换热器及包括其的齿轮箱冷却系统的制作方法

1.本技术涉及油液冷却技术领域，尤其涉及一种换热器及包括其的齿轮箱冷却系统。


背景技术：

2.以大型消防泵传动齿轮箱热交换系统为例，齿轮箱内的机械传动系统会产生大量热量，需用润滑油来进行冷却，再由专门的润滑油换热装置将废热排出。
3.现有的润滑油冷却装置在冷却润滑油时，并不能得到良好的降温效果，容易导致大型消防泵的机械传动系统发生故障，并且，冷却装置与齿轮箱之间的连接结构复杂，增加维修成本。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种换热器及包括其的齿轮箱冷却系统，改善润滑油的冷却效果和降低维修成本。
5.本技术的一个方面提供一种换热器，包括：
6.壳体，包括换热腔以及与所述换热腔连通的冷却介质进口和冷却介质出口；
7.换热管，设于所述换热腔内，所述换热管包括进口端和出口端；及
8.第一管接头和第二管接头，所述第一管接头与所述进口端密封连通，所述第二管接头与所述出口端密封连通，所述第一管接头的管径大于所述进口端的管径，和/或所述第二管接头的管径大于所述出口端的管径。如此设置，改善润滑油的冷却效果，并且简化齿轮箱和所述换热器之间的连接结构。
9.进一步地，所述第一管接头焊接于所述壳体，且设有用于与齿轮箱出油口连接的第一螺纹；和/或所述第二管接头焊接于所述壳体，且设有用于与齿轮箱进油口连接的第二螺纹。增强齿轮箱冷却系统的密封性，并且便于将所述换热器从齿轮箱冷却系统中拆卸出。
10.进一步地，所述壳体设有第一孔，所述第一管接头固设于所述壳体的外表面，环绕所述第一孔设置，所述进口端插置于所述第一孔内，与所述第一管接头连通；和/或所述壳体设有第二孔，第二管接头固设于所述壳体的外表面，环绕所述第二孔设置，所述出口端插置于所述第二孔内，与所述第二管接头连通。保证所述换热器结构的稳定性。
11.进一步地，所述换热管在同一平面内弯曲延伸。节约空间，并且增加所述换热管的换热面积，改善换热效果。
12.进一步地，所述换热管包括平行设置的多根直管和连接相邻两所述直管的若干弯管，任意相邻的两根所述直管通过一个所述弯管首尾连通。结构简单易实现，并且减小润滑油在所述换热管内的流动阻力。
13.进一步地，所述换热管还包括设置在至少一根所述直管的外壁的多个散热翅片，所述多个散热翅片且沿所述直管的延伸方向间隔分布。增加所述换热管的换热面积，改善换热效果。
14.进一步地，所述换热管设有多组，多组所述换热管并排设置。提高换热效率。
15.进一步地，所述冷却介质进口高于所述换热管的最高处；所述冷却介质出口低于所述换热管的最低处。如此设置，使新流入的冷却介质和已有的冷却介质充分混合，改善换热效果。
16.进一步地，所述壳体包括相对的第一侧壁和第二侧壁，所述冷却介质进口和所述进口端设于所述第一侧壁，所述冷却介质出口和所述出口端设于所述第二侧壁。如此设置，便于所述换热器外接管路的排布。
17.本技术的另一个方面提供一种齿轮箱冷却系统，包括：
18.齿轮箱，包括润滑油进口和润滑油出口；及
19.所述换热器，所述润滑油出口与所述第一管接头连接，所述润滑油进口与所述第二管接头连接。
20.本技术，通过将进口端、出口端的管径设置为小于第一管接头、第二管接头的管径，也即缩小换热管的管径，使得单位长度换热管内的润滑油体积减小，润滑油和冷却介质接触更充分，换热效果更好，保证传动系统稳定运行。齿轮箱的润滑油进、出口和换热管的第一、第二管接头连接，方便安装和拆卸，结构简单，降低维修成本。
21.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
22.图1所示为本技术换热器的一个实施例的立体示意图；
23.图2所示为图1所示的换热器的结构示意图；
24.图3所示为本技术换热器的另一个实施例的立体示意图；
25.图4所示为图1所示的换热器的局部放大图；
26.图5所示为本技术齿轮箱冷却系统的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
27.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置的例子。
28.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。除非另作定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并
非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
