阅读说明：本技术 一种管式换热器的铸造方法及其管式换热器 (Casting method of tubular heat exchanger and tubular heat exchanger ) 是由 顾泽波 吴伟烽 刘旭 李子傲 郑毅穗 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种管式换热器的铸造方法及其管式换热器,该铸造方法包括以下步骤：S1、预制管式换热器的换热管,换热管为两根以上；S2、根据换热管在换热器中的位置,将换热管设置在浇铸型腔内,且换热管的两管端与浇铸型腔的侧壁相接触；S3、向浇铸型腔内浇铸金属液,冷却,即得。本发明采用铸造工艺制造管式换热器,工艺流程简单,制造成本低,生产效率高,密封性好,且换热效果好,提高了换热器的质量。因此,在本发明具有以上优势的前提下,通过该铸造工艺可制造结构更为合理、更为复杂的换热器,以使换热器适应于各种工况,从而拓展了换热器的应用范围。(The invention discloses a casting method of a tubular heat exchanger and the tubular heat exchanger, the casting method comprises the following steps: s1, prefabricating more than two heat exchange tubes of the tube heat exchanger; s2, arranging the heat exchange tube in the casting cavity according to the position of the heat exchange tube in the heat exchanger, wherein two tube ends of the heat exchange tube are in contact with the side wall of the casting cavity; and S3, casting molten metal into the casting cavity, and cooling to obtain the casting mold. The invention adopts the casting process to manufacture the tubular heat exchanger, has simple process flow, low manufacturing cost, high production efficiency, good sealing performance and good heat exchange effect, and improves the quality of the heat exchanger. Therefore, on the premise that the heat exchanger has the advantages, the heat exchanger with a more reasonable and more complex structure can be manufactured through the casting process, so that the heat exchanger is suitable for various working conditions, and the application range of the heat exchanger is expanded.)

一种管式换热器的铸造方法及其管式换热器

技术领域

本发明涉及一种管式换热器的铸造方法及其管式换热器。

背景技术

换热器(heat exchanger)是一种在能源、化工、石油、电力、船舶、空调暖通等领域广泛使用的装置，用于两种及两种以上不同温度的流体进行热量交换，同时也是提高能源利用效率的主要节能设备之一。

为了提高换热器的换热量和换热效率，目前换热器的结构越来越复杂，加工制造要求和难度也越来越高。根据换热器内部是否有换热管，可分为有管的换热器和无管的换热器。有管的换热器称为管式换热器，管式换热器内部的换热管至少为两根，两根以上的换热管中各自通过流体，可实现两种及两种以上不同温度的流体的热量交换。

但是，现有管式换热器在制造过程中普遍存在着密封困难、制造加工难度大、加工时间长、工艺复杂、成本较高等缺陷。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种制造成本低、生产效率高、可提高换热器质量和换热效率的管式换热器的铸造方法，尤其是制造结构较为复杂的管式换热器时，其优势尤为明显。

本发明的第一个目的通过以下的技术措施来实现：一种管式换热器的铸造方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、预制管式换热器的换热管，换热管为两根以上；换热管的管径等参数按照传热要求计算得到，换热管可直接选购现有产品；或者按照现有制造工艺制作换热管。

S2、根据换热管在换热器中的位置，将换热管设置在浇铸型腔内，且换热管的两管端与浇铸型腔的侧壁相接触；

S3、向浇铸型腔内浇铸金属液，冷却，即得。

本发明采用铸造工艺制造管式换热器，工艺流程简单，制造成本低，生产效率高，密封性好，且换热效果好，提高了换热器的质量。因此，在本发明具有以上优势的前提下，通过该铸造工艺可制造结构更为合理、更为复杂的换热器，以使换热器适应于各种工况，从而拓展了换热器的应用范围。

本发明所用的浇铸型腔可以是矩形腔，也可以是圆柱形腔等形状。浇铸型腔是由两个半型腔对合而成，浇铸型腔的具体结构是现有技术，此不做赘述。

作为本发明的一种实施方式，在所述步骤S2中，所述换热管的两管端紧贴在浇铸型腔的内壁上。

作为本发明的另一种实施方式，在所述步骤S2中，所述换热管的两管端伸入浇铸型腔的侧壁中。

作为本发明的再一种实施方式，在所述步骤S2中，所述换热管的两管端伸出浇铸型腔的侧壁。

作为本发明的一种优选实施方式，在所述步骤S2中，所述换热管通过支撑结构定位在浇铸型腔内。

为了提高换热器的强度和可靠性，本发明在由所述步骤S3制得的管式换热器的外表面上设置至少一层金属层。

作为本发明的一种实施方式，所述金属层与所述管式换热器的外表面之间过盈配合。安装金属层时，要求避开作为流体出入口的换热管的两管端。优选的，所述换热器为圆柱形，以方便在其外表面上过盈安装金属层。

