專利名稱：一種用于套管式換熱器的套管端口的轉(zhuǎn)向連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于套管式換熱器的套管端口的轉(zhuǎn)向連接方法，可以實現(xiàn)套管式
換熱器內(nèi)管的可拆卸式連接。
背景技術(shù)：
本發(fā)明與套管式換熱器有關(guān)。 套管式換熱器是一種常見的換熱器，其基本構(gòu)造是兩個不同直徑的管子，直徑大 的(一般稱為外管)套在直徑小的(一般稱為內(nèi)管)外面，兩種溫度不同的流體(一般稱 為冷流體和熱流體)分別在內(nèi)管里面以及內(nèi)外管的夾縫中逆向流動，通過內(nèi)管的管壁進(jìn)行 熱量的交換。 套管式換熱器的換熱效果除與內(nèi)管的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)外，與兩種流體在內(nèi)管上的接 觸面積(即換熱面積)有很大的關(guān)系。當(dāng)內(nèi)管的直徑一定的時候，內(nèi)管的長度決定了換熱 面積的大小。但換熱器的安裝空間往往受到限制，為了達(dá)到一定的換熱面積，需要使多段套 管部分能進(jìn)行180度轉(zhuǎn)彎連接。目前常用的拼接方法，多以焊接或法蘭連接的形式為主。 這兩種方法都存在很大的缺點，焊接方法首先工作強度大，能耗高，對工人的技術(shù)素質(zhì)要求 較高，其次，焊接的方法使換熱器不具備可拆卸性，而焊縫往往是最容易發(fā)生腐蝕損壞的地 方，可維護(hù)性差，最后焊接方法只適合某些金屬，不適合其他材料的換熱器，如塑料等。對于 法蘭連接來說，首先法蘭需要成對使用，而且需要螺栓螺母配合，成本比較高，其次，由于需 要多對螺栓螺母，工作量比較大，勞動效率低，最后，法蘭占用一定的體積，對設(shè)備的小型化 有一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有的連接技術(shù)的缺點，本發(fā)明提出了一種新的連接方法，不僅成本較低， 安裝簡便，而且可以實現(xiàn)內(nèi)管可拆卸連接，便于日后對換熱器進(jìn)行清洗。而且本發(fā)明不僅僅 可以用于以金屬管作為外管的套管式換熱器，還可以用于以塑料管作為外管的套管式換熱 器。 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下 換熱器外管和內(nèi)管的轉(zhuǎn)向連接通過一種類似于H形的四通結(jié)構(gòu)件(后續(xù)簡稱H形 四通)、一對環(huán)狀橡膠密封圈、一個兩端都帶有活動接頭的類似于J形的彎管(后續(xù)簡稱U 形管)來實現(xiàn)。內(nèi)外管之間的流體通過H形四通的側(cè)通部分實現(xiàn)轉(zhuǎn)向連接，而內(nèi)管的流體 通過U形管上的活動接頭旋入H形四通的內(nèi)螺紋端口 ，擠壓密封圈，實現(xiàn)密封，形成轉(zhuǎn)彎通 道。 H形四通和換熱器外管屬于同種材質(zhì)，以便于連接。如，當(dāng)H形四通和換熱器外管 都是不銹鋼或者黃銅制成時，可采用焊接的方式連接；當(dāng)H形四通和換熱器外管都是聚氯 乙烯(PVC)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)時，可采用膠水粘接的方式；當(dāng)H形四 通和換熱器外管都是無規(guī)共聚聚丙烯(PP-R)或聚乙烯(PF)時，可采用熱熔方式連接。
