述竖直腰型孔与向上悬伸设置的所述摆杆51上的所述导销构成滑动配合，向下悬伸设置的所述驱动板131的所述竖直腰型孔与向下悬伸设置的所述摆杆51上的所述导销构成滑动配合；所述壳体10上设有用于驱动所述滑杆13滑动的直线驱动元件。
29.请参阅图10、11所示，在本发明的一可选实施例中，所述直线驱动元件包括与所述滑杆13平行的丝杆121，所述丝杆121与所述壳体10转动连接，所述滑杆13上设有螺母块132，所述螺母块132与所述丝杆121构成螺纹配合，所述丝杆121与一伺服电机12的主轴连接，所述伺服电机12和所述温度传感器与自动控制模块连接。
30.请参阅图5、9所示，在本发明的一可选实施例中，所述收水器40包括多个沿水平方向间隔设置的v形板，各所述v形板的开口朝向同一水平方向设置。所述收水器40能够附着水雾，水雾在收水器40上凝结成水珠后向下掉落，降低了水资源损耗，同时减缓了散热翅片211的腐蚀。
31.本发明的具体工作过程和原理如下：请参阅图6、7所示，当温度传感器检测到物料温度较高时，例如温度高于120℃时，活动门50切换至图中虚线所示状态，此时第一风道104底部开启，隔水网70展开，同时辅助进风口106开启，气流经过空冷段21，对物料进行预冷；当物料温度较低时，例如低于80℃时，请参阅图4、6、7、10、11所示，伺服电机12驱动滑杆13运动，滑杆13通过摆杆51带动活动门50翻转至图7实线状态，此过程中，摆臂14在扭簧作用下向上摆动，进而将隔水网70收折于活动门50上方，同时挡风板15跟随摆臂14运动，进而将辅助进风口106关闭，此时气流仅通过第二风道105向上流动，气流不经过空冷段21，进而风阻较小；当物料温度再次升高时，伺服电机12驱动滑杆13反向运动，滑杆13通过摆杆51将活动门50重新切换至虚线状态，此
过程中，活动门50通过隔水网70拉拽活动撑杆141，活动撑杆141带动摆臂14摆动，挡风板15跟随摆臂14摆动进而将辅助进风口106再次开启，于此同时隔水网70再次展开，此时第二风道105闭合，气流仅通过第一风道104向上运动，进而对空冷段21进行冷却。
32.本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。