29.本技术提供一种换热器及包括其的齿轮箱冷却系统。换热器包括壳体、换热管及第一管接头和第二管接头。壳体包括换热腔以及与换热腔连通的冷却介质进口和冷却介质出口。换热管设于换热腔内，包括进口端和出口端。第一管接头与进口端密封连通，第二管接头与出口端密封连通。第一管接头的管径大于进口端的管径，和/或第二管接头的管径大于出口端的管径。齿轮箱冷却系统包括润滑油进口、润滑油出口及上述换热器。润滑油出口与第一管接头连接，润滑油进口与第二管接头连接。如此设置，能够改善润滑油的冷却效果，保证传动系统平稳运行。并且，可以简化换热器与齿轮箱的连接结构，降低运维成本。
30.本技术提供一种换热器及包括其的齿轮箱冷却系统。下面结合附图，对本技术的换热器及包括其的齿轮箱冷却系统进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
31.在一些实施例中，如图1和图2所示，换热器100包括壳体110和换热管120。其中，壳体110为换热管120和冷却介质提供收容空间。换热管120内用于流通待冷却的润滑油。
32.壳体110包括换热腔111以及与换热腔111连通的冷却介质进口112和冷却介质出口113。换热腔111内用于流通冷却介质，和换热管120进行换热，由此对换热管120内的润滑油进行冷却。冷却介质进口112和冷却介质出口113分别用于进出冷却介质。换热管120设于换热腔111内，包括进口端121和出口端122，分别用于进出润滑油。
33.在实际应用场景中，高温润滑油从齿轮箱中(未图示)流出，通过进口端121进入换热管120。冷却介质从冷却介质进口112进入换热腔111。冷却介质和换热管120接触，冷却换热管120内的润滑油后，从冷却介质出口113流出，带走热量。冷却后的润滑油从出口端122流出，返回齿轮箱内。
34.换热器100包括第一管接头130和第二管接头140。第一管接头130与进口端121密封连通，第二管接头140与出口端122密封连通。如此设置，在确保齿轮箱冷却系统密封性的前提下，便于将换热器100接入或拆出齿轮箱冷却系统。第一管接头130的管径大于进口端121的管径，和/或第二管接头140的管径大于出口端122的管径。缩小换热管120的管径，使得单位长度换热管内的润滑油体积减小，润滑油和冷却介质接触更充分，换热效果更好，保证传动系统稳定运行。
35.换热器100的第一管接头130用于与齿轮箱的润滑油出口连接，换热器100的第二管接头140用于与齿轮箱的润滑油进口连接。在本技术中，换热管120的进口端121通过第一管接头130转接，和/或换热管120的出口端122通过第二管接头140转接，可以使得第一管接头130匹配润滑油出口，和/或使得第二管接头140匹配润滑油进口，由此可以简化齿轮箱与换热器100的连接结构。
36.可选地，换热器100还包括设于冷却介质进口112的第三管接头150和设于冷却介质出口113的第四管接头160，便于将换热器100从齿轮箱冷却系统中整体拆卸出来。
37.在一些实施例中，换热管120可以在同一平面内弯曲延伸，如此可减小换热管120在换热腔111内占用的空间，同时便于换热腔111内部件的空间排布，例如可增设多排换热
管120或布置其他部件。换热管120的弯曲延伸结构，可增加换热管120的长度，由此增加了换热管120与换热腔111内冷却介质的接触面积，改善换热效果。
38.本技术对换热管120的具体形状不做限定。本实施例中，换热管120包括平行设置的多根直管123和连接相邻两直管123的若干弯管124，任意相邻的两根直管123通过一个弯管124首尾连通。如此设置，一方面使得换热管120的结构简单易实现，制造成本低；另一方面，还可以减小润滑油在换热管120内的流动阻力。在实际应用场景中，直管123可以设置沿竖直方向延伸。
39.当然，在其他一些实施例中，换热管120的延伸方向和弯曲方式可根据实际需求另行设计，例如呈波浪形延伸等，本技术对此不作限制。
40.在一些实施例中，换热管120还包括多个散热翅片125。多个散热翅片125可以增加散热面积，如此可以进一步增加换热管120和冷却介质的接触面积，提高换热效率。多个散热翅片125设置在至少一根所述直管123的外壁，有利于降低生产制造难度，节约成本。多个散热翅片125可以沿所述直管123的延伸方向间隔分布。在图1和图2所示实施例中，多个散热翅片125之间的间隔相等，均衡换热管120各处的换热效果。在其他一些实施例中，散热翅片125也可设置于弯管124上。在另一些实施例中，散热翅片125还可以呈螺旋状结构，环绕设置于换热管120的外壁。
