專利名稱：用于熱交換器的可移位的隔板及用于減小其振動的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及諸如熱交換器、冷凝器和類似的具有管或棒狀元件的集合體的流體處理設備的管束裝置，例如在諸如核反應堆、化學反應堆、電加熱器或任何平行的柱狀形狀的集合體的裝置中，該集合體具有經過管或其他元件的流體流。具體地，本發(fā)明涉及結合管束使用以對管束內的各個管提供支撐作用并且減小振動的可移位的隔板或支撐結構。本發(fā)明還涉及用于減小熱交換器的管束中的振動的方法。
背景技術：
管束設備，諸如殼管式熱交換器及其他類似的流體處理裝置(例如阻流器和導流器)采用組合成束的管，以便引導流體穿過設備。在這種管束中，流體通常既流過管的內部又橫穿管的外部。管束中的管的構型通過其中固定了管的管板固定。管的一種常見構型是矩形或正方形形式，其中管設置成排列好的管排，該排列好的管排在每對或排之間具有彼此正交排列的管通道(在管之間的直線路徑)。以這種形式，除了在管束的外周之外，每個管鄰近八個其他的管且直接與跨過將其管排與兩個相鄰管排分開的管通道的相對應的管相對。在三角形管形式中，在交替管排中的管彼此排列成使得每個管相鄰于六個其它管 (兩個相鄰管在同一管排中，而四個管在兩個相鄰管排中)。在現(xiàn)有交換器中生產能力的增加對于通過減少設備尺寸降低資金成本或對于增加生產力因素來說通常是期望的。當評價熱交換器的速率的增加時通常受到的限制因素是流動引起的振動損壞管的可能性。在管周圍的流體流動模式可能導致流動引起在管束中的有規(guī)律或無規(guī)律的振蕩性質的振動，并且在例如其中在管和周圍流體之間發(fā)生傳熱的熱交換器的裝置的情況下，當流體在管周圍循環(huán)和流動時，在流體的速度、溫度和密度方面的改變可能增加振動的可能性。如果這些振動達到一定臨界幅度，可能導致管的損壞。如果熱交換器設備用不同材料的管更換原來的管，例如如果將相對硬的材料用較輕質量的管替代，則管振動問題可能惡化。當使設備處于更嚴格的操作要求下時，例如當其他現(xiàn)有設備被升級時和以前令人滿意的熱交換器在新的條件下變得易于遭受流動引起的振動時，流動引起的振動也可能發(fā)生。甚至在某些條件下，當熱交換器仍在流動流中但沒有發(fā)生傳熱時，以及在流動流中、在有或沒有傳熱的情況下，具有棒或棒狀元件的集合體的其他管束裝置中， 可能遇到振動。已經開發(fā)多種不同的設備設計用于解決管振動問題。一個示例是棒隔板設計。棒隔板熱交換器是利用棒隔板來支撐管并將管固定以防止振動的殼管式熱交換器。術語“隔板”指沿著管束長度每隔約15cm放置的籠，其中將多個支撐棒的端部連接起來以形成籠狀的管支撐結構；因此稱為術語“棒隔板”。但是，棒隔板交換器往往比常規(guī)殼管式交換器價格貴約30%至40%，并且已經存在如下狀態(tài)，其中這種類型的管束裝置由于流動引起的振動而發(fā)生故障。棒隔板必須具有非常精確的尺寸。如果棒隔板中的棒稍稍尺寸不足，那么管將發(fā)生顫動。如果棒稍稍尺寸太大，那么管的裝填將非常困難且昂貴。棒隔板熱交換器例如在Gentry等人的美國專利4，342，360 ；Gentry的美國專利5，388，638 ；Gentry的美國專
5利5，553，665 ；以及Gentry的美國專利5，642，778中進行了描述。如在美國專利5，553，665中所描述的，棒隔板設計的一些應用，例如氣體壓縮應用可以受益于縱向流動，其中殼側的壓力損失被最小化。殼側的壓力損失的降低可以通過增加棒隔板的間距從而降低棒隔板的數(shù)量而實現(xiàn)，或者通過減少管的數(shù)量而實現(xiàn)，其中減少管的數(shù)量是通過增加管間距尺寸，即從管的中心測量的兩個相鄰管排之間的距離而實現(xiàn)的。增加隔板間距通常不是令人滿意的選擇，因為增加的隔板間距增加了發(fā)生流動引起的管振動的可能性。這種棒隔板設計代表了一種解決棒隔板構型的壓降問題的嘗試。一種可選的設計是“蛋箱”支撐結構設計。然而，該設計甚至比棒隔板設計更昂貴。 與棒隔板設計一樣，蛋箱也易于受到可能導致管故障的管顫動。顫動是管由于支撐結構和管外徑之間存在間隙而碰撞支撐結構的運動。在構造管束時，需要間隙，以便允許管插入穿過蛋箱支撐結構。除了良好的設備設計之外，也可以采用其他手段來降低管振動。作為這些支撐裝置的管支撐裝置或管樁是公知的(并且在本說明書中涉及)，而可以被安裝在管束中以控制流動引起的振動并防止管的過大移動。大量的管支撐結構或管樁已經被提出且是可商購的。