一种多介质流高压板式换热器的制作方法

文档序号:4502851阅读:136来源:国知局
专利名称:一种多介质流高压板式换热器的制作方法
技术领域
本发明涉及高压下的多种介质间热交换的换热设备,特别涉及到在同一工艺流程中,不同状态的一种或多种介质之间为充分利用各自的热量而循环使用进行换热的一种多介质流高压板式换热器。
背景技术
随着新技术、新材料的不断发展,能源、环保问题的日益严重,高效、环保换热设备的需求也日益突出。板式换热器作为常见的高效换热设备之一,已广泛的应用在石油、化工、机械、轻纺等工业领域。板式换热器适用于处理各种介质和物料的冷却、加热、蒸发、冷凝和余热回收等工艺过程。常用板式换热器的传热性能比管壳式换热器优越,由于其结构上的特点,使流体能在较低的速度下就达到湍流状态,从而强化了传热。同时板式换热器还具有结构紧凑、应用灵活、制造简单、清洗和维修方便、传热效率高、换热温度控制精确、多种介质间换热、换热介质可呈全逆流流动、传热温差小等优点。然而其缺点是密封周边长和密封难度大、易堵塞、处理量小、承压能力低;同时也不适于高压条件下多种介质之间的换热。以超临界流体工艺过程为例,超临界流体是指处于临界温度和临界压力以上,介于气体和液体之间的流体。由于其特殊的性质,超临界流体被广泛地应用于萃取、超微粉体制备、染色、反应、消毒以及清洗等工艺流程。可作为超临界流体的物质很多,但多以二氧化碳为主。目前,在实验设备和中小型生产设备中,常用的使二氧化碳气体达到超临界状态的方法是将储罐排出的气态或高温液态二氧化碳先经过制冷和热交换设备的换热使之冷凝或冷却变成低温液态二氧化碳,然后经过高压泵增压,使其达到超临界的压力条件,然后保持压力不变,再经过加热器加热到超临界的温度条件,最终得到超临界二氧化碳。完成萃取、超微粉体制备、染色、反应、消毒以及清洗等工艺流程后,二氧化碳经过降压、分离净化, 回到储罐,可循环利用。分析上述过程可知,在对气态或高温液态二氧化碳进行冷凝或冷却时,需要通过制冷和热交换设备取走气态二氧化碳中的潜热和显热或者高温液态二氧化碳中的显热;而对于通过高压泵增压得到的高压低温液态二氧化碳,在将其经过加热器加热得到超临界二氧化碳时,需要向二氧化碳输入汽化所需的潜热和汽化后气体升温所需的显热。这在现行的超临界二氧化碳萃取、超微粉体制备、染色、反应、消毒以及清洗等工艺流程设备中都是分别独立进行的,将本可以综合利用的热量白白浪费了。

发明内容
本发明的目的在于克服传统板式换热器的缺陷,利用超临界流体物质在相变过程中的潜热和显热的热源进行互补的物理性能,提供一种在不增加外来热源的条件下,通过高效的换热进行热源互补实施超临界流体加工工艺的结构紧凑、合理,加工工艺性好,组装应用、简便,成本低廉,节能环保的多介质流高压板式换热器。本发明的基本构思是由筒体、换热芯、端盖及端盖固定件、密封圈基本构件构成,在换热芯上的密封槽套装密封圈后装入筒体,将端盖配装密封圈后通过端盖固定件分别安装在筒体受压段的两端,并压紧筒体内的换热芯,组成单筒体多介质流高压板式换热器;或者由至少两个直径不同的组合筒体、与筒体内径相匹配的换热芯、端盖及端盖固定件、变径隔板及变径筒体联接件、密封圈基本构件构成,将与每个筒体相匹配的换热芯上的密封槽套装密封圈后装入对应的筒体,在变径隔板套装密封圈后,将变径隔板的大小两端分别装入相衔接分隔的直径不同的组合筒体端部,然后通过变径筒体联接件将直径不同的组合筒体连接在一起,将与直径不同的组合筒体非连接端相匹配的端盖配装密封圈后,通过端盖固定件分别安装在组合筒体受压段的端部,并压紧筒体内的换热芯,组成组合筒体多介质流高压板式换热器。筒体为承压圆筒,筒体的端部根据端盖的固定方式及组合筒体的连接方式加工螺纹孔或者内螺纹或者外螺纹,加工内螺纹的筒体部分为非受压段,或者在组合筒体中的小筒体与大筒体相连接的一端加工法兰盘;筒体的内腔与其相匹配的换热芯的配合关系为动配合;筒体壁上加工与安装在筒体内的换热芯上的环向流槽位置相对应的换热介质管接口,依据端盖或者变径隔板的安装位置加工卸压孔。换热芯由介质进出换热板组和纯换热板组构成;与单筒体多介质流高压板式换热器的筒体相匹配的换热芯为单筒体换热芯;与组合筒体多介质流高压板式换热器的两个端部筒体匹配的换热芯为端部筒体换热芯;与组合筒体多介质流高压板式换热器的中间筒体匹配的换热芯为中间筒体换热芯;介质进出换热板组单独由介质进出换热板构成或者由介质进出换热板和纯换热板构成,纯换热板组单独由纯换热板构成;换热芯的介质进出换热板组的数量等于换热介质数量加与其相匹配的组合筒体的变径隔板数,换热芯所完成的总换热量减去介质进出换热板换热量后的差值除以单片纯换热板换热量所得值收尾为纯换热板的数量。介质进出换热板为与所匹配筒体的内径相同的圆盘;圆盘的一侧或两侧端面上加工螺旋流槽,两侧端面上同时加工螺旋流槽时,两侧端面的螺旋流槽相互错开;圆盘的柱面上加工供换热介质进出的环形流槽和密封槽,在环形流槽底部沿径向加工通孔与圆盘一侧端面的螺旋流槽的外端相通;圆盘上沿垂直于端面方向加工板间通孔或者无板间通孔。纯换热板为与所匹配筒体的内径相同的圆盘;圆盘的一侧或两侧端面上加工螺旋流槽,两侧端面上同时加工螺旋流槽时,两侧端面上的螺旋流槽相互错开;圆盘的柱面上加工密封槽;在圆盘的螺旋流槽底部沿垂直于端面方向加工板间通孔或者无板间通孔。相邻的两介质进出换热板间或者介质进出换热板与纯换热板间或者两纯换热板间对应的有螺旋流槽的端面相互匹配构成换热介质流动的螺旋流道;同一换热介质的相邻螺旋流道由介质进出换热板或者纯换热板上的板间通孔导通;对应相通的两介质进出换热板上或者两纯换热板上或者介质进出换热板和纯换热板上的两个导通的板间通孔之间依靠口部安装的密封件密封。端盖为一圆盘,其外径与所匹配的筒体的内径相同,相互间的配合关系为动配合, 端盖圆柱面上有密封槽。变径隔板为带凸台的分隔两不同直径筒体的圆盘构件,其大端外径与其所衔接分隔的大筒体的内径相匹配、小端外径与其所衔接分隔的小筒体的内径相匹配;变径隔板的大端与所衔接分隔的大筒体、小端与所衔接分隔的小筒体内径的配合关系为动配合;变径隔板的大、小两端的圆柱面上有密封槽;变径隔板的中心部位有导通所匹配的大、小筒体同一介质穿过的轴向通孔;变径隔板的两个端面以轴向通孔为中心加工介质分布槽。介质进出换热板根据其板间通孔和两侧端面螺旋流槽的不同构成,分为以下六种结构形式1)介质进出换热板一,两侧端面上加工螺旋流槽,与环形流槽不通的螺旋流槽的内端加工板间通孔;2)介质进出换热板二,一侧端面上加工螺旋流槽,无板间通孔;3)介质进出换热板三,两侧端面上均加工螺旋流槽,与环形流槽相通的螺旋流槽的内端加工板间通孔;4)介质进出换热板四,两侧端面上均加工螺旋流槽,且两侧端面螺旋流槽的内端均加工板间通孔力)介质进出换热板五,两侧端面上加工螺旋流槽,与环形流槽不通的螺旋流槽的外端加工板间通孔;6)介质进出换热板六,一侧端面上加工螺旋流槽,螺旋流槽内端的映射位置加工板间通孔;介质进出换热板每侧端面上螺旋流槽内端或者外端开制的板间通孔的个数与该侧端面上螺旋流槽的条数相等。纯换热板根据其板间通孔和两侧端面螺旋流槽的不同构成,分为以下四种结构形式1)纯换热板一,一侧端面上加工螺旋流槽,无板间通孔;幻纯换热板二,两侧端面上均加工螺旋流槽,一侧端面上的螺旋流槽的内端和另一侧端面上的螺旋流槽的外端分别加工板间通孔;;3)纯换热板三,两侧端面上加工螺旋流槽,且两侧端面上的螺旋流槽的外端分别加工板间通孔;4)纯换热板四,两侧端面上均加工螺旋流槽,且两侧端面上的螺旋流槽的内端均加工板间通孔;纯换热板每个端面上螺旋流槽内端或者外端开制的板间通孔的个数与该端面上螺旋流槽的条数相等。用不同结构形式的介质进出换热板或介质进出换热板和纯换热板,组合成五种介质进出换热板组的组合类型(1)介质进出换热板组一,由介质进出换热板一、介质进出换热板二组合而成,相互贴合端面上的螺旋流槽匹配构成一条螺旋流道,螺旋流道对应的介质进出换热板一的外侧端面上的内端带有板间通孔;( 介质进出换热板组二,依次由纯换热板一、介质进出换热板三和介质进出换热板四组合而成,相互贴合端面上的螺旋流槽匹配构成两条螺旋流道,介质进出换热板三与介质进出换热板四贴合端面上的螺旋流槽内端的板间通孔对应相通,螺旋流道对应的介质进出换热板四的外侧端面上的内端带有板间通孔;C3)介质进出换热板组三,依次由介质进出换热板一、介质进出换热板五、纯换热板二和纯换热板四组合而成,相互贴合端面上的螺旋流槽配对构成三条螺旋流道,介质进出换热板五与纯换热板二贴合端面上的螺旋流槽外端的板间通孔对应相通,纯换热板二与纯换热板四贴合端面上的螺旋流槽内端的板间通孔对应相通,螺旋流道对应的纯换热板四的外侧端面上的内端带有板间通孔;(4)介质进出换热板组四,单独由介质进出换热板六构成;( 介质进出换热板组五,依次由介质进出换热板六和纯换热板四组合而成,相互贴合端面上的螺旋流槽配对构成一条螺旋流道,纯换热板四与介质进出换热板六贴合端面上的螺旋流槽内端的板间通孔分别对应相通,螺旋流道对应的介质进出换热板六和纯换热板四的外侧端面上的内端分别带有板间通孔;介质进出换热板组外侧端面上的板间通孔供与其他介质进出换热板组或纯换热板组的板间通孔或变径隔板上的介质分布槽匹配相通。