專利名稱：一種可拆式板殼式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱交換設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種采用激光焊式蜂窩板片作為換熱元件的可拆式板殼式換熱器。
背景技術(shù)：
換熱器是國民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛的熱交換設(shè)備，其性能的優(yōu)劣及強(qiáng)化傳熱效果的高低對過程工業(yè)節(jié)能降耗具有重要的影響。板殼式換熱器作為一種新型高效的熱交換設(shè)備，以換熱板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的換熱管作為換熱元件，具有板式換熱器傳熱面積大，傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又繼承了管殼式換熱器承高壓及耐高溫，密封性能好，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。由于板的制造工藝比圓管容易，成本較低，所以在中、低壓力范圍的應(yīng)用中，板已呈現(xiàn)替代管的趨勢，尤其是在需要采用不銹鋼等貴重材料的場合。相對于傳統(tǒng)的換熱器，板殼式換熱器具有效率更高、耗材更低，占用面積更少的優(yōu)勢，在熱交換設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用中有寬廣的發(fā)展空間。由于板束制造工藝的局限以及板束結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，因此如何使結(jié)構(gòu)復(fù)雜的板束與換熱器更好地結(jié)合在一起，提高板殼式換熱器的換熱性能，成為了板殼式換熱器制造的關(guān)鍵技術(shù)問題?，F(xiàn)有的換熱板束應(yīng)用于板殼式換熱器中，其介質(zhì)進(jìn)、出口結(jié)構(gòu)復(fù)雜且加工制造困難，結(jié)構(gòu)緊湊性差，密封性能不高。采用的換熱板束均是由長寬一樣的板片拼合而成， 成型的板束為矩形形狀，當(dāng)置于圓形筒體內(nèi)時(shí)，殼程會存在大量的空隙，介質(zhì)直接從空隙中流過而得不到熱交換，大大降低了板殼式換熱器的熱交換能力。另外，目前常用的板殼式換熱器多采取全焊接形式進(jìn)行安裝，這種結(jié)構(gòu)的換熱板束與管板焊接后無法再分開，在換熱板束結(jié)垢或堵塞時(shí)，清洗比較困難，而且難以恢復(fù)換熱效果；在換熱板束破損時(shí)，無法更換破損的換熱板束，必須將兩端管板和整套換熱板束同時(shí)換掉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，以激光焊式的蜂窩板片作為換熱板束，利用蜂窩板片優(yōu)越的制造工藝和換熱性能，提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理，傳熱效率高，耐壓性能好，運(yùn)行安全可靠且容易維修清洗的可拆式板殼式換熱器。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)—種可拆式板殼式換熱器，包括殼體、管箱、管板和安裝在殼體內(nèi)的換熱板束，所述殼體兩端各設(shè)有一個(gè)管箱，所述管箱與殼體之間設(shè)有管板，并通過法蘭固定在一起，所述兩側(cè)管板之間設(shè)有由平行的板片組成的板束，板片的兩端通過板管固定于兩側(cè)管板上，且板片與管箱相通，所述殼體上設(shè)有殼程進(jìn)、出口接管，所述管箱上設(shè)有板程進(jìn)、出口接管；其特征在于，所述板片包括流道腔體和板管，所述流道腔體的截面為扁圓形，所述流道腔體內(nèi)為蜂窩結(jié)構(gòu)，流道腔體兩端焊接有與流道腔體相通的板管；所述板管插入管板的管孔且板管外表面與管孔之間密封；所述板片包括長板片和短板片，所述殼程進(jìn)口與第一長板片之間以及相鄰長板片之間間隔形成主流道，主流道內(nèi)由短板片間隔形成分流道。