高效旋管式水-水换热器的制作方法

本发明具体涉及一种水水换热器的新型结构。

背景技术：

水-水换热器是生产、生活中被广泛使用的热能交换设备，目前市场上的水-水换热器有板式、壳管式、射流式、螺旋管式、套管式等等，应用最广泛的主流产品是板式换热器和壳管式换热器，板式换热器换热效率高，可拆卸清洗，耗材较少、占地较小、成本低，但阻力较大、换热温差不太大、耐高压较差；壳管式换热器耐高压、阻力小，可用于高压系统和特殊要求系统，但其它特性不及板式换热器。我们希望开发更高效、更耐高压、更小阻力、更易清洗、占地小的管式水水换热器。

技术实现要素：

为了至少解决现有技术中换热机组或装置的不同相介质之间换热速率慢、为提高换热效率而加大换热面积导致的换热器体积大、占位大、投资大等技术问题，本发明的目的在于提供一种可以实现大温差换热、低水阻、耐高压、大容量但体积小且占位小、并对水质无特殊要求的高效旋管式水-水换热器。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，高效旋管式水-水换热器，包括中空的圆筒体，其结构要点是圆筒体内的中央安装有一根管状主轴，管状主轴的上下分别通过上旋转密封轴承、下旋转密封轴承固定在圆筒体外的上端盖和下端盖上，上端盖和下端盖均通过端盖法兰与圆筒体密封连接，圆筒体内的管状主轴的上、下方分别设有上环形管、下环形管，上环形管和下环形管之间设有至少一组螺旋管，螺旋管组的上下方分别与上环形管、下环形管相连通，上环形管、下环形管分别与管状主轴相连通，管状主轴内部的上下方分别设有用于封堵的上隔板、下隔板，上隔板设置的位置低于上环形管，下隔板设置的位置高于下环形管；上端盖、下端盖上还分别设有与圆筒体相通的接管，接管的外端口设有接管法兰；位于圆筒体外的管状主轴的上端、下端分别通过耐高压旋转密封接头与外管连接；圆筒体外的下方还设有支座和变频驱动装置，变频驱动装置带动管状主轴旋转，管状主轴带动螺旋管组旋转；圆筒体的中空体内装满一种介质，螺旋管内装满另一种介质。

优选地，位于圆筒体外的管状主轴的上端通过法兰联接耐高压旋转密封接头与外管连接，其下端通过螺纹联接耐高压旋转密封接头与外管连接。

进一步地，根据圆筒体内的直径大小，围绕管状主轴可设有多个均匀排列的螺旋管，即以管状主轴为圆心，设有多层同心圆排列的螺旋管，形成多层环形排布的螺旋管组，每根螺旋管的上端牢固的固定在与管状主轴上端相连通的上环形管上，每根螺旋管的下端牢固的固定在与管状主轴下端相连通的下环形管上。

优选地，所述根据螺旋管内装液体介质的特性，螺旋管采用铜或不锈钢或其他导热性能好的材料制造而成。

优选地，螺旋管内为高温介质，圆筒体内为低温介质，螺旋管内的高温液体介质与圆筒体内的低温液体介质可顺向流动或逆向流动。

进一步地，圆筒体上还设有检修门。

优选地，变频驱动装置由变频电机、电机带轮、轴皮带轮和三角带组成，变频电机固定在支座上，轴皮带轮与管状主轴下端连接，变频电机的电机带轮通过三角带与轴皮带轮连接，螺旋管组与管状主轴为一体，电动机带动管状主轴和螺旋管组在圆筒体内转动。

优选地，螺旋管内的液体介质与圆筒体内的液体介质为两种完全独立的介质体系，即介质的材料、工作压力各不相同或相同，相互之间不会发生干扰与影响。

优选地，筒体外部设有保温层。

进一步地，所述螺旋管为小直径管螺旋盘绕而成。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）转动的螺旋管组对圆筒体内的液体有强烈的搅拌作用，螺旋管外表面总是接触新的液体，并且切变应力加大，使得换热效率大大提高，且不同于现有技术的增加换热面积导致换热器体积比较大，故，换热效率大大提高，换热器体积很小，可立式安放，占地很小，投资降低；

（2）因是多根小直径螺旋管并联组成的螺旋管组，螺旋管内的液体阻力很小，螺旋管外的圆筒体内的容积很大，液体的阻力也很小，故，换热器的液体阻力特别小；

（3）换热器设计成较高形状的圆筒体，温度自下而上的温差可以很大，形成大温差换热，即实现占地小、水阻小、温差大的高效换热器；

（4）由于容器内空间足够大，对螺旋管外液体洁净度要求很低，不需对液体进行较为严格的过滤，高速旋转和不断变速的螺旋管外表面不易被污染，一旦被污染，停机打开检修门，手工很容易对螺旋管外表面进行清洗，如果还清洗不净，可将螺旋管逐根拆下清洗，洗净后再装上即可，即螺旋管外筒体内的液体是浊液也可直接换热；

