專利名稱：一種真空熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種真空熱交換器，特別是一種與羅茨真空泵相配套的真空熱交換器。
背景技術(shù)：
熱交換器是將兩種流體間進(jìn)行熱量交換而實現(xiàn)加熱或冷卻的裝置。在羅茨真空泵行業(yè)中需要將冷氣重新返還到泵腔內(nèi)，這就涉及到熱交換器，現(xiàn)有的熱交換器如中國專利公開了一種對流式熱交換器(申請?zhí)?00420041234. 2)，其結(jié)構(gòu)是由保溫箱體、加熱裝置、 上行質(zhì)流管、下行質(zhì)流管和動力泵構(gòu)成，保溫箱體內(nèi)的上行質(zhì)流管和下行質(zhì)流管相間排列， 相鄰的上行質(zhì)流管和下行質(zhì)流管上方相通，下方通過動力泵連通在一起，保溫箱體上方空腔內(nèi)設(shè)置有加熱裝置。該專利公開的熱交換器主要是應(yīng)用在常壓狀態(tài)下的，但是對于真空行業(yè)這一特定領(lǐng)域來說，如和真空羅茨泵相配套使用使用時，該專利公開的熱交換器就顯示出以下不足氣阻大、傳熱效率低。為了解決這個問題，經(jīng)檢索，未發(fā)現(xiàn)有專門適合在真空狀態(tài)下使用的熱交換器。然而，當(dāng)前真空行業(yè)中熱交換器大都使用在中、低真空下，此時它的流導(dǎo)正比于壓力，壓力愈低，流導(dǎo)愈小，因此如何解決真空狀態(tài)下熱交換器的流導(dǎo)是非常迫切而又關(guān)鍵的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種流導(dǎo)大、熱交換效率高的真空熱交換器。本實用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)一種真空熱交換器，包括內(nèi)部具有空腔的殼體，所述的殼體上開設(shè)有與空腔相連通的進(jìn)氣口和出氣口，其特征在于，所述的殼體兩端分別密封固定有主水箱和副水箱，在主水箱內(nèi)設(shè)有將主水箱內(nèi)的腔體分隔成上腔體和下腔體的隔板，所述的主水箱上分別開設(shè)有與上腔體和下腔體相連通的出水口和進(jìn)水口，所述殼體的空腔內(nèi)按氣體流動方向排列有若干根能將主水箱的上腔體和下腔體分別與副水箱的腔體相連通的傳熱管。本真空熱交換器是與羅茨真空泵相配套使用的，本真空熱交換器的進(jìn)氣口是與羅茨真空泵的出氣口相連的，真空熱交換器的出氣口是與羅茨真空泵的返冷氣口相連的。外界的冷卻水由主水箱的進(jìn)水口進(jìn)入到主水箱的下腔體內(nèi)，再通過傳熱管進(jìn)入到副水箱的腔體內(nèi)；副水箱中的水再通過傳熱管進(jìn)入到主水箱的上腔體內(nèi)，最后上腔體內(nèi)的水由出水口排出，進(jìn)行一個冷卻循環(huán)；通過這樣的一個過程使羅茨真空泵排出的具有熱量的空氣能得到有效的降溫，保證羅茨真空泵泵腔內(nèi)空氣的熱平衡。本真空熱交換器的傳熱管是按氣體流動方向排列的，既減少氣體流動的阻力，又充分利用了傳熱管的冷卻功能，提高了傳熱效率。在上述的真空熱交換器中，所述的傳熱管的截面呈流線型。這樣的設(shè)計既減少氣體流動的阻力，又消除了氣體繞過傳熱管后所產(chǎn)生的旋渦、使渦流損失降至最低，流線型傳熱管擴(kuò)大了與氣體的接觸面積，提高了傳熱效率。在上述的真空熱交換器中，所述的殼體呈圓錐狀，所述的進(jìn)氣口處的殼體圓截面大于出氣口處的殼體圓截面。這樣的設(shè)計，有利于氣體從殼體的空腔中流出，減少了流出阻力。在上述的真空熱交換器中，所述殼體的進(jìn)氣口處固定有進(jìn)氣管，所述的進(jìn)氣管為錐形管，所述的進(jìn)氣管內(nèi)的管徑沿著氣體流動方向由小變大。