本發(fā)明涉及冷凝器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置。

背景技術(shù)：

U形管式冷凝器在工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用，其中，不凝結(jié)性氣體的存在對冷凝器的換熱性能有較大的影響，例如，1％的不凝結(jié)氣體會(huì)使凝結(jié)換熱系數(shù)降低60％甚至更多。

工業(yè)中的冷凝器一般都設(shè)計(jì)有排除不凝結(jié)性氣體的專用裝置，而對于重力控制的水平冷凝管束來說，管外冷凝液的液膜厚度對凝結(jié)換熱系數(shù)有較大的影響。并且，水平單排管比水平多排管的管外凝結(jié)系數(shù)大很多，這是因?yàn)殡S著管排數(shù)的增加，多排管中除首排管外的下排換熱管外的液膜會(huì)隨著上排換熱管凝液的滴落而逐漸增厚，導(dǎo)致下排換熱管的凝結(jié)換熱系數(shù)顯著降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高冷凝傳熱系數(shù)并提高設(shè)備經(jīng)濟(jì)性的兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置。

本發(fā)明提供了一種兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置，所述排氣裝置安裝在U形管式冷凝器的筒體內(nèi)并且設(shè)置在臥式布置的U形換熱管的上排管與下排管之間；所述排氣裝置包括排氣母管、吸氣支管、集液板、攔液板和導(dǎo)液管，所述排氣母管為T形管并且包括沿著筒體軸向方向布置的軸向管和沿著垂直于筒體軸向方向布置的徑向管，所述軸向管與徑向管相交且連通；所述吸氣支管設(shè)置在所述徑向管的兩側(cè)并與所述軸向管相交且連通；所述集液板設(shè)置在排氣母管與吸氣支管之間，所述集液板的兩端設(shè)置有攔液板，所述攔液板上設(shè)置有若干根導(dǎo)液管；其中，所述軸向管的出口與所述筒體上的排氣接管連接。

根據(jù)本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述排氣母管的直徑大于吸氣支管的直徑，所述吸氣支管的數(shù)量大于或等于2根。

根據(jù)本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述吸氣支管上均勻設(shè)置有若干個(gè)小孔，小孔的直徑為6～8mm。

根據(jù)本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述集液板與吸氣支管均從所述軸向管的軸線開始向兩側(cè)傾斜向下，傾斜角為1～2°。

根據(jù)本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述攔液板上開設(shè)有若干個(gè)半圓槽，所述導(dǎo)液管為半剖管；所述若干根導(dǎo)液管相應(yīng)地固定在所述若干個(gè)半圓槽上。

根據(jù)本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述導(dǎo)液管的出口與筒體內(nèi)壁之間的距離為10～20mm。

根據(jù)本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述排氣裝置通過支撐單元固定在筒體內(nèi)，其中，所述支撐單元包括若干塊支撐板和槽鋼，所述支撐板沿著筒體的徑向布置。

根據(jù)本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述排氣母管和吸氣支管均固定在槽鋼上，所述槽鋼固定在支撐板上。

根據(jù)本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述排氣母管的軸向管通過方形密封板和導(dǎo)氣筒與所述筒體上的排氣接管連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明設(shè)計(jì)的兼具排液功能的冷凝器用排氣裝置不僅能排除不凝結(jié)性氣體，而且能夠排除排氣結(jié)構(gòu)上方管束的凝結(jié)液，減薄排氣結(jié)構(gòu)下方換熱管的液膜厚度，從而提高冷凝傳熱系數(shù)并提高設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置布置在U形管式冷凝器中的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2A示出了沿著圖1中A-A線的局部剖視圖；圖2B示出了沿著圖2A中B-B線的旋轉(zhuǎn)剖視圖。

圖3示出了沿著圖1中D-D線的局部剖視圖。

圖4A示出了本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置中吸氣支管的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4B示出了沿著圖4A中C-C線的剖視圖。

圖5A示出了本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置中導(dǎo)液管的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5B示出了圖5A中導(dǎo)液管的A向視圖

圖6A示出了本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置中擋液板的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6B示出了圖6A中擋液板的俯視圖。

附圖標(biāo)記說明：

10-排氣裝置、11-排氣母管、111-軸向管、112-徑向管、12-吸氣支管、121-小孔、13-導(dǎo)液管、14-集液板、15-攔液板、151-半圓槽、16-槽鋼、17-方形密封板、18-導(dǎo)氣管、20-筒體、21-筒體內(nèi)壁、30-管板、40-U形換熱管、50-支撐板、60-冷凝氣進(jìn)口、70-冷凝液出口、80-排氣接管。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

對于重力控制的水平管束冷凝器來說，管外冷凝液的液膜厚度對凝結(jié)換熱系數(shù)有較大的影響。并且，隨著管排數(shù)的增加，多排管中除首排管外的下排換熱管外的液膜會(huì)隨著上排換熱管凝液的滴落而逐漸增厚，導(dǎo)致下排換熱管的凝結(jié)換熱系數(shù)顯著降低。由此，本發(fā)明提出了一種兼具排液功能的冷凝器用排氣結(jié)構(gòu)，其可以代替現(xiàn)有排氣結(jié)構(gòu)整體應(yīng)用于整個(gè)U形換熱管上，也可以作為一個(gè)排氣單元而僅替代飽和段的部分排氣結(jié)構(gòu)而與現(xiàn)有排氣結(jié)構(gòu)相連并匹配作用，具體可以根據(jù)實(shí)際工況設(shè)置。

下面將對本發(fā)明示例性實(shí)施例兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行具體說明。

