气液分离板式冷凝器的制作方法

本实用新型涉及冷凝器领域，尤其是一种强化相变传热，可用于蒸汽冷凝的气液分离板式冷凝器。

背景技术：

板式换热器是一种新型的高效换热器，它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧等优点，因而被广泛用于制冷、化工、电力和机械等行业。但是在板式换热器的管内蒸汽凝结换热过程中，换热管内的冷凝液量逐渐增多，冷凝液膜逐渐增厚，将会大大增加了换热热阻，凝结换热效果急剧恶化。这种现象比较普遍，使冷凝液在板片形成的通道中逐渐增多，严重影响换热效果。因此有必要对现有板式换热器的机构做改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有板式换热器存在的不足，提出一种整体结构可靠，有效提高换热效果和制冷剂的过冷度的气液分离板式冷凝器。

为了实现上述目的，本实用新型是这样实现的：气液分离板式冷凝器，包括换热板片和槽型联箱，若干换热板片之间通过密封胶垫堆叠在一起，在相邻换热板片中形成制冷剂空间和冷却水空间，在换热板片设置用于均分制冷剂或者冷却水的角孔，所述换热板片竖直地穿接于最少一个槽型联箱中，所述槽型联箱内设置的制冷剂管道，所述换热板片将制冷剂通道将分成气体制冷剂通道和液体制冷剂通道。

所述槽型联箱与气体连通管的一侧连接，所述气体连通管的另一侧与下一流程的换热板片的角孔连接，形成下一流程换热板片的气体制冷剂进口。所述气体连通管为弯管结构。

所述槽型联箱的一侧连接液体连通管的一侧，所述液体连通管的另一侧连接下一流程的换热板片的角孔(液体制冷剂进口)。所述液体连通管为弯管结构。

所述液体连通管设置了带若干个小圆孔的圆形隔板。

所述圆形隔板的直径与液体连通管的内径相同，圆形隔板上的小孔为直径1mm的小通孔，冷凝液能通过小孔流走，并且形成液膜阻碍气体制冷剂穿过小孔。

本实用新型利用工质的气液密度差来实现气液分离功能，通过槽型联箱将板式换热器分成若干流程，换热板片插在联箱中，联箱也连接着液体连通管和气体连通管，通过合理设置气体连通管和液体连通管进口的高度差和在液体连通管内设置多孔隔板实现气液分离。由于气液两相存在密度差，当两相制冷剂进入联箱这个大空间后，气相与液相制冷剂会进行分离，由于液体受到重力的影响比较大，气体会流入位置较高气体连通管进口，而液相流入位置在联箱底部的液体连通管通孔，同时液体连通管里的多孔分液隔板也能阻止气体进入液体连通管从而实现气液分离功能。制冷剂在换热器流动过程中实现气体与液体的分离，气体制冷剂与液体制冷剂分离后将进入不同的流体通道进行换热。气体制冷剂在对应的通道中继续冷凝换热，由于干度的提高，强化了冷凝效果：液体则继续换热过冷，提高过冷度。利用槽型联箱、换热板片、气体连通管、液体连通管的合理组合，结构简洁，具有气液分离的功能，提高了冷凝换热效果，同时提高了制冷剂的过冷度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：能够在冷凝换热过程中实现气液分离，使气体制冷剂与液体制冷剂在不同的流道中进行换热，不仅提高了冷凝换热效果，还提高了制冷剂的过冷度，整个设计合理可靠，具有较高的工程价值。

【附图说明】

图1为本实用新型气液分离板式冷凝器的立体结构示意图；

图2为本实用新型气液分离板式冷凝器的局部结构示意图；

图3为圆形隔板的结构示意图；

图4-6为换热板片的结构示意图；

图7为本实用新型气液分离板式冷凝器中的换热板片装配结构图；

图8为流体在本实用新型气液分离板式冷凝器中流动过程示意图。

【具体实施方式】

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细的描述说明。

气液分离板式冷凝器，如图1-3所示，由包括制冷剂进口1、换热板片2、密封胶垫3、槽型联箱4、冷却水进口5、制冷剂出口6、气体连通管7、冷却水出口8以及液体连通管9等部件制成组成，若干换热板片2之间通过密封胶垫3堆叠在一起，在相邻换热板片2中形成制冷剂空间B和冷却水空间A。所述槽型联箱4具有安装所述换热板片2的安装槽。所述换热板片2的宽度比槽型联箱4中的平面宽度要小约4mm，安装最为简便，所述换热板片2竖直穿在槽型联箱4中。所述换热板片2上在特定位置上开有角孔，可以用于连接相邻的制冷剂空间B或者和冷却水空间A。所述密封胶垫3粘贴在换热板片2上，其作用为将制冷剂与冷却水分隔开并起到密封的作用。所述槽型联箱4可以自上而下平行地布置数个，优选2个，或者2个的倍数，所述槽型联箱4的作用是让制冷剂有足够的空间进行气液分离。所述换热板片2是一整块穿过几个槽型联箱4中，由于制冷剂流入槽型联箱4后不是通过换热板片2一直往下流动，而是先进入槽型联箱4中，然后通过在所述槽型联箱4侧面设置的制冷剂管道流走的，因此制冷剂流路被分成若干流程。所述制冷剂空间B通过气体连通管7插入槽型联箱4，将气化的制冷剂导入所述槽型联箱4中。所述换热板片2竖直穿过槽型联箱4之中相邻的换热板片2紧密叠装形成薄的换热流体通道，制冷剂与冷却水的通道是间隔布置的。由于换热器具有气液分离功能，从第二流程开始，由换热板片2形成的制冷剂通道将分成气体制冷剂通道和液体制冷剂通道。所述气体连通管7的一侧与槽型联箱4连接，另一侧与下一流程的换热板片2的角孔连接，形成下一流程换热板片2的气体制冷剂进口。气体连通管7插入槽型联箱4，进口的位置距槽型联箱4的下平面有一定的高度，距离约为10mm，可防止液体制冷剂的流入。每一流程的槽型联箱4连接着一根液体连通管9，液体连通管9一端连接着槽型联箱4，另一端连接着下一流程的换热板片2的角孔。如图2所示，液体连通管9连接着槽型联箱4的一侧的入口位置与平面高度一致。所述液体连通管9可以在特定位置设置了带孔小隔板，如图3所示，所述带孔隔板为一个表面上有若干个小圆孔的圆形隔板，圆形隔板的直径与液体连通管9的内径相同，圆形隔板上的小孔为直径1mm的小通孔，圆形隔板的作用为漏液阻气，即冷凝液能通过小孔流走，并且形成液膜阻碍气体制冷剂穿过小孔。所述带孔隔板可以有三个堆叠在一起的圆形隔板组成，圆形隔板相邻直接的距离为1-3cm。

