專利名稱：自動(dòng)除垢擾流板式及板殼式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于熱交換設(shè)備，特別涉及一種自動(dòng)除垢擾流板式及板殼式換熱器。
在換熱器現(xiàn)有技術(shù)中，最近日本千代田化工建設(shè)株式會(huì)社與德國(guó)一家公司合作，制造了一種介于板式換熱器和管殼式換熱器兩者之間的新型換熱器，叫作Hybrid(CHIYODA-BAVEX)；國(guó)內(nèi)大連理工大學(xué)與樂清自動(dòng)化儀表三廠合作制造了“BK型板殼式波面換熱器”。它們是綜合了板式換熱器和管殼式換熱器的優(yōu)點(diǎn)而開發(fā)出來的，比如能用于較高的壓力和溫度、具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、金屬耗量小等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)就是板間流道狹小易堵塞、清洗困難、檢修不便等，特別是板翅式和板殼式換熱器的板程側(cè)這個(gè)問題更為嚴(yán)重，因而污垢隨運(yùn)行時(shí)間的增加而增厚，導(dǎo)致傳熱效率也越來越低。在板式及板殼式換熱器現(xiàn)有技術(shù)中，利用螺旋彈簧的自動(dòng)除垢擾流技術(shù)尚未有專利公開及文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，這是現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)缺陷。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型高效板式及板殼式換熱器，以其自動(dòng)除垢擾流的新技術(shù)，解決上述存在的缺點(diǎn)和問題，使之能夠保持終身自潔高熱效。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的采用管殼式換熱器的殼體和全焊接結(jié)構(gòu)，可耐高溫高壓；采用板式換熱器的板束取代管殼式換熱器的管束，可具有較高的傳熱效率和較小的設(shè)備體積，節(jié)省金屬耗量；采用螺旋彈簧的自動(dòng)除垢擾流技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)板間(板翅間)的自動(dòng)除垢、防垢和擾流，使之大大提高傳熱系數(shù)且保持終身自潔高熱效。
本實(shí)用新型的技術(shù)原理“自動(dòng)除垢擾流板式及板殼式換熱器”，由于采用了管殼式換熱器的殼體和全焊接結(jié)構(gòu)，不需要任何墊片，既不存在墊片材料和密封性能失效的問題，又消除了墊片與板片間的間隙腐蝕造成泄漏的可能，故可耐高溫高壓。由于采用了板式換熱器的板束，板片較薄，且兩種流體可實(shí)現(xiàn)純逆流，熱量損失小，故傳熱性能好；由于板束的結(jié)構(gòu)緊湊、單位容積的傳熱面積大、體積小，故金屬耗量??；由于板束和殼體間沒有剛性聯(lián)接，不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力，故允許換熱流體有較大的溫差，且板束可整體抽出，檢修方便。由于采用了螺旋彈簧的自動(dòng)除垢擾流技術(shù)，在板間(板翅間)插裝了除垢彈簧網(wǎng)，其拉振彈簧和轉(zhuǎn)振彈簧因其本身所具有的特性使之能夠在流體作用下，產(chǎn)生全方位的連續(xù)不斷地振動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)，使整個(gè)除垢彈簧網(wǎng)對(duì)板壁產(chǎn)生不斷地接觸、摩擦和沖撞，能夠?qū)I(yè)已形成的污垢予以及時(shí)有效地自動(dòng)清除；同時(shí)呈現(xiàn)持續(xù)動(dòng)態(tài)的彈簧網(wǎng)又反作用于流體而產(chǎn)生強(qiáng)力的擾流作用，特別對(duì)板壁區(qū)邊界層層流底層產(chǎn)生有力地破壞并激發(fā)湍流，導(dǎo)致板傳熱系數(shù)大大提高；而激發(fā)的湍流又能更有效地阻止板壁污垢的形成，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)除垢、防垢和擾流；另外對(duì)除垢彈簧網(wǎng)起固定作用的擾流柱，在流體作用下，產(chǎn)生“渦街”效應(yīng)及取消折流板消除折流所產(chǎn)生的阻力和誘導(dǎo)振動(dòng)對(duì)板束的損傷等，必然導(dǎo)致傳熱系數(shù)大大提高，保持終身自潔高熱效、低流阻，耐高溫高壓、節(jié)能長(zhǎng)壽的優(yōu)良效果。