例如，Williams的美國專利4，648，442,Hahn的美國專利4，919，199,Hahn的美國專利 5，213，155和Hahn的美國專利6，401，803描述了能夠被插入管束中以減小振動的不同類型的管樁或管支撐結構。另外，改進的管樁還在Warmi等人的題為“抗振管支撐結構(Anti-Vibration Tube Support)”的美國專利No. 7,032,655中示出。已經發(fā)現(xiàn)由Wanni等人教導的管樁的使用在減小管束中的振動方面特別有效。這些在改進現(xiàn)有的管束方面尤其有用。公開內容通過引用明確并入本文中的Warmi等人的共同待審和共同轉讓的、題目為“具有開槽隔板的減小振動的管束裝置(Reduced Vibration Tube Bundle Device Having Slotted Baffles)，，的美國專利申請No. 11/905，694公開了使用帶槽隔板來支撐在管束內的管，如圖1至圖4所示。如美國專利No. 7，032，655中公開的管支撐樁被用來使各個管偏移，與帶槽隔板接觸，從而使得隔板與樁結合地支撐管并減小振動，如圖1所示。然而，需要在不使用管樁的情況下(特別是以便例如在新的管束中使用)減小管束中的振動。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個方面是提供具有至少一個可移位的隔板的管束裝置(例如，熱交換器)，該可移位的隔板支撐管束裝置中的管。術語的使用以示例方式使用。本發(fā)明意圖不限于管；而是可以想到，棒和其他傳熱或流體流動元件可被采用且被認為是完全在本發(fā)明的范圍內的。本發(fā)明的一個方面是提供一種改進的管束裝置，其提供增加的管支撐作用以減小振動。管束裝置包括殼體和位于殼體內的管束。管束具有多個管，管以管排彼此平行布置。 管能以常規(guī)的矩形構型或常規(guī)的三角形構型布置。管束裝置包括至少一個可移位的支撐隔板。每個可移位的支撐隔板具有形成在其中的多個孔?？椎某叽绫辉O定成接納至少一個管穿過所述孔。各種孔構型被考慮?？卓杀辉O定尺寸以接納單個管穿過所述孔?？卓杀恍纬蔀樯扉L形槽以接納多個管，如在2007年10月3日提交的題為“具有開槽隔板的減小振動的管束裝置(Reduced Vibration Tube Bundle Having Slotted Baffles) ”的共同待審的美國專利申請No. 11/905,694中公開的，該專利申請的全部內容通過引用并入本文?？卓杀恍纬蔀橛晒潭ㄓ诨\的伸長形棒或桿形成的伸長形槽，如標題為“振動減小的管束(Reduced Vibration Tube Bundle) ”的美國專利 No. 7，219，718 和美國專利 No. 7，073，575 中公開的， 這兩個專利的公開內容的全部通過弓I用并入本文。根據(jù)本發(fā)明，每個可移位的支撐隔板具有至少第一部分和第二部分，其中所述部分能選擇性地在便于在管束上定位可移位的支撐隔板的第一裝填位置和使穿過多個孔的管偏移的第二安裝位置之間移位。設置了至少一個第一緊固件，以將所述部分固定或維持在第一裝填位置。在沿管束的軸的期望位置定位可移位的支撐隔板之后，松動或移除所述至少一個第一緊固件，以允許所述部分相對于彼此移位到第二位置。第一緊固件可以為夾具、螺釘、螺栓或任何其他的在被安裝時將所述部分維持在第一位置但是能被移除以允許所述部分移位到第二位置的合適的緊固件。意圖的是，所述部分能在第二安裝位置靠近在一起或進一步分開，只要穿過可移位的支撐隔板的管被偏移。設置了至少第二緊固件，以將所述部分固定或維持在第二安裝位置。第二緊固件可以是夾具、螺釘、螺栓、焊接部或任何其他的將所述部分維持在第二安裝位置的合適的緊固件。本發(fā)明不意欲被限定于第一部分和第二部分，而是考慮了多于兩個的任何數(shù)量的部分，只要所述部分能相對于彼此移位以提供管在管束內必要的偏移。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在所述部分之間設置了至少一個插入件，以在所述部分之間提供必要的間距，使得管被所述部分偏移。第二緊固件隨后用于將所述部分和插入件固定在其正確的方位。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，結合了至少一個固定隔板使用可移位的支撐隔板。每個固定隔板具有多個孔，所述多個孔的尺寸被設定成接納至少一個管穿過所述孔。上述至少一個固定隔板和至少一個可移位的支撐隔板沿管束的縱軸線間隔開。優(yōu)選地，每個可移位的支撐隔板與相鄰的固定隔板間隔開。利用該布置結構，當可移位的支撐隔板被設置在其第二安裝位置時，管被偏移足夠的量，使得管也接觸固定隔板，由此進一步穩(wěn)定管束內的管并減小振動。