[发明专利]一种用于套管式换热器的套管端口的转向连接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于套管式换热器的套管端口的转向连接方法，可以实现 套管式换热器内管的可拆卸式连接。

背景技术

本发明与套管式换热器有关。

套管式换热器是一种常见的换热器，其基本构造是两个不同直径的管子， 直径大的(一般称为外管)套在直径小的(一般称为内管)外面，两种温度不 同的流体(一般称为冷流体和热流体)分别在内管里面以及内外管的夹缝中逆 向流动，通过内管的管壁进行热量的交换。

套管式换热器的换热效果除与内管的导热系数有关外，与两种流体在内管 上的接触面积(即换热面积)有很大的关系。当内管的直径一定的时候，内管 的长度决定了换热面积的大小。但换热器的安装空间往往受到限制，为了达到 一定的换热面积，需要使多段套管部分能进行180度转弯连接。目前常用的拼 接方法，多以焊接或法兰连接的形式为主。这两种方法都存在很大的缺点，焊 接方法首先工作强度大，能耗高，对工人的技术素质要求较高，其次，焊接的 方法使换热器不具备可拆卸性，而焊缝往往是最容易发生腐蚀损坏的地方，可 维护性差，最后焊接方法只适合某些金属，不适合其他材料的换热器，如塑料 等。对于法兰连接来说，首先法兰需要成对使用，而且需要螺栓螺母配合，成 本比较高，其次，由于需要多对螺栓螺母，工作量比较大，劳动效率低，最后， 法兰占用一定的体积，对设备的小型化有一定的影响。

发明内容

为克服现有的连接技术的缺点，本发明提出了一种新的连接方法，不仅成 本较低，安装简便，而且可以实现内管可拆卸连接，便于日后对换热器进行清 洗。而且本发明不仅仅可以用于以金属管作为外管的套管式换热器，还可以用 于以塑料管作为外管的套管式换热器。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

换热器外管和内管的转向连接通过一种类似于H形的四通结构件(后续简 称H形四通)、一对环状橡胶密封圈、一个两端都带有活动接头的类似于J形 的弯管(后续简称U形管)来实现。内外管之间的流体通过H形四通的侧通部 分实现转向连接，而内管的流体通过U形管上的活动接头旋入H形四通的内螺 纹端口，挤压密封圈，实现密封，形成转弯通道。

H形四通和换热器外管属于同种材质，以便于连接。如，当H形四通和换热 器外管都是不锈钢或者黄铜制成时，可采用焊接的方式连接；当H形四通和换 热器外管都是聚氯乙烯(PVC)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)时，可 采用胶水粘接的方式；当H形四通和换热器外管都是无规共聚聚丙烯(PP-R) 或聚乙烯(PF)时，可采用热熔方式连接。

H形四通的一侧端口具有内螺纹，以便与U形管的活动接头上的外螺纹配合。 该内螺纹的实现方法根据H形四通的材质不同而有所不同。当H形四通为金属 制成时，内螺纹可以直接加工上去；当H形四通为塑料制成时，则根据塑料的 特性，可以通过直接注塑形成内螺纹或者通过嵌入已经带有内螺纹的金属嵌件 来实现，例如，PVC、ABS类塑料既可以直接注塑形成内螺纹，也可以通过金属 嵌件来实现，而PP-R类塑料由于收缩率大，强度低，一般通过金属嵌件来实现 内螺纹。

U形管一般采用金属制成，其形状可以是直管加圆弧，也可以用多段管子拼 接而成。对于带有圆弧的金属U形管，一般可以直接用直管进行弯管处理而成。 对于多段直管拼接而成的金属U形管，可以采用焊接工艺制成。

因U形管两端有带有活动接头，为防止活动接头从U形管两端滑出，U形管 两端各有一个阻挡体。在活动接头事先套入U形管两端后，该阻挡体可以通过 在U形管两端焊接一个带有一定宽度和厚度的金属环实现，也可以通过冲压等 方式实现一个喇叭状扩口，一般为45度角。

活动接头带有外螺纹，同时靠近U形管中心的一侧带有多角头，如四角头、 六角头或八角头，以便使用扳手等工具将活动接头拧进H形四通的内螺纹端口。

由于U形管两端的阻挡体用于挤压橡胶密封圈，为防止U形管两端与换热 器内管发生错位而导致阻挡体挤压到内管上，同时为了有效的密封，U形管两端 的内径需要稍大于内管的外径，以便内管可以插入一定深度。若U形管本身的 外径同内管接近，可以采用挤压的方式生成一个稍大的承口。

橡胶密封圈根据流体腐蚀性、温度、压力等具体的应用情况，可以采用硅 橡胶、三元乙丙、丁腈橡胶等材质制造，其截面形状一般为圆形、长方形、等 腰梯形等，只要能保证一定的截面积，一般都能起到密封的效果。