一种换热器的换热性能测试平台的制作方法

本发明涉及换热器测试，具体涉及一种换热器的换热性能测试平台。

背景技术：

1、换热器被广泛应用于石油、化工、动力、航空、机械等领域，其性能的优劣将影响到换热效率及系统的经济性。广泛应用在石油、化工、动力、航空、机械等领域中的换热器，其工作介质凝固点高、粘度大，通常为液-液换热器、液-气换热器(如管壳式换热器、板式换热器、板翅式换热器)。在能源应用领域，如太阳能热发电储能以及新一代核电领域，换热器使用的介质为粘度较高、凝固点高的熔盐。作为核电系统的主要传热装备之一，换热器性能的好坏及可靠性将影响整个反应堆的安全及经济性。

2、通过测量换热器的进出口温度，能计算出换热器的热效率，列管换热器是目前化工生产上应用最广的一种换热器，它主要由壳体、管板、换热管、封头和折流挡板组成，在进行换热时，一种流体由封头的连接管出进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称为管程，另一种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。在对列管换热器进行换热实验室需要对换热器进行热水端和冷水端顺逆流实验，分别测试列管换热器在顺逆流情况下的传热效率，换热器自身的安装角度不同会影响流体在换热器内部的流动速度，其会影响到换热器的换热效率，从而需要测试换热器在不同竖直角度和横向角度的换热性能，且现有的测试装置对换热器测试前，需要将冷热水输入和输出管端和换热器的接头进行安装连接，通常是人工手动旋动螺栓进行安装，从而测试前的准备时间较长，降低了测试效率。

技术实现思路

1、为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种换热器的换热性能测试平台，通过于列管换热器的两端设置有冷水的储水罐和热水的储水罐，然后将冷水的储水罐端部的输出管和输入管和列管换热器封头接头管相安装连接，将热水的储水罐端部的输出管和输入管和列管换热器外壳接头管相安装连接，其安装连接方式是通过伺服电机三的输出端带动双向丝杆转动，从而能带动两个套接板相互靠近，使得套接板能带动端部的筒体和法兰环逐渐靠近列管换热器的封头接管以及外壳接管，在法兰环和换热器接头管端部的法兰相接触时，通过伺服电机四带动直齿轮三转动并驱动内外齿环旋转，内外齿环内部齿圈会同时驱动多个齿柱啮合转动，从而齿柱能带动定位螺栓转动，从而使得定位螺栓旋入到法兰环和换热器接头管的法兰螺栓孔中，因此能将冷水输入端和输出端以及热水输入端和输出端快速和列管换热器封头和外壳接头管相固定连接，从而节省安装时间，进一步提高了对换热器的测试效率；通过输出管将冷水或者热水排入到换热器的封头接管和外壳接管中进行换热测试，通过筒体中的温度传感器能检测冷水和热水进入换热器前的温度和从换热器排出时的温度，通过计算能得出列管换热器顺流时的换热率，通过步进电机输出端能带动转动杆和分隔板转动180度，同时也会带动推动板翻转到储水罐的底部，然后通过转动杆端部能带动双通壳转动，配合定位框能带动输出管和输入管翻转180度，然后和换热器接头进行安装对接后按照上述过程重复操作，从而能计算得出列管换热器的逆流时的换热率；通过自旋夹持机构中的伺服电机一能带动两个直齿轮二转动，使得直齿轮二能带动两个半齿环相闭合形成的完整齿环在夹持半环中转动，因此能带动列管换热器进行自旋，从而便于对水平安装角度不同的换热器进行换热性能测试，通过驱动电机一能带动转动板和列管换热器进行竖直方向的转动，通过辅助测试机构对竖直安装角度不同的列管换热器进行换热性能的测试，因此扩大了对换热器的测试完整性。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种换热器的换热性能测试平台，包括自旋夹持机构，所述自旋夹持机构的一侧固定设置有两个辅助测试机构；

4、所述辅助测试机构包括储水罐，所述储水罐的一端转动连接有圆封板，所述储水罐的另一端转动套接有双通壳，所述圆封板的中心位置处固定连接有步进电机，所述步进电机的输出端上固定连接有转动杆，所述转动杆的外壁上固定连接有分隔板，所述双通壳和圆封板分别与转动杆的两端固定连接，所述双通壳的外壁上对称固定连接有输出管和输入管，所述输出管和输入管的端部均固定连接有波纹软管的一端，两个所述波纹软管的另一端均固定连接有筒体，所述筒体的端部固定连接有法兰环，所述法兰环的顶部设置有升降盘，所述升降盘的底部转动套接有内外齿环，所述内外齿环的内圈环形等距离啮合连接有多个齿柱，多个所述齿柱中均固定套接有与法兰环相旋合连接的定位螺栓，所述定位螺栓与升降盘的底部转动连接，所述内外齿环的外侧啮合连接有直齿轮三，所述直齿轮三的中心位置处固定连接有伺服电机四的输出端，所述筒体的内壁上固定设置有温度传感器。