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，公開了用于支撐管束中的多個管的可移位的支撐隔板。 可移位的支撐隔板包括至少第一板和第二板。每個板具有形成在其中的多個孔?？梢莆坏闹胃舭寰哂杏糜趯逡黄鸸潭ㄔ诘谝谎b填位置的至少一個第一緊固件組件。可移位的支撐隔板還包括用于將板一起固定在第二安裝位置的至少一個第二緊固件組件。本發(fā)明的另一方面是提供一種支撐管束的方法，管束具有以管排彼此平行布置的多個管和在大體平行于多個管的方向延伸的縱軸線。所述方法包括沿縱軸線將至少一個可移位的支撐隔板定位在管束上。每個可移位的支撐隔板具有形成在其中的多個孔，所述多個孔的尺寸被設定成接納管中的至少一個管穿過所述孔。每個隔板具有兩個或多個部分， 其中多個孔中的一些的每個部分定位在其中。該方法還包括使所述部分相對于彼此移位到安裝位置以及將所述部分固定在安裝位置。當所述部分相對于彼此移位時，穿過可移位的隔板的管被偏移。


現(xiàn)將結合附圖描述本發(fā)明，在附圖中相同的附圖標記描述相同的元件，在附圖
7中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式的具有至少一個可移位的支撐隔板的管束的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式的可移位的支撐隔板的示意圖；圖3是圖2的可移位的支撐隔板的變化形式；圖4是圖2的可移位的支撐隔板的另一變化形式；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的具有多個水平布置的槽的圖2可移位的支撐隔板的又一變化形式；圖5B是具有多于一個的平行分隔通道的圖5A可移位的支撐隔板的另一變化形式；圖6是根據(jù)本發(fā)明的具有處于裝填位置的可移位的支撐隔板的管束裝置的側視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的具有處于一個安裝位置的可移位的支撐隔板的圖6的管束裝置的側視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的具有夾緊裝置的可移位的支撐隔板的示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的具有另一夾緊裝置的可移位的支撐隔板的示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的具有處于另一安裝位置的可移位的支撐隔板的圖6的管束裝置的側視圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的具有尺寸設定成將管接納在其中的多個開口的可移位的支撐隔板的示意圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的具有形成尺寸設定成將管接納在其中的多個槽的多個棒的可移位的支撐隔板的示意圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的具有用于管束的豎直槽的固定的支撐隔板的示意圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的具有用于管束的水平槽的固定的支撐隔板的示意圖；以及圖15是根據(jù)本發(fā)明的用于管束的阻斷隔板的示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)將結合附圖更詳細地描述本發(fā)明。申請人表明，結合本發(fā)明使用的術語“水平的”和“垂直的”旨在作為描述隔板的各個部件相對于隔板的其他部件的方位的基準點。該術語并不是要描述隔板或構成熱交換器內的隔板的部件的方位。意圖的是，管束裝置1在使用時可以具有多種方位中的一種。因此，管束裝置通常能水平地、豎直地或相對于水平成任何角度地定向。圖1示出了具有多個隔開的隔板的管束。管束10為管束裝置1(例如，熱交換器或其他合適的傳熱部件)的一部分。管束10包括在一對管板13和14之間延伸的多個平行管11。管束10被裝配到管束裝置1的周圍外殼或殼體20內。通常，流體流動穿過管11 的內側和在殼體20內跨過管11的外側進行。管束10設置有隔板，以減小管束10內流動引起的振動并且將流體的流動遠離殼體20引向管11。圖2示出了可移位的支撐隔板300。可移位的隔板300包括尺寸設定成接納管11 以減少振動的多個孔?？梢莆坏母舭?00包括多個槽36。槽36被布置成與管束10中的管 11的管排對應。