專利名稱：管束換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種管束換熱器，尤其是帶有主要由位于管板之間的套筒和密封件形成的密封系統(tǒng)的管束換熱器。
背景技術(shù)：
由DE 19714423C2公知一種管束換熱器，帶有分兩部分式實(shí)施的由塑料制成的管板，金屬板在必要時(shí)嵌入管板中，管子布置在管板中的孔內(nèi)且分別借助于圍繞管子的0形環(huán)來(lái)密封在各個(gè)管板間，其中，孔在面向管板那側(cè)具有用于容納密封環(huán)的倒角。這種管束換熱器的缺點(diǎn)在于，這兩個(gè)管板在穿通孔處實(shí)施有倒角且0形環(huán)自身不能填函(stuffing box)式壓縮。此外,各個(gè)密封件處可能的泄漏不能被探測(cè)到。由DE 102010005216A1公知一種管束換熱器，帶有分兩部分式實(shí)施的由塑料制成的管板，在這些管板之間布置有中間板，該中間板設(shè)有用于容納管子的穿通孔，其中，中間板中的穿通孔構(gòu)造得比管板中的穿通孔更大，并且復(fù)合套筒插入到中間板穿通孔中。這種管束換熱器的缺點(diǎn)在于，中間板導(dǎo)致裝配成本提高。此外，密封環(huán)處可能的泄漏不能被探測(cè)到。而且，只有很少數(shù)量的管子能被引入底板中，因?yàn)樘淄埠椭虚g板的過(guò)梁的技術(shù)上需要的最小壁厚使得緊湊的分布不可實(shí)現(xiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種避免了上述高裝配成本的缺點(diǎn)的設(shè)備，該設(shè)備還能排除幾乎不能探測(cè)泄漏及空間利用率差的缺點(diǎn)。上述目的主要通過(guò)完全放棄現(xiàn)有技術(shù)中所采用的中間板來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體而言，本實(shí)用新型提供了一種管束換熱器，帶有第一管板和第二管板，在第一管板和第二管板中設(shè)有多個(gè)用于容納管子的穿通孔，管子布置在穿通孔內(nèi)且分別借助于安裝在所述管子上的、布置在第一管板和第二管板之間的套筒和密封件來(lái)密封，其中套筒直接相互貼靠在一起。套筒直接相互貼靠在一起，徑向上自身相互支撐，使得完全棄用了中間板，這不僅能降低裝配成本，而且提高了空間利用率。為了提高由所有套筒構(gòu)成的套筒組件在徑向上的穩(wěn)定性，可在套筒組件的外側(cè)設(shè)有箍帶，也可在形成于套筒之間的中間空間中填有填充物或封閉液體或封閉氣體。另外，將套筒彼此粘接可進(jìn)一步簡(jiǎn)化裝配。根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，管束換熱器還可包括位于第一管板和第二管板之間的外支撐環(huán)，該外支撐環(huán)徑向上圍繞在由所有套筒構(gòu)成的套筒組件的外側(cè)。外支撐環(huán)可徑向延伸到最外列套筒或者說(shuō)外套筒列處，也可以與之保持一定距離。外支撐環(huán)因此可提供一定的支撐作用。根據(jù)本實(shí)用新型還可以設(shè)置:沿著套筒的軸向方向，外支撐環(huán)的厚度小于由所述套筒和密封件構(gòu)成的密封組合在未加載密封力時(shí)的長(zhǎng)度，且大于或等于套筒的長(zhǎng)度。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施方式，套筒可設(shè)有溝槽，各套筒上的溝槽形成泄漏監(jiān)測(cè)通道。另夕卜，外支撐環(huán)中優(yōu)選設(shè)有用于泄漏監(jiān)測(cè)的導(dǎo)通孔。根據(jù)需要，還可通過(guò)該導(dǎo)通孔向位于套筒和外支撐環(huán)之間的空間注入封閉液體，從而在能夠監(jiān)測(cè)泄漏的同時(shí)還可提高穩(wěn)定性和密封性。封閉液體的壓力優(yōu)選高于換熱器工作介質(zhì)的壓力。此外，根據(jù)本實(shí)用新型，也可以使用封閉氣體來(lái)代替封閉液體。