5、进一步在于，所述自旋夹持机构包括支撑平台，所述支撑平台的顶部设置有转动板，所述支撑平台的侧壁上固定连接有驱动电机一，所述驱动电机一的输出端与转动板固定连接，所述转动板的一侧关于其竖直中心面对称固定连接有四个定位座，相对两个所述定位座之间转动连接有转轴一，所述转轴一的两端均固定连接有夹持半环，两个所述转轴一的端部均固定套接有相互啮合连接的直齿轮一，一个所述转轴一的端部固定连接有驱动电机二的输出端，通过自旋夹持机构能对列管换热器进行夹持，并能驱动列管换热器进行自旋调整角度。

6、进一步在于，所述升降盘的顶部对称固定连接有两个滑动柱，两个所述滑动柱的外部均滑动套接有槽柱，所述槽柱与筒体的外壁固定连接，所述滑动柱的端部固定连接有挤压弹簧。

7、进一步在于，所述内外齿环的顶部开设有与升降盘相滑动连接有圆槽，通过圆槽能将内外齿环和升降盘连接。

8、进一步在于，所述分隔板上对称开设有两个限位槽，两个所述限位槽中均滑动连接有t型块，两个所述t型块之间固定连接有推动板，所述推动板中旋合连接有螺杆，所述螺杆的端部固定连接有伺服电机二的输出端，通过限位槽能对t型块和推动板的移动方位进行限位。

9、进一步在于，所述储水罐的外壁上对称固定连接有两个与其内部相连通的进水管，通过进水管能于储水罐中排入测试用的冷水和热水。

10、进一步在于，两个所述筒体的外壁上均固定套接有套接板，两个所述套接板之间旋合套接有双向丝杆，所述双向丝杆的顶端固定连接有伺服电机三的输出端，所述双向丝杆的两端转动连接有定位框，所述定位框与双通壳的外壁固定连接，所述套接板与定位框滑动连接，通过双向丝杆能带动两个套接板相对移动，从而能带动筒体移动靠近至换热器的接管。

11、进一步在于，所述筒体的内壁上固定连接有定位环，所述定位环的底部对称固定连接有两个限位柱，两个所述限位柱的顶端侧壁上均固定连接有空心壳，两个所述限位柱中均滑动连接有斜面块，两个所述斜面块之间固定连接有滤水网圈，通过于筒体中设置的滤水网圈能对输入到水体进行过滤处理，防止带有杂质的介质影响测试结果。

12、进一步在于，所述夹持半环中滑动嵌入连接有半齿环，所述半齿环的内壁上固定连接有防滑垫，所述半齿环上啮合连接有直齿轮二，所述直齿轮二的中心位置处固定连接有伺服电机一的输出端，通过伺服电机一能带动直齿轮二转动，使得直齿轮二能带动半齿环转动，这样能带动换热器自旋转动调整测试角度。

13、进一步在于，两个所述空心壳中均滑动连接有与斜面块相卡接的卡接块，所述卡接块的一侧固定连接有拉杆，所述拉杆的外部套接有复位弹簧，通过拉杆能带动卡接块移动，使其不会对斜面块卡接，从而便于将滤水网圈取出进行更换或者清洁。

14、本发明的有益效果：

15、1、通过于列管换热器的两端设置有冷水的储水罐和热水的储水罐，然后将冷水的储水罐端部的输出管和输入管和列管换热器封头接头管相安装连接，将热水的储水罐端部的输出管和输入管和列管换热器外壳接头管相安装连接，其安装连接方式是通过伺服电机三的输出端带动双向丝杆转动，从而能带动两个套接板相互靠近，使得套接板能带动端部的筒体和法兰环逐渐靠近列管换热器的封头接管以及外壳接管，在法兰环和换热器接头管端部的法兰相接触时，通过伺服电机四带动直齿轮三转动并驱动内外齿环旋转，内外齿环内部齿圈会同时驱动多个齿柱啮合转动，从而齿柱能带动定位螺栓转动，从而使得定位螺栓旋入到法兰环和换热器接头管的法兰螺栓孔中，因此能将冷水输入端和输出端以及热水输入端和输出端快速和列管换热器封头和外壳接头管相固定连接，从而节省安装时间，进一步提高了对换热器的测试效率；

16、2、通过输出管将冷水或者热水排入到换热器的封头接管和外壳接管中进行换热测试，通过筒体中的温度传感器能检测冷水和热水进入换热器前的温度和从换热器排出时的温度，通过计算能得出列管换热器顺流时的换热率，通过步进电机输出端能带动转动杆和分隔板转动180度，同时也会带动推动板翻转到储水罐的底部，然后通过转动杆端部能带动双通壳转动，配合定位框能带动输出管和输入管翻转180度，然后和换热器接头进行安装对接后按照上述过程重复操作，从而能计算得出列管换热器的逆流时的换热率；

17、3、通过自旋夹持机构中的伺服电机一能带动两个直齿轮二转动，使得直齿轮二能带动两个半齿环相闭合形成的完整齿环在夹持半环中转动，因此能带动列管换热器进行自旋，从而便于对水平安装角度不同的换热器进行换热性能测试，通过驱动电机一能带动转动板和列管换热器进行竖直方向的转动，通过辅助测试机构对竖直安装角度不同的列管换热器进行换热性能的测试，因此扩大了对换热器的测试完整性。