所述長板片起殼程分程隔板的作用，改變殼程介質(zhì)的流動方向，與短板片共同實(shí)現(xiàn)殼程多程流道空間。優(yōu)選地，所述長板片流道腔體一端與管板之間無縫相接，另一端與管板之間留有間隙，短板片兩端與管板之間均留有間隙，所述長板片流道腔體的同一端為相接端與間隙端交錯(cuò)排列，所述流道腔體兩側(cè)邊與殼體內(nèi)壁相接。優(yōu)選地，所述板片等間距設(shè)置，每一主流道內(nèi)短板片為2 10個(gè)。優(yōu)選地，所述板片之間的流道通過拉桿隔開與支撐，形成流道空間。所述拉桿一端利用螺紋連接固定在一側(cè)管板上，拉桿另一端插入另一側(cè)管板的未通拉桿孔中，所述兩側(cè)管板上的拉桿孔均為盲孔。拉桿起到隔開板片形成殼程流道空間，同時(shí)對板片起支撐作用。
優(yōu)選地，所述管板的管孔處設(shè)置有密封環(huán)槽，在密封環(huán)槽內(nèi)設(shè)置有“0”密封圈，密封圈套接于板片的板管上。優(yōu)選地，所述管板包括疊合在一起的內(nèi)側(cè)管板和外側(cè)管板，所述密封環(huán)槽設(shè)于內(nèi)外側(cè)管板之間相對的管孔處，靠內(nèi)外側(cè)管板壓緊密封圈，達(dá)到密封效果。優(yōu)選地，所述流道腔體是由兩片不銹鋼矩形板上下疊合，四周焊接，中間則進(jìn)行點(diǎn)焊，膨壓而成具有蜂窩結(jié)構(gòu)的中空流道腔體。本發(fā)明所述的蜂窩板片的最佳規(guī)格參數(shù)如下長板片的長度根據(jù)所需工藝情況來定，可取300_3000mm短板片的長度比長板片的長度短100-200mm板片的寬度根據(jù)所需工藝情況來定，可取100至2000mm板片的蜂窩高度8至20mm板片的蜂窩直徑6至15mm板片的蜂窩間距40至80_相鄰板片的中心距離1. 5倍板片的蜂窩高度。本發(fā)明的強(qiáng)化傳熱方法如下1、板內(nèi)強(qiáng)化傳熱換熱器內(nèi)的板片呈特定形狀分布的蜂窩迫使流體在板內(nèi)的流動速度和流動方向不斷改變，流體與蜂窩點(diǎn)不斷相碰撞形成射流，產(chǎn)生的局部小漩渦不斷破壞或減薄板內(nèi)的滯流層，促使流動在較低的雷諾數(shù)下由層流向湍流過渡，使得流體流動容易形成紊流，從而增加對板內(nèi)流體的擾流作用，起到了強(qiáng)化傳熱的效果。2、板間強(qiáng)化傳熱長短板片的交錯(cuò)排列使殼體內(nèi)形成多殼程流道空間，殼程流道變長，使流體流速加快，從而強(qiáng)化了殼程流體的傳熱。再加上板片特殊的蜂窩結(jié)構(gòu)，板壁在蜂窩點(diǎn)處形成蜂窩狀凹槽，殼程流體撞擊凹槽壁面產(chǎn)生的小漩渦不斷沖刷著邊界層，減弱邊界層的形成，起到了一定的強(qiáng)化傳熱效果。同時(shí)，相鄰兩塊板片之間相對形成一個(gè)流動空間，殼程流體流進(jìn)時(shí)速度增大，流出時(shí)速度降低，流速總是處于規(guī)律性的擾動狀態(tài)，增大了熱擴(kuò)散率，推動了流體的混合，強(qiáng)化了傳熱。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)本發(fā)明采用寬度不一樣的板片形成圓形形狀的板束(見圖幻，不僅使傳熱面積增加，更使圓筒形殼體與管束之間的空隙大為減少，從而有效的防止了殼程流體的短路，使換熱效果明顯提高。(2)長短板片的合理利用，實(shí)現(xiàn)了板殼式換熱器的多殼程流動，殼程流速加大，減少了污垢沉積，提高了傳熱效率。另外，板片間不焊接，依靠拉桿的相隔與支撐，方便板片、 拉桿的拆卸、清洗、更換和組裝。(3)換熱面積大且板內(nèi)形成了復(fù)雜緊湊的流道，流體于板內(nèi)流動時(shí)流速增加并不斷碰撞蜂窩點(diǎn)，促進(jìn)擾流作用的產(chǎn)生，使熱(冷)交換加速，增強(qiáng)了強(qiáng)化傳熱效果。本發(fā)明板片具有優(yōu)越的制造工藝和換熱性能，以蜂窩板片作為換熱元件，大大增加板殼式換熱器的換熱性能。(4)由于流道腔體采用蜂窩結(jié)構(gòu)，板片具有較好的承受外壓的能力；各塊蜂窩板片拼合形成板束，板片之間不用焊接，靠雙層管板保證管殼間的密封性能。