一種寬通道板式換熱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬通道板式換熱器,包括支座、殼體、換熱芯體、熱交換介質(zhì)進、出口和換熱媒介進、出口,所述熱交換介質(zhì)進、出口和換熱媒介進、出口位于所述殼體上并與換熱芯體連通,所述換熱芯體包括熱交換介質(zhì)流通通道和換熱媒介流通通道,熱交換介質(zhì)流通通道設(shè)置多個窩狀湍流室,所述殼體為組合式結(jié)構(gòu)。該換熱器換熱效率高,能耗少,且維護方便。
【專利說明】
一種寬通道板式換熱器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于熱交換設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種寬通道板式換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]板式換熱器以其換熱效率較高、能耗較少,且換熱方向可逆在各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的板式換熱器大多是在大多是由方形殼體及其內(nèi)腔排列并固定焊接連接的板片,構(gòu)成熱介質(zhì)與冷介質(zhì)通道相間的換熱結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)簡單,制作方便,但是,當(dāng)用于含有固體顆粒物質(zhì)或粘稠漿料介質(zhì)的換熱時,介質(zhì)流動速度過快,則熱交換效率低,換熱效果不太理想,且常導(dǎo)致能源的浪費;若介質(zhì)流動速度過慢,又易造成板片內(nèi)壁上大量粘附積留換熱介質(zhì),經(jīng)常出現(xiàn)換熱介質(zhì)通道的堵塞,維護工作量大,影響熱交換生產(chǎn)以及換熱器使用的效率。
[0003]專利CN203550695公開了一種逆流板框式熱交換器,其結(jié)構(gòu)是設(shè)置在兩側(cè)的支撐板的上下端兩側(cè)分別焊接有實心立柱,支撐板與實心立柱構(gòu)成中空的框架結(jié)構(gòu),框架結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置有換熱板束,前后蓋板分別與支撐板和實心立柱活動連接,前后蓋板的下側(cè)和上側(cè)分別設(shè)置冷介質(zhì)出口和進口,在前后蓋板與換熱板束之間設(shè)置有隔板和防短路板,所述隔板設(shè)置在防短路板上下兩端,隔板與支撐板固定連接,在所述換熱板束與在所述框架結(jié)構(gòu)的上下面分別設(shè)置有上下蓋板,所述上蓋板設(shè)置有熱介質(zhì)進口,下蓋板設(shè)置有熱介質(zhì)出口。換熱板束是由若干板片對組焊接而成,板片對是由板片兩兩相焊組合而成,然后板片對兩兩相并。該技術(shù)存在的主要缺點是其換熱主要依靠相并的兩板片傳導(dǎo)實現(xiàn),傳導(dǎo)效率較低,尤其是當(dāng)兩板片之間相并不緊,存在有間隙時,對熱傳導(dǎo)效果影響更為嚴(yán)重;其次,介質(zhì)流通通道由相互平行的板片之間的直筒狀內(nèi)腔構(gòu)成,因而存在如前所述的換熱效率即能源利用率的問題;另外,該技術(shù)先由支撐板和實心立柱組成框架結(jié)構(gòu),然后用前后上下蓋板封閉構(gòu)成熱交換器殼體,維護拆卸仍然比較麻煩。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種寬通道板式換熱器,該換熱器換熱效率高,能耗少,且維護方便。
[0005]實現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案是:一種寬通道板式換熱器,包括支座、殼體、換熱芯體、熱交換介質(zhì)進、出口和換熱媒介進、出口,所述熱交換介質(zhì)進、出口和換熱媒介進、出口位于所述殼體上并與換熱芯體連通,所述換熱芯體包括熱交換介質(zhì)流通通道和換熱媒介流通通道,熱交換介質(zhì)流通通道設(shè)置多個窩狀湍流室,所述殼體為組合式結(jié)構(gòu)。
