一种空气干燥系统中的冷却器的制作方法

1.本实用新型属于空气干燥设备领域，涉及冷却器，尤其涉及一种空气干燥系统中的冷却器。

背景技术：

2.空气干燥系统在工业上应用广泛，常见于油气输送、电力、化工等行业作为保护气或稀释气应用。空气干燥系统主要由罗茨风机或空压机、空气冷却器、吸附式空气干燥器、前后置过滤器等组成。
3.工艺空气经过罗茨风机加压后过滤，随后进入空气冷却器降温并预冷凝，最后进入吸附式空气干燥器深度干燥，从而进一步降低空气露点。这个过程中，空气冷却器的换热效率和冷凝水分离效率，直接影响了干燥空气的质量。另外，吸附式空气干燥塔往往采用可再生式的硅胶、分子筛等作为深度吸附剂，而空气冷却器的预冷凝效果越好，脱除水分量越高，干燥器的操作压力越低，吸附剂还原再生所需的能耗减小。
4.现有的冷却器，热交换效率较低，分离效果较差，结构较为复杂。

技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种热交换效率高、分离效果好、结构简单、能耗低的一种空气干燥系统的冷却器。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种空气干燥系统中的冷却器，所述冷却器包括换热器主体、冷凝介质进口与冷凝介质出口，所述换热器主体包括壳程与多个沿所述壳程长度方向设置的管程，所述换热器主体的上部设有空气进口，下部设有空气出口，所述管程上设有螺旋式翅片与导流槽，所述空气进口以及空气出口切向设置在所述壳程上。
8.在本实用新型中，本实用新型的冷却器主体为管壳式换热器，管程为螺旋翅片管，内部流动冷却介质；壳程为圆筒式，进出口设置为圆筒切向方向，空气在切向引流下螺旋通入；壳程底部设置冷凝水收集器和排水装置；所述的翅管为螺旋翅片管，并增加冷凝水引流槽。
9.工艺空气经罗茨风机加压过滤后进入空气冷却器，通过切向口的引流使空气在冷却器内螺旋进入产生旋风，强化与管程的热交换，同时强化空气中水汽和微尘的分离。
10.壳程内空气的切向产生旋风，减少管壁上微尘的吸附，有利于冷却器内壁的自清洁。
11.作为本实用新型的一种优选方案，所述冷凝介质进口与所述冷凝介质出口设置于所述换热器主体的上方，与管程连接形成一进一出的循环回路。
12.作为本实用新型的一种优选方案，所述管程为u型翅管。
13.作为本实用新型的一种优选方案，所述导流槽的宽度为u型翅管外周长的1/20-1/10。
14.作为本实用新型的一种优选方案，所述螺旋式翅片沿垂直方向向下弯折。
15.管程采用螺旋式翅管，设置导流槽，使空气冷凝水携带微尘在壳程空气的旋风与重力综合作用下，及时分离至收集器。
16.管程通入冷凝介质，通过合理的u形管回路实现冷凝介质循环，采用的冷凝介质一般为乙二醇、甘油，及两者的水溶液。
17.作为本实用新型的一种优选方案，所述壳程底端设有冷凝水收集器。
18.作为本实用新型的一种优选方案，所述冷凝水收集器上设有排水口。
19.作为本实用新型的一种优选方案，所述排水口设有与所述冷凝水收集器联动的液位计，用于液位到达设定值时自动排水。
20.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
21.1)本实用新型通过切向引流空气进入，在壳程内形成旋风强化了冷却和冷凝效率，使冷却器的换热效率提高，空气中水汽及微尘的分离效果更好；螺旋式翅管上导流槽的设置，使冷凝出水汽与管壁吸附的微尘及时排出；另外，壳程内空气的旋风效果，有利于管程外壁的及时自清洁，减少了设备清洗的频率。
22.2)本实用新型提供的空气干燥系统中的冷却器，与同体积同换热面积的冷却器比较，提高了冷凝水排出量，可进一步降低空气露点2-5℃。
附图说明
23.图1是本实用新型的结构示意图。
24.图2是本实用新型壳程的俯视图。
25.图3是本实用新型u型翅管的示意图。
26.图中，1-冷凝介质进口；2-冷凝介质出口；3-空气进口；4-空气出口；5-翅管；6-排水口；7-换热管；8-螺旋式翅片；9-导流槽；10-冷凝水收集器。
具体实施方式
27.为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。
28.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。本实用新型中所述的第一、第二等词语，是为了描述本实用新型的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本实用新型的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连