在本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式中，管束換熱器的第一管板和第二管板分別覆有保護(hù)層。根據(jù)本實(shí)用新型的另一優(yōu)選實(shí)施方式，在管束換熱器的密封系統(tǒng)中，密封件可以包括第一環(huán)形密封件和第二環(huán)形密封件，套筒的中心孔在朝向第一管板和第二管板的兩側(cè)上盲孔狀擴(kuò)寬地構(gòu)造，以便當(dāng)套筒安裝到待密封的管子上時(shí)在管子的周圍分別形成第一環(huán)形空間和第二環(huán)形空間，并且第一環(huán)形密封件和第二環(huán)形密封件能分別插入第一環(huán)形空間和第二環(huán)形空間中。第一環(huán)形密封件和第二環(huán)形密封件優(yōu)選具有矩形橫截面。沿著套筒的軸向方向，套筒的長(zhǎng)度小于由套筒、第一環(huán)形密封件以及第二環(huán)形密封件構(gòu)成的密封組合在未加載密封力時(shí)的長(zhǎng)度。套筒的中心孔在其兩側(cè)被盲孔狀擴(kuò)寬的部分優(yōu)選均構(gòu)造為截頂錐狀。此外還可以設(shè)置:沿著套筒的徑向方向，第一環(huán)形空間的最小寬度小于第一環(huán)形密封件的寬度，并且第一環(huán)形空間的最大寬度大于第一環(huán)形密封件的寬度；第二環(huán)形空間的最小寬度小于第二環(huán)形密封件的寬度，并且第二環(huán)形空間的最大寬度大于第二環(huán)形密封件的寬度。根據(jù)一種優(yōu)選的構(gòu)思，第一環(huán)形密封件借助第一管板填函式壓入第一環(huán)形空間中，并沿著套筒的軸向方向在第一環(huán)形密封件與套筒之間產(chǎn)生第一空隙；第二環(huán)形密封件借助第二管板填函式壓入第二環(huán)形空間中，并沿著套筒的軸向方向在第二環(huán)形密封件與套筒之間產(chǎn)生第二空隙。這些空隙為構(gòu)件提供了熱脹冷縮的余地。在本實(shí)用新型的范疇內(nèi)，上述各個(gè)方案可以適當(dāng)?shù)叵嗷ソM合。

下面根據(jù)實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。其中:圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的管束換熱器中相關(guān)部件的剖面；圖2示出用于密封的套筒和密封件；圖3示出直接相互觸碰的套筒以及設(shè)置于套筒組件外側(cè)的箍帶；圖4示出用于填充在套筒之間形成的中間空間的填充物；圖5示出套筒連同設(shè)于其上的溝槽。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的管束換熱器帶有第一管板3和第二管板4，在第一管板3和第二管板4中設(shè)有多個(gè)用于容納管子5的穿通孔，管子5布置在穿通孔內(nèi)且分別借助于安裝在管子5上的、布置在第一管板3和第二管板4之間的套筒6、第一環(huán)形密封件7’及第二環(huán)形密封件7”來(lái)密封，套筒6直接相互貼靠在一起。通過(guò)增強(qiáng)地實(shí)施套筒6，例如采用更厚的壁和/或更硬的材料，能完全放棄現(xiàn)有技術(shù)中所采用的中間板。[0028]另外，第一管板3和第二管板4上還布置有用于緊固件如螺栓的通孔，從而這兩個(gè)管板能借助緊固件能松開的相互連接，例如通過(guò)螺栓擰緊。由于放棄了中間板，因此當(dāng)在裝配期間使用緊固件來(lái)夾緊兩個(gè)管板時(shí)，隨著緊固件的不斷上緊，由于管板3、4及其間布置的套筒6和環(huán)形密封件7’、7”的相互作用而產(chǎn)生密封力。由該密封力引起的施加在管板上的反作用力與緊固件施加的夾緊力的共同作用可能會(huì)導(dǎo)致管板3、4彎曲。在此，可通過(guò)使用位于第一管板3和第二管板4之間的外支撐環(huán)8抵抗由于密封力的加載而出現(xiàn)的否則會(huì)作用到第一管板3和第二管板4上的彎曲力矩。