纯换热板组依次由纯换热板二、纯换热板三、纯换热板二和纯换热板四组成,相互贴合端面上的螺旋流槽配对构成三条螺旋流道,纯换热板二与纯换热板三以及该纯换热板三与另一纯换热板二贴合端面上的螺旋流槽的外端的板间通孔、后一纯换热板二与纯换热板四贴合端面上的螺旋流槽的内端的板间通孔分别对应相通,螺旋流道对应的纯换热板二和纯换热板四的外侧端面上的内端分别带有板间通孔,供与其他介质进出换热板组或纯换热板组的板间通孔匹配相通。单筒体换热芯依次由介质进出换热板组一、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组二组成时,构成双介质的单筒体换热芯;或者依次由介质进出换热板组一、 零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组三、零或一个或一个以上纯换热板组、 介质进出换热板组二组成时,构成三介质的单筒体换热芯;或者依次类推,通过在纯换热板组与介质进出换热板组二之间增加介质进出换热板组三和零或一个或一个以上纯换热板组,构成三种介质以上的多介质的单筒体换热芯。组成单筒体换热芯时,介质进出换热板组一中的介质进出换热板一的板间通孔同与其介质进出换热板一相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组二中的介质进出换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;纯换热板组中外层的纯换热板二的板间通孔同与纯换热板二相组配的另一纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组二中的介质进出换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;介质进出换热板组三中的介质进出换热板一的板间通孔同与介质进出换热板一相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组二中的介质进出换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通。端部筒体换热芯的组合类型有(1)端部筒体换热芯一,依次由介质进出换热板组四、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组二组成时,构成双介质的端部筒体换热芯一;或者依次由介质进出换热板组四、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组三、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组二组成时,构成三介质的端部筒体换热芯一;或者依次类推,通过在纯换热板组与介质进出换热板组二之间增加介质进出换热板组三和零或一个或一个以上纯换热板组,构成三种以上介质的多介质的端部筒体换热芯一。组成端部筒体换热芯一时,介质进出换热板组四中的介质进出换热板六上的螺旋流槽朝向纯换热板组或介质进出换热板组三或介质进出换热板组二,介质进出换热板六上的板间通孔同与介质进出换热板六相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组二中的介质进出换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;纯换热板组中外层的纯换热板二的板间通孔同与其纯换热板二相组配的另一纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组二中的介质进出换热板四, 或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;介质进出换热板组三中的介质进出换热板一的板间通孔同与其介质进出换热板一相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组二中的介质进出换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;安装换热芯时介质进出换热板组四朝向变径隔板,介质进出换热板组四上的板间通孔与变径隔板上的介质分布槽相通;(2)端部筒体换热芯二,依次由介质进出换热板组一、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组五组成时,构成双介质的端部筒体换热芯二 ;或者依次由介质进出换热板组一、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组三、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组五组成时,构成三介质的端部筒体换热芯二;或者依次类推,通过在纯换热板组与介质进出换热板组五之间增加介质进出换热板组三和零或一个或一个以上纯换热板组,构成三种以上介质的多介质的端部筒体换热芯
--ο组成端部筒体换热芯二时,介质进出换热板组一中的介质进出换热板一上的板间通孔同与其介质进出换热板一相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组五中的纯换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;纯换热板组中外层的纯换热板二的板间通孔同与纯换热板二相组配的另一纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组五中的纯换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;介质进出换热板组三中的介质进出换热板一的板间通孔同与介质进出换热板一相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组五中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;组成换热芯后的介质进出换热板组五朝向变径隔板,介质进出换热板组五中的介质进出换热板六的板间通孔与变径隔板上的介质分布槽相通。中间筒体换热芯,依次由介质进出换热板组四、零或一个或一个以上纯换热板组、 介质进出换热板组五组成时,构成双介质的中间筒体换热芯;或者依次由介质进出换热板组四、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组三、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组五组成时,构成三介质的中间筒体换热芯;或者依次类推,通过在纯换热板组与介质进出换热板组五之间增加介质进出换热板组三和零或一个或一个以上纯换热板组,构成三种以上介质的多介质的中间筒体换热
-I-H心。组成中间筒体换热芯时,介质进出换热板组四的介质进出换热板六上的螺旋流槽朝向相邻的纯换热板组或介质进出换热板组三或介质进出换热板组五;介质进出换热板六上的板间通孔同与介质进出换热板六相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组五中的纯换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;纯换热板组中外层的纯换热板二的板间通孔同与纯换热板二相组配的另一纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组五中的纯换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;介质进出换热板组三中的介质进出换热板一的板间通孔同与介质进出换热板一相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组五中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;介质进出换热板组四的介质进出换热板六和介质进出换热板组五中的介质进出换热板六上的板间通孔分别与相对应的变径隔板上的介质分布槽相通。介质进出换热板和纯换热板的螺旋流槽的横截面形状是梯形、或矩形、或半圆形、 或涵洞形、或波浪形。端盖的固定方式为螺纹压环固定、或螺纹压套固定、或法兰螺栓固定;螺纹压环固定,是在筒体端部内螺纹安装外圆柱面加工螺纹的圆环状螺纹压环, 螺纹压环内孔加工扳手孔,扳手孔的形状为内四方或内六方或内八方,旋紧螺纹压环固定端盖;螺纹压套固定,是在筒体端部外螺纹安装内孔呈台阶状且大孔加工螺纹的圆环状螺纹压套,螺纹压套台阶状内孔的小孔加工扳手孔,扳手孔的形状为的小孔加工内四方或内六方或内八方,旋紧螺纹压套固定端盖;法兰螺栓固定,是端盖带法兰结构,端盖法兰上加工与筒体端部螺纹孔相匹配的螺栓孔,通过螺栓将端盖固定在筒体端部。