[0006]所述殼體由上下前后4個側(cè)板連接組成,兩端設(shè)置端蓋,所述熱交換介質(zhì)進、出口和換熱媒介進、出口分別位于前后兩側(cè)板的兩端部位。
[0007]所述換熱芯體由若干換熱板片與兩側(cè)隔板焊接連接構(gòu)成,換熱板片為折彎狀,并與所述隔板嵌入式焊接連接,隔板設(shè)置分別與所述熱交換介質(zhì)進、出口和換熱媒介進、出口連通的通孔。
[0008]所述熱交換介質(zhì)流通通道和換熱媒介流通通道為U形或之字形回環(huán)結(jié)構(gòu)所述熱交換介質(zhì)流通通道內(nèi)設(shè)置弧形支撐件。
[0009]所述熱交換介質(zhì)流通通道和換熱媒介流通通道端部采用截面為U形的包條焊接密封。
[0010]所述熱交換介質(zhì)進、出口和換熱媒介進、出口部位分別設(shè)置緩沖分配箱。
[0011]所述隔板焊接連接有若干個與所述緩沖分配箱配合的進、出料引流筒,引流筒內(nèi)壁設(shè)置高分子耐磨涂層。
[0012]所述緩沖分配箱內(nèi)分別設(shè)置緩沖格柵和若干天方地圓分配管。
[0013]所述換熱板片為2205雙相不銹鋼板材制件。
[0014]本發(fā)明的寬通道板式換熱器主要有以下優(yōu)點:
I)該換熱器的換熱板片采用折彎結(jié)構(gòu),在熱交換介質(zhì)流通通道內(nèi)形成多個截面為窩狀的湍流室和相對狹窄的頸部,可以較好地平抑熱交換介質(zhì)在截面上的溫度梯度,當(dāng)熱交換介質(zhì)物料由頸部流入湍流室時,表層與中間各層的熱交換介質(zhì)物料由于截面積的驟然增大形成湍流而自行翻騰攪拌,以此加快了截面內(nèi)各部熱交換介質(zhì)物料的熱交換;熱交換介質(zhì)物料在熱交換介質(zhì)流通通道內(nèi)的流動中經(jīng)過反復(fù)的穩(wěn)流-湍流過程,大大加快了熱交換的效率。
[0015]2)該換熱器的殼體、緩沖分配箱全部采用組合式結(jié)構(gòu),為設(shè)備的安裝、維修以及沖洗維護帶來極大的方便,由此大大提高了換熱器的運行和生產(chǎn)效率。
[0016]3)該換熱器中,熱交換介質(zhì)流通通道和換熱媒介流通通道為U形或之字形回環(huán)結(jié)構(gòu),且兩種介質(zhì)的流動采取純逆流式換熱,有效地延長了兩種介質(zhì)進行熱交換的路程,并由此可以加大介質(zhì)的流速,一般可達0.9?1.3m/s,高流速帶動含有固體顆粒的楽液在板片表面流動,不致積料或結(jié)疤堵塞,有效地防止介質(zhì)中固體顆粒物或懸浮物的沉積、堵塞通道、磨損傳熱元件等現(xiàn)象的發(fā)生,更適合砂狀氧化鋁換熱工藝要求(含固體顆粒)。
[0017]4)換熱板片采用2205雙相不銹鋼板材制做,不僅具有較高的強度,而且具有耐高溫,抗點蝕和裂紋腐蝕性能以及極好的抗應(yīng)力腐蝕有機酸腐蝕的能力,與奧氏體不銹鋼相比具有明顯的優(yōu)勢,利于實現(xiàn)物料流動通道的加寬和壓力的加大,流道寬度可在1.3m以上,特別適合大規(guī)模、顆粒物料含量高、腐蝕性強以及粘度較好物料的換熱生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明:
圖1是本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是圖1的左視圖;
