專利名稱：板式熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種熱交換器。
板式熱交換器是一種用于兩種流體相互交換熱量的設(shè)備，通常由固定端板、活動端板、上、下導(dǎo)桿、支撐架拉緊螺桿、導(dǎo)熱板片、環(huán)形密封墊及法蘭管組成。如


圖1所示，支撐架6上緊固上、下導(dǎo)桿4、5，在導(dǎo)桿上有固定端板2及活動端板3，板片9位于兩塊端板之間，螺桿8通過螺母安裝在端板上(見圖5)，其中，活動端板3可在導(dǎo)桿上滑動，以便通過螺桿8緊固疊裝在一起的板片。板片9的結(jié)構(gòu)如圖2所示，在A、B兩端各有兩個角孔11，中部有傳熱波紋區(qū)14，在角孔與傳熱波紋區(qū)之間有滯流區(qū)15，當(dāng)一片片的板片9疊裝在螺桿8上后，角孔11便與安裝在固定端板2上的法蘭管1一起構(gòu)成兩個流體通道，流體的流動狀況如圖4所示，其中粗實線為冷流體，細(xì)實線為熱流體，每兩片板片的A、B兩端位置應(yīng)錯開，在板片4周設(shè)置環(huán)形密封熱10。工作時，冷熱流體通過進(jìn)出口法蘭管在板片內(nèi)間隔作順流或逆流相對運動，以對流與傳導(dǎo)方式進(jìn)行熱量傳遞，完成熱交換過程。這種換熱器的缺點是，板片中部的傳熱波紋區(qū)為單人字形波紋(見圖2、圖3)，這種結(jié)構(gòu)限制了板片整體剛度的提高，板片表面流體的流動均布性及傳熱效率的提高。另外，螺桿在端板上的緊固方式為將螺桿穿放入端板上的孔內(nèi)(見圖5)，再用螺母壓緊，這種結(jié)構(gòu)在組裝與維修時，均需將螺桿螺母擰松后從孔內(nèi)取出方可，比較麻煩。
本實用新型的目的是設(shè)計一種板片的傳熱波紋更為合理，螺桿與端板的拆裝更為方便的新型換熱器。
其特點是板片中部的傳熱波紋為雙人字形波紋，并且兩組人字形波紋的夾角β不相等，人字的頂部有間隙，在板片兩端的匯集端與導(dǎo)流端的斜波紋梯形上，設(shè)置相同節(jié)距，反向相交的齒形曲面，構(gòu)成多曲面的斜波紋通道，以提高該區(qū)域的傳熱效率及板片的整體剛度，在端板上有U形斜槽，安裝時，螺桿嵌在斜槽內(nèi)，再用螺母緊固，便于安裝及維修。
本實用新型的優(yōu)點是安裝與維修方便，傳熱效果好，板片整體強度高。
圖1為換熱器結(jié)構(gòu)圖。
圖2為原來的板片示意圖。
圖3為原來的板片在安裝后，兩塊板片上的人字形波紋的交接狀態(tài)圖。
圖4為板片疊裝后，冷、熱流體的輸送示意圖。
圖5為原來的螺桿與端板聯(lián)接圖。
圖6為本實用新型的板片示意圖。
圖7為雙人字形波紋板片在安裝后，兩塊板片上的人字形波紋的交接狀態(tài)圖。
圖8為本實用新型的螺桿與端板連接圖。
圖9為本實用新型的板片疊裝后，其側(cè)面構(gòu)成的蜂窩形圖。
圖10為本實用新型導(dǎo)流與匯集區(qū)的波紋圖。
如
圖1所示支架6上連接有上、下導(dǎo)桿4、5，在導(dǎo)桿的另一端安裝帶有法蘭管1的固定端板2，中部有活動端板3，在兩個端板之間疊裝板片9，并依靠螺桿8定位及緊固，在兩個端板上有U形斜槽，螺桿8便位于該斜槽內(nèi)(見圖8)，板片的結(jié)構(gòu)如圖6所示在A、B兩端各有兩個角孔11，中部的傳熱波紋區(qū)14為雙人字形波紋18，在角孔與雙人字形波紋之間有匯集及導(dǎo)流區(qū)12，其中，兩組人字形波紋的夾角β1≠β2(見圖7)，人字形波紋的頂部有間隙。匯集及導(dǎo)流區(qū)12的波紋如