H形四通的一側(cè)端口具有內(nèi)螺紋，以便與U形管的活動接頭上的外螺紋配合。該內(nèi) 螺紋的實現(xiàn)方法根據(jù)H形四通的材質(zhì)不同而有所不同。當(dāng)H形四通為金屬制成時，內(nèi)螺紋 可以直接加工上去；當(dāng)H形四通為塑料制成時，則根據(jù)塑料的特性，可以通過直接注塑形成 內(nèi)螺紋或者通過嵌入已經(jīng)帶有內(nèi)螺紋的金屬嵌件來實現(xiàn)，例如，PVC、ABS類塑料既可以直接 注塑形成內(nèi)螺紋，也可以通過金屬嵌件來實現(xiàn)，而PP-R類塑料由于收縮率大，強度低， 一般 通過金屬嵌件來實現(xiàn)內(nèi)螺紋。 U形管一般采用金屬制成，其形狀可以是直管加圓弧，也可以用多段管子拼接而 成。對于帶有圓弧的金屬U形管，一般可以直接用直管進(jìn)行彎管處理而成。對于多段直管 拼接而成的金屬U形管，可以采用焊接工藝制成。 因U形管兩端有帶有活動接頭，為防止活動接頭從U形管兩端滑出，U形管兩端各 有一個阻擋體。在活動接頭事先套入U形管兩端后，該阻擋體可以通過在U形管兩端焊接 一個帶有一定寬度和厚度的金屬環(huán)實現(xiàn)，也可以通過沖壓等方式實現(xiàn)一個喇叭狀擴(kuò)口 ， 一 般為45度角。 活動接頭帶有外螺紋，同時靠近U形管中心的一側(cè)帶有多角頭，如四角頭、六角頭
或八角頭，以便使用扳手等工具將活動接頭擰進(jìn)H形四通的內(nèi)螺紋端口。 由于U形管兩端的阻擋體用于擠壓橡膠密封圈，為防止U形管兩端與換熱器內(nèi)管
發(fā)生錯位而導(dǎo)致阻擋體擠壓到內(nèi)管上，同時為了有效的密封，U形管兩端的內(nèi)徑需要稍大于
內(nèi)管的外徑，以便內(nèi)管可以插入一定深度。若U形管本身的外徑同內(nèi)管接近，可以采用擠壓
的方式生成一個稍大的承口。 橡膠密封圈根據(jù)流體腐蝕性、溫度、壓力等具體的應(yīng)用情況，可以采用硅橡膠、三 元乙丙、丁腈橡膠等材質(zhì)制造，其截面形狀一般為圓形、長方形、等腰梯形等，只要能保證一 定的截面積， 一般都能起到密封的效果。 本方案相對于采用焊接或法蘭連接有如下的有益效果 l，換熱器的組裝變得簡便，勞動強度低，只需擰兩次活動接頭即可； 2， U形管和內(nèi)管可以拆卸，便于清洗； 3， U形管和內(nèi)管由于可以拆卸，當(dāng)他們發(fā)生腐蝕等損壞時，只需單獨進(jìn)行更換，不 至于導(dǎo)致整個設(shè)備報廢。 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的立體裝配示意圖； 圖2為本發(fā)明實例一裝配前的平面剖面示意圖； 圖3為本發(fā)明實例一裝配后的平面剖面示意圖； 圖4為本發(fā)明實例二裝配后的平面剖面示意圖； 圖5為本發(fā)明中U形管的另外幾種形式； 圖6為本發(fā)明中橡膠密封圈的幾種形式(放大圖)。 圖中的標(biāo)注如下 1、H形四通，2、U形管，3、 橡膠密封圈，4、活動接頭，5、U形管兩端阻擋體，6、活動接 頭的多角頭，7、換熱器外管，8、換熱器內(nèi)管，9、金屬嵌件；實心箭頭、空心箭頭分別表示兩種流體的流動方向。 附圖中，為了不影響觀看，部分剖面線沒有顯示。
具體實施例方式圖1為本發(fā)明的立體裝配示意圖。 圖2為本發(fā)明實例一裝配前的平面剖面示意圖，圖3為本發(fā)明實例一裝配后的平 面剖面示意圖。 實例一中，套管式換熱器為金屬套管式換熱器，故H形四通采用金屬制成，如采用 SUS304的不銹鋼經(jīng)砂型鑄造而成，因此換熱器外管也采用SUS304的不銹鋼制成，便于焊 接。H形四通的一側(cè)端口加工上內(nèi)螺紋，并制成一個剛好容許換熱器內(nèi)管通過的孔。U形管 采用不銹鋼管或紫銅管彎制而成，其內(nèi)徑可容許換熱器內(nèi)管插入。套上活動接頭后，再經(jīng)擴(kuò) 口處理，形成一個45度的擴(kuò)口 。活動接頭與U形管擴(kuò)口接觸的一側(cè)，也加工一個45度的較 大倒角，以便兩者緊密接觸?；顒咏宇^的另外一側(cè)，加工一個六角頭，便于使用扳手等工具。
