專(zhuān)利名稱(chēng)：板殼式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換熱器，特別涉及一種能夠適合于高粘度、含顆粒和纖維懸浮狀等冷、熱介質(zhì)物料之間進(jìn)行熱能交換的板殼式換熱器。
背景技術(shù)：
在化工和石油化工等領(lǐng)域，廣泛使用換熱器進(jìn)行冷、熱介質(zhì)物料之間熱量的交換。目前，換熱器按照結(jié)構(gòu)主要可以分為管殼式換熱器和板式換熱器。其中管殼式換熱器的傳熱面用管制成，它具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，操作彈性大，可靠程度高，使用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)；但它的不足之處在于換熱效率低、設(shè)備體積大。板式換熱器的傳熱面用平板或稍帶錐度的傘板制成，其上設(shè)有各種凹凸條紋或各種不同端面形狀的翅片，它具有換熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的優(yōu)點(diǎn)；但它的不足之處在于密封周邊長(zhǎng)，容易形成泄漏；受熱圈密封材料的限制，其換熱溫度不能很高、承壓能力有限；不宜處理懸浮狀的熱交換物料進(jìn)行熱交換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種板殼式換熱器，它不僅換熱效率高，而且結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、使用壽命長(zhǎng)。
本發(fā)明板殼式換熱器，包括設(shè)有冷介質(zhì)物料進(jìn)口和冷介質(zhì)物料出口、、且呈圓筒體或方箱體的殼體和置于該殼體內(nèi)的板管組。其中板管組包括至少一個(gè)熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管和至少一個(gè)熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管，熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管和熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管的一端固定在殼體的端蓋上，另一端分別設(shè)有與其相連通的若干個(gè)板片組和端部板片組；板片組包括間隔布置、且具有兩個(gè)凸起型波紋狀板片a、b，兩個(gè)板片a、b的凸起面相互對(duì)應(yīng)、且在每個(gè)板片a、b的外表面設(shè)有波紋擾動(dòng)條；端部板片組包括間隔布置、且具有凸起型波紋狀板片a、端部板片b，兩個(gè)板片a、b的凸起面相互對(duì)應(yīng)、且在凸起面的外表面設(shè)有波紋擾動(dòng)條。
作為本發(fā)明板殼式換熱器的改進(jìn)，其中波紋擾動(dòng)條呈橫向或縱向排列，每相鄰兩個(gè)板片組的波紋擾動(dòng)條、板片組與端部板片組的波紋擾動(dòng)條的方向一個(gè)為橫向、另一個(gè)為縱向依次交錯(cuò)布置，并在每相鄰波紋擾動(dòng)條之間和波紋擾動(dòng)條外側(cè)間隔設(shè)有若干個(gè)球形凸塊，球形凸塊交錯(cuò)排列；熱介質(zhì)入口圓導(dǎo)流管為兩個(gè)，熱介質(zhì)出口圓導(dǎo)流管為兩個(gè)，分別設(shè)置在橫向波紋擾動(dòng)條的兩側(cè)或縱向波紋擾動(dòng)條的兩端。
作為本發(fā)明板殼式換熱器的進(jìn)一步改進(jìn)，其中在板片a、b、a或端部板片b分別設(shè)有與熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管和熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管管徑相對(duì)應(yīng)的角孔或盲孔，在熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管和熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管的管壁上沿軸向間隔設(shè)有與板片組和端部板片組相連通配合的導(dǎo)流分配孔，該導(dǎo)流分配孔為多個(gè)、且沿其周向間隔均勻分布，熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管和熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管分別插入角孔中，其導(dǎo)流分配孔分別位于板片組的板片a與b和端部板片組的板片a與端部板片b之間。
