缠绕管式换热器在绕制过程中的中间支撑结构的制作方法

本技术属于换热器，具体涉及一种缠绕管式换热器在绕制过程中的中间支撑结构。

背景技术：

1、目前缠绕管式换热器的芯体制作普遍采用中心筒转动将换热管缠绕在中心筒外周的方法，如专利号为zl201410663041.9的发明专利《一种绕管机》(授权公告号为cn104444563a)公开的绕管机，其包括有用于承载待绕管的托轮、送管装置和解管装置，送管装置由下至上依次包括送管底座、升降机构、精调机构、支撑座、径向调节机构和托轮；解管装置包括解管底座，解管底座上设有底盘，底盘上设有支架，支架上设有转盘上设有轴向夹紧机构、径向夹紧机构、伸缩套、防缩机构和各传感器及控制系统。该专利能够实时跟踪进管位置，调节送管高度、送管角度以及送管速度，保证了绕管质量。

2、现有的绕管机存在如下待解决的技术问题：

3、其一，如图1所示，绕管时中心筒1’水平布置，需要考虑中心筒1’在绕制过程中的挠度和弯曲应力，且需保证中心筒的挠度和弯曲应力控制在合理的范围内，若弯曲应力过大，会导致中心筒发生断裂，从而使中心筒损坏；若中心筒挠度过大，会造成如下影响：1、挠度过大更容易使中心筒发生疲劳断裂；2、若挠度过大，会导致芯体变形较大，影响后续组装；3、若挠度过大，会导致芯体上的连接结构损坏，且容易导致整个芯体会脱层，整个芯体外形尺寸变大，影响后续组装；4、中心筒挠度过大，会因两端圆形支撑板倾斜过大，影响整个绕制系统的平衡，从而使绕管机发生损坏；

4、其二，如图1所示，绕管时，中心筒1’多通过其两端的圆形管板2’支撑在支承座上，圆形管板2’与支承座相接触，并能相对支承座发生转动。随着绕管作业的进行，圆形管板会出现材料表面冷作硬化、损伤以及污染等问题，从而影响圆形管板的后续使用。

5、并且随着应用领域装置规模的扩大，换热器的直径和长度也做的越来越大，由于是水平绕制，为了保证水平绕制过程中的扰度和弯曲应力，中心筒的直径和厚度也会作相应的增大，使得中心筒占换热器的总质量比例相应上升，这无形中增大了换热器的外形、重量和制造成本。而在换热器实际运行过程中又往往是立式安装，对中心筒而言，无需考虑上述绕制过程中的扰度和弯曲应力，只要保证运行过程中的强度和刚度就行。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种缠绕管式换热器在绕制过程中的中间支撑结构，以避免中心筒因挠度以及弯曲应力过大而影响绕制。

2、本实用新型所要解决的第二个技术问题是提供一种缠绕管式换热器在绕制过程中的中间支撑结构，以避免绕制过程中管板损伤。

3、本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种缠绕管式换热器在绕制过程中的中间支撑结构，包括有：

4、中心外筒，内部中空；

5、第一管板，设于中心外筒的第一端部；

6、第二管板，设于中心外筒的第二端部；

7、其特征在于还包括有：

8、中心内筒，沿轴向插设于上述中心外筒内，并与上述中心外筒、第一管板、第二管板中的至少其中之一通过焊接的方式相连。

9、如此，绕管作业时，该中间支撑结构能提高结构强度，避免中心筒因挠度以及弯曲应力过大而影响绕制，绕管结束后，将中心内筒从中心外筒中抽出，仅缠绕有换热管的中心外筒以及第一、第二管板装配至换热器内，中心内筒可重复利用于其他需要绕管作业的中心外筒内。同时，本实用新型中，绕管作业时，中间支撑结构可通过第一、第二管板支撑在支承座上，以实现中间支撑结构在绕管时的转动。

10、上述的中心内筒可为空心结构，也可为实心结构。

11、优选地，所述中心内筒在其轴向上的长度大于所述中心外筒的长度，所述中心内筒的两端分别露于对应的中心外筒之第一端部、第二端部之外。除此之外，中心内筒也可其中一端露于对应的中心外筒的端部之外，或中心内筒藏于中心外筒内。

12、优选地，所述第一管板、第二管板分别设有供对应的中心内筒的端部穿过的通孔，所述第一管板与中心内筒之露于第一管板外的部位的外周壁之间通过焊接的方式连接，所述第二管板与中心内筒之露于第二管板外的部位的外周壁之间通过焊接的方式连接。当需要拆卸中心内筒时，将焊接处的焊点拆除，进行拆焊处理即可。

13、优选地，各管板之通孔的孔缘处设有沿轴向向外延伸的环形凸缘，所述环形凸缘套设在中心内筒的外周，并与中心内筒相焊接。

14、为进一步解决上述第二个技术问题，优选地，所述中心外筒、中心内筒之间同轴线布置；

15、所述中心内筒的两端分别连接有圆形端板，所述圆形端板的圆心位于所述轴线上，且两个圆形端板的直径相同并大于所述中心外筒的外径。

16、如此，在绕管时，中间支撑结构可通过两个圆形端板支撑在支撑座上，避免管板受损。

17、优选地，所述中心外筒的内周壁与所述中心内筒的外周壁相邻近或贴合。

18、在上述各方案中，优选地，沿着中心外筒之第一端部至第二端部的第一轴向方向，所述中心外筒具有依次相连的第一直筒段、过渡段和第二直筒段，所述第一直筒段、第二直筒段均沿第一轴向延伸，且所述第一直筒段的外径大于所述第二直筒段的外径，所述过渡段的外径沿第一轴向逐渐缩小，且过渡段之大头端的外径与第一直筒段的外径一致，过渡段之小头端的外径与第二直筒段的外径一致。