根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，第二管板4和第一管板3也可以覆有在圖1中額外示出的保護(hù)層4’及3’。保護(hù)層3’和4’分別覆蓋各自管板3、4的表面，包括穿通孔的朝向管子5的表面。此時(shí)，由套筒6和環(huán)形密封件7’、7”構(gòu)成的密封組合以及外支撐環(huán)8 (如果有的話)位于兩個(gè)管板3、4的各自保護(hù)層3’、4’之間。在圖1的優(yōu)選實(shí)施例中，第一管板3和第二管板4分別經(jīng)由保護(hù)層3’、4’與第一密封件7’和第二密封件7”接觸。在此實(shí)施例中，可以對(duì)確保管子5相對(duì)由殼體I包圍的殼體空間密封的套筒6進(jìn)行非常精確地加工，從而能為優(yōu)選具有矩形橫截面的第一環(huán)形密封件7’和第二環(huán)形密封件7”提供限定的密封面。整個(gè)結(jié)構(gòu)在管空間出口處以罩蓋2封閉，該罩蓋同樣是抗腐蝕的，且利用密封件9相對(duì)于管板3和外部空間密封。作為補(bǔ)充，圖2進(jìn)一步示出用于密封的套筒6和密封件。套筒6的中心孔在朝向第一管板3和第二管板4的兩側(cè)上盲孔狀擴(kuò)寬地構(gòu)造，以便當(dāng)套筒6安裝到待密封的管子5上時(shí)在管子5的周圍分別形成第一環(huán)形空間和第二環(huán)形空間，并且第一環(huán)形密封件V和第二環(huán)形密封件7”能分別插入第一環(huán)形空間和第二環(huán)形空間中。這里，套筒6的中心孔被盲孔狀擴(kuò)寬的部分優(yōu)選為截頂錐狀的構(gòu)造(例如參見圖2、圖5)。沿著套筒6的徑向方向，第一環(huán)形空間的最小寬度小于第一環(huán)形密封件7’的寬度，并且第一環(huán)形空間的最大寬度大于第一環(huán)形密封件7’的寬度；同樣地，第二環(huán)形空間具有類似的構(gòu)造。第一環(huán)形密封件7’借助第一管板3填函式壓入第一環(huán)形空間中，并沿著套筒6的軸向方向在第一環(huán)形密封件7’與套筒6之間產(chǎn)生第一空隙14’ ；而第二環(huán)形密封件7”借助第二管板4填函式壓入第二環(huán)形空間中，并沿著套筒6的軸向方向在第二環(huán)形密封件7”與套筒6之間產(chǎn)生第二空隙14”。這種填函式密封具有很好的密封性能并且第一空隙14’和第二空隙14”可用于消化腫脹和/或熱膨脹體積。另外，可以理解的是，套筒6的長(zhǎng)度應(yīng)該小于未受密封力負(fù)載的由套筒6和第一環(huán)形密封件V及第二環(huán)形密封件7”構(gòu)成的密封組合的長(zhǎng)度。并且在使用外支撐環(huán)8的情況下，外支撐環(huán)8在套筒軸向方向上的厚度應(yīng)該小于該密封組合在未加載密封力時(shí)的長(zhǎng)度，且大于或等于套筒6的長(zhǎng)度。如圖3所示，套筒6直接相互碰觸，并因此具有非常緊湊的管分布。在此完全放棄復(fù)雜的中間板。另選的，外支撐環(huán)8可以被延伸直至外套筒列。通過(guò)套筒相互直接接觸令人驚奇地防止了套筒6在裝配期間失穩(wěn)折損(crippling)。這在此前是不可想象的，因此DE 19714423C2提出了復(fù)雜的用以穩(wěn)定套筒的建議。然而，通過(guò)在此描述的裝置則顯現(xiàn)出，僅僅相互排列的套筒就導(dǎo)致穩(wěn)定。出于裝配目的，套筒簡(jiǎn)單的粘接會(huì)帶來(lái)進(jìn)一步的裝配簡(jiǎn)化。此外，圖3中還額外示出圍繞套筒6外周的箍帶12。借助該箍帶12的包圍式固定使得結(jié)構(gòu)進(jìn)一步穩(wěn)定。在各個(gè)套筒6之間形成的中間空間10可以保持空著，或者另選的，也可以用穩(wěn)定中間空間10的物體11 (圖4)或物質(zhì)來(lái)填充，此外也可以用粘合物質(zhì)或粉末來(lái)填充。中間空間10除此之外可以通過(guò)下面將要描述的外支撐環(huán)8中的孔利用封閉液體來(lái)穩(wěn)定。由此抑制從保護(hù)層3’和4’例如由于換熱器工作介質(zhì)的沖刷或腐蝕而流失。