本發(fā)明板殼式換熱器，其中板片組和端部板片組由不銹鋼材料制成，其板片a、b、a的凹面、端部板片b的凹面及周邊密封采用熱熔焊焊接，板片組和端部板片組與熱介質(zhì)入口導(dǎo)流管和熱介質(zhì)出口導(dǎo)流管的焊接采用氬弧焊接。
采用上述結(jié)構(gòu)，由于將板管組置于殼體內(nèi)，并且將板管組的板片作為換熱面，冷介質(zhì)和熱介質(zhì)不僅能夠分別在板片間和導(dǎo)流管內(nèi)流動(dòng)，并且較寬的板間距離又適合于高粘度、含顆粒和纖維懸浮狀等冷、熱介質(zhì)物料之間的熱量能交換，從而使本發(fā)明板殼式換熱器的冷介質(zhì)與熱介質(zhì)的殼程和管程清晰，結(jié)構(gòu)緊湊體積小，重量輕，成本低。
由于將板片和導(dǎo)流管組成的板管組采取周邊施焊密封，中間部位用點(diǎn)焊固定并相互支撐，所以本發(fā)明板殼式換熱器既能夠在較壓力下進(jìn)行熱能交換，又能夠在較高溫度條件下進(jìn)行工作，從而兼顧了管殼式換熱器與板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)。


圖1是本發(fā)明板殼式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中板管組結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中板片結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3中A-A剖示圖；圖5是圖2中端部板片組的端部板片B-B剖示圖；圖6是圖2中熱介質(zhì)入口導(dǎo)流管或熱介質(zhì)出口導(dǎo)流管結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明1熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管，2端蓋，3熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管，4冷介質(zhì)物料進(jìn)口，5板片組，5a板片，5b板片，端部板片組6，6a板片，6b端部板片，7板管組，8冷介質(zhì)物料出口，9殼體，波紋擾動(dòng)條10，球形凸塊11，角孔12，盲孔13，導(dǎo)流分配孔14，支撐板15。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明板殼式換熱器的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明。
由圖1所示，本發(fā)明板殼式換熱器提供了一款全焊式板管組板殼式換熱器，管程或殼程呈逆流方式。其中板管組7包括熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管1、熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管3、導(dǎo)流分配孔14，至少兩個(gè)以上的板片組5和端部板片組6；板片組5由兩個(gè)板片5a/5b構(gòu)成，端部板片組6由板片6a和端部板片6b構(gòu)成，在板片5a/5b、6a/6b上設(shè)有波紋擾動(dòng)條10和球形凸塊11，并且采用全焊接密封結(jié)構(gòu)。
具體地講由圖1所示，本發(fā)明板殼式換熱器，包括為圓筒體或方箱體的殼體9，在殼體9的側(cè)壁上分別設(shè)有冷介質(zhì)物料進(jìn)口4和冷介質(zhì)物料出口8，在殼體9內(nèi)設(shè)有全焊式由不銹鋼材料制成的板管組7，殼體9與板管組7設(shè)計(jì)為可拆式。板管組7包括至少一個(gè)熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管1和至少一個(gè)熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管3，熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管1和熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管3的一端固定在殼體9的端蓋2上，另一端分別設(shè)有與其相連通的若干個(gè)板片組5和端部板片組6。