在隔板300上設置了多個豎直延伸的肋37。每個肋37在槽36之間豎直延伸。每個肋37優(yōu)選地具有比管束10中相鄰管11之間的間距稍小的厚度。本發(fā)明不限于豎直槽；而是，如圖5A和圖5B所示的水平槽46被認為是完全在本發(fā)明的范圍內的。對于水平延伸的槽46，設置了多個水平延伸的肋47。每個肋47在槽46之間水平地延伸。每個肋57優(yōu)選地具有比管束10中相鄰管11之間的間距稍小的厚度。然而，本發(fā)明不意欲被限定于使用豎直槽36或水平槽46，而是考慮了其他孔，包括但不限于水平槽、尺寸設定成接納單個管11的開口 371 (如圖11所示)以及由固定到籠374的伸長形桿或棒373形成的伸長形開口 372(如圖12所示)。意圖的是，接納各個管11穿過開口 371的開口 371的使用可以是優(yōu)選的孔構型。圍繞外周界的阻斷區(qū)域34被設定成使來自最外側的管11和殼體20的內徑之間的任何旁通流朝向管11向內改變方向。豎直槽36將管11接納在其中。隔板30包括形成在其中的多個槽口 32和33。槽口 32被設定尺寸，以在其中接納系桿(tie bar)5。槽口 33 被設定尺寸以在其中接納滑桿(skid bar)6?；瑮U6被設置成在管束10插入殼體20期間確保支撐作用。槽口 32和33確保隔板300保持在正確方位。系桿5、滑桿6、可移位的隔板300、固定隔板30及40 (如果使用了的話)和阻斷隔板60 (如果使用了的話)一起形成剛性籠，這樣便于將管束10的管11插入殼體20內。通常，管束10包括至少一個分隔通道，該分隔通道將管束10內的管11分成若個分離的組。分隔通道不包括任何管11。分隔通道可具有水平方位和垂直方位。流動通過分隔通道的流體不接觸管11的傳熱表面。因此，希望將管束10內的流體的流動改變方向遠離分隔通道地朝向管11以提高傳熱?？梢莆坏母舭?00包括至少一個分隔通道阻斷區(qū)域35和310，以使熱交換器1的殼體內的流體流動改變方向朝向管束10的管11。在阻斷區(qū)域35和310的相對側上設置上述多個孔。根據(jù)本發(fā)明方面的可移位的隔板300被沿分隔通道阻斷區(qū)域310中的分隔通道 301分成了至少兩個分離的部分320和330。分隔通道301通過將隔板300切成兩段而形成。這能通過激光切割或其他合適的切割方法來實現(xiàn)。隔板300的初始形狀(即在將隔板切成兩段或多段之前)可以略大于期望的形狀，使得在隔板300被切割成兩段且處于安裝位置之后，隔板300具有與殼體20的內周界的尺寸一致的外周界。也意圖的是，部分320 和330能被形成為分離的兩段。部分320和330被固定到一起以裝填到管束10上，使得隔板300能適當?shù)卦O置在管束10上期望的位置處。如圖8所示，可以使用可移位的夾緊組件 350來將所述部分固定在一起，以正確地安裝隔板300。一旦隔板300被正確地定位且管被裝填，則移除夾緊組件350。隔板300具有如圖6所示的方位。管11被接納在孔內且在部分320和330之間存在一個小空間360。能以兩種方式中的一種實現(xiàn)管束10中的管11的加強，從而減小振動。一旦隔板 300和其他下面更詳細描述的隔板被正確地定位在管束10上且已經移除了夾緊組件350， 則部分320和330能更靠近地移動到圖7或圖9所示的位置。在該布置結構中，隔板300 中的孔接觸管11，使得管11向內偏移。管的偏移引起加強，這減少振動。能利用沿分隔通道301的合適的焊接部、合適的夾緊裝置370、螺母-螺栓緊固組件380或任何其他合適的緊固件將部分320和330固定在一起，只要這樣的緊固件在熱交換器1的操作期間將部分 320和330維持在其正確的安裝位置?？蛇x地，一旦隔板300和其他隔板被正確地定位在管束10上且夾緊組件350已被移除，則部分320和330能進一步移動分開至圖10所示的位置。在該布置結構中，隔板300 可具有略小的初始形狀，使得當隔板300處于安裝位置時，隔板300的外周界基本上與殼體的內周界對應。通過使用起重機、千斤頂?shù)榷箖蓚€部分稍微遠離彼此移動且將適當成形的插入件390 (其可由金屬條帶形成)放置在隔板300的兩個部分320和330之間的空間 391中，實現(xiàn)兩個部分320和330的微小移動。一旦通過起重機或千斤頂施加的力被移除， 則由管11施加的力將插入件390保持在適當位置；同樣，同一力將在管上產生彎曲力，從而加強管。兩個部分能與另一組夾具相互焊接或相互固定，以在管束操作期間提供額外的剛性。在該布置結構中，隔板300中的孔接觸管11，使管11朝外偏移。部分320和330能利用插入件390而維持在這樣的方位中。部分320和330可以被焊接到插入件390。