在封閉液體的壓力高于換熱器的工作介質(zhì)，或者說(shuō)用以進(jìn)行熱交換的介質(zhì)的壓力情況下，可以由封閉液體實(shí)現(xiàn)近似于機(jī)械密封(Gleitringdichtung, mechanical seal)的密封方案和效果。套筒6由抗彎材料，如:碳化硅、石墨、碳或由擇一陶制的氧化物陶瓷或氮化物陶瓷制成。同樣也可以使用金屬套筒。甚至復(fù)合式套筒也可以通過(guò)填充物或填充材料提供的穩(wěn)定作用及支撐而被使用。圖5示出帶有引入的溝槽13的套筒6。這種溝槽形狀及位置僅僅是示意性的。通過(guò)溝槽可以在不密封時(shí)提早發(fā)現(xiàn)泄漏，方式是:通過(guò)相互排列的套筒的溝槽產(chǎn)生的路徑或者說(shuō)流出通道進(jìn)行探測(cè)。在使用外支撐環(huán)8的情況下，該支撐環(huán)8在合適的位置上設(shè)有用于泄漏監(jiān)測(cè)的導(dǎo)通孔。通過(guò)分析可能處于壓力下的封閉液體同樣可以建立泄漏監(jiān)測(cè)。附圖標(biāo)記列表:I殼體2罩蓋3第一管板4第二管板3’、4’ 第一管板保 護(hù)層、第二管板保護(hù)層5管子6套筒7’、7” 第一、第二密封件8外支撐環(huán)9密封件10中間空間11填充物12箍帶13溝槽14’、14” 第一、第二空隙
權(quán)利要求1.管束換熱器，其特征在于，所述管束換熱器帶有第一管板(3)和第二管板(4)，在所述第一管板(3)和所述第二管板(4)中設(shè)有多個(gè)用于容納管子(5)的穿通孔，管子(5)布置在所述穿通孔內(nèi)且分別借助于安裝在所述管子(5)上的、布置在所述第一管板(3)和所述第二管板(4)之間的套筒(6)和密封件來(lái)密封，所述套筒(6)直接相互貼靠在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管束換熱器，其特征在于，在由所有的所述套筒(6)構(gòu)成的套筒組件的外側(cè)設(shè)有箍帶(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管束換熱器，其特征在于，在形成于所述套筒(6)之間的中間空間(10)中填有填充物(11)或封閉液體或者封閉氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管束換熱器，其特征在于，所述套筒(6)彼此粘接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管束換熱器，其特征在于，所述套筒(6)設(shè)有溝槽(13)，各所述套筒(6)上的所述溝槽(13)形成泄漏監(jiān)測(cè)通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管束換熱器，其特征在于，還包括位于所述第一管板(3)和所述第二管板(4)之間的外支撐環(huán)(8)，所述外支撐環(huán)(8)徑向上圍繞在由所有的所述套筒(6)構(gòu)成的套筒組件的外側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管束換熱器，其特征在于，所述外支撐環(huán)(8)徑向延伸到最外列套筒處。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管束換熱器，其特征在于，沿著所述套筒(6)的軸向方向，所述外支撐環(huán)(8)的厚度小于由所述套筒(6)和所述密封件構(gòu)成的密封組合在未加載密封力時(shí)的長(zhǎng)度，且大于或等于所述套筒(6)的長(zhǎng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管束換熱器，其特征在于，所述外支撐環(huán)(8)設(shè)有用于泄漏監(jiān)測(cè)的導(dǎo)通孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的管束換熱器，其特征在于，通過(guò)所述導(dǎo)通孔向位于所述套筒(6)和所述外支撐環(huán)(8)之間的空間注入封閉液體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的管束換熱器，其特征在于，所述封閉液體的壓力高于換熱器工作介質(zhì)的壓力。