由圖2、3、4所示，板片組5包括間隔布置、且具有兩個(gè)凸起型波紋狀板片5a、5b，兩個(gè)板片5a、5b的凸起面相互對(duì)應(yīng)組焊而成，板片5a、5b的周邊焊縫由熱熔焊完成，同時(shí)在凸起面與凸起面的接觸面上用點(diǎn)焊施焊；同樣，由圖5所示，端部板片組6包括間隔布置且具有凸起面的板片6a、端部板片6b，板片6a與端部板片6b的凸起面也相互對(duì)應(yīng)組焊而成，板片6a、端部板片6b的周邊焊縫也由熱熔焊完成，同時(shí)在凸起面與凸起面的接觸面上用點(diǎn)焊施焊。為了提高換熱效率，在每個(gè)凸起面的外表面設(shè)有波紋擾動(dòng)條10，每個(gè)板片上的波紋擾動(dòng)條10排列有所不同，即每相鄰兩個(gè)板片組5的波紋擾動(dòng)條10、板片組5與端部板片組6的波紋擾動(dòng)條10的方向一個(gè)為橫向、另一個(gè)為縱向相互呈依次相互交錯(cuò)布置，如第一板片組5的波紋擾動(dòng)條10為橫向，第二板片組5的波紋擾動(dòng)條10為縱向，如此排列可以使板片組5與板片組5之間的波紋擾動(dòng)條10及板片組5與端部板片組6之間的波紋擾動(dòng)條10形成網(wǎng)格布局。在每相鄰波紋擾動(dòng)條10之間和波紋擾動(dòng)條10外側(cè)間隔設(shè)有若干個(gè)球形凸塊11。具有上述結(jié)構(gòu)的板管組7的主要好處在于第一，板片組5中的板片5a與板片5b之間或端部板片組6中的板片6a與端部板片6b不存在密封墊圈的問(wèn)題，從而較好地解決了板片組5和端部板片組6耐溫及易泄漏的問(wèn)題；同時(shí)，具有較寬的板間距離更適合于高粘度、含顆粒和纖維懸浮狀等冷、熱介質(zhì)物料之間的熱量能交換；第二，在板片組5和端部板片組6設(shè)有波紋擾動(dòng)條10，形成網(wǎng)狀布局，使流經(jīng)板片組5與端部板片組6板間通道的介質(zhì)更容易產(chǎn)生湍流，從而進(jìn)一步提高了換熱效率。板片組5中的板片5a與板片5b或端部板片組6中的板片6a與端部板片6b的凸起面對(duì)應(yīng)并施以點(diǎn)焊，板片不易膨脹變形，其承壓性能大幅度提升。第三，在每相鄰波紋擾動(dòng)條10之間和波紋擾動(dòng)條10外側(cè)間隔設(shè)有若干個(gè)交錯(cuò)排列的球形凸塊11，該球形凸塊11可以造成冷、熱介質(zhì)的渦流，從而更進(jìn)一步提高了換熱效率。
由圖4、5所示，在板片組5的板片5a、5b設(shè)有角孔12，在端部板片組6的板片6a、端部板片6b分別設(shè)有角孔12和盲孔13，該角孔12和盲孔13分別與熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管1和熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管3管徑相對(duì)應(yīng)。由圖6所示，在熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管1和熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管3的管壁上沿軸向間隔設(shè)有與板片組5和端部板片組6導(dǎo)流分配孔14，該導(dǎo)流分配孔14為多個(gè)、且沿其周向間隔均勻分布。制造時(shí)，先在熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管1或熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管3上開(kāi)長(zhǎng)槽形孔，然后在長(zhǎng)槽形孔中用支撐板15間隔連接，從而在熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管1或熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管3上形成沿周向間隔均勻分布的導(dǎo)流分配孔14。導(dǎo)流分配孔14的大小、方向?qū)Ρ景l(fā)明板殼式換熱器的流量及板片5的流量分配起重要作用。將上述熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管1和熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管3分別插入角孔12中，其導(dǎo)流分配孔14分別位于板片組5的板片5a與5b和端部板片組6的板片6a與端部板片6b之間。
工作時(shí)，熱介質(zhì)由熱介質(zhì)入口圓形導(dǎo)流管1進(jìn)入其上的導(dǎo)流分配孔14分配到板片組5和端部板片組6內(nèi)自上而下流動(dòng)匯集于熱介質(zhì)出口圓形導(dǎo)流管3后流出，從而完成熱介質(zhì)的管程。冷介質(zhì)由冷介質(zhì)物料進(jìn)口4進(jìn)入流經(jīng)板片組5與板片組5、板片組5與端部板片組6之間的通道后匯集于冷介質(zhì)物料出口8后流出，從而完成冷介質(zhì)殼程，冷熱介質(zhì)可以為逆向流。
權(quán)利要求