组合筒体的联接方式有法兰螺栓连接、或螺纹套连接、或螺纹环连接、或变径隔板螺栓连接;法兰螺栓连接,是将组合筒体的小筒体上与大筒体连接的一端加工法兰,法兰上加工的螺栓孔与相连接的大筒体一端的端面上的螺纹孔相匹配,用螺栓将两筒体连接固定。螺纹套连接,用螺纹套作为联接件将相连接的不同直径的筒体连接在一起;螺纹套是一个内孔呈台阶状环形联接件,其一端加工与相连接的小筒体一端的外螺纹相匹配的内螺纹孔,另一端加工与相连接的大筒体一端的外螺纹相匹配的内螺纹孔,小筒体的螺纹与大筒体的螺纹旋向相反;螺纹套的外圆柱面上加工扳手孔;将螺纹套的大、小螺纹孔安装进相连接的大、小筒体上,通过螺纹套将两筒体连接固定在一起。螺纹环连接,用螺纹环作为联接件将相连接的不同直径的筒体连接在一起;螺纹环是一个加工内、外螺纹的环形联接件,其内螺纹孔与相连接的小筒体一端的外螺纹相匹配,其外螺纹与相连接的大筒体一端的螺纹孔相匹配,小筒体的螺纹与大筒体的螺纹旋向相反;螺纹环一侧端面上加工扳手孔;将螺纹环的内、外螺纹分别安装在相连接的小筒体和大筒体相连接匹配的外螺纹和内螺纹上,将大、小筒体连接固定在一起。变径隔板螺栓连接,是将相连接的大、小筒体的端部加工螺纹孔,将变径隔板的大端增大做成直径与大筒体外径相同的带法兰结构,法兰部分加工与大筒体端部加工的螺纹孔相匹配的螺栓孔,在变径隔板大端面加工与小筒体端面螺纹孔相匹配的安装沉头螺栓的沉头螺栓孔,沉头螺栓孔内加工密封槽,密封槽内安装密封圈,与之匹配的沉头螺栓的螺杆带密封段;在变径隔板小端密封槽内安装密封圈后,将变径隔板小端安装进小筒体,用沉头螺栓将变径隔板固定在小筒体端面;再在变径隔板大端密封槽内安装密封圈后,将变径隔板大端安装进大筒体,用螺栓将带法兰结构的变径隔板大端固定在大筒体的端部,将相连接的大、小筒体连接固定在一起。对应相通的介质进出换热板上或者纯换热板上的两个板间通孔之间依靠口部安装密封件密封,系在两个互通的板间通孔之一的口部加工凹槽后,装入密封圈,靠两个安装在一起的介质进出换热板或者纯换热板端面间的压紧力达到密封;或者在两个互通的板间通孔的口部装入密封芯管,密封芯管带有凸肩,板间通孔口部带有凹槽,凸肩与凹槽相互配合,阻挡密封芯管的窜动,板间通孔与密封芯管配合段带有密封槽或者密封芯管带有密封槽,密封槽内装入密封圈,在介质进出换热板或者纯换热板的端面贴合后,两个对应的板间通孔实现密封目的。本发明与现有的板式换热器相比较,结构设计合理,密封、耐压、加工工艺性好,换热效率高、能实现热能的综合转化利用,节能环保效果突出、优良,组装简便、成本低廉、操作方便。是一种适用于多种介质之间热量传递,能够承受高压和适用温度范围广的新型板式换热器。 四

图1为单筒体双介质流高压板式换热器结构示意图;图2为双筒体三介质流高压板式换热器结构示意图;图3为三筒体四介质流高压板式换热器结构示意图;图4为介质进出换热板一结构示意图;图5为介质进出换热板二结构示意图;图6为介质进出换热板三结构示意图;图7为介质进出换热板四结构示意图;图8为介质进出换热板五结构示意图;图9为介质进出换热板六结构示意图;图10为图4A-A剖视图;图11为纯换热板一结构示意图;图12为纯换热板二结构示意图;图13为纯换热板三结构示意图;图14为纯换热板四结构示意图;图15为图12B-B剖视图;图16同为图4C-C和图12C-C螺旋流槽的梯形截面图;图17同为图4C-C和图12C-C螺旋流槽的矩形截面图;图18同为图4C-C和图12C-C螺旋流槽的半圆形截面图;图19同为图4C-C和图12C-C螺旋流槽的涵洞形截面图;图20同为图4C-C和图12C-C螺旋流槽的波浪形截面图;图21为两侧端面都有两条螺旋流槽的介质进出换热板四结构示意图;图22为两侧端面都有两条螺旋流槽的纯换热板三结构示意图;图23为介质进出换热板组一结构示意图;图M为介质进出换热板组二结构示意图;图25为介质进出换热板组三结构示意图;图沈为介质进出换热板组四结构示意图;图27为介质进出换热板组五结构示意图;图28为纯换热板组结构示意图;图四为图24D处密封结构局部放大示意图;图30为图24D处另一种密封结构形式的局部放大示意图;图31为双介质流单筒体换热芯组合方式示意图;图32为三介质流单筒体换热芯组合方式示意图;图33为双介质流端部筒体换热芯组合方式一示意图;图34为三介质流端部筒体换热芯组合方式一示意图;图35为双介质流端部筒体换热芯组合方式二示意图;图36为三介质流端部筒体换热芯组合方式二示意图37为双介质流中间筒体换热芯组合方式示意图;图38为三介质流中间筒体换热芯组合方式示意图;图39为螺纹压环固定端盖结构示意图;图40为螺纹压套固定端盖结构示意图;图41为法兰螺栓固定端盖结构示意图;图42为法兰螺栓连接组合筒体结构示意图;图43为螺纹套连接组合筒体结构示意图;图44为螺纹环连接组合筒体结构示意图;图45为变径隔板螺栓连接组合筒体结构示意图。附图标记1端盖,1-1端盖法兰;2筒体,2-1泄压孔,2-2小筒体,2-3大筒体,2-4中筒体,2-5筒体法兰;3换热芯,3-1介质进出换热板组一,3-2介质进出换热板组二,3_3介质进出换热板组三,3-4介质进出换热板组四,3-5介质进出换热板组五,3-6纯换热板组;4螺旋流道;5端盖固定件,5-1螺纹压环,5-2螺纹压套,5_3螺栓套件,5_4扳手孔;5_5内螺纹;5-6外螺纹;6密封圈;7换热介质接管;8变径隔板,8-1轴向通孔,8-2分布槽,8_3变径隔板法兰;9变径筒体联接件,9-1法兰螺栓套件,9-2螺纹套,9_3螺纹环,9_4扳手孔,9-5内螺纹,9-6外螺纹,9-7变径隔板螺栓套件;10介质进出换热板,10-1介质进出换热板一,10-2介质进出换热板二,10-3介质进出换热板三,10-4介质进出换热板四,10-5介质进出换热板五,10-6介质进出换热板六, 10-7螺旋流槽,10-8径向通孔,10-9板间通孔,10-10环形流槽,10-11密封槽,10-12密封圈,10-13密封芯管;11纯换热板,11-1纯换热板一,11-2纯换热板二,11-3纯换热板三,11_4纯换热板 0,11-5螺旋流槽,11-6板间通孔,11-7密封槽。
具体实施例方式结合附图详细叙述本发明的实施方式1、实施例一如图1所示选用基本组件,组装单筒体多介质流高压板式换热器。根据换热介质的工作压力、流量、流动方式和换热量大小,确定筒体2的直径,计算所需总换热面积和介质进出换热板10和纯换热板11的螺旋流槽截面积;计算介质进出换热板组换热面积,并由总换热面积减去介质进出换热板组换热面积得到所需的纯换热板换热面积,然后所需的纯换热板换热面积除以单片纯换热板换热面积所得值收尾为纯换热板数,纯换热板数除以四并收尾得纯换热板组数量;再由换热介质的操作压力进行筒体2、 端盖1、介质进出换热板10和纯换热板11的强度计算。根据换热介质的数量N,在筒体2 的壁上加工2N个换热介质管接口,N个用作换热介质入口,N个用作换热介质出口,其轴向位置与安装在筒体2内的换热芯的介质进出换热板10的环形流槽10-10的位置相对应,周向位置由所连接的换热介质接管7的管路布局确定。如图4 图8和图21所示介质进出换热板10的螺旋流槽10_7和如图11 图14 和图22所示纯换热板11的螺旋流槽11-5为一条或者两条,其横截面形状可以为图16 图20所示的梯形或矩形或半圆形或涵洞形或波浪形。选用如图23所示的介质进出换热板组一 3-1,依次由介质进出换热板一 10-1、介质进出换热板二 10-2组合而成,相互贴合端面上的螺旋流槽10-7配对构成一条螺旋流道 4 ;螺旋流道4对应的介质进出换热板一 10-1的外侧端面上的内端带有板间通孔10-9。选用如图M所示的介质进出换热板组二 3-2,依次由纯换热板一 11-1、介质进出换热板三10-3和介质进出换热板四10-4组合而成,相互贴合端面上的螺旋流槽11-5、10-7 配对构成两条螺旋流道4 ;介质进出换热板三10-3与介质进出换热板四10-4贴合端面上两侧的螺旋流槽10-7内端的两个板间通孔10-9对应相通;螺旋流道4对应的介质进出换热板四10-4的外侧端面上的内端带有板间通孔10-9 ;各板间通孔10-9及11-6间的密封联接方式可选用图四或图30所示的任一种形式。选用如图25所示的介质进出换热板组三3-3,依次由介质进出换热板一 10-1、介质进出换热板五10-5、纯换热板二 11-2和纯换热板四11-4组合而成,相互贴合端面上的螺旋流槽10-7、11-5配对构成三条螺旋流道4 ;介质进出换热板五10-5与纯换热板二 11_2 贴合端面上的螺旋流槽10-7、11-5外端的板间通孔10-9、11-6对应相通;纯换热板二 11_2 与纯换热板四11-4贴合端面上两侧的螺旋流槽11-5内端的两个板间通孔11-6对应相通; 螺旋流道4对应的纯换热板四11-4的外侧端面上的内端带有板间通孔11-6 ;各板间通孔
