专利名称：一种气体冷却器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空气冷却器，尤其是一种适用于发酵无菌空气系统，换热效率高、压力损失小，检修维护方便的压缩空气冷却器。
背景技术：
现在应用的换热器就换热管形式大致可分为两种，一种是列管式换热器，一种是带翅片的换热器。普遍存在的问题是传热效率低，压力损失大，检修维护困难，影响生产的连续性。压缩空气是微生物发酵氧气的来源。发酵工艺要求其具有压力低、流量大的特点，且需作冷却干燥和无菌化处理。空压机出口空气高温、高湿含量，必须进行冷却除水。通常采用两台立式列管式冷却器，壳程串联走空气，管程分别走普通冷却塔循环水和低温深井 水或冷水机组循环水。这种设备和管道布置使得空气系统阻力大，运行成本较高。而且管程产生泄漏时，检查和修理很困难，泄漏严重时只能整台设备报废。申请专利号为200920121676. 0的专利《一种翅片管换热器》，由承压外壳体、带有翅片的换热单元、换热介质进出接管、管程排污装置和内部支承、密封结构等组成。其承压外壳体内部有至少一个以上竖直或水平放置的换热单元，换热单元的内部换热管束是大体垂直或水平的，翅片分布在各换热管外壁上，各个换热单元通过管道伸到承压外壳体外形成其换热介质的进出接管，换热单元和承压外壳体之间有支撑结构。采用此换热器结构后，可以灵活地调整翅片管材料和数量，来满足不同的换热要求，换热效率较高，并且阻力损失也大大减小。它解决了多种冷却介质集成使用和阻力损失大的问题，但对于如何检修管程污垢或泄漏的问题，还难于解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种传热效率高、阻力损失小，检修更方便的气体冷却器。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种气体冷却器，包括承压外壳体、若干翅片管换热组件、冷却介质进出管和管程排污装置，所述承压外壳体的左右两端设有气体进出的接口，所述翅片管换热组件包括连通的翅片换热管和上、下管程集箱，所述上管程集箱的顶部接有冷却介质进出管，下管程集箱的底部设有管程排污装置，其特征在于所述翅片换热管与上管程集箱之间设有上管板，所述上管板与翅片换热管的上端固定连接，所述承压外壳体的上部开设有与上管板配合的接口，所述翅片换热管通过上管板可拆卸地悬挂安装在接口上，所述上管程集箱可拆卸地设置在承压外壳体的外侧。作为改进，所述上管程集箱内设有N块隔板，将上管程集箱分为N+1个冷却介质进出和回流的封闭空间，其中边端两室顶部分别设有与冷却介质进出管相连接的介质接口。所述下管程集箱内设有N-I块隔板，将下管程集箱分为N个冷却介质回流的封闭空间。上管程集箱若有N块隔板，所述翅片管换热组件就有2N个管程。N为自然数。
作为改进，所述上管板的外周设有安装孔，所述接口的四周设有相应的螺纹孔；所述上管程集箱与上管板的连接处设有法兰，所述法兰的外周设有与上管板安装孔、接口螺纹孔对应的通孔，所述上管程集箱与上管板、接口通过螺栓可拆卸地连接固定。再改进，所述翅片管换热组件为相互独立设置，其管程可走不同温度和来源的冷却介质；或者所述翅片管换热组件通过外部管道连接，其管程走相同的冷却介质。再改进，所述翅片换热管与下管程集箱之间设有下管板，所述下管板与翅片换热管、下管程集箱之间为封闭固定连接。进一步改进，所述承压外壳体的内壁上设有与下管程集箱相抵的弹性支撑。再进一步改进，所述管程排污装置包括连通的排污管与管程排污接口，在承压外壳体的底部开设有壳程排污接口供排污管伸出，管程与壳程的介质均密封。
最后，所述承压外壳体的一侧设有可进入承压外壳体内部，用于检查的人孔。与现有技术相比，本发明的优点在于传热效率高、阻力损失小，集成多种冷却介质于一体，并且翅片管换热组件是可拆卸的，上管程集箱安装在承压外壳体的外侧，检查时只需拆卸上管程集箱，就可检查管板和翅片换热管结垢情况，并作清洗，也可直接观察泄漏情况，这种抽屉式结构，结构合理实用，使检修维护更加灵活方便，不仅可用于压缩空气冷却，还可广泛应用在各个行业的换热工艺中，对节能降耗有积极意义。