安裝時，不銹鋼外管與H形四通不含內(nèi)螺紋的端口焊接成一體，然后將換熱器內(nèi) 管套在外管里面，并穿越H形四通內(nèi)螺紋端口。接著，將橡膠密封圈套入換熱器內(nèi)管。接 著，將U形管的端口套在內(nèi)管上，防止密封圈脫落。同步的旋轉(zhuǎn)U形管兩端的活動接頭，使 其擠壓橡膠密封圈，橡膠密封圈產(chǎn)生形變，裹緊內(nèi)管，并填充各個縫隙，達(dá)到密封的效果，這 樣，換熱器的兩種流體都不會發(fā)生泄漏。圖中，實心箭頭和空心箭頭分別表示兩種流體的流 動過程。 以上操作后，內(nèi)外管之間的流體通過H形四通的側(cè)通實現(xiàn)了轉(zhuǎn)向連接，而內(nèi)管中 的流體通過U形管實現(xiàn)了轉(zhuǎn)向連接。日后，當(dāng)內(nèi)外管需要清洗時，只需要把活動接頭擰松， 依次取下U形管、橡膠圈、內(nèi)管，即可進(jìn)行清洗。
圖4為本發(fā)明實例二裝配后的平面剖面示意圖。 實例二中，套管式換熱器為塑料套管式換熱器，S卩外管采用了塑料制成，如PP-R 熱水管，故H形四通也采用PP-R經(jīng)注塑而成。由于PP-R加工內(nèi)螺紋比較困難，而且加工出 來的內(nèi)螺紋強度不夠，容易損壞，所以采用了嵌入帶內(nèi)螺紋的金屬嵌件來實現(xiàn)內(nèi)螺紋。根據(jù) PP-R塑料的特性，H形四通與外管采用熱熔方式連接，后續(xù)安裝步驟與實例一基本相同。
圖5為本發(fā)明中U形管的另外幾種形式。形式(a)說明了一種情況，當(dāng)U形管采 用與內(nèi)管外徑接近的直管彎制而成時，為了使內(nèi)管能插入U形管兩端一定的深度，往往需 要將U形管兩端的內(nèi)徑做擴(kuò)大處理，業(yè)界一般稱之為承口處理?；顒咏宇^的內(nèi)徑剛好可以 套在U形管的承口段，然后在承口段上加工擴(kuò)口或者焊接一個金屬環(huán)狀體。形式(b)說明 了一種情況，通過在U形管的兩端焊接金屬環(huán)狀體，來實現(xiàn)前述的阻擋體。形式(c)說明了 一種情況，當(dāng)不能通過金屬管彎制的方法來形成U形管時，如U形管兩端的中心距太小或者 此金屬管的柔韌性較差，可以通過多段焊接的方法，來制成U形管。 圖6為本發(fā)明中橡膠密封圈的幾種形式(放大圖)，即密封圈的可以根據(jù)制造工藝
加工成不同的截面形狀，只要能保證足夠的截面積， 一般都能滿足要求。 以上實施例僅對技術(shù)要點部分進(jìn)行了說明，至于一些涉及到的公知技術(shù)，上述描
述中若存在遺漏，不造成對本發(fā)明的實用性的損害。另外，上述實施例僅用于說明本發(fā)明的
技術(shù)方案，而非對其進(jìn)行限制，依然可以根據(jù)本發(fā)明的基本原理對技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精 神和范圍。
權(quán)利要求
一種用于套管式換熱器的套管端口的轉(zhuǎn)向連接方法，其特征是套管之間的連接由一個H形四通、一對環(huán)狀橡膠密封圈、一個兩端都帶有活動接頭的U形管完成；H形四通具有兩個等長平行的直通，中間有一個側(cè)通，以側(cè)通為界，兩側(cè)的直通端口平齊，與U形管相連的兩個端口具有內(nèi)螺紋，底部中心具有一個圓孔，其內(nèi)徑剛好能容許換熱器內(nèi)管通過，兩個圓孔的中心距與U形管兩端端口的中心距相等；U形管兩端具有一段平行的直管段，內(nèi)徑稍大于換熱器內(nèi)管的外徑，能保證換熱器內(nèi)管插入U形管兩端達(dá)一定的深度；U形管兩端的活動接頭為管狀，套在U形管兩端的直管段上，具有與H形四通內(nèi)螺紋匹配的外螺紋，靠近U形管中心的一側(cè)端口具有多角頭；U形管兩端端口各具有一個平齊的阻擋體，用于阻擋活動接頭滑出U形管，同時形成對橡膠密封圈的擠壓面；完