換熱器具有可拆性，可用于需要經(jīng)常清洗的場合。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A剖面圖。圖3為圖1所述板片的俯視圖。圖4為圖3的B-B剖面圖。圖5為圖1所述板束的側(cè)視圖。圖6為圖1所述板束的排布示意圖。圖7為圖1所述管板處密封結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明拉桿位置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例1如圖1所示，一種可拆式板殼式換熱器，包括殼體4、管箱1、內(nèi)側(cè)管板6、外側(cè)管板 7和安裝在殼體內(nèi)的換熱板束，所述殼體4兩端各設(shè)有一個(gè)管箱1。所述內(nèi)側(cè)管板6和外側(cè)管板7疊合在一起，設(shè)于管箱1與殼體4之間，并通過兩法蘭2和螺栓固定在一起，兩法蘭 2之間裝有密封墊片9。所述兩側(cè)管板之間設(shè)有由平行的板片5組成的板束，板片5等間距設(shè)置，其兩端通過板管5-2固定于兩側(cè)管板上，且板片5與管箱1相通，所述殼體4上設(shè)有殼程進(jìn)、出口接管3-1、3-2，所述管箱1上設(shè)有板程進(jìn)、出口接管8-1、8-2。如圖2、3、4、5所示，所述板片5包括流道腔體5-1和板管5-2，所述流道腔體5-1的截面為扁圓形，所述流道腔體5-1內(nèi)為蜂窩結(jié)構(gòu)，流道腔體5-1兩端焊接有與流道腔體相通的板管5-2 ；所述板管 5-2插入內(nèi)、外側(cè)管板6、7的管孔，所述內(nèi)外側(cè)管板6、7上設(shè)有管孔，兩板之間相對的管孔處設(shè)有密封環(huán)槽10，在密封環(huán)槽10內(nèi)設(shè)置有密封圈，密封圈套接于板束的板管5-2上，靠內(nèi)外側(cè)管板6、7壓緊密封圈，達(dá)到密封效果，參見圖7。如圖1和6所示，所述板片5包括長板片和短板片，所述殼程進(jìn)口 3與第一長板片之間以及相鄰長板片之間間隔形成主流道，主流道內(nèi)由短板束間隔形成分流道，每一主流道內(nèi)短板片為4個(gè)。具體安裝方法為長板片流道腔體一端與內(nèi)側(cè)管板6之間無縫相接， 另一端與內(nèi)側(cè)管板6之間留有間隙，短板片兩端與內(nèi)側(cè)管板6之間均留有間隙，所述長板片流道腔體的同一端為相接端與間隙端交錯(cuò)排列，所述流道腔體5-1兩側(cè)邊與殼體4內(nèi)壁相接。所述長板片起殼程分程隔板的作用，改變殼程介質(zhì)的流動方向，與短板片共同實(shí)現(xiàn)殼程多程流道空間。如圖8所示，所述板片5之間的流道通過拉桿12隔開與支撐，形成流道空間。所述拉桿12利用螺紋連接固定在管板上面的拉桿孔維持自身的固定，同時(shí)對板片5起支撐作用。所述流道腔體5-1是由兩片不銹鋼矩形板上下疊合，四周利用激光焊接，中間則進(jìn)行點(diǎn)焊，膨壓而成具有蜂窩結(jié)構(gòu)的中空流道腔體。板片5的參數(shù)如下長板片的長度1000mm短板片的長度800mm板片的寬度隨殼體的直徑而定(300-1000mm)板片的蜂窩高度12mm
板片的蜂窩直徑IOmm板片的蜂窩間距60mm相鄰板片的中心距離18mm。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可拆式板殼式換熱器，包括殼體、管箱、管板和安裝在殼體內(nèi)的換熱板束，所述殼體兩端各設(shè)有一個(gè)管箱，所述管箱與殼體之間設(shè)有管板，并通過法蘭固定在一起，所述兩側(cè)管板之間設(shè)有由平行的板片組成的板束，板片的兩端通過板管固定于兩側(cè)管板上，且板片與管箱相通，所述殼體上設(shè)有殼程進(jìn)、出口接管，所述管箱上設(shè)有板程進(jìn)、出口接管；其特征在于，所述板片包括流道腔體和板管，所述流道腔體的截面為扁圓形，所述流道腔體內(nèi)為蜂窩結(jié)構(gòu)，流道腔體兩端焊接有與流道腔體相通的板管；所述板管插入管板的管孔且板管外表面與管孔之間密封；所述板片包括長板片和短板片，所述殼程進(jìn)口與第一長板片之間以及相鄰長板片之間間隔形成主流道，主流道內(nèi)由短板片間隔形成分流道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可拆式板殼式換熱器，其特征在于，所述長板片流道腔體一端與管板之間無縫相接，另一端與管板之間留有間隙，短板片兩端與管板之間均留有間隙， 