[发明专利]一种水垢自脱落式免清理管壳式换热器

说明书

本发明公开了一种水垢自脱落式免清理管壳式换热器，属于换热器领域，一种水垢自脱落式免清理管壳式换热器，本方案中，在换热管内流淌的液体温度逐渐升高时，会析出水垢，并粘附在捕获纤维簇上，而随着水垢的进一步生长，水垢块会将捕获纤维簇扯断，并下落，而捕获纤维簇的残部则回复原状，随着金属兜网内水垢的增加，金属兜网受到的压力增加，使得整体沿自身与固定环连接处撕裂，而失去固定环约束的金属兜网自身收缩，将坠落的水垢包裹在一起，并落到进液腔的底部，使得换热管不易被落下的水垢堵塞，不易影响换热管正常的换热工作，而落线的水垢则在固定环的包覆下，不易重新散落，不易影响热交换水的水质。

技术领域

本发明涉及换热器领域，更具体地说，涉及一种水垢自脱落式免清理管壳式换热器。

背景技术

换热器，是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。

管壳式换热器是管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束或者螺旋管，管束两端固定于管板上。在管壳换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面，管壳式换热器，螺旋管束设计，可以最大限度地增加湍流效果，加大换热效率。内部壳层和管层的不对称设计，最大可以达到4.6倍。这种不对称设计，决定其在汽－水换热领域的广泛应用。最大换热效率可以达到14000w/m2.k，大大提高生产效率，节约成本。

换热器使用的换热液体通常为液态水，而这些液态水难以达到蒸馏水的级别，在正常使用过程中，当液态水从低温相高温发展时，极易析出大量的水垢粘附在管束的内壁上，影响管束的导热效率，进而影响换热器的工作效率，而随着水垢的进一步增加，甚至会造成换热器发生爆炸事故。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种水垢自脱落式免清理管壳式换热器，可以实现对换热器内形成的水垢进行自动清理，不易影响管束的导热效率，不易影响换热器的工作效率。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种水垢自脱落式免清理管壳式换热器，包括主壳体，主壳体由多个管体利用法兰连接在一起，主壳体内壁固定连接有一对分隔板，两个分隔板将主壳体内的空间自下向上依次分为进液腔、换液腔和出液腔三部，主壳体自下向上依次固定连接有第一进液管、第二进液管、第二出液管和一对第一出液管，第一进液管与进液腔相连通，第二进液管和第二出液管与换液腔相连通，两个第一出液管与出液腔相连通，一对分隔板之间固定连接有多个换热管，多个换热管均连通进液腔和出液腔，换热管包括主管体，主管体内插设有膨胀金属网，膨胀金属网具有向外膨胀的趋势，膨胀金属网远离主管体内壁的一端固定连接有多个捕获纤维簇，多个捕获纤维簇均呈三维螺旋状，相邻捕获纤维簇缠绕在一起形成三维空间立体结构，主管体靠近进液腔一侧的开口处固定连接有与自身相匹配的固定环，固定环内固定连接有金属兜网，金属兜网具有向主管体收缩的趋势，可以实现对换热器内形成的水垢进行自动清理，不易影响管束的导热效率，不易影响换热器的工作效率。

进一步的，膨胀金属网和捕获纤维簇均选用高导热材料制成，增加换热管与自身输送的液态水之间的接触面积，增加换热效果。

进一步的，捕获纤维簇上开凿有多个撕裂槽，多个撕裂槽的深度均不超过捕获纤维簇直径的三分之一，使得捕获纤维簇易于在水垢的重力作用下，沿撕裂槽的方向撕裂。

进一步的，多个撕裂槽的深度随与捕获纤维簇和膨胀金属网连接处的距离增加而增加，使得捕获纤维簇在被水垢扯断时，残留的部分会更长，不易影响后续的换热效率和水垢清理的能力。