這樣的設(shè)計，有利于氣體均勻進(jìn)入殼體的空腔中，充分利用傳熱管的冷卻功能，有利于傳熱效率的提高。在上述的真空熱交換器中，所述殼體的出氣口處固定有出氣管，所述的出氣管為錐形管，所述的出氣管內(nèi)的管徑沿著氣體流動方向由大變小。這樣的設(shè)計，有利于氣體從熱交換器中流出，減少了流出阻力。在上述的真空熱交換器中，所述的出氣管處設(shè)有防返流閥。羅茨真空泵在停車時， 因不能在短時間內(nèi)徹底破壞真空，熱交換器中的冷凝液將反沖到羅茨真空泵中。設(shè)置了防返流閥，羅茨真空泵停車時，防返流閥在氣流作用下迅速關(guān)閉，熱交換器中的氣流停止了流動，從而阻止了冷凝液的返流。當(dāng)單級氣冷式羅茨真空泵和氣冷式羅茨真空泵機(jī)組的末級羅茨真空泵運行在氣體量較少時，壓差很大，羅茨真空泵的噪聲較高，而且是以比較難處理的中、低頻噪聲為主。通過防返流閥就顯示出了其特殊作用，它利用了“縫隙消聲原理”，當(dāng)通過泵的氣體流量較少時，閥的開度小，形成一個環(huán)形縫隙，當(dāng)聲波到達(dá)縫隙處，噪聲在截面突變處有一部分向聲源方向反射回去，還有一部分聲能由于聲波在縫隙處發(fā)生劇烈磨擦而轉(zhuǎn)化為熱能，剩下的部分聲波通過縫隙成為透射波繼續(xù)傳播下去，從而達(dá)到消聲目的。防返流閥的特點是能降低中、低頻噪聲，消聲量約8 10分貝。在上述的真空熱交換器中，所述的傳熱管一端固定在上述的主水箱上，另一端固定在上述的副水箱上。在上述的真空熱交換器中，所述的殼體上還開設(shè)有與內(nèi)部空腔相連通的冷凝液出口，所述的冷凝液出口處設(shè)有能使該冷凝液出口連通或截止的閥門。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本真空熱交換器的有益效果是1、由于采用了流線型的傳熱管，減少了氣體流動阻力，消除了渦流損失，因此真空熱交換器的壓力損失小。2、由于采用了流線型的傳熱管，增加了單位體積的傳熱面積，因此傳熱效率高。3、由于進(jìn)氣口處的殼體圓截面大于出氣口處的殼體圓截面，流導(dǎo)特別大，對泵抽氣速率的影響特別小。4、傳熱管的按氣體流動方向排列，既減少了阻力，又充分利用了傳熱管的冷卻功能，提高了傳熱效率。5、進(jìn)氣管為錐形管，所述的進(jìn)氣管內(nèi)的管徑沿著氣體流動方向由小變大，這樣有利于氣體均勻進(jìn)入熱交換器本體中，充分利用傳熱管的冷卻功能，有利于傳熱效率的提高。6、出氣管為錐形管，出氣管內(nèi)的管徑沿著氣體流動方向由大變小，有利于氣體從熱交換器中流出，減少了流出阻力。7、出氣管處設(shè)置的防返流閥，有效防止了熱交換器中冷凝液的返流，並對中、低頻噪聲有一定的消聲作用。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是殼體的截面示意圖。圖中，1、殼體；la、空腔；lb、進(jìn)氣口 ；lc、出氣口 ；Id、冷凝液出口 ；2、主水箱；2a、 上腔體；2b、下腔體；2c、進(jìn)水口 ；2d、出水口 ；3、副水箱；3a、腔體；4、隔板；5、傳熱管；6、進(jìn)氣管；7、出氣管；8、防返流閥；9、閥門。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。如圖1所示，一種真空熱交換器，包括內(nèi)部具有空腔Ia的殼體1，在殼體1上開設(shè)有與空腔Ia相連通的進(jìn)氣口 Ib和出氣口 lc，在殼體1兩端分別密封固定有主水箱2和副水箱3，在主水箱2內(nèi)設(shè)有將主水箱2內(nèi)的腔體分隔成上腔體加和下腔體2b的隔板4，主水箱2上分別開設(shè)有與上腔體加和下腔體2b相連通的出水口 2d和進(jìn)水口 2c，在殼體1的空腔Ia內(nèi)按氣體流動方向排列有若干根能將主水箱2的上腔體加和下腔體2b分別與副水箱3的腔體3a相連通的傳熱管5，傳熱管5 —端固定在上述的主水箱2上，另一端固定在上述的副水箱3上，具體的，傳熱管5可以通過焊接或脹接的方式固定在主水箱2和副水箱 3上。