專利名稱：一種氣體冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種空氣冷卻器，尤其是一種適用于發(fā)酵無菌空氣系統(tǒng)，換熱效率高、壓力損失小，檢修維護方便的壓縮空氣冷卻器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在應用的換熱器就換熱管形式大致可分為兩種，一種是列管式換熱器，一種是帶翅片的換熱器。普遍存在的問題是傳熱效率低，壓力損失大，檢修維護困難，影響生產(chǎn)的連續(xù)性。壓縮空氣是微生物發(fā)酵氧氣的來源。發(fā)酵工藝要求其具有壓力低、流量大的特點， 且需作冷卻干燥和無菌化處理?？諌簷C出口空氣高溫、高濕含量，必須進行冷卻除水。通常采用兩臺立式列管式冷卻器，殼程串聯(lián)走空氣，管程分別走普通冷卻塔循環(huán)水和低溫深井水或冷水機組循環(huán)水。這種設備和管道布置使得空氣系統(tǒng)阻力大，運行成本較高。而且管程產(chǎn)生泄漏時，檢查和修理很困難，泄漏嚴重時只能整臺設備報廢。申請專利號為200920121676. 0的專利《一種翅片管換熱器》，由承壓外殼體、帶有翅片的換熱單元、換熱介質(zhì)進出接管、管程排污裝置和內(nèi)部支承、密封結(jié)構(gòu)等組成。其承壓外殼體內(nèi)部有至少一個以上豎直或水平放置的換熱單元，換熱單元的內(nèi)部換熱管束是大體垂直或水平的，翅片分布在各換熱管外壁上，各個換熱單元通過管道伸到承壓外殼體外形成其換熱介質(zhì)的進出接管，換熱單元和承壓外殼體之間有支撐結(jié)構(gòu)。采用此換熱器結(jié)構(gòu)后， 可以靈活地調(diào)整翅片管材料和數(shù)量，來滿足不同的換熱要求，換熱效率較高，并且阻力損失也大大減小。它解決了多種冷卻介質(zhì)集成使用和阻力損失大的問題，但對于如何檢修管程污垢或泄漏的問題，還難于解決。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述的技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種傳熱效率高、 阻力損失小，檢修更方便的氣體冷卻器。本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種氣體冷卻器，包括承壓外殼體、若干翅片管換熱組件、冷卻介質(zhì)進出管和管程排污裝置，所述承壓外殼體的左右兩端設有氣體進出的接口，所述翅片管換熱組件包括連通的翅片換熱管和上、下管程集箱，所述上管程集箱的頂部接有冷卻介質(zhì)進出管，下管程集箱的底部設有管程排污裝置，其特征在于所述翅片換熱管與上管程集箱之間設有上管板，所述上管板與翅片換熱管的上端固定連接，所述承壓外殼體的上部開設有與上管板配合的接口，所述翅片換熱管通過上管板可拆卸地懸掛安裝在接口上，所述上管程集箱可拆卸地設置在承壓外殼體的外側(cè)。作為改進，所述上管程集箱內(nèi)設有N塊隔板，將上管程集箱分為N+1個冷卻介質(zhì)進出和回流的封閉空間，其中邊端兩室頂部分別設有與冷卻介質(zhì)進出管相連接的介質(zhì)接口。 所述下管程集箱內(nèi)設有N-I塊隔板，將下管程集箱分為N個冷卻介質(zhì)回流的封閉空間。上管程集箱若有N塊隔板，所述翅片管換熱組件就有2N個管程。N為自然數(shù)。[0008]作為改進，所述上管板的外周設有安裝孔，所述接口的四周設有相應的螺紋孔；所述上管程集箱與上管板的連接處設有法蘭，所述法蘭的外周設有與上管板安裝孔、接口螺紋孔對應的通孔，所述上管程集箱與上管板、接口通過螺栓可拆卸地連接固定。再改進，所述翅片管換熱組件為相互獨立設置，其管程可走不同溫度和來源的冷卻介質(zhì)；或者所述翅片管換熱組件通過外部管道連接，其管程走相同的冷卻介質(zhì)。再改進，所述翅片換熱管與下管程集箱之間設有下管板，所述下管板與翅片換熱管、下管程集箱之間為封閉固定連接。進一步改進，所述承壓外殼體的內(nèi)壁上設有與下管程集箱相抵的彈性支撐。再進一步改進，所述管程排污裝置包括連通的排污管與管程排污接口，在承壓外殼體的底部開設有殼程排污接口供排污管伸出，管程與殼程的介質(zhì)均密封。最后，所述承壓外殼體的一側(cè)設有可進入承壓外殼體內(nèi)部，用于檢查的人孔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于傳熱效率高、阻力損失小，集成多種冷卻介質(zhì)于一體，并且翅片管換熱組件是可拆卸的，上管程集箱安裝在承壓外殼體的外側(cè)，檢查時只需拆卸上管程集箱，就可檢查管板和翅片換熱管結(jié)垢情況，并作清洗，也可直接觀察泄漏情況，這種抽屜式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)合理實用，使檢修維護更加靈活方便，不僅可用于壓縮空氣冷卻，還可廣泛應用在各個行業(yè)的換熱工藝中，對節(jié)能降耗有積極意義。