本實(shí)用新型特別是“自動(dòng)除垢擾流板殼式換熱器”與現(xiàn)有技術(shù)相比，在大大提高傳熱系數(shù)保持終身自潔高熱效這點(diǎn)上是現(xiàn)有技術(shù)所無法比擬的；而板間(板翅間)插裝的除垢彈簧網(wǎng)及板程擾流架和殼程擾流柵取代折流板，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、穩(wěn)定可靠、效果顯著的優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的管殼式換熱器相比，可以節(jié)能10～20％，節(jié)省金屬材料25～45％，體積縮小20～30％。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及其附圖給出。
實(shí)施例自動(dòng)除垢擾流板殼式換熱器。
自動(dòng)除垢擾流板殼式換熱器的傳熱板結(jié)構(gòu)型式可以是平板式、波面板式、螺旋板式、園形板式和板翅式等。


圖1是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的“自動(dòng)除垢擾流板殼式換熱器”的典型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的Ⅰ－Ⅰ視圖，給出板束元件和固定板結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是板間插裝除垢彈簧網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.殼體2.傳熱板3.板程擾流架4.殼程擾流柵5.除垢彈簧網(wǎng)6.回流分配箱7.殼程檔板8.固定板9.擾流柱10.板箱11.隔板12.板程13.殼程14.拉振彈簧15.轉(zhuǎn)振彈簧16.中軸拉桿鋼絲17.限位檔板18.固定桿
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明依據(jù)本實(shí)用新型提出的具體裝置的細(xì)節(jié)及工作情況。
在圖1中，板殼式換熱器的殼體(1)內(nèi)，裝有由傳熱板(2)、板程擾流架(3)、殼程擾流柵(4)、除垢彈簧網(wǎng)(5)、回流分配箱(6)和殼程擋板(7)組成的板束。板程擾流架(3)由支持板、擾流柱(9)構(gòu)成，擔(dān)當(dāng)板程側(cè)的板束支持作用和除垢彈簧網(wǎng)(5)的固定架作用。殼程擾流柵(4)由支持板、擾流柱(9)和旁路擋板構(gòu)成，擔(dān)當(dāng)殼程側(cè)和整個(gè)板束的支持作用及除垢彈簧網(wǎng)(5)的固定架作用，旁路擋板能夠防止殼程流體走短路而提高換熱效率。
在圖2中，板束元件由兩塊成型的傳熱板(2)成雙組對(duì)并縫焊而成，其扁平狀板管流道構(gòu)成了板殼式換熱器的板程(12)；在板束兩端各元件之間嵌進(jìn)金屬條并與板束焊成一體，形成固定板(8)和回流分配箱(6)中的固定板，并維持兩端板束的間距，同時(shí)依靠板束元件上的凸窩和擾流柱(9)來維持傳熱板(2)間的間距，板束與殼體之間的流通空間則構(gòu)成了板殼式換熱器的殼程(13)。
在圖3中，傳熱板(2)間插裝的除垢彈簧網(wǎng)(5)由多個(gè)彈簧組構(gòu)成，每個(gè)彈簧組由擾流柱(9)和固定桿(18)分別把它們穩(wěn)定在各板間的板程(12)和殼程(13)中，每個(gè)彈簧組由至少一段拉振彈簧(14)及至少一段套裝于中軸拉桿鋼絲(16)上的轉(zhuǎn)振彈簧(15)組成；各段轉(zhuǎn)振彈簧(15)之間由固定在中軸拉桿鋼絲(16)上的限位擋板(17)將它們分開而互不干擾，中軸拉桿鋼絲(16)的兩端由拉振彈簧(14)拉緊，拉振彈簧(14)再分別與擾流柱(9)和固定桿(18)聯(lián)接好；彈簧長(zhǎng)短不一，絲徑不同，簧徑變異，間斷設(shè)置，彈簧組間以網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，構(gòu)成一個(gè)自動(dòng)除垢擾流的簡(jiǎn)單的機(jī)械系統(tǒng)。
