一种承压增强的波纹板片的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种换热设备的传热元件设计开发和加工制造领域，具体指可拆板式 换热器的一种承压增强的波纹板片。
【背景技术】
[0002] 可拆板式换热器具有传热效率高、占地面积小、拆洗安装方便、经济节能等优点， 广泛应用于石油化工，轻工食品，冶金能源以及节能环保等领域，但是可拆板式换热器的缺 点也很明显，工作压力低于2. 5MPa，且压力波动小。
[0003]目前国内在用的大部分板型只能用于2. OMPa以下的工况，板片的承压能力差，严 重限制了可拆式板式换热器的应用。为了提高整机的承压性能，防止泄漏，通常的做法是减 小压紧尺寸，这会造成板片及波纹严重变形、板片不能重复使用、缩短设备的使用寿命、传 热性能和通过性能达不到设计指标等问题；或者增加板片的厚度，这样会显著提高了生产 成本。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种承压增强的波纹板片，具有高传热、低流阻和高流通性能，并显著 提高了板片的承压能力，适用于3. OMPa以下，或有较大压力波动的工况下。
[0005] 本发明所采用的技术方案为： 一种承压增强的波纹板片，该波纹板片为矩形结构，该矩形结构的长宽比L/W=2. 8~ 3. 0〇
[0006] 所述波纹板片由边缘支撑区、处于边缘支撑区内侧的密封区、中部的传热区、传热 区两端的导流区、导流区一侧的管口区五大部分组成。
[0007] 所述波纹板片采用人字型波纹板片，该波纹板片的边缘支撑区密布双梯台边泡， 两个梯台为一组，梯台的四面角度相同，两个梯台的中间是三角形截面的凹痕，凹痕深度为 梯台高度的1/2 ;梯台中间截面宽度、深度与传热区波纹的波节、波深相同，每组双梯台边 泡的间距与传热区波纹的波节距相同。
[0008] 所述密封区由一道密封槽和二道密封槽组成；一道密封槽位于边缘支撑区内侧的 波纹板片的周边；二道密封槽位于导流区的中间部位；所述一道密封槽和二道密封槽为梯 形结构，倾角γ彡13°。
[0009] 所述一道密封槽由几字形凸楞或开口梯形凸楞或开口三角形凸楞分成两部分；该 几字形凸楞或开口梯形凸楞或开口三角形凸楞的高度为一道密封槽深度的1/2,宽度为一 道密封槽宽度的1/2,倾角0°彡β彡20°。
[0010] 所述传热区人字形的波纹角度为83° < α <98°，整机组装后两张波纹板片的 夹角 83° < f < 98°。
[0011] 所述波纹板片的波纹深度H为3. 6~4. 0mm，深度波节比为0. 5~0. 6。
[0012] 本发明具有高传热、低流阻和高流通性能的同时，显著提高了承压能力，适用于 3. OMPa以下，或有较大压力波动的工况下。而且波纹板片一体成型，单模单座，结构简单，具 有标准化、模块化、通用化特点，适合批量生产。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明的结构图； 图2为本发明板片长宽比与整机承压关系图； 图3为图1传热区的波纹型式； 图4为图1中I区的放大图； 图5为图4中A-A剖面图； 图6为图4中B-B剖面图； 图6a为图4中B-B剖面图的一种变形结构； 图6b为图4中B-B剖面图的另一种变形结构； 图7为推荐的一种胶垫横截面结构； 图8为板片组装后传热区的波纹夹角； 图9为图4中C-C剖面图。
【具体实施方式】
[0014] 所述波纹板片是可拆板式换热器板片的一种，整机组装时板片粘贴密封胶垫正反 颠倒悬挂在压紧板之间的横梁上，通过夹紧螺栓将板片压紧，介质在板片的同侧进出，通过 密封胶垫形成冷热介质通道。胶垫贴附在垫片槽内，板片通过泡点支撑，形成内腔，所以胶 垫密封槽结构、泡点的密度和支撑强度、整体板束的刚度对整机的承压具有至关重要的作 用。
[0015] 下面结合附图对本发明及其效果做进一步的说明。
[0016] 图1为本发明的平面布局示意图，波纹板片为矩形结构，其长宽比为L/W=2. 8~ 3. 0,这样的长宽比使得整机组装后承压能力更强（图2所示为板片长宽比与整机承压关系 图)。由图2可以看出长宽比增加整机的承压能力也会增加，当L/W=2. 8~3. 0时承受的压 力最强，可以达到3. OMPa，之后会有一定的减弱。这是因为板片的纵向刚度通过压紧螺栓来 保证，横向的刚度会受到介质的压力、密封垫的拉力及触点的变形等多种因素的影响，而合 适长宽比可以抵消上述因素的影响。
[0017] -种承压增强的波纹板片，该波纹板片由边缘支撑区1、处于边缘支撑区1内侧的 密封区2、密封区2内侧且板片中部的传热区3、传热区3两端的导流区4、导流区4 一侧的 管口区5五大部分组成，四角为R圆弧。
[0018] 图3为图1中传热区3的结构简图，该传热区3及导流区4均采用人字型波纹， 以保证较高的传热效率。人字型波纹可以是单人字，双人字等型式，板片的波纹角度为 83° < α <98°，人字型波纹的传热效率较高，两张板片的夹角大小和软硬热混合板的夹 角相近，这样的的波纹夹角可以增强传热和减小流动阻力而保证波纹板片具有高传热和低 流阻的特性；同时，板片热胀冷缩的形变在纵向和横向上的延伸比例相同，减小垫片槽板片 的应力，有助于提尚整体的刚性密封性能，从而提尚整机的承压能力。
[0019] 图4为图1中I部分放大图，可以看到边缘支撑区梯台泡点的俯视图，人字形波纹 的结构，同时更方便查看A-A剖面、B-B剖面和C-C剖面的位置，以及波纹角度α。
[0020] 图5为图4中A-A剖面图，也即边缘支撑区1的双梯台边泡的截面示意图。该双 梯台边泡种两个梯台为一组边泡，梯台的四面角度相同，两个梯台的中间为三角形截面的 凹痕用于加强刚度，凹痕深度为梯台高度的1/2。梯台上表面为正方形，梯台中间截面宽度、 深度与传热区波纹的波节、波深相同，每组边泡的间距与传热区波纹的波节距相同。组装后 边缘支撑区有两个泡点相互支撑，边缘区的刚度比单点支