一种带喷淋装置的管壳式换热器的制作方法

本技术涉及化工设备，特别是换热器，具体为一种带喷淋装置的管壳式换热器。

背景技术：

1、换热器在国民经济的诸多领域（如食品、制药、石油化工、空调、动力、冶金、轻工等）得到广泛的应用。随着强化传热技术的进步和新材料、新工艺的不断发展，各种换热设备也趋向于高性能、高效率、低能耗、紧凑型的设计方向。目前在生产中仍以各种管壳式换热器为主，这就需要我们发展适应生产需要的各类高效传热设备。在换热器设计时，需要按照每根换热管均充分利用计算，即每根换热管都是均匀状态，完全发挥作用的，然而在实际使用中，发现理论上计算换热面积达到要求，而实际应用中换热效果却不佳。根据研究发现，现有的管壳式换热器中，液态介质进入设备后，大部分的介质会直接通过入口正对的中间部分管头进入换热管内部，位于中央的换热管换热压力较大；而周围管头进入介质较少，位于周围的换热管内介质较少；导致换热管内部介质分布不均匀，换热器效率无法充分发挥，换热器效率达不到理论值。

技术实现思路

1、本实用新型为了解决目前换热器理论热效率与实际相差较大，在换热过程中，液态解释进入设备后，大多数从入口正对的中央部分管头进入换热管内部，而位于周围的管头进入介质较少，换热效率低，导致换热效率低，无法达到理论设计值的问题，提供了一种带喷淋装置的管壳式换热器。

2、本实用新型采用如下技术方案实现：

3、一种带喷淋装置的管壳式换热器，管箱顶部设有介质入口，管箱上部水平安装有管板，管板上插装有换热管，换热管顶部管头上均安装有导流管；管箱上部设有管箱封头，管箱内设有压力腔，压力腔焊接在管箱封头内壁，压力腔底板可拆卸安装有若干个喷头组件，喷头组件位于导流管管口的上方。

4、实施时，本实用新型所设计的一种带喷淋装置的管壳式换热器，管箱顶部设有介质入口，管箱上部水平安装有管板，管板上插装有换热管，换热管顶部管头上均安装有导流管，导流管内下部设有喇叭口，即导流管出水口的直径逐渐变大，促进介质成膜状流动，导流管胀接在换热管中，胀接后紧贴换热管内表面，导流管内部表面开设螺旋导流槽，介质进入导流管内螺旋向下流动，使介质均匀分布进入换热管，形成膜状流动，提高换热效率；管箱上部设有管箱封头，管箱内设有压力腔，压力腔焊接在管箱封头内壁，压力腔底板可拆卸安装有若干个喷头组件，喷头组件旋装在压力腔底部，打开管箱即可进行更换，方便检修，喷头组件根据实际情况均匀分布，通过喷头组件的喷淋，使介质均匀分布与导流管表面，保证了介质分布均匀，提高了换热效果；喷头组件位于导流管管口的上方，喷头组件包括螺纹连接在压力腔上的喷嘴座，喷嘴座上部开设的外螺纹与压力腔底板内开设的内螺纹配合，喷嘴座主要起安装喷头组件的作用，同时影响喷射角度，喷嘴座中开有通水孔，通水孔贯穿喷嘴座，呈沙漏形，通水孔的上部为锥孔，即通水孔的顶部开口直径向下逐渐缩小，方便介质通过锥孔流入，防止杂质堵塞，通水孔的下端通过调节装置安装有喷嘴堵头，通水孔下端的形状与喷嘴堵头适配；调节装置包括四周连接在喷嘴座上的连接板，连接板四周设有4个控制螺杆，控制螺杆均布于连接板的四周，控制螺杆的两端设有外螺纹，控制螺杆两端配合螺母连接喷嘴座和连接板，连接板的中央设有中心螺杆，中心螺杆外套装有设置在喷嘴堵头和连接板之间的弹簧，弹簧的两端挤压喷嘴堵头和连接板，弹簧将喷嘴堵头压在喷嘴座中部的通水孔中，通过水压将喷嘴堵头从通水孔中冲开实现加压喷水，中心螺杆的上端旋装在喷嘴堵头内，中心螺杆的下端穿过连接板通过螺母固定，中心螺杆在连接板内自由穿过。

5、装配时，将套装了弹簧的中心螺杆穿过连接板使用螺母固定，在中心弹簧的另一端旋装喷嘴堵头，将喷嘴堵头置于通水孔中，在连接板的四周穿装控制螺杆，控制螺杆的两端旋装螺母，将连接板安装在喷嘴座上，喷头组件安装完成；将喷嘴座旋装在压力腔的底板上，喷嘴座上的外螺纹与压力腔底板的内螺纹配合，压力腔与管箱封头内表面采用满焊进行焊接，导流管直接放置在管头上，下部插入换热管内部，胀接成型，胀接后紧贴换热管内表面。