當(dāng)兩種溫度不同的流體在板殼式換熱器內(nèi)進(jìn)行熱交換時(shí)，板程流體在板束中經(jīng)板程(12)與殼程流體換熱，其板程(12)的程數(shù)(單、雙或多板程)是由板箱(10)和回流分配箱(6)中的隔板(11)的型式確定的；殼程流體進(jìn)入換熱器殼體(1)后，由導(dǎo)流筒導(dǎo)流從板束的一端開始流入殼程(13)與板程流體換熱，其殼程(13)的程數(shù)(單、雙或多殼程)是由殼程擋板(7)的型式確定的，根據(jù)需要可設(shè)計(jì)成純逆流結(jié)構(gòu)。
插裝在板程(12)和殼程(13)的除垢彈簧網(wǎng)(5)能夠在流體作用下成為一個(gè)持續(xù)進(jìn)行全方位振動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)除垢擾流功能，同時(shí)加上擾流柱(9)產(chǎn)生的“渦街”效應(yīng)以及對(duì)折流板的取消等，顯然導(dǎo)致傳熱系數(shù)的大大提高且保持終身自潔高熱效，并消除流程中因折流而產(chǎn)生的阻力增加和誘導(dǎo)振動(dòng)對(duì)板束產(chǎn)生的傷害等優(yōu)良效果。
自動(dòng)除垢擾流板殼式換熱器，具有在線自動(dòng)除垢防垢，擾動(dòng)湍流，強(qiáng)化傳熱，保持終身自潔、低耗、高效，適應(yīng)高參數(shù)大容量要求，結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠，既易于新設(shè)備制造，又適于舊設(shè)備改造更新等性能特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種“自動(dòng)除垢擾流板式及板殼式換熱器”，采用全焊接結(jié)構(gòu)，其特征是在傳熱板間(板翅間)插裝除垢彈簧網(wǎng)，該除垢彈簧網(wǎng)由至少一個(gè)螺旋彈簧組構(gòu)成，各彈簧組錯(cuò)開布置，由部分?jǐn)_流柱予以固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“自動(dòng)除垢擾流板式及板殼式換熱器”，其特征在于傳熱板的結(jié)構(gòu)型式可以是平板式、波面板式、螺旋板式、園形板式和板翅式等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“自動(dòng)除垢擾流板式及板殼式換熱器”，其特征在于螺旋彈簧組由至少一段拉振彈簧和轉(zhuǎn)振彈簧構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“自動(dòng)除垢擾流板式及板殼式換熱器”，其特征在于擾流柱立于板間，除垢彈簧網(wǎng)固定其上，并于支持板和旁路擋板分別構(gòu)成板程擾流架和殼程擾流柵，把整個(gè)板束穩(wěn)定在換熱器殼體中，取消殼程折流板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“自動(dòng)除垢擾流板式及板殼式換熱器”，其特征在于除垢彈簧網(wǎng)中的拉振彈簧和轉(zhuǎn)振彈簧，其長(zhǎng)短不一，絲徑不同，簧徑變異，間斷設(shè)置，彈簧組間以網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，構(gòu)成一個(gè)自動(dòng)除垢擾流的簡(jiǎn)單的機(jī)械系統(tǒng)。
專利摘要一種“自動(dòng)除垢擾流板式及板殼式換熱器”，屬熱交換設(shè)備。其特征是傳熱板間插裝除垢彈簧網(wǎng)，在流體作用下，該彈簧網(wǎng)持續(xù)地發(fā)揮其動(dòng)態(tài)的機(jī)械功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)除垢擾流，解決了全焊接板式特別是板殼式換熱器板程除垢難的問題，加之?dāng)_流柱產(chǎn)生的“渦街”效應(yīng)及取消折流板消除折流所產(chǎn)生的阻力和誘導(dǎo)振動(dòng)對(duì)板束的損傷等，顯然導(dǎo)致板殼式換熱器具有傳熱性能好、終身自潔高熱效、耐高溫高壓、節(jié)能長(zhǎng)壽、結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省鋼材等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F28D9/00GK2210373SQ9420365
公開日1995年10月18日 申請(qǐng)日期1994年2月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月19日
發(fā)明者呂剛, 呂志元 申請(qǐng)人:呂志元