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管束換熱器，其特征在于，所述第一管板(3)和所述第二管板(4)覆有保護(hù)層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的管束換熱器，其特征在于，所述密封件包括第一環(huán)形密封件(7’)和第二環(huán)形密封件(7”)，所述套筒(6)的中心孔在朝向所述第一管板(3)和所述第二管板(4)的兩側(cè)上盲孔狀擴(kuò)寬地構(gòu)造，以便當(dāng)所述套筒(6)安裝到待密封的所述管子(5)上時(shí)在所述管子(5)的周圍分別形成第一環(huán)形空間和第二環(huán)形空間，并且所述第一環(huán)形密封件(7’ )和所述第二環(huán)形密封件(7”)能分別插入所述第一環(huán)形空間和所述第二環(huán)形空間中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的管束換熱器，其特征在于，所述第一環(huán)形密封件(7’)和第二環(huán)形密封件(7”)具有矩形橫截面。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的管束換熱器，其特征在于，沿著所述套筒(6)的軸向方向，所述套筒(6)的長(zhǎng)度小于由所述套筒(6)、所述第一環(huán)形密封件(7’)以及所述第二環(huán)形密封件(7”)構(gòu)成的密封組合在未加載密封力時(shí)的長(zhǎng)度。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的管束換熱器，其特征在于，所述套筒(6)的中心孔在其兩側(cè)被盲孔狀擴(kuò)寬的部分均構(gòu)造為截頂錐狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的管束換熱器，其特征在于，沿著所述套筒(6)的徑向方向，所述第一環(huán)形空間的最小寬度小于所述第一環(huán)形密封件(7’)的寬度，并且所述第一環(huán)形空間的最大寬度大于所述第一環(huán)形密封件(7’)的寬度；所述第二環(huán)形空間的最小寬度小于所述第二環(huán)形密封件(7”)的寬度，并且所述第二環(huán)形空間的最大寬度大于所述第二環(huán)形密封件(7”)的寬度。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的管束換熱器，其特征在于，所述第一環(huán)形密封件(7’)借助所述第一管板(3)填函式壓入所述第一環(huán)形空間中，并沿著所述套筒(6)的軸向方向在所述第一環(huán)形密封件(7’)與所述套筒(6)之間產(chǎn)生第一空隙(14’)；所述第二環(huán)形密封件(7”)借助所述第二管板(4)填函式壓入所述第二環(huán)形空間中，并沿著所述套筒(6)的軸向方向在所述第二環(huán)形密封件(7”)與所述套筒(6)之間產(chǎn)生第二空隙(14”)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種管束換熱器，帶有第一管板和第二管板，在第一管板和第二管板中設(shè)有多個(gè)用于容納管子的穿通孔，管子布置在穿通孔內(nèi)且分別借助于安裝在管子上的、布置在第一管板和第二管板之間的套筒和密封件來(lái)密封，其中套筒直接相互貼靠在一起。根據(jù)本實(shí)用新型，不僅降低了裝配成本，而且提高了空間利用率，此外還能對(duì)泄漏進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)F28F9/02GK202938683SQ20122050367
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者克勞斯·巴爾德曼, 馬庫(kù)斯·弗蘭茲 申請(qǐng)人:西格里碳素歐洲公司