成連接的步驟是先將換熱器兩組套管的外管與H形四通不含內(nèi)螺紋的一側(cè)端口進(jìn)行連接，然后將換熱器兩組套管的內(nèi)管穿越H形四通的內(nèi)螺紋端口的底部圓孔，露出一定的長度，套上密封圈，接著將U形管套在換熱器內(nèi)管上，使內(nèi)管插入U形管的兩端，旋緊對應(yīng)的活動接頭，推動U形管兩端的阻擋體壓迫密封圈，直至達(dá)到密封效果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉(zhuǎn)向連接方法，其特征 是所述及的H形四通可以是經(jīng)注塑一次成型的，也可以是預(yù)先由兩個T形三通對側(cè)通進(jìn)行 拼接而成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉(zhuǎn)向連接方法，其特征是H形四通和換熱器外管的材質(zhì)為同種金屬，內(nèi)螺紋直接加工在H形四通的一側(cè)端口上；
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉(zhuǎn)向連接方法，其特征是H形四通和換熱器外管的材質(zhì)為同種塑料，內(nèi)螺紋直接加工在H形四通的一側(cè)端口上；
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉(zhuǎn)向連接方法，其特征是H形四通的主體材質(zhì)和換熱器外管的材質(zhì)為同種塑料，通過在一側(cè)端口嵌入含內(nèi)螺紋 的金屬嵌件來實現(xiàn)內(nèi)螺紋；
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉(zhuǎn)向連接方法，其特征 是U形管采用金屬材質(zhì)制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉(zhuǎn)向連接方法，其特征 是U形管是由單條直管進(jìn)行彎曲加工制成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉(zhuǎn)向連接方法，其特征是U形管是由多段管子進(jìn)行焊接制成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉(zhuǎn)向連接方法，其特征是U形管兩端的阻擋體為焊接在U形管端口的金屬環(huán)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉(zhuǎn)向連接方法，其特征是U形管兩端的阻擋體為直接加工在U形管端口的喇叭狀擴(kuò)口 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于套管式換熱器的套管端口的轉(zhuǎn)向連接方法，由一個H形四通、一對環(huán)狀橡膠密封圈、一個兩端都帶有活動接頭的U形管完成。H形四通和活動接頭有互相匹配的螺紋，U形管兩端端口各具有一個阻擋體，活動接頭旋入H形四通的內(nèi)螺紋端口后，推動U形管兩端的阻擋體擠壓密封圈，實現(xiàn)內(nèi)外管的密封。內(nèi)管中的流體通過U形管實現(xiàn)轉(zhuǎn)向連接，內(nèi)外管之間的流體通過H形四通的側(cè)通實現(xiàn)轉(zhuǎn)向連接。本連接方法不僅成本較低，安裝簡便，而且可以實現(xiàn)內(nèi)管可拆卸連接，便于日后對換熱器進(jìn)行清洗。
文檔編號F28F9/26GK101776414SQ201010103748
公開日2010年7月14日 申請日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者石衛(wèi)華 申請人:上海醇華電子有限公司