6、换热器使用时，介质由顶部的介质入口进入压力腔，进入喷头组件的通水孔中，受到喷嘴堵头的阻拦，压力腔内的压力将喷嘴堵头向下压，弹簧收缩，中心螺杆相对连接板向下运动，介质从喷嘴座的通水孔和喷嘴堵头之间的锥面向外喷射而出，喷射角度为120°，实现管板上方介质均匀分布，观察喷淋效果，通过调节控制螺栓的松紧控制喷射压力，从而达到最佳的喷射效果；介质进入导流管内部，沿导流管内壁的螺旋导流槽流动，介质进入管头后继续沿换热管内部螺旋流动，在换热管内壁容易成膜，形成膜状流动，提高换热效率。

7、与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：本实用新型所提供的一种带喷淋装置的管壳式换热器，通过在管箱内部设计喷头组件，避免了正对着入口的管头进入的介质远多于周围的管头，使介质均匀分布与管头表面，保证了介质分布均匀，提高了换热器的换热效果，解决了技术问题，使实际值接近甚至达到理论设计值。

8、在喷头组件采用喷嘴座、喷嘴堵头和调节装置的结构，实现均匀的喷淋效果，同时可根据实际需求调节压力大小进而调节喷淋效果，在喷头设计上，采用上部大锥孔下部调节的结构，一方面，方便介质通过大锥孔流入，防止杂质堵塞；另一方面，因压力腔为封闭结构，打开管箱就可对喷头组件更换，方便检修。

9、导流管采用下部喇叭口结构，胀接成型，使导流管与换热管贴合紧密，防止脱落倾斜而导致的导流管失效；导流管上部的螺旋开槽，使介质进入管头后可沿换热管内部螺旋流入，在换热管内壁容易成膜，形成膜状流动，提高换热效率。

技术特征：

1.一种带喷淋装置的管壳式换热器，包括管箱（16），所述管箱（16）顶部设有介质入口（1），所述管箱（16）上部水平安装有管板（6），所述管板（6）上插装有换热管（7），其特征在于：所述换热管（7）顶部管头上均安装有导流管（5）；

2.根据权利要求1所述的一种带喷淋装置的管壳式换热器，其特征在于：所述喷头组件（4）包括螺纹连接在压力腔（3）上的喷嘴座（8），所述喷嘴座（8）中开有通水孔（17），所述通水孔（17）的下端通过调节装置安装有喷嘴堵头（9）。

3.根据权利要求2所述的一种带喷淋装置的管壳式换热器，其特征在于：所述调节装置包括四周连接在喷嘴座（8）上的连接板（12），所述连接板（12）的中央设有中心螺杆（11），所述中心螺杆（11）外套装有设置在喷嘴堵头（9）和连接板（12）之间的弹簧（10），所述中心螺杆（11）的上端旋装在喷嘴堵头（9）内，所述中心螺杆（11）的下端穿过连接板（12）通过螺母（14）固定。

4.根据权利要求3所述的一种带喷淋装置的管壳式换热器，其特征在于：所述连接板（12）四周设有控制螺杆（13），所述控制螺杆（13）两端配合螺母（14）连接喷嘴座（8）和连接板（12）。

5.根据权利要求2所述的一种带喷淋装置的管壳式换热器，其特征在于：所述通水孔（17）的上部为锥孔。

6.根据权利要求1所述的一种带喷淋装置的管壳式换热器，其特征在于：所述导流管（5）胀接在换热管（7）中。

7.根据权利要求1所述的一种带喷淋装置的管壳式换热器，其特征在于：所述导流管（5）内部表面开设螺旋导流槽（15）。

8.根据权利要求7所述的一种带喷淋装置的管壳式换热器，其特征在于：所述导流管（5）内下部设有喇叭口，即导流管（5）出水口的直径逐渐变大。

技术总结
本技术涉及化工设备技术领域，公开了一种带喷淋装置的管壳式换热器，管箱顶部设有介质入口，管箱上部水平安装有管板，管板上插装有换热管，换热管顶部管头上均安装有导流管；管箱上部设有管箱封头，管箱内设有压力腔，压力腔焊接在管箱封头内壁，压力腔底板可拆卸安装有若干个喷头组件，喷头组件位于导流管管口的上方。本技术所提供的一种带喷淋装置的管壳式换热器，通过在管箱内部设计喷头组件，避免了正对着入口的管头进入的介质远多于周围的管头，使介质均匀分布与管头表面，保证了介质分布均匀，提高了换热器的换热效果，解决了技术问题，使实际值接近甚至达到理论设计值。

技术研发人员：任凯,齐朋辉,邵磊
受保护的技术使用者：山西丰喜化工设备有限公司
技术研发日：20230523
技术公布日：2024/1/15