所述長板片流道腔體的同一端為相接端與間隙端交錯(cuò)排列，所述流道腔體兩側(cè)邊與殼體內(nèi)壁相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可拆式板殼式換熱器，其特征在于，所述板片等間距設(shè)置，每一主流道內(nèi)短板片為2 10個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的可拆式板殼式換熱器，其特征在于，所述板片之間的流道通過拉桿隔開與支撐。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可拆式板殼式換熱器，其特征在于，所述拉桿一端利用螺紋連接固定在一側(cè)管板上，另一端擱置在另一側(cè)管板的拉桿孔里。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可拆式板殼式換熱器，其特征在于，所述兩側(cè)管板上的拉桿孔均為盲孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可拆式板殼式換熱器，其特征在于，所述管板的管孔處設(shè)置有密封環(huán)槽，在密封環(huán)槽內(nèi)設(shè)置有密封圈，密封圈套接于板束的板管上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可拆式板殼式換熱器，其特征在于，所述管板包括疊合在一起的內(nèi)側(cè)管板和外側(cè)管板，所述密封環(huán)槽設(shè)于內(nèi)外側(cè)管板之間相對的管孔處，靠內(nèi)外側(cè)管板壓緊密封圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可拆式板殼式換熱器，其特征在于，所述流道腔體是由兩片不銹鋼矩形板上下疊合，四周焊接，中間則進(jìn)行點(diǎn)焊，膨壓而成具有蜂窩結(jié)構(gòu)的中空流道腔體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可拆式板殼式換熱器，其特征在于，所述板片的參數(shù)如下長板片的長度300-3000mm短板片的長度比長板片的長度短100-200mm板片的寬度100至2000mm板片的蜂窩高度8至20mm板片的蜂窩直徑6至15mm板片的蜂窩間距40至80mm相鄰板片的中心距離1. 5倍板片的蜂窩高度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可拆式板殼式換熱器，所述殼體兩端各設(shè)有一個(gè)管箱，管箱與殼體之間設(shè)有雙管板，并通過法蘭固定在一起，兩側(cè)管板之間設(shè)有由平行的板片組成的板束，板片的兩端通過板管固定于兩側(cè)的雙管板上，且板片與管箱相通，殼體上設(shè)有殼程進(jìn)、出口，管箱上設(shè)有板程進(jìn)、出口；板片包括流道腔體和板管，流道腔體的截面為扁圓形，其內(nèi)為蜂窩結(jié)構(gòu)，流道腔體兩端焊接有與其相通的板管；所述板管插入管板的管孔，且板管外表面與管孔之間的密封由內(nèi)外管板壓緊密封圈來實(shí)現(xiàn)；板片包括長板片和短板片，使殼程形成多殼程結(jié)構(gòu)；板片之間的流道通過拉桿隔開與支撐。本發(fā)明具有優(yōu)越的換熱性能，方便拆卸、清洗、更換、組裝。
文檔編號F28F3/08GK102353285SQ20111022617
公開日2012年2月15日 申請日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者江楠, 陳武濱 申請人:華南理工大學(xué)