41.在一些实施例中，冷却介质进口112高于所述换热管120的最高处，冷却介质出口113低于换热管120的最低处。换热时，冷却介质从高于换热管120最高处的冷却介质进口112流下，可以与换热腔111内的冷却介质充分混合，新输入的冷却介质的冷量得以被充分利用。热交换后的冷却介质从低于换热管120最低处的冷却介质出口113流出，可以避免被加热后的冷却介质无法顺利排出。在实际换热过程中，新输入的冷却介质在冷却介质进口112处流入并与之前输入的冷却介质充分混合后逐渐流向冷却介质出口113处，在流动过程中不断与换热管120进行热交换，换热管120的热量与冷却介质的冷量被中和，加热后的冷却介质经由冷却介质出口113排出。
42.冷却介质进口112和冷却介质出口113可以位于壳体110的对角线方向上，如此可以延长冷却介质的流动距离，与换热管120接触时间增长，提高换热效率。在一个可选择的实施例中，冷却介质出口113可以设于换热腔111的最低处，冷却介质无需外部驱动，直接自冷却介质出口113排出。
43.在一些实施例中，壳体110包括相对的第一侧壁114和第二侧壁115。冷却介质进口112和进口端121设于第一侧壁114，冷却介质出口113和出口端122设于第二侧壁115。如此设置，外接管路时，冷却介质进口112、进口端121的外接管路与冷却介质出口113、出口端122的外接管路能够分隔开，便于管路排布。在图1和图2所示实施例中，冷却介质进口112位于第一侧壁114的高处，进口端121位于第一侧壁114的低处，冷却介质出口113位于第二侧壁115的低处，出口端122位于第二侧壁115的高处，如此设置，管路间隔大，便于换热器100的拆卸和安装。在其他一些实施例中，冷却介质进口112和进口端121可相邻设于第一侧壁114，冷却介质进口112处的冷却介质温度最低，进口端121处的润滑油温度最高，两者之间温差大，相互换热效率更高。
44.在一些实施例中，换热管120设有多组，多组换热管120并排设置，在换热腔111内流动的润滑油成倍数增加，极大地提高了换热效率。参照图3所示的实施例，多组换热管120
沿x方向并排设置，结构紧凑。在其他实施例中，多组换热管120也可沿y方向堆叠设置，壳体的宽度减小。在另一些实施例中，多组换热管120可根据实际空间需求沿其他方向并排设置，本技术对此不作限制。
45.可选地，在一些实施例中，参照图4所示，壳体110还设有第一孔116。第一管接头130固设于壳体110的外表面，环绕第一孔116设置，进口端121插置于第一孔116内，与第一管接头130连通。和/或壳体设有第二孔(参照图4所示的第一孔116)，第二管接头140固设于壳体110的外表面，环绕第二孔设置，出口端122插置于第二孔内，与第二管接头140连通。如此实现第一管接头130与进口端121的转接，以及第二管接头140与出口端122的转接，方便换热管120与第一管接头130、第二管接头140的拆装。进口端121可焊接于壳体110。如此设置，能够将换热管120牢固地和壳体110连接起来，保证润滑油顺利循环。并且，润滑油从第一管接头130进入进口端121时，管径变化会产生较大的流阻，上述设置能够承受大流阻，结构稳定，也能保证密封性，避免漏油。
46.在一些实施例中，第一管接头130焊接于壳体110，且设有用于与齿轮箱出油口连接的第一螺纹131。和/或第二管接头140，焊接于壳体110，且设有用于与齿轮箱进油口连接的第二螺纹。第一管接头130和/或第二管接头140上设置螺纹，便于换热器100安入或拆出齿轮箱冷却系统，并且螺纹容易加工制作，成本低。并且采用螺纹加焊接的连接方式，具有较强的密封性。第三管接头150和第四管接头160也可采用上述结构设计。在其他一些实施例中，第一、二、三、四管接头也可采用卡扣等方式和外接管路连接，本技术对此不作限制。
47.参照图5所示，本技术还提供一种齿轮箱冷却系统200，齿轮箱冷却系统200包括：齿轮箱210和上述实施例中所述的换热器100。齿轮箱210包括润滑油进口211和润滑油出口212。润滑油出口212与第一管接头130连接，润滑油进口211与第二管接头140连接。齿轮箱210中的润滑油在齿轮箱冷却系统200的管路中不停循环，经由换热器100冷却降温，确保齿轮箱210稳定运行，避免润滑油温度过高产生故障。
48.在一些实施例中，齿轮箱冷却系统200就地取材，利用海水、河水、地下水等自然资源作为冷却介质，不断从冷却介质进口112进入换热腔111，再从冷却介质出口113流出，带走热量。如此设置，换热腔111中的冷却介质通过不停循环，带来了充足的冷量，可以减小换热腔111的收容体积，从而使换热器100小型化，减小占用空间，也更方便安装和拆卸。并且，无需配置冷却介质存储容器，降低了齿轮箱冷却系统200的复杂度，节约成本。
49.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。