10-9及11-6间的密封联接方式可选用图四或图30所示的任一种形式。选用如图观所示的纯换热板组3-6,依次由纯换热板二 11-2、纯换热板三11-3、 纯换热板二 11-2和纯换热板四11-4组合而成,相互贴合端面上的螺旋流槽11-5配对构成三条螺旋流道4 ;纯换热板二 11-2与纯换热板三11-3以及该纯换热板三11-3与另一纯换热板二 11-2贴合端面上两侧的螺旋流槽11-5外端的两个板间通孔11-6、后一纯换热板二
11-2与纯换热板四11-4贴合端面上两侧的螺旋流槽11-5内端的两个板间通孔11-6分别对应相通;螺旋流道4对应的纯换热板二 11-2和纯换热板四11-4的外侧端面上的内端分别带有板间通孔11-6 ;各板间通孔10-9及11-6间的密封联接方式可选用图四或图30所示的任一种形式。板间通孔10-9或/和11-6间的密封联接为图四所示的端面密封联接,在两个互通的板间通孔10-9或/和11-6之一的口部端面加工环形凹槽后,装入密封圈10-12,通过两个板间通孔10-9或/和11-6所在的介质进出换热板11或/和纯换热板10端面的压紧力达到密封;或图30所示的轴向密封联接,在两个互通的板间通孔10-9或/和11-6的对应的通孔口部装入密封芯管10-13,密封芯管10-13带有凸肩,板间通孔10-9或/和11_6 口部端面带有凹槽,通过凸肩与凹槽相互配合阻挡密封芯管10-13的窜动,板间通孔10-9 或/和11-6与密封芯管10-13轴向配合段带有密封槽或者密封芯管10-13带有密封槽,密封槽内装入密封圈10-12,两个互通的板间通孔10-9或/和11-6所在的介质进出换热板 10或/和纯换热板11的端面贴合后实现密封目的。依次选用上述一个介质进出换热板组一 3-1、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组一 3-2,可组成如图31所示的双介质的单筒体换热芯;或依次选用上述一个介质进出换热板组一 3-1、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组三3-3、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组二 3-2,可组成如图32所示的三介质的单筒体换热芯;或依次类推,通过在纯换热板组3-6和介质进出换热板组二 3-2之间增加介质进出换热板组三3-3和无或一个或一个以上纯换热板组 3-6,组成三种以上介质的多介质的单筒体换热芯。组成单筒体换热芯时,介质进出换热板组一 3-1中的介质进出换热板一 10-1的板间通孔10-9同与介质进出换热板一 10-1相组配的纯换热板组3-6中的纯换热板四11-4, 或者介质进出换热板组二 3-2中的介质进出换热板四10-4,或者介质进出换热板组三3-3 中的纯换热板四11-4的贴合端面上的板间通孔11-6或10-9对应相通;纯换热板组3-6中外层的纯换热板二 11-2的板间通孔11-6同与纯换热板二 11-2相组配的另一纯换热板组 3-6中的纯换热板四11-4,或者介质进出换热板组二 3-2中的介质进出换热板四10-4,或者介质进出换热板组三3-3中的纯换热板四11-4的贴合端面上的板间通孔11-6或10-9对应相通;介质进出换热板组三3-3中的介质进出换热板一 10-1的板间通孔10-9同与介质进出换热板一 10-1相组配的纯换热板组3-6中的纯换热板四11-4,或者介质进出换热板组二 3-2中的介质进出换热板四10-4的贴合端面上的板间通孔11-6或10-9对应相通;各板间通孔10-9及11-6间的密封联接方式可选用图四或图30所示的任一种形式。选用如图39所示端盖固定件5之一的螺纹压环5-1将端盖1固定在筒体2的端部,螺纹压环5-1中心有内四方或内六方或内八方孔作为拆装用的扳手孔5-4;螺纹压环 5-1外半径不小于筒体2内半径加螺纹牙高;筒体2端部加工与螺纹压环5-1的外螺纹5-6 相匹配的内螺纹;筒体2端部内螺纹退刀槽内加工卸压孔2-1,且螺纹压环5-1与筒体2相配合的螺纹连接长度应能够保证当拆开端盖时,端盖1退出筒体2前经过卸压孔2-1卸压时仍具有足够的螺纹连接强度。或选用如图40所示端盖固定件5之一的螺纹压套5-2将端盖1固定在筒体2的端部,螺纹压套5-2的台阶状内孔的小孔为内四方或内六方或内八方孔,作为拆装用的扳手孔5-4 ;螺纹压套5-2内半径不大于筒体2外半径减螺纹牙高;筒体2端部加工与螺纹压套5-2的内螺纹5-5相匹配的外螺纹;螺纹压套5-2的台阶状内孔的小孔直径小于端盖外径;筒体2端部内螺纹退刀槽内加工卸压孔2-1,且螺纹压套5-2与筒体2相配合的螺纹连接长度应能够保证当拆开端盖时,端盖1退出筒体2前经过卸压孔2-1卸压时仍具有足够的螺纹连接强度。或选用如图41所示端盖固定件5之一的螺栓套件5-3将端盖1固定在筒体2的端部,端盖1外侧加工端盖法兰1-1,其上加工与螺栓套件5-3相匹配的螺栓孔,与端盖1 匹配的筒体2的端部加工与螺栓套件5-3相匹配的螺纹孔,通过螺栓套件5-3将端盖1固定在筒体2的端部;筒体2的端部靠近端盖1外侧的密封槽的外缘处加工卸压孔2-1,且螺栓套件5-3与匹配的筒体2端部的螺纹孔相配合的螺纹连接长度应能够保证当拆开端盖1 时,端盖1退出筒体2前经过卸压孔2-1卸压时仍具有足够的螺纹连接强度。组装过程为如图1所示,以单个纯换热板组的单筒体双介质流高压板式换热器为例。选用筒体2 —个、图39所示固定结构形式的端盖1与端盖固定件5两套、图31所示的双介质的单筒体换热芯一个、换热介质接管7四个;双介质的单筒体换热芯由介质进出换热板组一 3-1 —个、介质进出换热板组二 3-2 —个和纯换热板组3-6组成,介质进出换热板组的数量等于换热介质数量2 ;由换热器总换热面积减去介质进出换热板组一 3-1和介质进出换热板组二 3-2的换热面积后得筒体2内所需纯换热板的换热面积,所需纯换热板换热面积除以单片纯换热板换热面积后所得值收尾为纯换热板11数量,然后再除以四并收尾得纯换热板组3-6的数量为一个;介质进出换热板组一 3-1、介质进出换热板组二 3-2和纯换热板组由图4 图7所示的螺旋流槽形状和槽数相同的介质进出换热板10各一个、图11所示的纯换热板11 一个、图12所示的纯换热板11 二个、图13 图14所示的纯换热板11各一个组成;配用密封圈6共13个。首先,依次选用按前述方法,组合介质进出换热板组一 3-1、纯换热板组3-6和介质进出换热板组二 3-2成为双介质的单筒体换热芯;将密封圈6分别安装在已组装好的单筒体换热芯的介质进出换热板10的密封槽10-11和纯换热板11的密封槽11-7内。其次,将四根换热介质接管7对应焊接在筒体2上开的四个换热介质管接口上。然后,按图39所示,端盖1用螺纹压环5-1固定于筒体2端部,即先将密封圈6安装在端盖1的密封槽内,再将端盖1装入筒体2的一端,用扳手通过螺纹压环5-1上的扳手孔5-4将螺纹压环5-1的外螺纹5-6旋紧于筒体2—端的内螺纹,起到与筒体2的密封联接作用和对其中的单筒体换热芯的轴向定位作用。最后,将组装好的单筒体换热芯套装密封圈6后从筒体2未安装端盖的一侧装入筒体,安装时保证换热芯上介质进出换热板10上的环形流槽10-10与筒体2上的换热介质管接口相对应;按上述图39所示用螺纹压环固定端盖的方式固定另一端盖1。即完成单个纯换热板组的单筒体双介质流高压板式换热器的组装。其中,除采用图39所示的螺纹压环固定端盖结构外,还可以采用图40所示的螺纹压套固定端盖结构或者图41所示的螺栓固定端盖结构。按照前述组合介质进出换热板组3-1、3-2、3_3和纯换热板组3_6,并依次由一个介质进出换热板组一 3-1、无或二个或二个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组二 3-2组成双介质的单筒体换热芯;或依次由一个介质进出换热板组一 3-1、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组三3-3、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、 一个介质进出换热板组二 3-2,可组成三介质的单筒体换热芯;或依次类推,通过在纯换热板组3-6与介质进出换热板组二 3-2之间增加介质进出换热板组三3-3和无或一个或一个以上纯换热板组3-6,组成三种以上介质的多介质的单筒体换热芯的不同组合。仿照上述安装步骤,组装成无纯换热板组或除单个纯换热板组外的有纯换热板组的单筒体双介质流高压板式换热器,或者无纯换热板组或有纯换热板组的单筒体多介质流高压板式换热器。工艺流程是如图1所示,以超临界流体技术中广泛使用的二氧化碳的冷却-加热为例。二氧化碳气体冷凝液化后通过泵加压至临界压力以上的工作压力,然后加热使之达到临界温度以上的工作温度,而处于超临界状态的二氧化碳在完成萃取、超微粉体制备、染色、清洗、反应、灭菌诸过程之一后,又需要将处于高温的非超临界状态的二氧化碳冷却,甚至冷凝至液态,以便于通过泵进行加压,这样就存在如何利用二氧化碳冷却和加热循环中的热量的问题。