如圖2所示，傳熱管5的截面呈流線型，這樣的設(shè)計既減少氣體流動的阻力，又消除了氣體繞過傳熱管5后所產(chǎn)生的旋渦、使渦流損失降至最低，流線型傳熱管5擴(kuò)大了與氣體的接觸面積，提高了傳熱效率。在本實施例中，殼體1呈圓錐狀，進(jìn)氣口 Ib處的殼體1圓截面大于出氣口 Ic處的殼體1圓截面。這樣的設(shè)計，有利于氣體從殼體1的空腔Ia中流出，減少了流出阻力。殼體1的進(jìn)氣口 Ib處固定有進(jìn)氣管6，進(jìn)氣管6為錐形管，進(jìn)氣管6內(nèi)的管徑沿著氣體流動方向由小變大。這樣的設(shè)計，有利于氣體均勻進(jìn)入殼體1的空腔Ia中，充分利用傳熱管5的冷卻功能，有利于傳熱效率的提高。殼體1的出氣口 Ic處固定有出氣管7，所述的出氣管7 為錐形管，所述的出氣管7內(nèi)的管徑沿著氣體流動方向由大變小。這樣的設(shè)計，有利于氣體從熱交換器中流出，減少了流出阻力。在出氣管7處設(shè)有防返流閥8，羅茨真空泵在停車時，因不能在短時間內(nèi)徹底破壞真空，熱交換器中的冷凝液將反沖到羅茨真空泵中。設(shè)置了防返流閥8，羅茨真空泵停車時， 防返流閥8在氣流作用下迅速關(guān)閉，熱交換器中的氣流停止了流動，從而阻止了冷凝液的返流。當(dāng)單級氣冷式羅茨真空泵和氣冷式羅茨真空泵機(jī)組的末級羅茨真空泵運行在氣體量較少時，壓差很大，羅茨真空泵的噪聲較高，而且是以比較難處理的中、低頻噪聲為主。通過防返流閥8就顯示出了其特殊作用，它利用了 “縫隙消聲原理”，當(dāng)通過泵的氣體流量較少時，閥的開度小，形成一個環(huán)形縫隙，當(dāng)聲波到達(dá)縫隙處，噪聲在截面突變處有一部分向聲源方向反射回去，還有一部分聲能由于聲波在縫隙處發(fā)生劇烈磨擦而轉(zhuǎn)化為熱能，剩下的部分聲波通過縫隙成為透射波繼續(xù)傳播下去，從而達(dá)到消聲目的。防返流閥8的特點是能降低中、低頻噪聲，消聲量約8 10分只。在殼體1上還開設(shè)有與內(nèi)部空腔Ia相連通的冷凝液出口 ld，所述的冷凝液出口Id處設(shè)有能使該冷凝液出口 Id連通或截止的閥門9，通過該閥門9可以將傳熱管5熱交換產(chǎn)生的冷凝水排出殼體1。本真空熱交換器是與羅茨真空泵相配套使用的，本真空熱交換器的進(jìn)氣口 Ib是與羅茨真空泵的出氣口 Ic相連的，真空熱交換器的出氣口 Ic是與羅茨真空泵的返冷氣口相連的。外界的冷卻水由主水箱2的進(jìn)水口 2c進(jìn)入到主水箱2的下腔體2b內(nèi)，再通過傳熱管5進(jìn)入到副水箱3的腔體3a內(nèi)；副水箱3中的水再通過傳熱管5進(jìn)入到主水箱2的上腔體加內(nèi)，最后上腔體加內(nèi)的水由出水口 2d排出，進(jìn)行一個冷卻循環(huán)；通過這樣的一個過程使羅茨真空泵排出的具有熱量的空氣能得到有效的降溫，保證羅茨真空泵泵腔內(nèi)空氣的熱平衡。本真空熱交換器的傳熱管5是按氣體流動方向排列的，既減少氣體流動的阻力，又充分利用了傳熱管5的冷卻功能，提高了傳熱效率。