图I是本发明一种气体冷却器的全剖主视图；图2是本发明一种气体冷却器的半剖左视图。
具体实施例方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。如图1-2所示，一种气体冷却器如压缩空气冷却器，包括承压外壳体I、三组翅片管换热组件2、3、4、冷却介质进出管的介质接口 9、10和管程排污装置，其中翅片管换热组件2、4为2管程，翅片管换热组件3为4管程。所述承压外壳体I为卧式圆筒形压力容器，承受压缩空气的压力，在承压外壳体I的左右两端封头的中心位置各有一个接口，左侧为进气接口 11，右侧为出气接口 12，因而压缩空气走壳程；所述翅片管换热组件2、3、4由翅片换热管21、上、下管板24、25和上、下管程集箱22、23组成，翅片换热管21和上、下管程集箱22、23是连通的；所述上管板24与翅片换热管21的上端固定连接，所述承压外壳体I的上部开设有与上管板24配合的矩形接口 14，所述翅片管换热组件2、3、4的翅片换热管通过上管板24可拆卸地悬挂安装在矩形接口 14上；所述上管程集箱22设置在承压外壳体I的外侧、上管板24的上方，与上管板24可拆卸地连接固定，这样仅拆卸上管程集箱22，就可检查上管板24和翅片换热管21的管内结垢情况，并作清洗，在压力试验时，也可直接观察泄漏情况，结构简单，方便安装拆卸；所述翅片管换热组件2的上管程集箱22内设有一块隔板27，将上管程集箱22分为冷却介质进出的左右两室，其顶部分别设有与冷却介质进出管相连接的介质接口 9、10 ;所述翅片管换热组件3的上管程集箱内设有二块隔板27，将其分为冷却介质进出的左右两室和中间的介质回流室，下管程集箱有一块隔板，将其分成左右两个介质回流室；所述上管板24的外周设有安装孔，所述矩形接口 14的四周设有相应的螺纹孔；所述上管程集箱22与上管板24的连接处设有矩形法兰26，所述矩形法兰26的外周设有与上管板安装孔、矩形接口螺纹孔对应的通孔，所述上管程集箱22与上管板24、矩形接口 26通过螺栓可拆卸地连接固定；所述翅片管换热组件2、3、4为相互独立平行设置，其管程可走不同温度和来源的冷却介质；或者所述翅片管换热组件2、3、4通过外部管道连接，其管程走相同的冷却介质；所述翅片换热管21与下管程集箱23之间设有下管板25，所述下管板25与翅片换热管21、下管程集箱23之间为封闭固定连接；所述下管程集箱23的底部设有管程排污装置，所述管程排污装 置包括连通的排污管8与管程排污接口 6，在承压外壳体I的底部开设有壳程排污接口 7供排污管8伸出，管程与壳程的介质均密封；所述承压外壳体I的内壁上设有与下管程集箱23相抵的弹性支撑5，使承压外壳体I均匀承受翅片管换热组件2、3、4的质量，弹性支承5也可吸收翅片管换热组件2、3、4由于热胀冷缩产生的变形；所述承压外壳体I的一侧设有人孔13，可从人孔13进入承压外壳体I内部，检查翅片换热管21外表面、承压外壳体I内表面以及翅片管换热组件2、3、4四周的密封状况。安装时，将翅片管换热组件2、3、4吊装，上部通过上述矩形接口 14的螺纹孔、上管板24的安装孔、上管程集箱22的通孔用螺栓固定，下管程集箱23底部与承压外壳体I内安装的弹性支承5接触，使承压外壳体I均匀承受翅片管换热组件2、3、4的质量，管程检查或试压时，只要拧动螺栓，移走上管程集箱22后，使用较短的螺栓固定上管板24，就可以进行操作。工作原理是这样的高温压缩空气从接口 11进入，经过翅片换热管21外表面间隙，与管内冷却水换热，其中三组翅片管换热组件4、3、2的冷却介质各不相同，温度从高到低。如翅片管换热组件4的管程走90°C左右的热水，翅片管换热组件3管程走35°C左右的中温水，翅片管换热组件2管程走10°C左右的低温水，热水吸收了高温空气的热量可作为热水型溴化锂制冷机组的热源或工艺用水，中温水用冷却塔散热，低温水来源可是冷水机组；如此三级冷却设置，既利用了空压机的余热，又使冷水机组的水用量最少，开源节流，运行成本最低。压缩空气经过三级冷却，温度降低到压力露点以下时，有冷凝水析出，通过壳程排污接口 7排出。