如图4-7所示，由于换热板片2形成的流体通道有气体制冷剂通道，液体制冷剂通道和冷却水通道，因此需要合理设置换热板片上的密封胶垫3。此处列举了三流程换热器的密封胶垫形式。图4所示的是冷却水通道的形式，图5所示的是同一板片在三个流程皆为气体制冷剂通道的形式，图6所示的是同一板片在第一和第二流程为气体制冷剂，第三流程为液体制冷剂通道的形式。由于冷却水通道是不分成若干流程，冷却水直接沿着换热板片2流到尽头，换热板片2插入槽型联箱4中的部分也需要设置密封胶垫3。制冷剂通道是分成若干流程的，制冷剂并不是沿着换热板片2流到尽头的，因此制冷剂通道的换热板片2插入槽型联箱4中的部分是没有设置密封胶垫3，这样可使制冷剂流入槽型联箱4中。由于换热板片2间形成一系列制冷剂通道在换热器的第二流程中会分成气体制冷剂通道和液体制冷剂通道，所以有部分换热板片2在第二或者第三流程开始有液体制冷剂通道，其密封胶垫3的设置也不同。图5和图6所示的第二和第三种板片形式分别是全为气体制冷剂通道的形式与第三流程为液体制冷剂通道形式。

槽型联箱4平面侧开有矩形孔，在两块换热板片2间形成的冷却水通道对应位置的槽型联箱4上下两侧平面都有开孔。而两块换热板片2间形成的制冷剂通道对应位置只有槽型联箱4上平面开孔，下平面不开孔。

本实用新型的工作原理和工作流程如下：

如图8所示，气态制冷剂C从第一流程换热板片2的上部制冷剂进口1进入由换热板片2、密封胶垫3和角孔形成的分配通道，在分配通道中将制冷剂平行分配到各个换热板片2制冷剂流道中，制冷剂在换热板片2内的流道中是从上往下流动的，之后制冷剂通过槽型联箱4上表面的矩形孔流入槽型联箱4之中。由于制冷剂的气体与液体存在密度差，当制冷剂从换热板片2内通道流进槽型联箱4这个较大的空间后，气体制冷剂和液体制冷剂会发生分离。由于液体受到重力的影响比较大，一般液体会掉落到槽型联箱4底部，而气体在上方。制冷剂在槽型联箱4中往气体连通管与液体连通管流动的过程中是沿着水平方向流动的，而换热板片2是竖直穿过槽型联箱4的，因此当制冷剂流入槽型联箱4后会发生折流，两相制冷剂便会有一定的折流分离效果，从而提高了气液分离效果。气体连通管7从槽型联箱4底面插入，进口位置与槽型联箱4下表面有一定的距离，因此沉积在槽型联箱4底面的液体制冷剂无法通过该管流走，只有气体制冷剂能进入气体连通管7，然后流进下一流程的换热板片2继续冷凝换热。液体制冷剂则从底部的液体连通管9流入换热板片的下一流程继续换热过冷。同时，液体连通管9中设置的多孔的圆形隔板也起到了漏液阻气的作用，防止气体进入液体连通管9。气体制冷剂和液体虽然都同时进入了换热板片2的下一流程，但是通过合理设置换热板片2上的密封垫圈3，气体制冷剂的通道与液体制冷剂E通道是分开的。气体与液体制冷剂分别在对应的换热通道里换热。最终，全部的制冷剂都通过制冷剂出口6离开换热器。由于气体制冷剂与液体制冷剂流入不同的通道，所以该结构起到了气液分离的作用。同时，在冷凝换热过程中，气体制冷剂不断减少，冷凝液不断增多，所以下一流程的气体制冷剂通道少于上一流程的气体通道，液体制冷剂通道多于上一流程的液体制冷剂通道。

冷却水D从冷却水进口5进入换热器，然后再分配到由换热板片2和密封胶垫3和角孔形成的分配通道，冷却水在分配通道中均匀地流入各个换热板片2的水通道中，水在板片间的流动方向是从下往上的，与制冷剂的方向是相反的，形成逆流换热。冷却水的流动没有分成若干流程，而是从底部沿着换热板片2一直流到板片上部进入汇集通道，从板片上部的冷却水出水口8离开换热器。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。