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了 1、殼體；la、空腔；lb、進(jìn)氣口 ；lc、出氣口 ；Id、冷凝液出口 ；2、主水箱；2a、上腔體；2b、下腔體；2c、進(jìn)水口 ；2d、出水口 ；3、副水箱；3a、腔體；4、隔板；5、傳熱管；6、進(jìn)氣管；7、出氣管；8、防返流閥；9、閥門等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種真空熱交換器，包括內(nèi)部具有空腔(Ia)的殼體(1)，所述的殼體(1)上開設(shè)有與空腔(Ia)相連通的進(jìn)氣口(Ib)和出氣口(Ic)，其特征在于，所述的殼體⑴兩端分別密封固定有主水箱( 和副水箱(3)，在主水箱O)內(nèi)設(shè)有將主水箱O)內(nèi)的腔體分隔成上腔體Qa)和下腔體Qb)的隔板0)，所述的主水箱( 上分別開設(shè)有與上腔體Oa)和下腔體Ob)相連通的出水口 Qd)和進(jìn)水口(2c)，所述殼體(1)的空腔(Ia)內(nèi)按氣體流動方向排列有若干根能將主水箱⑵的上腔體Oa)和下腔體Qb)分別與副水箱(3)的腔體 (3a)相連通的傳熱管(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空熱交換器，其特征在于，所述的傳熱管(5)的截面呈流線型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空熱交換器，其特征在于，所述的殼體(1)呈圓錐狀， 所述的進(jìn)氣口(Ib)處的殼體(1)圓截面大于出氣口(Ic)處的殼體(1)圓截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空熱交換器，其特征在于，所述殼體(1)的進(jìn)氣口(Ib) 處固定有進(jìn)氣管(6)，所述的進(jìn)氣管(6)為錐形管，所述的進(jìn)氣管(6)內(nèi)的管徑沿著氣體流動方向由小變大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空熱交換器，其特征在于，所述殼體(1)的出氣口(Ic) 處固定有出氣管(7)，所述的出氣管(7)為錐形管，所述的出氣管(7)內(nèi)的管徑沿著氣體流動方向由大變小。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的真空熱交換器，其特征在于，所述的出氣管(7)處設(shè)有防返流閥(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空熱交換器，其特征在于，所述的傳熱管(5一端固定在上述的主水箱(2上，另一端固定在上述的副水箱C3)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空熱交換器，其特征在于，所述的殼體(1)上還開設(shè)有與內(nèi)部空腔(Ia)相連通的冷凝液出口(Id)，所述的冷凝液出口(Id)處設(shè)有能使該冷凝液出口 (Id)連通或截止的閥門(9)。
專利摘要本實用新型提供了一種真空熱交換器，屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有熱交換器存在氣阻大、傳熱效率低等技術(shù)問題。本真空熱交換器，包括內(nèi)部具有空腔的殼體，所述的殼體上開設(shè)有與空腔相連通的進(jìn)氣口和出氣口，所述的殼體兩端分別密封固定有主水箱和副水箱，在主水箱內(nèi)設(shè)有將主水箱內(nèi)的腔體分隔成上腔體和下腔體的隔板，所述的主水箱上分別開設(shè)有與上腔體和下腔體相連通的出水口和進(jìn)水口，所述殼體的空腔內(nèi)按氣體流動方向排列有若干根能將主水箱的上腔體和下腔體分別與副水箱的腔體相連通的傳熱管。本實用新型具有流導(dǎo)大、熱交換效率高、使用壽命長等優(yōu)點。
文檔編號F28F9/00GK202304494SQ201120372548
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者何敏劍, 王琴斐, 羅根松, 許濤 申請人:浙江真空設(shè)備集團(tuán)有限公司