還意圖的是，可以采用夾緊裝置370或任何其他合適的緊固件來固定部分320和330，只要這樣的緊固件將部分320和330維持在其正確的安裝位置。重要的是，插入件390的厚度應略大于在隔板300中切割出來的空間391的厚度。例如，如果切割出來的槽391為3mm寬，則插入件390可為約6或7mm厚。圖5A示出了可移位的支撐隔板400?？梢莆坏母舭?00包括尺寸設定成接納管 11以減小振動的多個孔。可移位的隔板400包括多個槽46。槽46被布置成與管束10中的管11的管排對應。在隔板400上設置了多個水平延伸的肋47。每個肋47在槽46之間水平延伸。每個肋47優(yōu)選地具有比管束10中相鄰的管11之間的間距略小的厚度。槽46 能用開口 361或伸長形開口 372替換，如上所述。圍繞外周界的阻斷區(qū)域44被設定成使來自最外側的管11和殼體20的內徑之間的任何旁通流朝向管11向內改變方向。水平槽46將管11接納在其中。隔板400包括形成在其中的多個槽口 32和33。槽口 32被設定尺寸以在其中接納系桿5。槽口 33被設定尺寸以在其中接納滑桿6?；瑮U6被設置成在管束10插入殼體20期間確保支撐作用。槽口 32和33確保隔板400保持在正確方位。系桿5、滑桿6、可移位的隔板300和400、固定隔板30、40(如果需要的話)和阻斷隔板60 (如果需要的話)一起形成剛性籠，其有利于將管束10的管11插入殼體20內?？梢莆坏母舭?00包括至少一個分隔通道阻斷區(qū)域45，以使熱交換器1的殼體內的流體流動改變方向朝向管束10的管11。在阻斷區(qū)域45的相對側上設置上述多個孔。根據(jù)本發(fā)明方面的可移位的隔板400被沿分隔通道阻斷區(qū)域45中的分隔通道401分成了至少兩個分離的部分420和430。分隔通道401通過將隔板400切成兩段而形成。這能通過激光切割或其他合適的切割方法來實現(xiàn)。類似于隔板300，隔板400的初始形狀(即在將隔板切成兩段或多段之前)可以略大于當部分420和430更靠近移動時所期望的形狀，使得在隔板400被切割成兩段且處于安裝位置之后，隔板400具有與殼體20的內周界的尺寸一致的外周界。類似于隔板300，初始形狀可稍小于當部分420和430在安裝位置進一步移動分開時的形狀。在某些情形下，熱交換器1可以不具有分隔通道。這可在單個管程的熱交換器中出現(xiàn)。在該布置結構中，希望在可移位的隔板上包括假的分隔通道(即，使管通道的寬度增加)以便允許沿分隔通道401將隔板切割成兩段或多段。希望的是當沒有分隔通道時(例如具有單個管程的交換器)包括假的分隔通道，或者在沒有分隔通道存在時期望分隔通道。圖5B示出了具有不止一個的分隔通道701、702和703的可移位的隔板700，所述不止一個的分隔通道將隔板700分成部分710、720、730和740。
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部分430和430被固定到一起，以裝填到管束10上，使得隔板400能正確地定位在管束10上的期望的位置處。如圖8所示，可移位的夾緊組件350可以用于將所述部分固定在一起以正確地安裝隔板400。隔板400具有如圖6所示的方位。管11被接納在孔內且在部分420和430之間存在一個小空間360。一旦隔板400被正確地定位且管11被裝填， 夾緊組件350被移除。能以兩種方式中的一種實現(xiàn)管束10中的管11的加強以減小振動。一旦隔板400 和其他下面更詳細描述的隔板被正確地定位在管束10上，管11被裝填且已經移除了夾緊組件350，則部分420和430能更靠近地移動到圖7或圖9所示的位置。在該布置結構中， 隔板400中的孔接觸管11，使得管11向內偏移。這加強管11以減少振動。能利用沿分隔通道401的合適的焊接部、合適的夾緊裝置370、螺母-螺栓緊固組件380或任何其他合適的緊固件將部分420和430固定在一起，只要這樣的緊固件在熱交換器1的操作期間將部分420和430維持在其正確的安裝位置?？蛇x地，一旦隔板400和其他隔板被正確地定位在管束10上，管11被裝填，且夾緊組件350被移除，則部分420和430能進一步移動分開至圖10所示的位置。在該布置結構中，隔板400可具有略小的初始形狀，使得當隔板400處于安裝位置時，隔板400的外周界基本上與殼體的內周界對應。兩個部分420和430的微小移動通過使用起重機、千斤頂?shù)榷箖蓚€部分稍微遠離彼此移動且將適當成形的插入件390(其可由金屬條帶形成)放置在隔板400的兩個部分420和430之間的空間391中來實現(xiàn)。