圖3是本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明實施例四的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是實施例四中另一結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合圖1所示和實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0020]實施例一如圖1、圖2所示,本發(fā)明的寬通道板式換熱器,包括支座2、殼體1、換熱芯體4、熱交換介質(zhì)進、出口 5、9和換熱媒介進、出口 13、17,所述熱交換介質(zhì)進、出口 5、9和換熱媒介進、出口13、17位于所述殼體I上并與換熱芯體4連通。,所述殼體I為組合式結(jié)構(gòu),由上下前后4個側(cè)板10、3、6、18通過螺栓連接組成,兩端設(shè)置端蓋8、15,由此構(gòu)成可以全拆卸的換熱器殼體1,安裝和維修十分方便。所述熱交換介質(zhì)進、出口 5、9和換熱媒介進、出口 13、17分別位于前后兩側(cè)板6、18的兩端部位。所述換熱芯體4由若干換熱板片4-1與兩側(cè)隔板14采用平齊嵌入式焊接連接構(gòu)成,隔板14設(shè)置分別與所述熱交換介質(zhì)進、出口 5、9和換熱媒介進、出口 13、17連通的通孔。換熱板片14相互間隔,其間隙交替構(gòu)成熱交換介質(zhì)流通通道11和換熱媒介流通通道12。換熱板片14為折彎狀,在熱交換介質(zhì)流通通道11上形成多個截面為窩狀的湍流室11-1和相對狹窄的頸部11-2。熱交換介質(zhì)物料在頸部11-2流動時,其上下表層通過換熱板片14與換熱媒介流通通道12中的換熱媒介傳導(dǎo)換熱,而中間部位的換熱介質(zhì)熱交換速度較慢,故而形成截面上的溫度梯度;當(dāng)熱交換介質(zhì)物料由頸部11-2流入湍流室11-1時,表層與中間各層的熱交換介質(zhì)物料由于截面積的驟然增大形成湍流而自行翻騰攪拌,以此加快了截面內(nèi)各部熱交換介質(zhì)物料的熱交換;熱交換介質(zhì)物料在熱交換介質(zhì)流通通道11內(nèi)的流動中經(jīng)過反復(fù)的穩(wěn)流-湍流過程,大大加快了熱交換的效率。
[0021]實施例二
參看圖3,作為進一步的改進,本實施方式中,所述熱交換介質(zhì)流通通道11和換熱媒介流通通道12端部采用截面為U形的包條21、22焊接密封,換熱板片4-1之間由內(nèi)部焊縫改為外部焊縫,并可先采用激光焊接后再用氬弧焊進行二層焊接,能夠有效地增加換熱板片14之間的接合牢度,可靠地避免運行過程中的撕裂毀損現(xiàn)象。
[0022]實施例三
參看圖2,作為更進一步的改進,本實施方式中,所述熱交換介質(zhì)進、出口5、9和換熱媒介進、出口 13、17部位分別設(shè)置緩沖分配箱7,該緩沖分配箱7通過螺栓分別與所述前、后側(cè)板6、7可拆卸連接,其外側(cè)連接有密封蓋板,周側(cè)設(shè)置帶有熱交換介質(zhì)進、出口 5、9和換熱媒介進、出口 13、17的進、排料短管。所述隔板14焊接連接有與所述緩沖分配箱對應(yīng)配合的進、出料引流筒20,引流筒20內(nèi)壁及熱交換介質(zhì)進、出口5、9和換熱媒介進、出口 13、17與其接合的部位設(shè)置高分子耐磨涂層,以延長引流筒20和換熱板片4-1的使用壽命,減少維修頻次,降低生產(chǎn)成本。所述各緩沖分配箱7內(nèi)分別設(shè)置緩沖格柵16和若干天方地圓分配管19,便于進口物料均勻擴散,出口物料均勻匯集,采用流線弧形板結(jié)構(gòu),使物料在管箱內(nèi)有效的均勻流動,減少了死角物料的積聚。結(jié)合熱交換介質(zhì)進、出口 5、9和換熱媒介進、出口 13、17的布置,構(gòu)成下進上出的流動方式,料漿進口從管道—天方地圓緩沖分配管箱—板束,這種流動方式可有效抑制物料漿液的沉積、結(jié)疤和沖蝕,
同時所有與介質(zhì)接觸的部位達到圓滑過渡,增加了折流部位的分流。各緩沖分配箱7均為可拆蓋板結(jié)構(gòu),可隨時進行檢查和沖刷、清洗通道,實現(xiàn)雙側(cè)漿液通道的機械清洗。
[0023]實施例四