首先,由于本单筒体双介质流高压板式换热器内换热芯的构造沿换热器中部环向截面的对称性,来自储罐或系统回用的高温低压二氧化碳GO 80°C、4 15MPa)可以从换热器任意一端的最外换热介质接管7进入;高温低压二氧化碳沿轴向自其换热器入口端至入口相对端逐一在换热芯中所形成的螺旋流道4中流动,并从入口相对端的次外换热介质接管7排出。其次,自泵加压出来的低温高压二氧化碳(如-10 0°C、32 IOOMPa)从高温低压二氧化碳入口相对端的最外换热介质接管7进入,低温高压二氧化碳沿轴向自其换热器入口端至入口相对端逐一在换热芯所形成的另一螺旋流道4中流动,并从高温低压二氧化碳入口端的次外换热介质接管7排出。高温低压二氧化碳与低温高压二氧化碳在换热芯中所形成的两组螺旋流道4 进行间壁换热,换热后的高温低压二氧化碳转变为低温低压二氧化碳(如< 40°C、4 15MPa),自换热器排出后的低温低压二氧化碳经制冷机补充冷量损失,进入泵的入口,增压之后为低温高压二氧化碳(如-10 0°C、32 IOOMPa)循环使用;而换热后的低温高压二氧化碳转变为高温高压二氧化碳(如> 40°C、32 IOOMPa),已经处于超临界状态,可根据工艺流程需要,经过加热器补充热量损失,可供给后续超临界二氧化碳萃取、超微粉体制备、染色、清洗、反应、灭菌诸过程之一使用。完成前述某一项工艺之后,二氧化碳又被转化成为高温低压状态,此时的二氧化碳被再次送入本换热器换热后循环使用或者回送储罐以备后续使用。本换热器利用超临界流体在相变过程中的潜热和显热的热源进行互补的物理性能的机理,在不增加或少增加能源的情况下最大程度地提高了二氧化碳冷却-加热这样一个热量循环过程的热量或冷量的利用率,具有设备结构紧凑、加工简单、安装简便、使用方便一系列优点,能源的综合利用,符合节能减排、循环生产的发展方向。2、实施例二 如图2所示选用基本组件,组装双筒体多介质流高压板式换热器。当三种或三种以上换热介质的工作压力呈现高、低两组,或者两两换热介质之间的换热量呈现高、低两组,且两组间的差异较大,如相差两倍以上时,考虑使用双筒体多介质流高压板式换热器。根据换热介质的工作压力、流量、流动方式和换热量大小,确定小筒体2-2和大筒体2-3的直径,计算两个筒体内各自所需总换热面积和介质进出换热板10和纯换热板11的螺旋流槽截面积,计算每个筒体内介质进出换热板组换热面积,并由每个筒体内的总换热面积减去介质进出换热板组换热面积得到所需的每个筒体内的纯换热板换热面积,然后所需的纯换热板换热面积除以单片纯换热板换热面积所得值收尾为纯换热板数,纯换热板数除以四并收尾,得每个筒体内的纯换热板组数量;再由换热介质的操作压力进行小筒体2-2和大筒体2-3、与每个筒体匹配的端盖1、介质进出换热板10和纯换热板11 以及变径隔板8的强度计算。换热介质的总数量N,η种换热介质在小筒体2-2内的换热芯中进行换热,Ν-η+1种介质在大筒体内的换热芯中进行换热,即N种换热介质中有一种介质同时在大、小筒体内的换热芯中参与换热。在小筒体2-2的壁上加工2η-1个换热介质管接口,η个用作换热介质入口或出口,η-1个用作换热介质出口或入口 ;在大筒体2-3的壁上加工2 (Ν-η) +1个换热介质管接口,Ν-η个用作换热介质入口或出口,Ν-η+1个用作换热介质出口或入口 ;其轴向位置与分别安装在小筒体2-2和大筒体2-3内的换热芯的介质进出换热板10的环形流槽10-10的位置相对应,周向位置由所连接的换热介质接管7的管路布局确定。如图4 图9和图21所示介质进出换热板10的螺旋流槽10_7和图11 图14 及图22所示纯换热板11的螺旋流槽11-5为一条或者两条,其横截面形状可以在图16 图20所示的梯形、矩形、半圆形、涵洞形、波浪形截面中选用一种。选用如实施例一中所述的介质进出换热板组一 3-1、介质进出换热板组二 3-2、介质进出换热板组三3-3和纯换热板组3-6。选用如图沈所示单独由介质进出换热板六10-6组成的介质进出换热板组四3-4。选用如图27所示的介质进出换热板组五3-5,依次由介质进出换热板六10-6和纯换热板四11-4组合而成,相互贴合端面上的螺旋流槽10-7和螺旋流槽11-5配对构成一条螺旋流道4 ;纯换热板四11-4与介质进出换热板六10-6贴合端面上的螺旋流槽11-5内端的板间通孔11-6和螺旋流槽10-7的板间通孔10-9对应相通;螺旋流道4对应的纯换热板四11-4的外侧端面上的内端带有板间通孔11-6 ;其中板间通孔10-9和11-6间的密封联接采用实施例一种所述如图四所示的端面密封或图30所示的轴向密封联接。依次选用上述的一个介质进出换热板组四3-4、无或一个或一个以上纯换热板组 3-6和一个介质进出换热板组二 3-2组成图33所示双介质的端部筒体换热芯一;或依次选用上述的一个介质进出换热板组四3-4、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组三3-3、无或一个或一个以上纯换热板组3-6和一个介质进出换热板组二 3-2组成图34所示三介质的端部筒体换热芯一;依次类推,通过在纯换热板组3-6与介质进出换热板组二 3-2之间增加介质进出换热板组三3-3和无或一个或一个以上纯换热板组3-6,组成三种以上介质的多介质的端部筒体换热芯一。组成端部筒体换热芯一时,介质进出换热板组四3-4的介质进出换热板六10-6上的螺旋流槽10-7朝向纯换热板组3-6或介质进出换热板组三3-3或介质进出换热板组二 3-2,介质进出换热板六10-6上的板间通孔10-9同与介质进出换热板六10-6相组配的纯换热板组3-6中的纯换热板四11-4,或者介质进出换热板组二 3-2中的介质进出换热板四 10-4,或者介质进出换热板组三3-3中的纯换热板四11-4的贴合端面上的板间通孔11-6 或10-9对应相通;纯换热板组3-6中的外层纯换热板二 11-2的板间通孔11-6同与纯换热板二 11-2相组配的另一纯换热板组3-6中的纯换热板四11-4,或者介质进出换热板组二 3-2中的介质进出换热板四10-4,或者介质进出换热板组三3-3中的纯换热板四11-4的贴合端面上的板间通孔11-6或10-9对应相通;介质进出换热板组三3-3中的介质进出换热板一 10-1的板间通孔10-9同与介质进出换热板一 10-1相组配的纯换热板组3-6中的纯换热板四11-4,或者介质进出换热板组二 3-2中的介质进出换热板四10-4的贴合端面上的板间通孔11-6或10-9对应相通;上述板间通孔10-9或/和11-6之间通过实施例一种所述图四所示的端面密封或图30所示的轴向密封联接;组成换热芯后的介质进出换热板组四3-4朝向变径隔板,介质进出换热板组四3-4上的板间通孔10-9与变径隔板8上的介质分布槽8-2相通。依次选用上述的一个介质进出换热板组五3-5、无或一个或一个以上纯换热板组 3-6和一个介质进出换热板组一 3-1组成图35所示双介质的端部筒体换热芯二 ;或依次选用上述的一个介质进出换热板组五3-5、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组三3-3、无或一个或一个以上纯换热板组3-6和一个介质进出换热板组一 3-1组成图36所示三介质的端部筒体换热芯二 ;依次类推,通过在纯换热板组3-6与介质进出换热板组一 3-1之间增加介质进出换热板组三3-3和无或一个或一个以上纯换热板组3-6,组成三种以上介质的多介质的端部筒体换热芯二。组成端部筒体换热芯二时,介质进出换热板组一 3-1中的介质进出换热板一 10-1 上的板间通孔10-9同与介质进出换热板一 10-1相组配的纯换热板组3-6中的纯换热板四 11-4,或者介质进出换热板组五3-5中的纯换热板四11-4,或者介质进出换热板组三3-3中的纯换热板四11-4的贴合端面上的板间通孔11-6对应相通;纯换热板组3-6中外层的纯换热板二 11-2的板间通孔11-6同与纯换热板二 11-2相组配的另一纯换热板组3-6中的纯换热板四11-4,或者介质进出换热板组五3-5中的纯换热板四11-4,或者介质进出换热板组三3-3中的纯换热板四11-4的贴合端面上的板间通孔11-6对应相通;介质进出换热板组三3-3中的介质进出换热板一 10-1的板间通孔10-9同与介质进出换热板一 10-1相组配的纯换热板组3-6中的纯换热板四11-4,或者介质进出换热板组五3-5中的纯换热板四11-4的贴合端面上的板间通孔11-6对应相通;上述板间通孔10-9或/和11-6之间通过实施例一种所述图四所示的端面密封或图30所示的轴向密封联接;组成换热芯后的介质进出换热板组五3-5朝向变径隔板8,介质进出换热板组五3-5中的介质进出换热板六 10-6的板间通孔10-9与变径隔板8上的介质分布槽8-2相通。