作为本发明的另一种实施方式，所述金属层通过在所述管式换热器外表面上浇铸金属液并经冷却后形成。在浇铸金属液时，要求避开作为流体出入口的换热管的两管端。

优选的，本发明所述换热管的横截面为圆形、D型、矩形或椭圆形等规则形状，也可以为不规则形状。

优选的，本发明所述换热管整体为直管、W形或S形等形状。

本发明的第二个目的在于提供一种使用上述管式换热器的铸造方法制成的管式换热器。

本发明的第二个目的通过以下的技术措施来实现：一种管式换热器，所述管式换热器使用所述管式换热器的铸造方法制成。

优选的，本发明所述管式换热器的换热管横截面为圆形、D型、矩形或椭圆形；所述换热管整体为直管、W形或S形。

与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：

⑴本发明采用铸造工艺制造管式换热器，工艺流程简单，制造成本低，生产效率高，密封性好，且换热效果好，提高了换热器的质量。

⑵通过本发明的铸造工艺可制造结构更为合理、更为复杂的换热器，以使换热器适应于各种工况，从而拓展了换热器的应用范围。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明管式换热器的结构透视图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明一种管式换热器6，它包括换热器本体和位于换热器本体1中的两根换热管2、3，换热器本体1是圆柱体，换热管2、3均为直管，换热管2、3的横截面为圆形，该管式换热器的铸造方法，具体包括以下步骤：

S1、预制管式换热器的换热管，换热管为两根；换热管的管径等参数根据传热要求计算得到。换热管可以直接选购现有产品，也可以采用现有制造工艺制作换热管。

S2、根据换热管2、3在换热器中的位置，将换热管2、3设置在浇铸型腔内，换热管2、3的两管端与浇铸型腔相接触。在本实施例中，浇铸型腔是圆柱形腔。

换热管与浇铸型腔的位置关系有以下三种：第一种是换热管的两管端紧贴在浇铸型腔的内壁上；第二种是换热管的两管端伸入浇铸型腔的侧壁中；第三种是换热管的两管端伸出浇铸型腔的侧壁。第一种方式，换热管需要通过支撑结构定位。第二种和第三种方式，由于换热管伸入或者伸出浇铸型腔的侧壁，即可对换热管进行定位，因此无需使用支撑结构定位。

支撑结构设置在浇铸型腔中，并支撑在浇铸型腔的内壁上。支撑结构可以是金属丝，软的金属丝可直接绑住换热管，起到定位换热管和将两换热管间隔一定距离的作用；支撑结构也可以是金属片，金属片的边缘用于支撑换热管的部分是与换热管的外表面相适应的圆弧形，该金属片支撑在两换热管之间，起到定位换热管和将两换热管间隔一定距离的作用。另外，支撑结构也可以为网格状，或者是类似脚手架的结构等。

换热管可以为数根，在固定换热管时，保留换热管之间存在一定间隙即可。支撑结构的作用是固定换热管，以避免在浇铸过程中换热管被浇铸的金属液推动而移位。因此，支撑结构可以具有多种实施方式，本领域技术人员可以根据实际情况结合常规技术手段对支撑结构做出多种变形。

S3、浇铸型腔上设有浇铸口，通过浇铸口向浇铸型腔内浇铸金属液(金属液的熔点低于换热管和支撑结构的熔点)，冷却，浇铸型腔内的金属液包覆住换热管，制得管式换热器。

为了提高管式换热器的强度和可靠性，在管式换热器的外表面上设置一层金属层。即在管式换热器的外表面上过盈安装一套筒4，安装时要避开换热器的出入口。在其它实施例中，也可以是通过在管式换热器外表面上浇铸金属液并经冷却后形成该金属层，在浇铸金属液时，同样要避开换热器的出入口。

管式换热器的换热管、浇铸的金属液、套筒和支撑结构所用的金属材料可以是同一种，也可以是不同种；或者部分采用同种金属材料制成。

在其它实施例中，换热管的横截面为D型、矩形或椭圆形等规则形状，也可以是不规则形状；换热管整体还可以是W形或S形等形状。

在其它实施例中，管式换热器内换热管的形状可以不同，并在换热器内有多种布置形式，例如直管状的换热管为多个且并列排布，一个以上的S形换热管也同时布置在换热器内，与直管状的换热管间隔一定距离，且相邻的S形换热管之间具有间隙。因此，在同一个换热器中，换热管的形状、数量和布置形式可以根据实际情况来确定。所以，本发明可制造结构更为合理、更为复杂的换热器，以使换热器适应于各种工况。

本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。