圖1是本實用新型一種氣體冷卻器的全剖主視圖；圖2是本實用新型一種氣體冷卻器的半剖左視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。如圖1-2所示，一種氣體冷卻器如壓縮空氣冷卻器，包括承壓外殼體1、三組翅片管換熱組件2、3、4、冷卻介質(zhì)進出管的介質(zhì)接口 9、10和管程排污裝置，其中翅片管換熱組件2、4為2管程，翅片管換熱組件3為4管程。所述承壓外殼體1為臥式圓筒形壓力容器， 承受壓縮空氣的壓力，在承壓外殼體1的左右兩端封頭的中心位置各有一個接口，左側(cè)為進氣接口 11，右側(cè)為出氣接口 12，因而壓縮空氣走殼程；所述翅片管換熱組件2、3、4由翅片換熱管21、上、下管板24、25和上、下管程集箱22、23組成，翅片換熱管21和上、下管程集箱22、23是連通的；所述上管板24與翅片換熱管21的上端固定連接，所述承壓外殼體1的上部開設有與上管板24配合的矩形接口 14，所述翅片管換熱組件2、3、4的翅片換熱管通過上管板24可拆卸地懸掛安裝在矩形接口 14上；所述上管程集箱22設置在承壓外殼體1 的外側(cè)、上管板24的上方，與上管板24可拆卸地連接固定，這樣僅拆卸上管程集箱22，就可檢查上管板24和翅片換熱管21的管內(nèi)結(jié)垢情況，并作清洗，在壓力試驗時，也可直接觀察泄漏情況，結(jié)構(gòu)簡單，方便安裝拆卸；所述翅片管換熱組件2的上管程集箱22內(nèi)設有一塊隔板27，將上管程集箱22分為冷卻介質(zhì)進出的左右兩室，其頂部分別設有與冷卻介質(zhì)進出管相連接的介質(zhì)接口 9、10 ；所述翅片管換熱組件3的上管程集箱內(nèi)設有二塊隔板27，將其分為冷卻介質(zhì)進出的左右兩室和中間的介質(zhì)回流室，下管程集箱有一塊隔板，將其分成左右兩個介質(zhì)回流室；所述上管板24的外周設有安裝孔，所述矩形接口 14的四周設有相應的螺紋孔；所述上管程集箱22與上管板24的連接處設有矩形法蘭26，所述矩形法蘭26的外周設有與上管板安裝孔、矩形接口螺紋孔對應的通孔，所述上管程集箱22與上管板24、矩形接口 26通過螺栓可拆卸地連接固定；所述翅片管換熱組件2、3、4為相互獨立平行設置， 其管程可走不同溫度和來源的冷卻介質(zhì)；或者所述翅片管換熱組件2、3、4通過外部管道連接，其管程走相同的冷卻介質(zhì)；所述翅片換熱管21與下管程集箱23之間設有下管板25，所述下管板25與翅片換熱管21、下管程集箱23之間為封閉固定連接；所述下管程集箱23的底部設有管程排污裝置，所述管程排污裝置包括連通的排污管8與管程排污接口 6，在承壓外殼體1的底部開設有殼程排污接口 7供排污管8伸出，管程與殼程的介質(zhì)均密封；所述承壓外殼體1的內(nèi)壁上設有與下管程集箱23相抵的彈性支撐5，使承壓外殼體1均勻承受翅片管換熱組件2、3、4的質(zhì)量，彈性支承5也可吸收翅片管換熱組件2、3、4由于熱脹冷縮產(chǎn)生的變形；所述承壓外殼體1的一側(cè)設有人孔13，可從人孔13進入承壓外殼體1內(nèi)部，檢查翅片換熱管21外表面、承壓外殼體1內(nèi)表面以及翅片管換熱組件2、3、4四周的密封狀況。安裝時，將翅片管換熱組件2、3、4吊裝，上部通過上述矩形接口 14的螺紋孔、上管板24的安裝孔、上管程集箱22的通孔用螺栓固定，下管程集箱23底部與承壓外殼體1內(nèi)安裝的彈性支承5接觸，使承壓外殼體1均勻承受翅片管換熱組件2、3、4的質(zhì)量，管程檢查或試壓時，只要擰動螺栓，移走上管程集箱22后，使用較短的螺栓固定上管板24，就可以進行操作。工作原理是這樣的高溫壓縮空氣從接口 11進入，經(jīng)過翅片換熱管21外表面間隙，與管內(nèi)冷卻水換熱，其中三組翅片管換熱組件4、3、2的冷卻介質(zhì)各不相同，溫度從高到低。如翅片管換熱組件4的管程走90°C左右的熱水，翅片管換熱組件3管程走35°C左右的中溫水，翅片管換熱組件2管程走10°C左右的低溫水，熱水吸收了高溫空氣的熱量可作為熱水型溴化鋰制冷機組的熱源或工藝用水，中溫水用冷卻塔散熱，低溫水來源可是冷水機組；如此三級冷卻設置，既利用了空壓機的余熱，又使冷水機組的水用量最少，開源節(jié)流，運行成本最低。壓縮空氣經(jīng)過三級冷卻，溫度降低到壓力露點以下時，有冷凝水析出，通過殼程排污接口 7排出。