圖10所示在斜波紋梯形上，增設(shè)節(jié)距相同，反向相交的齒形曲面17，其深度是梯形槽的1／3～1／4，板片的周邊均布梯形凸臺，經(jīng)組裝后，四周側(cè)面呈六角蜂窩狀16，如圖9所示。安裝時，每塊板片的A、B兩端應(yīng)間隔錯開(見圖4)。圖中7為套在螺桿上的定位圈，10為設(shè)置在板片周邊的密封環(huán)。
工作時，疊裝在一起的板片利用其兩端的角孔與端板上的法蘭管，構(gòu)成流體進(jìn)出口通道，其中，冷流體如粗實線所示，一部分由下方的角孔進(jìn)入兩塊板片間，經(jīng)板片上的傳熱波紋區(qū)上移至上面的角孔排出，一部分流體繼續(xù)前進(jìn)，進(jìn)入前一組板片間后，又有一部分進(jìn)入傳熱波紋區(qū)，另一部分繼續(xù)前行，以此重復(fù)至最后一塊板片。熱流體的流動如細(xì)實線所示。這兩股溫度不同的流體分別沿同一板片的兩個側(cè)面相向紊流流動，實現(xiàn)了間接的熱交換。
由于在板片中設(shè)置了雙人字形異夾角波紋，流體在兩個不同的斜角波紋壁面內(nèi)運動，流體運動速度、方向均不斷發(fā)生改變，使流體產(chǎn)生強烈的湍動，避免了流體運動的局部靜角，強化了板片傳熱效率及流體的運動阻力降。
在對原來的人字形波紋板進(jìn)行可視化試驗及高速成像分析后表明，人字頂部的流體流動及傳熱效率大為降低，主要原因是因板片相交疊裝后構(gòu)成了平行四邊形的流體滯流區(qū)域15，見圖3，為此，本實用新型在人字形的頂部有開口，見圖7，使疊裝后的板片不會形成滯流區(qū)，從而提高了流體的湍流程度，強化了傳熱效率。板片周界均布梯形凸臺后，板片之間的凸臺觸點相互支撐，可避免板片四周的變形，并提高板片的剛度和整機(jī)密封性能。
權(quán)利要求1.一種板式熱交換器，在支架6上有上導(dǎo)桿4、下導(dǎo)桿5及固定端板2，在導(dǎo)桿上套活動端板3，固定端板2與活動端3之間疊裝帶有人字形波紋的板片9，并通過螺桿8定位緊固，其特征是板片9中部的傳熱波紋區(qū)14有兩組人字形波紋18，并且該兩組人字形波紋的夾角β1≠β2，每個人字形波紋的頂端有空隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征是螺桿8位于固定端板2與活動端板3上的斜槽內(nèi)，再通過螺母緊固在固定端板與活動端板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其特征是在板片9的匯集及導(dǎo)流區(qū)12的斜波紋梯形上有節(jié)距相同，反向相交的齒形曲面17，曲面的深度是梯形槽的1／3～1／4。
專利摘要一種板式熱交換器，在支架上有上、下導(dǎo)桿及固定端板，在導(dǎo)桿上套有活動端板，固定端板與活動端板之間疊裝帶有人字形波紋的板片，并通過螺桿定位緊固，其特征是在板片的傳熱波紋區(qū)有兩組人字形波紋，并且該兩組人字形波紋的夾角β不相等，每個人字形波紋的頂端有空隙，螺桿位于固定端板與活動端板上的斜槽內(nèi)。
文檔編號F28D1/00GK2090959SQ9120311
公開日1991年12月18日 申請日期1991年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月1日
發(fā)明者徐復(fù)昌 申請人:徐復(fù)昌