选用实施例一中所述图39所示的螺纹压环固定端盖结构或者图40所示的螺纹压套固定端盖结构或者图41所示的螺栓固定端盖结构,将对应的端盖1固定于筒体2-2和筒体 2-3。选用如图42所示变径筒体联接件9之一的法兰螺栓套件9-1连接两筒体,变径隔板8所衔接分隔的小筒体2-2端部加工筒体法兰2-5,筒体法兰2-5的外径与大筒体外径相同,其上加工与法兰螺栓套件9-1相匹配的螺栓孔;变径隔板8所衔接分隔的大筒体2-3 端部加工与法兰螺栓套件9-1相匹配的螺纹孔;大筒体2-3和小筒体2-2联接端靠近变径隔板8外侧的密封槽的外缘处加工卸压孔2-1,且法兰螺栓套件9-1与大筒体2-3的螺纹孔相配合的螺纹连接的长度应能够保证当拆开法兰螺栓套件9-1的螺栓使变径隔板8退出大筒体2-3和小筒体2-2前经过卸压孔2-1卸压时仍具有足够的螺纹连接强度。或选用图43所示变径筒体联接件9之一的螺纹套9-2连接两筒体,螺纹套9_2外柱面加工拆装用的扳手孔9-4,变径隔板8所衔接分隔的小筒体2-2端部加工与螺纹套9-2 的小孔端内螺纹9-5相匹配的外螺纹,变径隔板8所衔接分隔的大筒体2-3端部加工与螺纹套9-2的大孔端内螺纹9-5相匹配的外螺纹;螺纹套9-2大孔端和小孔端的螺纹旋向相反;大筒体2-3和小筒体2-2联接端靠近变径隔板8外侧的密封槽的外缘处加工卸压孔 2-1,且螺纹套9-2与大筒体2-3和小筒体2-2相配合的螺纹连接的长度应能够保证当拆开螺纹套9-2使变径隔板8退出大筒体2-3和小筒体2-2前经过卸压孔2_1卸压时仍具有足够的螺纹连接强度。或选用图44所示变径筒体联接件9之一的螺纹环9-3连接两筒体,螺纹环9_3的一侧端面加工拆装用的扳手孔9-4,变径隔板8所衔接分隔的小筒体2-2端部加工与螺纹环 9-3的小孔端内螺纹9-5相匹配的外螺纹,变径隔板8所衔接分隔的大筒体2-3端部加工与螺纹环9-3的大孔端外螺纹9-6相匹配的内螺纹;螺纹环9-3大孔端和小孔端的螺纹旋向相反;大筒体2-3和小筒体2-2联接端靠近变径隔板8外侧的密封槽的外缘处加工卸压孔2-1,且螺纹环9-3与大筒体2-3和小筒体2-2相配合的螺纹连接的长度应能够保证当拆开螺纹环9-3使变径隔板8退出大筒体2-3和小筒体2-2前经过卸压孔2_1卸压时仍具有足够的螺纹连接强度。或采用如图45所示变径筒体联接件9之一的变径隔板螺栓套件9-7连接两筒体, 变径隔板8匹配连接的大筒体2-3和小筒体2-2的端部分别加工与变径隔板螺栓套件9-7 相匹配的螺纹孔,变径隔板8大端的变径隔板法兰8-3的螺栓孔为普通螺栓孔,与大筒体
2-3端部的螺纹孔和变径隔板螺栓套件9-7的普通螺栓相匹配,变径隔板8大端与小端间的环形部位的沉头螺栓孔带有密封槽,与小筒体2-2端部的螺纹孔和变径隔板螺栓套件9-7 的螺杆带密封段的沉头螺栓相匹配,大筒体2-3和小筒体2-2联接端靠近变径隔板8外侧的密封槽的外缘处加工卸压孔2-1,且变径隔板螺栓套件9-7与大筒体2-3和小筒体2-2的螺纹孔相配合的螺纹连接的长度应能够保证当拆开变径隔板螺栓套件9-7使变径隔板8退出大筒体2-3和小筒体2-2前经过卸压孔2-1卸压时仍具有足够的螺纹连接强度。组装过程为如图2所示,以各筒体单个纯换热板组的双筒体三介质流高压板式换热器为例。选用小筒体2-2 —个、大筒体2-3 —个、图41所示联接结构且与大小筒体匹配的端盖1与端盖固定件5各一套、图42所示的变径隔板8 一个和变径筒体联接件9 一套、图 33所示配套小筒体的双介质的端部筒体换热芯组一和图35所示配套大筒体的双介质的端部筒体换热芯二各一个、换热介质接管7六个;双介质的配合小筒体的端部筒体换热芯一由一个介质进出换热板组二 3-2、纯换热板组3-6和一个介质进出换热板组四3-4组成;双介质的配合大筒体的端部筒体换热芯二由一个介质进出换热板组五3-5、纯换热板组3-6 和一个介质进出换热板组一 3-1组成;介质进出换热板组的数量等于换热介质数量3加变径隔板数量1 ;小筒体内的总换热面积减去介质进出换热板组二 3-2和介质进出换热板组四3-4的换热面积后得小筒体2-2内所需的纯换热板11换热面积,所需纯换热板11换热面积除以单片纯换热板换热面积所得值收尾为纯换热板11数量,然后除以四并收尾得纯换热板组3-6的数量为一个;大筒体内的总换热面积减去介质进出换热板组一 3-1和介质进出换热板组五3-5换热面积后得匹配大筒体2-3内所需的纯换热板11换热面积,所需纯换热板11换热面积除以单片纯换热板换热面积所得值收尾为纯换热板11数量,然后除以四并收尾得纯换热板组3-6的数量为一个;介质进出换热板组一 3-1、介质进出换热板组二
3-2、介质进出换热板组四3-4、介质进出换热板组五3-5和纯换热板组3-6分别由图4和图 5所示与大筒体匹配的介质进出换热板10各一个、图6和图7所示与小筒体匹配的介质进出换热板10各一个、图9所示分别与小筒体和大筒体匹配的介质进出换热板10-6各一个、 图11所示与小筒体2-2匹配的纯换热板11 一个、图12所示分别与小筒体和大筒体匹配的纯换热板11各二个、图13所示分别与小筒体和大筒体匹配的纯换热板11各一个、图14所示与小筒体匹配的纯换热板11 一个和与大筒体匹配的纯换热板11 二个组成;配用与大小筒体匹配的密封圈6各十二个。首先,按前述方法依次组合介质进出换热板组二 3-2、纯换热板组3-6和介质进出换热板组四3-4组成匹配小筒体2-2的端部筒体换热芯一;按前述方法依次组合介质进出换热板组五3-5、纯换热板组3-6和介质进出换热板组一 3-1组成匹配大筒体2-3的端部筒体换热芯二 ;将匹配大小筒体的密封圈6分别安装在组装好的端部筒体换热芯一和端部筒体换热芯二的介质进出换热板10的密封槽10-11和纯换热板11的密封槽11-7内。其次,将六根换热介质接管7对应焊接在小筒体2-2和大筒体2-3上开的六个换热介质管接口上。然后,将匹配小筒体2-2和大筒体2-3的密封圈6分别装入变径隔板8大小端上的密封槽内,按图42所示的法兰螺栓连接结构,将变径隔板8的大、小端分别装入小筒体2-2 和大筒体2-3,通过法兰螺栓套件9-1将小筒体2-2与大筒体2-3连接在一起,完成两筒体与变径隔板8的组装;上紧的小筒体2-2的筒体法兰2-5既起到连接两个筒体的作用,又起到通过变径隔板8衔接分隔两个筒体和安装各自换热芯时限位的作用;将组装好的匹配小筒体2-2的端部筒体换热芯一和匹配大筒体2-3的端部筒体换热芯二套装密封圈6后,分别对应地从小筒体2-2和大筒体2-3的敞开端装入筒体空腔内,安装时保证各自换热芯上介质进出换热板10的环向流槽10-10与所对应的小筒体2-2或者大筒体2-3上连接换热介质接管7的通孔相对应。最后,将匹配小筒体2-2和大筒体2-3的螺栓固定的端盖1的密封槽内对应套装各自的两个密封圈6 ;按图41所示,分别将两组螺栓套件5-3的螺栓对应旋入小筒体2-2和大筒体2-3端部的螺纹孔内,然后分别将两个端盖1对应装入小筒体2-2和大筒体2-3内, 装上螺栓垫片,旋紧螺母,使螺栓固定的端盖1固定在对应的小筒体2-2和大筒体2-3上。即完成各筒体单个纯换热板组的双筒体三介质流高压板式换热器的组装。其中,端盖1固定于大筒体2-3和小筒体2-2的方式除采用图41所示的法兰螺栓固定外,还可以采用图39所示的螺纹压环固定或者图40所示的螺纹压套固定;大筒体2-3 和小筒体2-2之间的连接方式除采用上述图42所示的法兰螺栓连接外,还可以采用上述图 43所示的螺纹套连接或者图44所示的螺纹环连接或者图45所示的变径隔板螺栓连接。按照前述组合介质进出换热板组3-1、3-2、3-3、3-4、3_5和纯换热板组3_6,并依次由一个介质进出换热板组一 3-1、无或二个或二个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组五3-5组成除单个纯换热板组的双介质的端部筒体换热芯一,或者依次由一个介质进出换热板组二 3-2、无或二个或二个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组四3-4 组成除单个纯换热板组的双介质的端部筒体换热芯二;或者依次由一个介质进出换热板组一 3-1、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组三3-3、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组五3-5组成无或有纯换热板组的三介质的端部筒体换热芯一,或者依次由一个介质进出换热板组二 3-2、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组三3-3、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组四3-4组成无或有纯换热板组的三介质的端部筒体换热芯二 ;或依次类推,通过在纯换热板组3-6与介质进出换热板组五3-5或介质进出换热板组四3-4之间增加介质进出换热板组三3-3和无或一个或一个以上纯换热板组3-6,组成无或有纯换热板组的介质数大于三的多介质的端部筒体换热芯一或端部筒体换热芯二 ;仿照上述安装步骤,组装成无纯换热板组或除各筒体单个纯换热板组外的有纯换热板组的双筒体三介质流高压板式换热器,或者无或有纯换热板组的双筒体多介质流高压板式换热器。