（5）螺旋管内的水系与圆筒体内的水系是各自独立运行的，不会相互干扰，故并对圆筒体内的水质无需特殊要求。

附图说明

图1为本发明一种实施例的结构示意图；

图中：1-支座，2-变频电机，3-电机带轮，4-三角带，5-下端盖，6-端盖法兰，7-圆筒体，8-管状主轴，9-轴皮带轮，10-下旋转密封轴承，11-接管法兰，12-接管，13-检修门，14-下隔板，15-上隔板，16-上旋转密封轴承，17-法兰联接耐高压旋转密封接头，18-螺纹联接耐高压旋转密封接头，19-上环形管，20-下环形管，21-上端盖，22-螺旋管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，如图1所示，高效旋管式水-水换热器，包括中空的圆筒体（7），其特征在于，圆筒体（7）内的中央安装有一根管状主轴（8），管状主轴（8）的上下分别通过上旋转密封轴承（16）、下旋转密封轴承（10）固定在圆筒体（7）外的上端盖（21）和下端盖（5）上，上端盖（21）和下端盖（5）均通过端盖法兰（6）与圆筒体（7）密封连接，圆筒体（7）内的管状主轴（8）的上、下方分别设有上环形管（19）、下环形管（20），上环形管（18）和下环形管（20）之间设有至少一组螺旋管（22），螺旋管（22）为小直径管螺旋盘绕而成，螺旋管组的上下方分别与上环形管（19）、下环形管（20）相连通，上环形管（19）、下环形管（20）分别与管状主轴（8）相连通，管状主轴（8）内部的上下方分别设有用于封堵的上隔板（15）、下隔板（14），上隔板（15）设置的位置低于上环形管19），下隔板（14）设置的位置高于下环形管（20）；上端盖（21）、下端盖（5）上还分别设有与圆筒体（7）相通的接管（12），接管（12）的外端口设有接管法兰（11）；位于圆筒体（7）外的管状主轴（8）的上端通过法兰联接耐高压旋转密封接头（17）与外管连接，其下端通过螺纹联接耐高压旋转密封接头（18）与外管连接；圆筒体（7）外的下方还设有支座（1）和变频驱动装置，变频驱动装置由变频电机（2）、电机带轮（3）、轴皮带轮（9）和三角带（4）组成，变频电机固定在支座（1）上，轴皮带轮（9）与管状主轴（8）下端连接，变频电机（2）的电机带轮（3）通过三角带（4）与轴皮带轮（9）连接，螺旋管组与管状主轴（8）为一体，电动机带动管状主轴（8）和螺旋管组在圆筒体（7）内转动，转动的螺旋管组对容器内的液体有强烈的搅拌作用，螺旋管（22）外表面总是接触新的液体，并且切变应力加大，使得换热效率大大提高，换热器体积很小，立式安放，占地小；圆筒体（7）的中空体内装满低温液体，螺旋管（22）内装满高温液体，螺旋管（22）内的高温液体与圆筒体（7）内的低温液体可顺向流动或逆向流动，螺旋管（22）内的液体与圆筒体（7）内的液体是各自独立运行的，不会相互干扰，故对圆筒体（7）内的液体浊度无需特殊要求；在圆筒体（7）外部增设保温层，保证热能仅在两种液体介质之间交换，尽量减少热损失。

图1中a为螺旋管（22）中高温介质进液口，c为螺旋管（22）中高温介质出液口；b为圆筒体（7）内低温介质出液口，d为圆筒体（7）内低温介质进液口。

根据介质特性，螺旋管（22）采用铜或不锈钢或其它导热性能好的材料制造。

实施例二，根据圆筒体（7）内的直径大小，围绕管状主轴（8）可设有多个均匀排列的螺旋管（22），即以管状主轴（8）为圆心，设有多层同心圆排列的螺旋管（22），形成多层环形排布的螺旋管组，每根螺旋管（22）的上端牢固的固定在与管状主轴（8）上端相连通的上环形管（19）上，每根螺旋管（22）的下端牢固的固定在与管状主轴（8）下端相连通的下环形管（20）上。

因是多根螺旋管并联组成的螺旋管组，螺旋管内的液体阻力很小，螺旋管外的圆筒体内的容积很大，液体的阻力也很小，故，换热器内液体阻力特别小。

实施例三，圆筒体（7）上还设有检修门（13），由于容器内空间足够大，对螺旋管（22）外液体洁净度要求很低，不需对液体进行较为严格的过滤，高速旋转和不断变速的螺旋管（22）外表面不易被污染，一旦被污染，停机打开检修门，手工很容易对螺旋管（22）外表面进行清洗，如果还清洗不净，可将螺旋管（22）逐根拆下清洗，洗净后再装上即可。

本发明中螺旋管（22）的材料、壁厚、直径可按压力需求设计，现在的旋转密封器件已很成熟，可耐高压、耐高温，本发明的换热器结构可以制成高压换热器，可满足传统行业换热的需求，也可适应空调、化工、食品等各领域对换热器的特殊需求，产品适应性极广。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。