一旦通過起重機或千斤頂施加的力被移除，則由管11施加的力將插入件390保持在適當位置；同樣，同一力將在管上產生彎曲力，從而加強管。兩個部分能用另一組夾具相互焊接或相互固定以在管束操作期間提供額外的剛性。在該布置結構中，隔板400中的孔接觸管11，使管11朝外偏移。部分 420和430能利用插入件390而維持在這樣的方位中。部分420和430可以被焊接到插入件390。還考慮的是，可以采用夾緊裝置370或任何其他合適的緊固件來固定部分420和 430，只要這樣的緊固件將部分420和430維持在其正確的安裝位置。根據(jù)本發(fā)明，可移位的隔板300和400不限于兩個可移位的部分320、330和420、 430 ；而是，兩個或更多個的可移位的部分被認為是完全在本發(fā)明的范圍內的。圖3示出了具有三個可移位的部分的隔板500。隔板500包括額外的分隔通道302。圖4示出了具有四個可移位的部分的隔板600。隔板600另外包括額外的分隔通道303?？梢莆坏牟糠帜芟鄬τ诒舜艘莆磺夷芤陨鲜龇绞焦潭ㄔ谡_的裝填位置。其他構型被認為是完全在本發(fā)明的范圍內的。而且，各種孔構型被認為適合用于隔板500和600。當多個孔為槽時，分隔通道401通常平行于槽，使得當所述部分被移位時，槽能使管11移位，如圖2和4所示。當設置了多于一個的分隔通道時(例如，如圖3、4、5B所示)，孔構型必須允許當所述部分相對于彼此移位時，管也能夠移位。在圖5B中，分隔通道701、702和703彼此平行。利用該布置結構，孔能為伸長形槽，該伸長形槽平行于分隔通道延伸，使得所述部分710、720、730和 740的移位將引起管的適當偏移。垂直于分隔通道延伸的伸長形槽將不引起管的適當偏移。 在此情形中，當意圖實現(xiàn)多于一個的移位方向時，開口 371的使用可能是最適當?shù)目?。根?jù)本發(fā)明，可移位的隔板300和400可沿管束10的長度隔開，以減小振動。還意圖的是，使可移位的隔板可僅設置在需要減少振動的那些位置(例如，在管束的端部)。 本發(fā)明不意欲局限于單獨使用可移位的隔板300和400。
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根據(jù)本發(fā)明，可移位的隔板300和400可結合至少一個固定隔板30或40(如圖13 和14所示)以及至少一個阻斷隔板60(如圖15所示)使用。圖13示出了具有槽的固定隔板30。盡管固定隔板30被示出具有豎直槽，但是本發(fā)明不意欲限定于僅具有槽的隔板；而是，如上面結合可移位的隔板300描述的其他構型被認為是完全在本發(fā)明的范圍內的。固定隔板30具有為管11提供支撐作用以減小振動的多個豎直槽36。阻斷區(qū)域34被設定成 使來自最外側的管11和殼體20的內徑之間的任何旁通流向內改變方向朝向管11。豎直槽 36將管11接納在其中。隔板30包括形成在其中的多個槽口 32和33。槽口 32的尺寸設定成將系桿5接納在其中。通常，系桿和滑桿在裝填管之前被焊接到隔板。在本發(fā)明的情形中，這對于可移位的隔板來說不太適合。相反的是，系桿和滑桿將在裝填了管之后和使隔板部分移位之后被焊接到可移位的隔板。固定隔板和阻斷隔板(如果使用了的話)能在裝填管之前被焊接到系桿和滑桿，以為束籠提供足夠的剛性。本發(fā)明不限于使用系桿；而是， 常規(guī)拉桿(tie rod) 380的使用(如圖11所示)可以被采用。當利用拉桿380時，拉桿可被允許在可移位的隔板被移位到裝填部分時與管11 一起彎曲。另一方面，固定隔板中的用于拉桿的孔洞可被制造得略大，使得拉桿的彎曲能在可移位的隔板的移位期間被減小。槽口 32的尺寸被設定成將滑桿6接納在其中?；瑮U6被設置成在將管束10插入殼體20期間確保支撐作用。槽口 32和33確?？梢莆坏母舭?00、固定隔板30和40以及阻斷隔板 60 (下面描述)維持在正確的方位。系桿5、滑桿6和隔板300、30、40和60 —起形成剛性籠，這有利于管束10的管11的插入。隔板30包括至少一個分隔通道阻斷區(qū)域35以使熱交換器1的殼體內的流體流動朝管束10的管11改變方向。槽36被布置成對應于管束10 中的管11的管排。在隔板30上設置了多個豎直延伸的肋37。每個肋37在槽36之間豎直延伸。每個肋37優(yōu)選地具有比管束10的相鄰管11之間的間距略小的厚度。具有為管束10中的管11提供支撐作用以減小振動的水平槽46的固定隔板40在圖14中示出。類似于隔板30，隔板40被設置成使離開管束10的外側的管11和殼體20的內表面之間的間隙的流體流向內改變方向朝向管束10的管11，離開殼體20并且向外離開分隔通道朝向管11。隔板40具有阻斷區(qū)域44。