工艺流程是如图2所示,以超临界流体技术中广泛使用的二氧化碳的冷凝-加热为例。二氧化碳气体在采用泵进行加压前,需要将其冷凝至液体;而加压至临界压力以上达到工作压力的二氧化碳又需要加热使之达到临界温度以上的工作温度;而处于超临界状态的二氧化碳在完成萃取、超微粉体制备、染色、清洗、反应、灭菌诸过程之一后,反过来需要将处于高温的非超临界状态的二氧化碳冷凝至液态,以便于通过泵进行加压,这样就存在如何利用二氧化碳冷凝和加热循环中的热量的问题。首先,自储罐或系统回用的高温低压二氧化碳(40 80°C、4 15MPa)从本双筒体三介质流高压板式换热器的小筒体2-2不与大筒体2-3相连端的次外换热介质接管7进入,沿轴向自其进入端至两筒体联接端逐一在小筒体2-2换热芯内所形成的螺旋流道4中流动,通过变径隔板8的轴向通孔8-1进入大筒体2-3的换热芯;自泵加压出来的低温高压二氧化碳(如-10 0°C、32 IOOMPa)从小筒体2-2与大筒体2-3相连端的换热介质接管7进入,沿轴向自其进入端至小筒体2-2不与大筒体2-3相连端逐一在小筒体2-2的换热芯内所形成的另一组螺旋流道4中流动,并自小筒体2-2不与大筒体2-3相连端的最外换热介质接管7排出。高温低压二氧化碳与低温高压二氧化碳在小筒体2-2的换热芯内所形成的两组螺旋流道4中进行间壁换热,换热后的低温高压二氧化碳转变为高温高压二氧化碳(如> 40°C、32 IOOMPa),已经处于超临界状态,可根据工艺流程需要,经过加热器加热补充热量损失,供给后续超临界二氧化碳萃取、超微粉体制备、染色、清洗、反应、灭菌诸过程之一使用,完成某项工艺之后,高温高压二氧化碳又被转化成为高温低压状态,此时的二氧化碳被再次送入本换热器换热后循环使用或者回送储罐中以备后续使用;换热后的高温低压二氧化碳转变为中温低压二氧化碳(如10 30°C、4 15MPa),进入大筒体二 2_3 的换热芯继续换热。其次,制冷剂(如来自压缩机的氟利昂或四氟乙烷制冷剂)经小孔膨胀后自本双筒体三介质流高压板式换热器的大筒体2-3不与小筒体2-2相连端的最外端换热介质接管7进入,沿轴向自其换热器进入端至两筒体联接端逐一在大筒体2-3的换热芯内所形成的螺旋流道4中流动,并自大筒体2-3与小筒体2-2相连端的换热介质接管7排出;自小筒体2-2换热芯换热后经变径隔板8上的轴向通孔8-1进入的中温低压二氧化碳,沿轴向自两筒体联接端至大筒体2-3不与小筒体2-2相连端逐一在大筒体2-3的换热芯内所形成的另一螺旋流道4中流动,并自大筒体2-3不与小筒体2-2相连端的次外换热介质接管 7排出。制冷剂和中温低压二氧化碳通过大筒体2-3的换热芯内的两组螺旋流道4进行间壁换热,换热后的制冷剂转变为高温制冷剂(如40 70°C ),进入压缩机压缩后,经风冷散热器冷却(小于40°C)而循环使用;换热后的中温低压二氧化碳转变为低温低压二氧化碳 (如-10 0°C、4 15MPa),进入泵入口,增压之后转为低温高压二氧化碳(如-10 0°C、 32 IOOMPa),循环使用。本换热器最大程度地提高了二氧化碳冷却-冷凝-加温以及制冷剂蒸发吸热这样一个热量循环过程的热量或冷量的利用率,具有设备结构紧凑、加工简单、安装简便、使用方便一系列优点,符合节能减排、循环生产的发展方向。3、实施例三如图3所示选用基本组件,组装三筒体多介质流高压板式换热器。当四种或四种以上换热介质的工作压力呈现高、中、低三组,或者两两换热介质之间的换热量呈现高、中、低三组,且中、低组或高、中组之间的差异较大,如相差两倍以上时, 考虑使用三筒体多介质流高压板式换热器。根据换热介质的工作压力、流量、流动方式和换热量大小,确定小筒体2-2、中筒体2-4和大筒体2-3的直径,计算三个筒体内各自所需总换热面积和介质进出换热板10和纯换热板11的螺旋流槽截面积;计算每个筒体内介质进出换热板组换热面积,并由每个筒体内的总换热面积减去介质进出换热板组换热面积得到所需的每个筒体内的纯换热板换热面积,然后所需的纯换热板换热面积除以单片纯换热板换热面积所得值收尾为纯换热板数,纯换热板数除以四并收尾,得每个筒体内的纯换热板组数量;再由换热介质的操作压力进行小筒体2-2、中筒体2-4和大筒体2-3、与每个筒体匹配的端盖1、介质进出换热板10和纯换热板11以及变径隔板8的强度计算。换热介质的总数量N,m种换热介质在小筒体2-2内的换热芯中进行换热,η种换热介质在中筒体2-4内的换热芯中进行换热,Ν-m-n+l种介质在大筒体内的换热芯中进行换热,即N种换热介质中有一种介质同时在大、中、小筒体内的换热芯中参与换热,或者N种换热介质中有一种介质同时在大、中筒体内和另外一种介质同时在中、小筒体内的换热芯中参与换热。在小筒体2-2 的壁上加工2m-l个换热介质管接口,m个用作换热介质入口或出口,m-1个用作换热介质出口或入口 ;在中筒体2-4的壁上加工2 (n-1)个换热介质管接口,n-1个用作换热介质入口或出口,n-1个用作换热介质出口或入口 ;在大筒体的壁上加工2 (N-m-n)+3个换热介质管接口,N-m-n+2个用作换热介质入口或出口,Ν-m-n+l个用作换热介质出口或入口 ;其轴向位置与分别安装在小筒体2-2、中筒体2-4和大筒体2-3内的换热芯的介质进出换热板10 的环形流槽10-10的位置相对应,周向位置由所连接的换热介质接管7的管路布局确定。如图4 图9和图21所示介质进出换热板10的螺旋流槽10_7和如图11 图14 和图22所示纯换热板11的螺旋流槽11-5为一条或者两条,其横截面形状可以为图16 图20所示的梯形或矩形或半圆形或涵洞形或波浪形。选用如实施例一中所述的介质进出换热板组一 3-1、介质进出换热板组二 3-2、介质进出换热板组三3-3和纯换热板组3-6 ;选用如实施例二中所述的介质进出换热板组四 3-4和介质进出换热板组五3-5。选用上述介质进出换热板组与纯换热板组组成实施例二中所述的端部筒体换热芯一和端部筒体换热芯二。依次选用上述的一个介质进出换热板组四3-4、无或一个或一个以上纯换热板组 3-6和一个介质进出换热板组五3-5组成图37所示的双介质的中间筒体换热芯;或依次选用上述的一个介质进出换热板组四3-4、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组三3-3、无或一个或一个以上纯换热板组3-6和一个介质进出换热板组五3-5 组成图38所示的三介质的中间筒体换热芯;依次类推,通过在纯换热板组3-6与介质进出换热板组五3-5之间增加一个介质进出换热板组三3-3和无或一个或一个以上纯换热板组 3-6,组成三种以上介质的多介质的中间筒体换热芯。组成中间筒体换热芯时,介质进出换热板组四3-4的介质进出换热板六10-6上的螺旋流槽10-7和介质进出换热板组五3-5的纯换热板四11-4上的螺旋流槽11-5朝向纯换热板组3-6或介质进出换热板组三3-3或介质进出换热板组五3-5 ;介质进出换热板组四 3-4的介质进出换热板六10-6上的板间通孔10-9同与介质进出换热板六10-6相组配的纯换热板组3-6中的纯换热板四11-4,或者介质进出换热板组五3-5中的纯换热板四11-4, 或者介质进出换热板组三3-3中的纯换热板四11-4的贴合端面上的板间通孔11-6对应相通;纯换热板组3-6中外层的纯换热板二 11-2的板间通孔11-6同与纯换热板二 11-2相组配的另一纯换热板组3-6中的纯换热板四11-4,或者介质进出换热板组五3-5中的纯换热板四11-4,或者介质进出换热板组三3-3中的纯换热板四11-4的贴合端面上的板间通孔 11-6对应相通;介质进出换热板组三3-3中的介质进出换热板一 10-1的板间通孔10-9同与介质进出换热板一 10-1相组配的纯换热板组3-6中的纯换热板四11-4,或者介质进出换热板组五3-5中的纯换热板四11-4的贴合端面上的板间通孔11-6对应相通;上述板间通孔10-9和/或11-6之间通过实施例一中所述图四所示的端面密封或图30所示的轴向密封联接;介质进出换热板组四3-4的介质进出换热板六10-6和介质进出换热板组五3-5 中的介质进出换热板六10-6上的板间通孔10-9分别与相对应的变径隔板8上的介质分布槽8-1相通。选用实施例一中所述图39所示的螺纹压环固定端盖结构或者图40所示的螺纹压套固定端盖结构或者图41所示的螺栓固定端盖结构,将对应的端盖1固定于筒体2-2和筒体 2-3。选用实施例二中所述图42所示的法兰螺栓连接结构或者图43所示的螺纹套连接结构或者图44所示的螺纹环连接结构或者如图45所示的变径隔板螺栓连接结构连接小筒体2-2与中筒体2-4和中筒体2-4与大筒体2-3。