專利名稱：一種用于套管式換熱器的套管端口的轉向連接方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于套管式換熱器的套管端口的轉向連接方法，可以實現套管式
換熱器內管的可拆卸式連接。
背景技術：
本發(fā)明與套管式換熱器有關。 套管式換熱器是一種常見的換熱器，其基本構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)分別在內管里面以及內外管的夾縫中逆向流動，通過內管的管壁進行 熱量的交換。 套管式換熱器的換熱效果除與內管的導熱系數有關外，與兩種流體在內管上的接 觸面積(即換熱面積)有很大的關系。當內管的直徑一定的時候，內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，為了達到一定的換熱面積，需要使多段套 管部分能進行180度轉彎連接。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，對工人的技術素質要求 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，對設備的小型化 有一定的影響。

發(fā)明內容
為克服現有的連接技術的缺點，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，而且可以實現內管可拆卸連接，便于日后對換熱器進行清洗。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。 為實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下 換熱器外管和內管的轉向連接通過一種類似于H形的四通結構件(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。內外管之間的流體通過H形四通的側通部分實現轉向連接，而內管的流體 通過U形管上的活動接頭旋入H形四通的內螺紋端口 ，擠壓密封圈，實現密封，形成轉彎通 道。 H形四通和換熱器外管屬于同種材質，以便于連接。如，當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形四通的一側端口具有內螺紋，以便與U形管的活動接頭上的外螺紋配合。該內 螺紋的實現方法根據H形四通的材質不同而有所不同。當H形四通為金屬制成時，內螺紋 可以直接加工上去；當H形四通為塑料制成時，則根據塑料的特性，可以通過直接注塑形成 內螺紋或者通過嵌入已經帶有內螺紋的金屬嵌件來實現，例如，PVC、ABS類塑料既可以直接 注塑形成內螺紋，也可以通過金屬嵌件來實現，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內螺紋。 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，也可以通過沖壓等方式實現一個喇叭狀擴口 ， 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H形四通的內螺紋端口。 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管
發(fā)生錯位而導致阻擋體擠壓到內管上，同時為了有效的密封，U形管兩端的內徑需要稍大于
內管的外徑，以便內管可以插入一定深度。若U形管本身的外徑同內管接近，可以采用擠壓
的方式生成一個稍大的承口。 橡膠密封圈根據流體腐蝕性、溫度、壓力等具體的應用情況，可以采用硅橡膠、三 元乙丙、丁腈橡膠等材質制造，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形管和內管可以拆卸，便于清洗； 3， U形管和內管由于可以拆卸，當他們發(fā)生腐蝕等損壞時，只需單獨進行更換，不 至于導致整個設備報廢。 下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。


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形四通的一側端口加工上內螺紋，并制成一個剛好容許換熱器內管通過的孔。U形管 采用不銹鋼管或紫銅管彎制而成，其內徑可容許換熱器內管插入。套上活動接頭后，再經擴 口處理，形成一個45度的擴口 ?；顒咏宇^與U形管擴口接觸的一側，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，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形四通不含內螺紋的端口焊接成一體，然后將換熱器內 管套在外管里面，并穿越H形四通內螺紋端口。接著，將橡膠密封圈套入換熱器內管。接 著，將U形管的端口套在內管上，防止密封圈脫落。同步的旋轉U形管兩端的活動接頭，使 其擠壓橡膠密封圈，橡膠密封圈產生形變，裹緊內管，并填充各個縫隙，達到密封的效果，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，內外管之間的流體通過H形四通的側通實現了轉向連接，而內管中 的流體通過U形管實現了轉向連接。日后，當內外管需要清洗時，只需要把活動接頭擰松， 依次取下U形管、橡膠圈、內管，即可進行清洗。
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經注塑而成。由于PP-R加工內螺紋比較困難，而且加工出 來的內螺紋強度不夠，容易損壞，所以采用了嵌入帶內螺紋的金屬嵌件來實現內螺紋。根據 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U形管采 用與內管外徑接近的直管彎制而成時，為了使內管能插入U形管兩端一定的深度，往往需 要將U形管兩端的內徑做擴大處理，業(yè)界一般稱之為承口處理?；顒咏宇^的內徑剛好可以 套在U形管的承口段，然后在承口段上加工擴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，來實現前述的阻擋體。形式(c)說明了 一種情況，當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要點部分進行了說明，至于一些涉及到的公知技術，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
技術方案，而非對其進行限制，依然可以根據本發(fā)明的基本原理對技術方案進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方案脫離本發(fā)明技術方案的精 神和范圍。
權利要求
一種用于套管式換熱器的套管端口的轉向連接方法，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，中間有一個側通，以側通為界，兩側的直通端口平齊，與U形管相連的兩個端口具有內螺紋，底部中心具有一個圓孔，其內徑剛好能容許換熱器內管通過，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，內徑稍大于換熱器內管的外徑，能保證換熱器內管插入U形管兩端達一定的深度；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形四通內螺紋匹配的外螺紋，靠近U形管中心的一側端口具有多角頭；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形四通不含內螺紋的一側端口進行連接，然后將換熱器兩組套管的內管穿越H形四通的內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形管套在換熱器內管上，使內管插入U形管的兩端，旋緊對應的活動接頭，推動U形管兩端的阻擋體壓迫密封圈，直至達到密封效果。
2. 根據權利要求1所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉向連接方法，其特征 是所述及的H形四通可以是經注塑一次成型的，也可以是預先由兩個T形三通對側通進行 拼接而成。
3. 根據權利要求1所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉向連接方法，其特征是H形四通和換熱器外管的材質為同種金屬，內螺紋直接加工在H形四通的一側端口上；
4. 根據權利要求1所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉向連接方法，其特征是H形四通和換熱器外管的材質為同種塑料，內螺紋直接加工在H形四通的一側端口上；
5. 根據權利要求1所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉向連接方法，其特征是H形四通的主體材質和換熱器外管的材質為同種塑料，通過在一側端口嵌入含內螺紋 的金屬嵌件來實現內螺紋；
6. 根據權利要求1所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉向連接方法，其特征 是U形管采用金屬材質制成。
7. 根據權利要求6所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉向連接方法，其特征 是U形管是由單條直管進行彎曲加工制成。
8. 根據權利要求6所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉向連接方法，其特征是U形管是由多段管子進行焊接制成。
9. 根據權利要求6所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉向連接方法，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. 根據權利要求6所述的這種用于套管式換熱器的套管端口的轉向連接方法，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形四通的內螺紋端口后，推動U形管兩端的阻擋體擠壓密封圈，實現內外管的密封。內管中的流體通過U形管實現轉向連接，內外管之間的流體通過H形四通的側通實現轉向連接。本連接方法不僅成本較低，安裝簡便，而且可以實現內管可拆卸連接，便于日后對換熱器進行清洗。
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