專利名稱：海水淡水兩用螺旋管式冷凝器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種冷凝器，特別是一種可采用腐蝕性強(qiáng)的海水為冷媒的海水淡水兩用螺旋管式冷凝器，屬于制冷工程中的制冷設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的各式冷凝器性能特點(diǎn)各有所長，但對于作業(yè)于海洋、海岸或用于海船、以海水或海水淡水交替作為冷媒的制冷裝置，上述冷凝器均反映出所存在缺陷。海水具有腐蝕作用，上述應(yīng)用場合下的冷凝器只能采用耐海水腐蝕材料制作，否則，現(xiàn)有的各式冷凝器在很短時(shí)間內(nèi)將會(huì)腐蝕而銹爛失效。耐海水腐蝕材料如鈦合金管的焊接技術(shù)要求特殊，現(xiàn)有冷凝器結(jié)構(gòu)如殼管式、殼板式焊接縫口過多，焊接加工量大，如果換用耐海水腐蝕材料制作，必然增加焊接的難度，降低冷凝器的強(qiáng)度和可靠性。在已有技術(shù)中，海上工作的制冷系統(tǒng)需要采用閉式冷卻系統(tǒng)，讓淡水在冷凝器及管路中形成封閉循環(huán)，靠另一套海水循環(huán)系統(tǒng)對淡水進(jìn)行冷卻，以至管路復(fù)雜，部件繁多，維修麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有冷凝器的缺陷和不足，本發(fā)明提供一種既可用淡水又可用海水作冷媒的海水淡水兩用螺旋管式冷凝器，為沿?；蚱渌貐^(qū)的各類制冷裝置提供結(jié)構(gòu)緊湊合理、使用方便的耐海水腐蝕的冷凝器。
本發(fā)明主要包括集管壓緊蓋、壓緊環(huán)、集管定位座、集管、螺旋管、殼體、排液閥、支座、進(jìn)汽管座和出液管座。殼體是兩端為球面的中空封閉圓柱體。殼體的兩端各安裝一個(gè)集管。集管和螺旋管由具備足夠可塑性、強(qiáng)度和耐腐蝕性的材料制作。用光滑的鈦合金管無間隙并行卷成兩種直徑的螺旋管，以同軸相互套疊，徑向間距前后一致，使殼體內(nèi)流道保持一定寬度。兩個(gè)螺旋管兩端與兩個(gè)集管焊接成一體，固定在殼體之中。為保證冷凝器冷媒介質(zhì)的密封，兩個(gè)集管端口焊接有集管定位座，集管定位座再與殼體焊接為一體。集管定位座上套有壓緊環(huán)和集管壓緊蓋，便于同外管的密封連接。殼體底部焊接有排液閥，便于該冷凝器的清洗和排污。殼體采用鑄鐵、青銅、碳鋼或不銹鋼制造，其底部焊接的支座用來支撐和固定冷凝器。殼體的頂部焊接有進(jìn)汽管座，是制冷工質(zhì)蒸汽的進(jìn)口；底部沿著殼體園柱面的切線方向焊接著出液管座，是制冷工質(zhì)冷凝液的出口。
螺旋管和集管之間采用純鈦絲氬弧焊接，焊接前要先祛除油污。集管加工完成后應(yīng)先試壓檢漏，確認(rèn)無漏泄后方可與螺旋管焊接合成。殼體與集管定位座焊前應(yīng)徹底除銹，尤其內(nèi)表面不可有銹斑。焊接完成后要嚴(yán)格吹污除渣。
在此構(gòu)造中，有腐蝕性的流體在螺旋管內(nèi)呈螺旋狀流動(dòng)，無腐蝕性的流體在殼體內(nèi)流動(dòng)，兩種流體的流動(dòng)形式，是不相混合的逆向錯(cuò)流，處于良好的換熱狀態(tài)。
本發(fā)明工作時(shí)，制冷工質(zhì)過熱蒸汽經(jīng)進(jìn)氣管座流入冷凝器殼體內(nèi)。在螺旋管外被冷媒所冷凝。初始的冷凝是環(huán)狀液膜形態(tài)。隨著冷凝的進(jìn)行，冷凝液對蒸汽量的比例不斷增加，逐漸在冷凝器底形成一層冷凝液。冷凝液層的厚度越來越大，達(dá)到穩(wěn)定的液面高度，成為整個(gè)制冷系統(tǒng)的制冷劑的儲(chǔ)存源。
本發(fā)明使海上裝備的制冷裝置省略一整套淡水管系，以至結(jié)構(gòu)趨于緊湊。螺旋管中的層流傳熱系數(shù)大于直管，適于高粘流體的加熱和冷卻；螺旋管式冷凝器中的兩種流體形成逆流錯(cuò)流，換熱情況良好，在流量小和所需傳熱面積小的工況下最為適用；傳熱管呈螺旋管狀，具有彈簧作用，沒有熱應(yīng)力造成的破壞和漏泄；結(jié)構(gòu)緊湊，焊點(diǎn)少，安裝方便。


圖1為海水淡水兩用螺旋管式冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為海水淡水兩用螺旋管式冷凝器右側(cè)視圖。
圖中，1是集管壓緊蓋，2是壓緊環(huán)，3是集管定位座，4是集管，5是螺旋管，6是殼體，7是排液閥，8是支座，9是進(jìn)汽管座，10是出液管座。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步描述如圖1、圖2所示，本發(fā)明主要包括集管壓緊蓋1、壓緊環(huán)2、集管定位座3、集管4、螺旋管5、殼體6、排液閥7、支座8、進(jìn)汽管座9、出液管座10。