1.一種板殼式換熱器，其特征在于包括設(shè)有冷介質(zhì)物料進(jìn)口(4)和冷介質(zhì)物料出口(8)的殼體(9)和置于該殼體(9)內(nèi)的板管組(7)，所述板管組(7)包括至少一個(gè)熱介質(zhì)入口導(dǎo)流管(1)和至少一個(gè)熱介質(zhì)出口導(dǎo)流管(3)，所述熱介質(zhì)入口導(dǎo)流管(1)和熱介質(zhì)出口導(dǎo)流管(3)的一端固定在所述殼體(9)的端蓋(2)上，另一端分別設(shè)有與其相連通的若干個(gè)板片組(5)和端部板片組(6)，所述板片組(5)包括間隔布置、且具有兩個(gè)凸起型波紋狀板片(5a、5b)，兩個(gè)板片(5a、5b)的凸起面相互對(duì)應(yīng)、且在每個(gè)板片(5a、5b)的外表面設(shè)有波紋擾動(dòng)條(10)，所述端部板片組(6)包括間隔布置、且具有凸起型波紋狀板片(6a)、端部板片(6b)，兩個(gè)板片(6a、6b)的凸起面相互對(duì)應(yīng)、且在凸起面的外表面設(shè)有波紋擾動(dòng)條(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板殼式換熱器，其特征在于所述波紋擾動(dòng)條(10)呈橫向或縱向排列，每相鄰兩個(gè)板片組(5)的波紋擾動(dòng)條(10)、板片組(5)與端部板片組(6)的波紋擾動(dòng)條(10)的方向一個(gè)為橫向、另一個(gè)為縱向依次交錯(cuò)布置，并在每相鄰波紋擾動(dòng)條(10)之間和波紋擾動(dòng)條(10)外側(cè)間隔設(shè)有若干個(gè)球形凸塊(11)，所述球形凸塊(11)交錯(cuò)排列，所述熱介質(zhì)入口導(dǎo)流管(1)為兩個(gè)，熱介質(zhì)出口導(dǎo)流管(3)為兩個(gè)，分別設(shè)置在橫向波紋擾動(dòng)條(10)的兩側(cè)或縱向波紋擾動(dòng)條(10)的兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板殼式換熱器，其特征在于所述熱介質(zhì)入口導(dǎo)流管(1)和熱介質(zhì)出口導(dǎo)流管(3)為圓形，殼體(9)為圓筒體或方箱體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的板殼式換熱器，其特征在于在所述板片(5a、5b、6a)或端部板片(6b)分別設(shè)有與熱介質(zhì)入口導(dǎo)流管(1)和熱介質(zhì)出口導(dǎo)流管(3)管徑相對(duì)應(yīng)的角孔(12)或盲孔(13)，在所述熱介質(zhì)入口導(dǎo)流管(1)和熱介質(zhì)出口導(dǎo)流管(3)的管壁上沿軸向間隔設(shè)有與板片組(5)和端部板片組(6)相連通配合的導(dǎo)流分配孔(14)，該導(dǎo)流分配孔(14)為多個(gè)、且沿其周向間隔均勻分布，所述熱介質(zhì)入口導(dǎo)流管(1)和熱介質(zhì)出口導(dǎo)流管(3)分別插入角孔(13)中，其導(dǎo)流分配孔(14)分別位于板片組(5)的板片(5a)與(5b)和端部板片組(6)的板片(6a)與端部板片(6b)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的板殼式換熱器，其特征在于所述板片組(5)和端部板片組(6)由不銹鋼材料制成，其板片(5a、5b、6a)的凹面、端部板片(6b)的凹面及周邊密封采用熱熔焊焊接，板片組(5)和端部板片組(6)與熱介質(zhì)入口導(dǎo)流管(1)和熱介質(zhì)出口導(dǎo)流管(3)的焊接采用氬弧焊接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種板殼式換熱器，包括設(shè)有冷介質(zhì)物料進(jìn)口和冷介質(zhì)物料出口的殼體和置于該殼體內(nèi)的板管組。其中板管組包括至少一個(gè)熱介質(zhì)入口導(dǎo)流管和至少一個(gè)熱介質(zhì)出口導(dǎo)流管，熱介質(zhì)入口導(dǎo)流管和熱介質(zhì)出口導(dǎo)流管的一端固定在殼體的端蓋上，另一端分別設(shè)有與其相連通的若干個(gè)板片組和端部板片組。板片組包括間隔布置、且具有兩個(gè)凸起型的波紋狀板片，兩個(gè)板片的凸起面相互對(duì)應(yīng)、且在每個(gè)板片的外表面設(shè)有波紋擾動(dòng)條；端部板片組包括間隔布置、且具有凸起型的波紋狀板片、端部板片，兩個(gè)板片的凸起面相互對(duì)應(yīng)、且在凸起面的外表面設(shè)有波紋擾動(dòng)條。本發(fā)明冷介質(zhì)與熱介質(zhì)的殼程和管程清晰，換熱效率高，耐壓性好，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F28F3/02GK1945192SQ20051010790
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2005年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月8日
發(fā)明者張軍, 潘文柱 申請(qǐng)人:張軍, 潘文柱