通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本实用新型要求保护的范围内。
29.实施例1
30.参见图1与图2，本实施例提供了一种空气干燥系统中的冷却器，包括换热器主体、冷凝介质进口1与冷凝介质出口2，所述换热器主体包括壳程与多个沿所述壳程长度方向设置的管程，所述换热器主体的上部设有空气进口3，下部设有空气出口4，所述管程上设有螺旋式翅片8与导流槽9，所述空气进口3以及空气出口4切向设置在所述壳程上。
31.具体地，换热器主体为管壳换热器，管程采用螺旋式翅管，空气进口3与空气出口4采用切向口设置，空气进口3设置在壳程最上方，进风管与壳程通过切向导流模块连接；空气出口4设置壳程的下部，同时设置旋风方向切向口模块，连接至出口风管。
32.在壳程的底部设置有冷凝水收集器10与排水口6，排水口6与冷凝水收集器10通过液位计(图中未示出)联动，液位到达设定值时自动排出。
33.参见图3，管程为螺旋式翅片管，选用铜管铝翅片以强化传热，并在螺旋式翅片及铜管上加设导流槽。
34.具体地，管程的进出口设置在换热器主体的上方，设置有冷凝介质进口1和冷凝介质出口2，并与u形的翅管5焊接形成一进一出的循环回路，单根翅管5相邻设计，u形连接，合理分布进出口方位衔接进出口液槽。
35.具体地，螺旋式翅片8和管壁处开有导流槽9，导流槽9宽度为铜管外周长的1/20-1/10，每个导流槽开口边缘开始，向垂直方向下方施加力使螺旋式翅片8向下弯折，弯折总角小于5度，不影响设备的刚性的情况下增加引流效果。
36.与常规空气冷却器效果对比，选择壳程、管程体积均相同，换热面积相同的翅管式空气换热器。进口空气流速8000kg/h，压力55kpa，温度20℃，露点15℃，＞2.5μm的微尘含量90μg/m3，冷却介质温度维持0-4℃，稳定处理一段时间后，测定出口处空气各指标如下表1。
37.表1.本实用新型的冷却器与常规空气冷却器对比
38.类别出口温度/℃露点/℃＞2.5μm的微尘含量/μg
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m-3
常规空气冷却器6572本实用新型的冷却器3242
39.本实用新型提供的空气冷却器，具有热交换效率高、水汽冷凝效果好、微尘分离效果好、结构简单、能耗低等优点，设计简单易用，成本低，投资少，应用前景良好。
40.以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种空气干燥系统中的冷却器，其特征在于，所述冷却器包括换热器主体、冷凝介质进口与冷凝介质出口，所述换热器主体包括壳程与多个沿所述壳程长度方向设置的管程，所述换热器主体的上部设有空气进口，下部设有空气出口，所述管程上设有螺旋式翅片与导流槽，所述空气进口以及空气出口切向设置在所述壳程上。2.根据权利要求1所述的一种空气干燥系统中的冷却器，其特征在于，所述冷凝介质进口与所述冷凝介质出口设置于所述换热器主体的上方，与管程连接形成一进一出的循环回路。3.根据权利要求1所述的一种空气干燥系统中的冷却器，其特征在于，所述管程为u型翅管。4.根据权利要求3所述的一种空气干燥系统中的冷却器，其特征在于，所述导流槽的宽度为u型翅管外周长的1/20-1/10。5.根据权利要求1所述的一种空气干燥系统中的冷却器，其特征在于，所述螺旋式翅片沿垂直方向向下弯折。6.根据权利要求1所述的一种空气干燥系统中的冷却器，其特征在于，所述壳程底端设有冷凝水收集器。7.根据权利要求6所述的一种空气干燥系统中的冷却器，其特征在于，所述冷凝水收集器上设有排水口。8.根据权利要求7所述的一种空气干燥系统中的冷却器，其特征在于，所述排水口设有与所述冷凝水收集器联动的液位计，用于液位到达设定值时自动排水。

技术总结

本实用新型属于空气干燥设备领域，提供了一种空气干燥系统中的冷却器，主体为管壳式换热器，管程为翅管，内流冷却介质；壳程为圆筒式，进出口设置为圆筒切向方向，空气在切向引流下螺旋通入；壳程底部设置冷凝水收集器和排水装置；所述的翅管为螺旋翅片管，并增加冷凝水导流槽。本实用新型的实施可有效提高空气冷却器的换热效率，强化空气中冷凝水及微尘的分离效率。离效率。离效率。