殼體6是兩端為圓球面的封閉中空圓柱體。在殼體6的兩端安裝有集管4，集管4采用鈦合金管制造。用光滑的鈦合金管無間隙并行卷成兩種直徑的螺旋管5，以同軸相互套疊，徑向間距前后一致，兩個(gè)螺旋管5的兩端與兩個(gè)集管4焊接成一體，固定在殼體6之中。兩個(gè)集管4端口焊接有集管定位座3，集管定位座3再與殼體6焊接為一體。集管定位座3上套有壓緊環(huán)2和集管壓緊蓋1。殼體6底部焊接有排液閥7。殼體6的頂部焊接有進(jìn)汽管座9，底部沿著殼體園柱面的切線方向焊接著出液管座10，進(jìn)汽管座9和出液管座10分別是制冷工質(zhì)蒸汽的進(jìn)口和制冷工質(zhì)冷凝液的出口。殼體6采用鑄鐵、青銅、碳鋼或不銹鋼制造，底部焊接的支座8用來支撐和固定冷凝器。
海水或淡水作為冷媒由該冷凝器一端的集管4進(jìn)入螺旋管5，經(jīng)過螺旋管5后再由該冷凝器另一端的集管4流出。蒸汽狀態(tài)的制冷工質(zhì)由進(jìn)汽管座9進(jìn)入殼體6的內(nèi)腔，在殼體內(nèi)流過螺旋管5的外壁被冷卻凝結(jié)，再經(jīng)出液管座10流出冷凝器。
螺旋管5和集管4之間采用純鈦絲氬弧焊接，焊接前要先祛除油污。集管4、螺旋管5和殼體6加工完成后先試壓檢漏，殼體6試驗(yàn)壓力為2.5MPa，集管4和螺旋管5用氮?dú)庠噳?，試?yàn)壓力為0.9Mpa，確認(rèn)無漏泄后方可焊接合成。殼體6與集管定位座3焊前應(yīng)徹底除銹，尤其內(nèi)表面不可有銹斑。焊接完成后要嚴(yán)格吹污除渣。
本發(fā)明的集管4和螺旋管5的材料也可以采用具備足夠可塑性、強(qiáng)度和耐腐蝕性的不銹鋼管或熱浸滲鋁鋼管制作。
權(quán)利要求
1.種海水淡水兩用螺旋管式冷凝器，主要包括集管壓緊蓋(1)、壓緊環(huán)(2)、集管定位座(3)、集管(4)、螺旋管(5)、殼體(6)、排液閥(7)、支座(8)、進(jìn)汽管座(9)和出液管座(10)，其特征在于殼體(6)是兩端為圓球面的封閉中空圓柱體，在殼體(6)的兩端安裝有集管(4)，集管(4)采用鈦合金管，用光滑的鈦合金管無間隙并行卷成兩種直徑的螺旋管(5)，以同軸相互套疊，徑向間距前后一致，兩個(gè)螺旋管(5)的兩端與兩個(gè)集管(4)焊接成一體固定在殼體(6)之中，兩個(gè)集管(4)端口焊接有集管定位座(3)，集管定位座(3)再與殼體(6)焊接為一體，集管定位座(3)上套有壓緊環(huán)(2)和集管壓緊蓋(1)，殼體(6)底部焊接有排液閥(7)，殼體(6)的頂部焊接有進(jìn)汽管座(9)，沿著殼體(6)底部園柱面的切線方向焊接著出液管座(10)，殼體(6)底部焊有支座(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡水兩用螺旋管式冷凝器，其特征還在于螺旋管(5)和集管(4)之間采用純鈦絲氬弧焊接，焊接前要先祛除油污，集管(4)、螺旋管(5)和殼體(6)加工完成后先試壓檢漏，殼體(6)試驗(yàn)壓力為2.5MPa，集管(4)和螺旋管(5)氮?dú)庠囼?yàn)壓力為0.9Mpa，確認(rèn)無漏泄后方可焊接合成，殼體(6)與集管定位座(3)焊前應(yīng)徹底除銹，尤其內(nèi)表面不可有銹斑，焊接完成后要嚴(yán)格吹污除渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡水兩用螺旋管式冷凝器，其特征還在于殼體(6)采用鑄鐵、青銅、碳鋼或不銹鋼制造，集管(4)和螺旋管(5)也可采用不銹鋼管或熱浸滲鋁鋼管制作。
全文摘要
海水淡水兩用螺旋管式冷凝器。主要包括集管壓緊蓋、壓緊環(huán)、集管定位座、集管、螺旋管、殼體、排液閥、支座、進(jìn)汽管座和出液管座。該發(fā)明的殼體是兩端為球面的中空封閉圓柱體，兩端各安裝一個(gè)集管。用光滑的鈦合金管無間隙并行卷成的兩種直徑的螺旋管，以同軸相互套疊，徑向間距保持一致。螺旋管兩端與集管焊接在一起，固定在殼體中。冷媒為海水或淡水，在冷凝器的螺旋管中吸收殼體內(nèi)制冷劑放出的熱量，使制冷劑冷卻凝結(jié)。本發(fā)明使海上裝備的制冷裝置省略一整套淡水管系。螺旋管中的層流傳熱系數(shù)大，適于高粘流體的換熱；兩種流體形成逆向錯(cuò)流，換熱情況良好，適于流量小的工況；螺旋管沒有熱應(yīng)力造成的破壞和泄漏；結(jié)構(gòu)緊湊，焊點(diǎn)少，安裝方便。
文檔編號(hào)F28D7/00GK1488913SQ03150479
公開日2004年4月14日 申請日期2003年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月21日
發(fā)明者馬捷, 潘公瑾, 馬 捷 申請人:上海交通大學(xué)