圖1示出了本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置布置在U形管式冷凝器中的主視結(jié)構(gòu)示意圖，圖2A示出了沿著圖1中A-A線的局部剖視圖，圖2B示出了沿著圖2A中B-B線的旋轉(zhuǎn)剖視圖，圖3示出了沿著圖1中D-D線的局部剖視圖。

如圖1至圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置安裝在U形管式冷凝器的筒體20內(nèi)并且設(shè)置在臥式布置的U形換熱管40的上排管與下排管之間，上述設(shè)置方式能夠保證較好的排氣和排液效果。更優(yōu)選地，將該排氣裝置10設(shè)置在U形換熱管40的中央。安裝時(shí)，可以先將排氣裝置10與U形換熱管40組裝后之后再將U形換熱管40套裝在筒體20中，再將排氣裝置10與筒體排氣接管80連接，但本發(fā)明不限于此。其中，U形管式冷凝器的結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括筒體20、管板30以及設(shè)置在筒體20內(nèi)的U形換熱管40、設(shè)置在筒體20頂部的冷凝氣進(jìn)口60和設(shè)置在筒體20底部的冷凝液出口70。

具體地，該排氣裝置10包括排氣母管11、吸氣支管12、集液板14、攔液板15和導(dǎo)液管13。

其中，排氣母管11用于收集吸氣支管12收集的不凝結(jié)性氣體，排氣母管11為T形管并且包括沿著筒體軸向方向布置的軸向管111和沿著垂直于筒體軸向方向布置的徑向管112，軸向管111與徑向管112相交且連通。具體地，軸向管111的作用是與吸氣支管12連接并引導(dǎo)吸氣支管12收集的不凝結(jié)性氣體進(jìn)入徑向管112，徑向管112的作用是將收集的不凝結(jié)性氣體排出冷凝器筒體并實(shí)現(xiàn)排氣。

圖4A示出了本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置中吸氣支管的主視結(jié)構(gòu)示意圖，圖4B示出了沿著圖4A中C-C線的剖視圖。如圖4A和圖4B所示，吸氣支管12用于吸收不凝結(jié)性氣體并且吸氣支管12上均勻設(shè)置有若干個(gè)小孔121，小孔121的直徑設(shè)置為6～8mm為宜，孔的數(shù)量應(yīng)根據(jù)實(shí)際不凝結(jié)氣體量所需要的流通面積來確定；吸氣支管12設(shè)置在徑向管112的兩側(cè)并與軸向管111相交且連通。其中，排氣母管11的直徑應(yīng)大于吸氣支管12的直徑以保證排氣量和排氣效率；吸氣支管12的數(shù)量應(yīng)大于或等于2根，如圖2所示，其中設(shè)置了2根分別位于徑向管112兩側(cè)的排氣母管12，但也可以根據(jù)排氣需求平行設(shè)置多根吸氣支管12。

集液板14用于收集上部管束冷凝滴下的液體。集液板14設(shè)置在排氣母管11與吸氣支管12之間，可以采用焊接等方式與排氣母管11和吸氣支管12連接。集液板14的兩端設(shè)置有攔液板15并且攔液板15上設(shè)置有若干根導(dǎo)液管13，以將收集的冷凝液按照要求排至筒體內(nèi)壁21并匯集至筒體底部的冷凝液出口70。其中，優(yōu)選地控制集液板14與吸氣支管12均從軸向管111的軸線開始向兩側(cè)傾斜向下，傾斜角α為1～2°，從而能夠保證收集的冷凝液能夠向排氣裝置的兩側(cè)流動(dòng)并最終通過導(dǎo)液管13排出。

圖5A示出了本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置中導(dǎo)液管的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5B示出了圖5A中導(dǎo)液管的A向視圖。圖6A示出了本發(fā)明兼具排液功能的U形管式冷凝器用排氣裝置中擋液板的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6B示出了圖6A中擋液板的俯視圖。

如圖2以及圖5A、圖5B、圖6A和圖6B所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，攔液板15上開設(shè)有若干個(gè)半圓槽151，導(dǎo)液管13為半剖管，若干根導(dǎo)液管13相應(yīng)地固定在若干個(gè)半圓槽151上，實(shí)現(xiàn)收集的冷凝液的導(dǎo)出。為了保證冷凝液的導(dǎo)出效果，優(yōu)選地控制導(dǎo)液管13的出口與筒體內(nèi)壁21之間的距離為10～20mm。

圖3示出了沿著圖1中D-D線的局部剖視圖。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明，軸向管111的出口與筒體20上的排氣接管80連接，從而將收集的不凝結(jié)性氣體排出筒體20。為了順利地將不凝結(jié)性氣體引出筒體，將排氣母管11的軸向管111通過方形密封板17和導(dǎo)氣筒18與筒體20上的排氣接管80連接。

在安裝排氣裝置10時(shí)，將排氣裝置10通過支撐單元固定在筒體20內(nèi)，其中，支撐單元包括若干塊支撐板50和槽鋼16，支撐板50沿著筒體20的徑向布置，由此可以將排氣母管11和吸氣支管12均固定在槽鋼16上，再將槽鋼16固定在支撐板50上。

在本發(fā)明的排氣裝置工作時(shí)，一方面可以通過吸氣支管12將不凝結(jié)性氣體收集并通過排氣母管11引出筒體，另一方面可以通過集液板14將排氣裝置上方管束冷凝的液體收集，并通過導(dǎo)液管將冷凝液排放到筒體壁面上并排出筒體。

綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)的兼具排液功能的冷凝器用排氣裝置不僅能排除不凝結(jié)性氣體，而且能夠排除排氣結(jié)構(gòu)上方管束的凝結(jié)液，減薄排氣結(jié)構(gòu)下方換熱管的液膜厚度，從而提高冷凝傳熱系數(shù)并提高設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。

本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。