阻斷區(qū)域44具有與阻斷區(qū)域34類似的構造。隔板40還包括至少一個分隔通道阻斷區(qū)域45。隔板40包括多個水平槽46。槽46被設置在分隔通道阻斷區(qū)域35的相對側上。槽46被設定尺寸以接納并支撐管束10的管11。 在隔板40上設置了多個水平延伸的肋47。每個肋47在槽46之間延伸。當可移位的隔板300、400和固定隔板30、40包含用于穿過其接納管的槽時，可以利用阻斷隔板60，如圖15所示。阻斷隔板60被設定成向內朝管束10的管11，離開殼體20 并且向外離開管束的分隔通道來引導流體流。每個隔板60包括阻斷區(qū)域64和分隔通道阻斷區(qū)域65。阻斷區(qū)域60不對管束10的管11提供支撐作用?，F(xiàn)將更詳細地描述管束裝置1的組裝。利用系桿5、滑桿6、可移位的隔板300和 400以及隔板30、40和60構造出管束10的剛性籠。通過將系桿5和滑桿6固定在隔板30、 40和60的相應的槽32和33內來形成剛性籠。優(yōu)選地通過焊接或其他合適的連接機構將系桿5和滑桿6固定在槽32和33內?？梢莆坏母舭?00和400不應被焊接到系桿和滑桿， 直到兩個部分被移位并固定在最終位置之后才焊接?？梢莆坏母舭?00和400以及固定隔板30和40以期望的間距間隔開。隔板可具有固定隔板與可移位的隔板相鄰地定位的交替模式。豎直可移位的隔板優(yōu)選地鄰近水平可移位的隔板定位。至少一個阻斷隔板60可位于隔板之間，如圖1所示。一旦已經組裝完剛性籠，管束10的管11可被插入該籠內。通過將管11插入穿過隔板的開口，管11被裝填到管束10內。在管11被定位在籠內之后，將可移位的隔板的部分移動到安裝位置，如上面所述。隨后，將所述部分固定在安裝位置?？蓪⒐馨?3和14固定到管束10的端部。這通過將每個管11的端部焊接或以其他方式固定到管板來實現(xiàn)。如上面討論的，至少一個管板是固定的。當使用U形管時，意圖的是使得管的端部被能被固定到一對管板13，固定到一個固定的管板13和一個浮動的管板14，或固定到一個固定的管板 13，使得管的兩端被固定到同一管板13。通過沿滑桿6將束管10滑動到殼體內，組裝完的管束10被插入殼體20內。一旦管束10在殼體20內被正確地定向，則將管板13固定到殼體20。對于本領域技術人員來說很顯然，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下能做出各種修改和/或變化。因而預期的是，本發(fā)明涵蓋此處對裝置和方法的修改和變化，只要它們落入所附權利要求書及其等同物的范圍內。
權利要求
1.一種管束裝置，包括管束，所述管束具有多個管，所述管以管排彼此平行布置；以及至少一個可移位的支撐隔板，所述至少一個可移位的支撐隔板具有形成在其中的多個孔，其中所述多個孔的尺寸被設定成接納所述管中的至少一個所述管穿過所述孔，其中每個可移位的支撐隔板具有至少第一部分和第二部分，其中所述多個孔的一部分被設置在所述第一部分，而所述多個孔的另一部分被設置在所述第二部分，其中至少所述第一部分和所述第二部分被設置在便于在所述管束上將所述可移位的支撐隔板定位在所述管束上的第一裝填位置以及使穿過所述多個孔的所述管偏移的第二安裝位置。
2.如權利要求1所述的管束裝置，其中所述第一部分和所述第二部分在所述第二安裝位置比在所述第一裝填位置更靠近在一起。
3.如權利要求1所述的管束裝置，其中所述第一部分和所述第二部分在所述第一裝填位置比在所述第二安裝位置更靠近在一起。
4.如權利要求2或3所述的管束裝置，還包括用于在所述第二安裝位置將所述第一部分固定到所述第二部分的至少一個緊固件。
5.如權利要求4所述的管束裝置，其中所述至少一個緊固件是焊接部、夾具和可釋放的緊固件中的一種。
6.如權利要求3所述的管束裝置，還包括定位在所述第一部分和所述第二部分之間、 用以將所述第一部分和所述第二部分保持在所述第二安裝位置的至少一個插入件。
7.如前述權利要求中任一項所述的管束裝置，還包括至少一個固定隔板，所述至少一個固定隔板具有形成在其中的多個孔，其中所述多個孔中的每一個孔的尺寸均被設定成接納所述管中的至少一個管穿過所述孔。
8.如權利要求7所述的管束裝置，還包括殼體，其中所述管束被接納在所述殼體中， 其中所述固定隔板中的每一個具有外周界和形成在所述外周界和所述多個孔之間的阻斷區(qū)域，其中所述阻斷區(qū)域的尺寸被設定成定位于所述殼體和所述管束的外側管之間的間隙內。
9.如權利要求8所述的管束裝置，其中所述管束具有分隔所述管束的所述管的一部分與所述管束的所述管的另一部分的至少一個分隔通道，其中每個固定隔板具有形成在其中的分隔通道阻斷區(qū)域，其中每個分隔通道阻斷區(qū)域的尺寸被設定成被接納在所述管束的相對應的分隔通道內。