由于翅片換熱管21外氣側(cè)傳熱系數(shù)比管內(nèi)水側(cè)的小很多，故需增加氣側(cè)傳熱面積，管外翅片就是增加的面積，使用翅片管使得空氣流速下降的同時，也有很好的湍流效應，因此傳熱效率高、阻力損失低。為了防止空氣走短路，在翅片管換熱組件2、3、4的外圍與殼體內(nèi)壁之間的空隙須用薄板封閉(圖中省略)。當冷卻器需要清洗檢查時，可拆除冷卻水進出管接口 9、10上連接管道，再拆卸矩形法蘭26上的螺栓，移走上管程集箱22后，可見上管板24上密布的所有翅片換熱管21的管口，檢查內(nèi)部結(jié)垢情況，可機械清理，污水、脫落物等可從排污管8排出。如果懷疑翅片換熱管21或上、下管板24、25有問題，讓承壓外殼體1內(nèi)充滿壓縮空氣后，可用肥皂水直接檢查。若還是難于發(fā)現(xiàn)問題，可把翅片管換熱組件2、3、4直接吊出后檢查。本實施例子舉了壓縮空氣冷氣器例子，還可以類似使用其他氣體如氮氣、氧氣等， 原理是類似的。
權(quán)利要求1.一種氣體冷卻器，包括承壓外殼體、若干翅片管換熱組件、冷卻介質(zhì)進出管和管程排污裝置，所述承壓外殼體的左右兩端設有氣體進出的接口，所述翅片管換熱組件包括連通的翅片換熱管和上、下管程集箱，所述上管程集箱的頂部接有冷卻介質(zhì)進出管，下管程集箱的底部設有管程排污裝置，其特征在于所述翅片換熱管與上管程集箱之間設有上管板，所述上管板與翅片換熱管的上端固定連接，所述承壓外殼體的上部開設有與上管板配合的接口，所述翅片換熱管通過上管板可拆卸地懸掛安裝在接口上，所述上管程集箱可拆卸地設置在承壓外殼體的外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體冷卻器，其特征在于所述上管程集箱內(nèi)設有N塊隔板，將上管程集箱分為N+1個冷卻介質(zhì)進出和回流的封閉空間，其中邊端兩室頂部分別設有與冷卻介質(zhì)進出管相連接的介質(zhì)接口，所述下管程集箱內(nèi)設有N-I塊隔板，將下管程集箱分為N 個冷卻介質(zhì)回流的封閉空間，對應地，上管程集箱若有N塊隔板，所述翅片管換熱組件就有 2N個管程，N為自然數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體冷卻器，其特征在于所述上管板的外周設有安裝孔，所述接口的四周設有相應的螺紋孔；所述上管程集箱與上管板的連接處設有法蘭，所述法蘭的外周設有與上管板安裝孔、接口螺紋孔對應的通孔，所述上管程集箱與上管板、接口通過螺栓可拆卸地連接固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體冷卻器，其特征在于所述翅片管換熱組件為相互獨立設置，其管程可走不同溫度和來源的冷卻介質(zhì)；或者所述翅片管換熱組件通過外部管道連接， 其管程走相同的冷卻介質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體冷卻器，其特征在于所述翅片換熱管與下管程集箱之間設有下管板，所述下管板與翅片換熱管、下管程集箱之間為封閉固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的氣體冷卻器，其特征在于所述承壓外殼體的內(nèi)壁上設有與下管程集箱相抵的彈性支撐。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的氣體冷卻器，其特征在于所述管程排污裝置包括連通的排污管與管程排污接口，在承壓外殼體的底部開設有殼程排污接口供排污管伸出，管程與殼程的介質(zhì)均密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的氣體冷卻器，其特征在于所述承壓外殼體的一側(cè)設有可進入承壓外殼體內(nèi)部，用于檢查的人孔。
專利摘要一種氣體冷卻器，包括承壓外殼體、若干翅片管換熱組件、冷卻介質(zhì)進出管和管程排污裝置，所述承壓外殼體的左右兩端設有氣體進出的接口，所述翅片管換熱組件包括翅片換熱管和上、下管程集箱，所述上管程集箱的頂部接有冷卻介質(zhì)進出管，下管程集箱的底部設有管程排污裝置，其特征在于所述翅片換熱管與上管程集箱之間設有上管板，所述上管板與翅片換熱管的上端固定連接，所述承壓外殼體的上部開設有與上管板配合的接口，所述翅片管換熱組件通過上管板可拆卸地懸掛安裝在接口上，所述上管程集箱設置在承壓外殼體的外側(cè)，與上管板可拆卸地連接固定，傳熱效率高、阻力損失小，集成多種冷卻介質(zhì)于一體，這種抽屜式結(jié)構(gòu)使檢修維護更加靈活方便。
文檔編號F28F9/26GK202048838SQ20112013741
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者陸飛浩 申請人:陸飛浩