由于翅片换热管21外气侧传热系数比管内水侧的小很多，故需增加气侧传热面积，管外翅片就是增加的面积，使用翅片管使得空气流速下降的同时，也有很好的湍流效应，因此传热效率高、阻力损失低。为了防止空气走短路，在翅片管换热组件2、3、4的外围与壳体内壁之间的空隙须用薄板封闭(图中省略)。当冷却器需要清洗检查时，可拆除冷却水进出管接口 9、10上连接管道，再拆卸矩形法兰26上的螺栓，移走上管程集箱22后，可见上管板24上密布的所有翅片换热管21的管口，检查内部结垢情况，可机械清理，污水、脱落物等可从排污管8排出。如果怀疑翅片换热管21或上、下管板24、25有问题，让承压外壳体I内充满压缩空气后，可用肥皂水直接检查。若还是难于发现问题，可把翅片管换热组件2、3、4直接吊出后检查。本实施例子举了压缩空气冷气器例子，还可以类似使用其他气体如氮气、氧气等，原理是类似的。
权利要求
1.一种气体冷却器，包括承压外壳体、若干翅片管换热组件、冷却介质进出管和管程排污装置，所述承压外壳体的左右两端设有气体进出的接ロ，所述翅片管换热组件包括连通的翅片换热管和上、下管程集箱，所述上管程集箱的顶部接有冷却介质进出管，下管程集箱的底部设有管程排污装置，其特征在干所述翅片换热管与上管程集箱之间设有上管板，所述上管板与翅片换热管的上端固定连接，所述承压外壳体的上部开设有与上管板配合的接ロ，所述翅片换热管通过上管板可拆卸地悬挂安装在接口上，所述上管程集箱可拆卸地设置在承压外壳体的外側。
2.根据权利要求I所述的气体冷却器，其特征在于所述上管程集箱内设有N块隔板，将上管程集箱分为N+1个冷却介质进出和回流的封闭空间，其中边端两室顶部分别设有与冷却介质进出管相连接的介质接ロ，所述下管程集箱内设有N-I块隔板，将下管程集箱分为N个冷却介质回流的封闭空间，对应地，上管程集箱若有N块隔板，所述翅片管换热组件就有2N个管程，N为自然数。
3.根据权利要求I所述的气体冷却器，其特征在于所述上管板的外周设有安装孔，所述接ロ的四周设有相应的螺纹孔；所述上管程集箱与上管板的连接处设有法兰，所述法兰的外周设有与上管板安装孔、接ロ螺纹孔对应的通孔，所述上管程集箱与上管板、接ロ通过螺栓可拆卸地连接固定。
4.根据权利要求I所述的气体冷却器，其特征在于所述翅片管换热组件为相互独立设置，其管程可走不同温度和来源的冷却介质；或者所述翅片管换热组件通过外部管道连接，其管程走相同的冷却介质。
5.根据权利要求I所述的气体冷却器，其特征在于所述翅片换热管与下管程集箱之间设有下管板，所述下管板与翅片换热管、下管程集箱之间为封闭固定连接。
6.根据权利要求I至5任ー权利要求所述的气体冷却器，其特征在于所述承压外壳体的内壁上设有与下管程集箱相抵的弹性支撑。
7.根据权利要求I至5任ー权利要求所述的气体冷却器，其特征在于所述管程排污装置包括连通的排污管与管程排污接ロ，在承压外壳体的底部开设有壳程排污接口供排污管伸出，管程与壳程的介质均密封。
8.根据权利要求I至5任ー权利要求所述的气体冷却器，其特征在于所述承压外壳体的一侧设有可进入承压外壳体内部，用于检查的人孔。
全文摘要
一种气体冷却器，包括承压外壳体、若干翅片管换热组件、冷却介质进出管和管程排污装置，所述承压外壳体的左右两端设有气体进出的接口，所述翅片管换热组件包括翅片换热管和上、下管程集箱，所述上管程集箱的顶部接有冷却介质进出管，下管程集箱的底部设有管程排污装置，其特征在于所述翅片换热管与上管程集箱之间设有上管板，所述上管板与翅片换热管的上端固定连接，所述承压外壳体的上部开设有与上管板配合的接口，所述翅片管换热组件通过上管板可拆卸地悬挂安装在接口上，所述上管程集箱设置在承压外壳体的外侧，与上管板可拆卸地连接固定，传热效率高、阻力损失小，集成多种冷却介质于一体，这种抽屉式结构使检修维护更加灵活方便。
文档编号F28F9/26GK102759297SQ20111011352
公开日2012年10月31日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者陆飞浩 申请人:陆飞浩