10.如權利要求9所述的管束裝置，其中所述管束具有縱軸線，其中所述至少一個可移位的支撐隔板和所述至少一個固定隔板沿所述縱軸線間隔開。
11.如權利要求10所述的管束裝置，其中每個可移位的支撐隔板與相鄰的固定隔板間隔開。
12.如前述權利要求中任一項所述的管束裝置，其中所述管束具有分隔所述管束的所述管的一部分與所述管束的所述管的另一部分的至少一個分隔通道，其中每個可移位的支撐隔板具有形成在其中的分隔通道阻斷區(qū)域，其中每個分隔通道阻斷區(qū)域的尺寸被設定成被接納在所述管束的相對應的分隔通道內，其中所述分隔通道阻斷區(qū)域具有在所述第一部分上的第一部件和在所述第二部分上的第二部件。
13.如權利要求12所述的管束裝置，其中所述多個孔為多個間隔開的槽。
14.如權利要求13所述的管束裝置，其中所述多個槽大體上平行于所述分隔通道阻斷區(qū)域延伸。
15.如權利要求14所述的管束裝置，其中每個可移位的支撐隔板還包括多個支撐肋，其中每個支撐肋基本上平行于所述多個槽延伸。
16.如權利要求14所述的管束裝置，其中每個可移位的支撐隔板還包括至少一個加強肋，所述至少一個加強肋在基本上正交于所述支撐肋和所述槽的方向上延伸，其中每個肋與至少一個肋和至少一個槽交叉。
17.一種用于支撐管束中的多個管的可移位的支撐隔板，包括第一板，所述第一板具有形成在其中的多個孔；第二板，所述第二板具有形成在其中的多個孔；其中所述第一板和所述第二板中的每一個具有外周界和形成在所述外周界和所述多個孔之間的阻斷區(qū)域；第一緊固件組件，所述第一緊固件組件用于在第一裝填位置將所述第一板固定到所述第二板；以及第二緊固件組件，所述第二緊固件組件用于在第二安裝位置將所述第一板固定到所述第二板。
18.如權利要求17所述的可移位的支撐隔板，其中所述第一板和所述第二板中的每個具有分隔通道阻斷區(qū)域，其中所述分隔通道阻斷區(qū)域的尺寸被設定成定位在管束內的分隔通道中，其中所述第一板上的所述分隔通道阻斷區(qū)域鄰近所述第二板上的所述分隔通道阻斷區(qū)域定位。
19.如權利要求18所述的可移位的支撐隔板，其中所述第一緊固件組件被定位在所述第一板和所述第二板的所述分隔通道阻斷區(qū)域上。
20.如權利要求18所述的可移位的支撐隔板，其中所述第二緊固件組件被定位在所述第一板和所述第二板的所述分隔通道阻斷區(qū)域上。
21.如權利要求18所述的可移位的支撐隔板，其中所述多個孔為多個平行的槽，其中每個槽的尺寸被設定成在其中定位至少一個管。
22.如權利要求21所述的可移位的支撐隔板，其中所述多個槽大體平行于所述分隔通道阻斷區(qū)域延伸。
23.如權利要求21所述的可移位的支撐隔板，其中所述多個槽大體垂直于所述分隔通道阻斷區(qū)域延伸。
24.一種支撐管束的方法，所述管束具有多個管和在大體平行于所述多個管的方向延伸的縱軸線，所述管以管排彼此平行布置，所述方法包括沿所述縱軸線將至少一個可移位的支撐隔板定位在所述管束上，每個可移位的支撐隔板具有形成在其中的多個孔，其中所述多個孔中的每一個孔的尺寸被設定成接納所述管中的至少一個所述管穿過所述孔，其中每個可移位的支撐隔板具有第一部分和第二部分，其中所述多個孔的一部分被定位在所述第一部分上，而所述多個孔的另一部分被定位在所述第二部分上；使所述第一部分相對于所述第二部分移位到安裝位置；以及將所述第一部分固定到所述第二部分，使得所述第一部分和所述第二部分保持在安裝位置。
25.如權利要求M所述的方法，其中使所述第一部分相對于所述第二部分移位使得穿過所述多個孔的所述管偏移。
26.如權利要求25所述的方法，其中使所述第一部分相對于所述第二部分移位包括在所述第一部分和所述第二部分之間插入插入件。
27.如權利要求M所述的方法，還包括沿所述縱軸線將至少一個固定隔板定位在所述管束上，其中所述至少一個固定隔板中的每一個具有形成在其中的多個孔，其中所述多個孔中的每一個的尺寸被設定成接納所述管中的至少一個管穿過所述孔。
28.如權利要求27所述的方法，其中每個固定隔板與相鄰的可移位的支撐隔板間隔開。
全文摘要
公開了一種具有至少一個可移位的隔板的管束裝置，以便減少管振動，所述至少一個可移位的隔板支撐所述管束裝置中的管。所述可移位的隔板包括至少兩個可移位的部分，該至少兩個可移位的部分能移動到安裝位置，使得管束中的管被偏移。
文檔編號F28D7/16GK102209874SQ200980145022
公開日2011年10月5日 申請日期2009年11月12日 優(yōu)先權日2008年11月12日
發(fā)明者阿馬爾·S·萬尼 申請人:埃克森美孚研究工程公司