參看圖4、圖5,作為更進一步的改進,本實施方式中,所述熱交換介質(zhì)流通通道11和換熱媒介流通通道12為U形或之字形回環(huán)結(jié)構(gòu),即由2個或多個熱交換介質(zhì)流通通道11和換熱媒介流通通道12分別通過U形連接通道23、24構(gòu)成。這樣,結(jié)合進出口的布置,兩種介質(zhì)的流動實現(xiàn)純逆流換熱,有效延長了熱交換介質(zhì)與換熱媒介進行熱交換的路程,可以進一步優(yōu)化換熱效果,相對減少熱交換過程的能耗。為了避免有換熱媒介壓力較大時換熱板片4-1產(chǎn)生彈性變形而導(dǎo)致的熱交換介質(zhì)斷流,本實施方式在熱交換介質(zhì)流通通道11的各個頸部成對設(shè)置弧形支撐件25,既不影響熱交換介質(zhì)流通通道11的膨脹,同時保證熱交換介質(zhì)流通通道11截面的最小尺寸,進而保證熱交換介質(zhì)的正常流動。為了進一步實現(xiàn)寬通道側(cè)流道光滑,流體流通順暢,有效地防止介質(zhì)中固體顆粒物或懸浮物的沉積、堵塞通道、磨損傳熱元件等現(xiàn)象的發(fā)生,并實現(xiàn)大處理量、雙向沖洗、料-料換熱、高傳熱效率、耐壓耐溫耐磨性能、低阻力損失的換熱。本實施方式中換熱板片4-1采用2205雙相不銹鋼板材制做。2205雙相不銹鋼具有耐高溫,抗點蝕和裂紋腐蝕性能以及極好的抗應(yīng)力腐蝕有機酸腐蝕的能力,與奧氏體不銹鋼相比具有明顯的優(yōu)勢。
【主權(quán)項】
1.一種寬通道板式換熱器,包括支座、殼體、換熱芯體、熱交換介質(zhì)進、出口和換熱媒介進、出口,其特征在于:所述熱交換介質(zhì)進、出口和換熱媒介進、出口位于所述殼體上并與換熱芯體連通,所述換熱芯體包括熱交換介質(zhì)流通通道和換熱媒介流通通道,熱交換介質(zhì)流通通道設(shè)置多個窩狀湍流室,所述殼體為組合式結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述的寬通道板式換熱器,其特征在于:所述殼體由上下前后4個側(cè)板連接組成,兩端設(shè)置端蓋,所述熱交換介質(zhì)進、出口和換熱媒介進、出口分別位于前后兩側(cè)板的兩端部位。3.如權(quán)利要求1所述的寬通道板式換熱器,其特征在于:所述換熱芯體由若干換熱板片與兩側(cè)隔板焊接連接構(gòu)成,換熱板片為折彎狀,并與所述隔板嵌入式焊接連接,隔板設(shè)置分別與所述熱交換介質(zhì)進、出口和換熱媒介進、出口連通的通孔。4.如權(quán)利要求1所述的寬通道板式換熱器,其特征在于:所述熱交換介質(zhì)流通通道和換熱媒介流通通道為U形或之字形回環(huán)結(jié)構(gòu)。5.如權(quán)利要求1或4所述的寬通道板式換熱器,其特征在于:所述熱交換介質(zhì)流通通道內(nèi)設(shè)置弧形支撐件。6.如權(quán)利要求1或4所述的寬通道板式換熱器,其特征在于:所述熱交換介質(zhì)流通通道和換熱媒介流通通道端部采用截面為U形的包條焊接密封。7.如權(quán)利要求1或3所述的寬通道板式換熱器,其特征在于:所述熱交換介質(zhì)進、出口和換熱媒介進、出口部位分別設(shè)置緩沖分配箱。8.如權(quán)利要求1或3所述的寬通道板式換熱器,其特征在于:所述隔板焊接連接有若干個與所述緩沖分配箱配合的進、出料引流筒,引流筒內(nèi)壁設(shè)置高分子耐磨涂層。9.如權(quán)利要求7所述的寬通道板式換熱器,其特征在于:所述緩沖分配箱內(nèi)分別設(shè)置緩沖格柵和若干天方地圓分配管。10.如權(quán)利要求3所述的寬通道板式換熱器,其特征在于:所述換熱板片為2205雙相不銹鋼板材制件。
【文檔編號】F28D9/02GK105841525SQ201610359186
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】張勇, 海濤
【申請人】南陽天泰建設(shè)工程有限公司