19、如此，由于第二直筒段的外径较小，能给位于第二直筒段上的管板提供较大的空间。

20、进一步地，所述第一直筒段的内径大于所述第二直筒段的内径，所述过渡段的内径沿第一轴向逐渐缩小，且过渡段之大头端的内径与第一直筒段的内径一致，过渡段之小头端的内径与第二直筒段的内径一致；

21、所述中心内筒之外周壁的形状与所述中心外筒之内周壁的形状一致。

22、如此，过渡段能作为限位用，避免绕管时中心内筒与中心外筒之间产生轴向位移。

23、与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过在中心外筒内插设中心内筒，且中心外筒的两端分别连接有第一管板、第二管板，绕管作业时，插设于中心外筒内的中心内筒一能增加中心筒部位的抗弯截面模量，从而减小中心筒弯曲应力，二能增加中心筒截面的惯性矩，减小中心筒挠度，即本实用新型能提高中心筒的强度和刚度，避免中心筒因挠度以及弯曲应力过大而影响绕制。绕管结束后，将中心内筒从中心外筒中抽出，仅缠绕有换热管的中心外筒以及第一、第二管板装配至换热器内，中心内筒可重复利用于其他需要绕管作业的中心外筒内。同时，本实用新型中，绕管作业时，中间支撑结构可通过第一、第二管板支撑在支承座上，以实现中间支撑结构在绕管时的转动。

24、因此，在同等强度下，本实用新型可以减小中心外筒的直径，继而可以减小换热器的直径，进而可以降低换热器的重量，还可以减少换热器平台框架的投资，并且形成的重复利用的中心内筒，也便于制造和管理。

技术特征：

1.一种缠绕管式换热器在绕制过程中的中间支撑结构，包括有：

2.根据权利要求1所述的中间支撑结构，其特征在于：所述中心内筒(4)在其轴向上的长度大于所述中心外筒(1)的长度，所述中心内筒(4)的两端分别露于对应的中心外筒(1)之第一端部、第二端部之外。

3.根据权利要求2所述的中间支撑结构，其特征在于：所述第一管板(2)、第二管板(3)分别设有供对应的中心内筒(4)的端部穿过的通孔(20)，所述第一管板(2)与中心内筒(4)之露于第一管板(2)外的部位的外周壁之间通过焊接的方式连接，所述第二管板(3)与中心内筒(4)之露于第二管板(3)外的部位的外周壁之间通过焊接的方式连接。

4.根据权利要求3所述的中间支撑结构，其特征在于：各管板之通孔(20)的孔缘处设有沿轴向向外延伸的环形凸缘(21)，所述环形凸缘(21)套设在中心内筒(4)的外周，并与中心内筒(4)相焊接。

5.根据权利要求2所述的中间支撑结构，其特征在于：所述中心外筒(1)、中心内筒(4)之间同轴线布置；

6.根据权利要求5所述的中间支撑结构，其特征在于：所述中心外筒(1)的内周壁与所述中心内筒(4)的外周壁相邻近或贴合。

7.根据权利要求1～6中任一权项所述的中间支撑结构，其特征在于：沿着中心外筒(1)之第一端部至第二端部的第一轴向方向，所述中心外筒(1)具有依次相连的第一直筒段(1a)、过渡段(1b)和第二直筒段(1c)，所述第一直筒段(1a)、第二直筒段(1c)均沿第一轴向延伸，且所述第一直筒段(1a)的外径大于所述第二直筒段(1c)的外径，所述过渡段(1b)的外径沿第一轴向逐渐缩小，且过渡段(1b)之大头端的外径与第一直筒段(1a)的外径一致，过渡段(1b)之小头端的外径与第二直筒段(1c)的外径一致。

8.根据权利要求7所述的中间支撑结构，其特征在于：所述第一直筒段(1a)的内径大于所述第二直筒段(1c)的内径，所述过渡段(1b)的内径沿第一轴向逐渐缩小，且过渡段(1b)之大头端的内径与第一直筒段(1a)的内径一致，过渡段(1b)之小头端的内径与第二直筒段(1c)的内径一致；

技术总结
一种缠绕管式换热器在绕制过程中的中间支撑结构，包括有内部中空的中心外筒(1)、设于中心外筒(1)的第一端部的第一管板(2)、设于中心外筒(1)的第二端部的第二管板(3)；还包括有中心内筒(4)，沿轴向插设于上述中心外筒(1)内，并与上述中心外筒(1)、第一管板(2)、第二管板(3)中的至少其中之一通过焊接的方式相连。与现有技术相比，本技术能避免中心筒因挠度以及弯曲应力过大而影响绕制。

技术研发人员：吕书明,陶江,李禹平,周柏峰,王闽,柏子玲
受保护的技术使用者：镇海石化建安工程股份有限公司
技术研发日：20230106
技术公布日：2024/1/12