组装过程为如图3所示,以各筒体单个纯换热板组的三筒体四介质流高压板式换热器为例。选用小筒体2-2 —个、大筒体2-3 —个、中筒体2-4 —个、图40所示固定结构形式且与大、小筒体匹配的的端盖1与端盖固定件5各一套、图43所示的衔接分隔中小筒体的变径隔板8和变径筒体联接件9各一个、图44所示的衔接分隔大中筒体的变径隔板8和变径筒体联接件9各一个、图33所示配套小筒体的双介质的端部筒体换热芯组一、图37所示配套中筒体的双介质的中间筒体换热芯组和图35所示配套大筒体的双介质的端部筒体换热芯二各一个、换热介质接管7八个;双介质的配合小筒体的端部筒体换热芯一由一个介质进出换热板组二 3-2、纯换热板组3-6和一个介质进出换热板组四3-4组成;双介质的配合中筒体的中间筒体换热芯由一个介质进出换热板组四3-4、纯换热板组3-6和一个介质进出换热板组五3-5组成;双介质的配合大筒体的端部筒体换热芯二由一个介质进出换热板组五3-5、纯换热板组3-6和一个介质进出换热板组一 3-1组成;介质进出换热板组的数量等于换热介质数量4加变径隔板数量2 ;由小筒体内的总换热面积减去介质进出换热板组二 3-2和介质进出换热板组四3-4的换热面积后得所需的纯换热板换热面积,该面积除以单片纯换热板换热面积所得值收尾为纯换热板数,纯换热板数除以四并收尾得匹配小筒体2-2的纯换热板组3-6的数量为一个;由中筒体内的总换热面积减去介质进出换热板组四3-4和介质进出换热板组五3-5换热面积后得所需的纯换热板换热面积,该面积除以单片纯换热板换热面积所得值收尾为纯换热板数,纯换热板数除以四并收尾得匹配中筒体
2-4的纯换热板组3-6的数量为一个;由大筒体内的总换热面积减去介质进出换热板组一
3-1和介质进出换热板组五3-5换热面积后得所需的纯换热板换热面积,该面积除以单片纯换热板换热面积所得值收尾为纯换热板数,纯换热板数除以四并收尾得匹配大筒体2-3 的纯换热板组3-6的数量为一个;介质进出换热板组一 3-1、介质进出换热板组二 3-2、介质进出换热板组四3-4、介质进出换热板组五3-5和纯换热板组3-6分别由图4和图5所示与大筒体2-3匹配的介质进出换热板10各一个、图6和图7所示与小筒体2-2匹配的介质进出换热板10各一个、图9所示分别与小筒体2-2和大筒体2-3匹配的介质进出换热板10-6各一个及与中筒体2-4匹配的介质进出换热板10-6 二个、图11所示与小筒体2-2匹配的纯换热板11 一个、图12所示分别与小筒体、中筒体和大筒体匹配的纯换热板11各二个、图 13所示分别与小筒体、中筒体和大筒体匹配的纯换热板11各一个、图14所示分别与中筒体和大筒体匹配的纯换热板11各二个以及与小筒体匹配的纯换热板11 一个组成;选用与大小筒体匹配的密封圈6各十二个、与中筒体匹配的密封圈6 i^一个。首先,依次选用上述的一个介质进出换热板组四3-4、一个纯换热板组3-6和一个介质进出换热板组二 3-2组成端部筒体换热芯一;依次选用上述的一个介质进出换热板组五3-5、一个纯换热板组3-6和一个介质进出换热板组一 3-1组成端部筒体换热芯二 ;依次选用上述的一个介质进出换热板组四3-4、一个纯换热板组3-6和一个介质进出换热板组五3-5组成中间筒体换热芯;将对应的密封圈6分别套装在组成好的端部筒体换热芯一、端部筒体换热芯二和中间筒体换热芯的介质进出换热板10的密封槽10-11和纯换热板11的密封槽11-7内。其次,将八根换热介质接管7对应焊接在小筒体2-2、大筒体2-3和中筒体2_4上开的八个换热介质管路接口上。然后,将相应的密封圈6装入匹配小筒体2-2与中筒体2-4的变径隔板8上的密封槽内;按图43所示螺纹套连接两筒体结构,通过扳手孔9-4将螺纹套9-2的两个内螺纹 9-5分别旋入匹配的小筒体2-2端部外螺纹、中筒体2-4筒体端部外螺纹,并旋紧在一起, 螺纹套9-2与小筒体2-2间匹配的螺纹为左旋,螺纹套9-2与中筒体2-4间匹配的螺纹为右旋,完成小、中两筒体的连接和与变径隔板的组装;变径隔板8既起到衔接分隔两个筒体的作用,又起到安装各自换热芯时限位的作用;将组装好的端部筒体换热芯一和中间筒体换热芯分别套装相应的密封圈6后对应从小筒体2-2和中筒体2-4的敞开端装入筒体空腔内,安装时保证各自换热芯上介质进出换热板10的环向流槽10-10与所对应的小筒体2-2 或者中筒体2-4上连接换热介质接管7的通孔相对应;将匹配小筒体端盖1的两个密封圈 6套入其配套的端盖1的密封槽内,然后将端盖1装入小筒体2-2的敞开端,按图40所示固定结构,通过扳手孔5-4将端盖固定件5之一的螺纹压套5-2的内螺纹5-5与小筒体2_2 端部的外螺纹旋紧在一起,使端盖1固定于小筒体2-2端部。最后,将相应的密封圈6装入衔接分隔中大筒体的变径隔板8上的密封槽内;按图 44所示螺纹环连接两筒体结构,通过扳手孔9-4将螺纹环9-3的内螺纹9-5和外螺纹9_6分别与匹配的中筒体2-4端部的外螺纹和大筒体2-3端部的内螺纹旋紧在一起;螺纹环9-3 与中筒体2-4间匹配的螺纹为左旋,螺纹环9-3与大筒体2-3间匹配的螺纹为右旋,完成中、大两筒体的连接和与变径隔板的组装;变径隔板8既起到衔接分隔两个筒体的作用,又起到压紧中筒体2-4内的中间筒体换热芯和安装大筒体换热芯时的限位作用;将组装好的端部筒体换热芯二套装相应的密封圈6后从大筒体2-3的敞开端装入大筒体2-3内,安装时保证换热芯上介质进出换热板10的环向流槽10-10与所对应的大筒体2-3上连接换热介质接管7的通孔相对应;将匹配大筒体端盖1的两个密封圈6套入其配套的端盖1的密封槽内,然后将端盖1装入大筒体2-3的敞开端,按图40所示固定结构,通过扳手孔5-4将端盖固定件5之一的螺纹压套5-2的内螺纹5-5与大筒体2-3端部的外螺纹旋紧在一起, 使端盖1固定于大筒体2-3端部。即完成三筒体四介质流高压板式换热器的组装。
其中,端盖1固定于大、小筒体的方式除采用实施例一中所述图40所示的螺纹压套固定外,还可以采用图39所示的螺纹压环固定或者图41所示的法兰螺栓固定;中筒体
2-4和小筒体2-2之间以及大筒体2-3和中筒体2-4之间的连接方式除采用上述图42所示的法兰螺栓连接外,还可以采用上述图43所示的螺纹套连接或者图44所示的螺纹环连接或者图45所示的变径隔板螺栓连接。按照前述组合介质进出换热板组3-1、3-2、3-3、3-4、3_5和纯换热板组3_6,并依次由一个介质进出换热板组一 3-1、无或二个或二个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组五3-5组成除单个纯换热板组的双介质的端部筒体换热芯一,或者依次由一个介质进出换热板组二 3-2、无或二个或二个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组四3-4 组成除单个纯换热板组的双介质的端部筒体换热芯二,并且并依次由一个介质进出换热板组四3-4、无或二个或二个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组五3-5组成除单个纯换热板组的双介质的中间筒体换热芯;或者依次由一个介质进出换热板组一 3-1、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组三3-3、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组五3-5组成无或有纯换热板组的三介质的端部筒体换热芯一,或者依次由一个介质进出换热板组二 3-2、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、 一个介质进出换热板组三3-3、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组四3-4组成无或有纯换热板组的三介质的端部筒体换热芯二,并且并依次由一个介质进出换热板组四3-4、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组三3-3、无或一个或一个以上纯换热板组3-6、一个介质进出换热板组五3-5组成无或有纯换热板组的三介质的中间筒体换热芯;或依次类推,通过在纯换热板组3-6与介质进出换热板组五
3-5或者纯换热板组六3-6与介质进出换热板组四3-4之间增加一个介质进出换热板组三 3-3和无或一个或一个以上纯换热板组3-6,组成无或有纯换热板组的介质数大于三的多介质的端部筒体换热芯一或端部筒体换热芯二或者中间筒体换热芯;仿照上述安装步骤, 组装成无纯换热板组或除各筒体单个纯换热板组外的有纯换热板组的三筒体四介质流高压板式换热器,或者无或有纯换热板组的三筒体多介质流高压板式换热器。工艺流程是如图3所示,以超临界流体技术中广泛使用的二氧化碳的冷凝冷却换热为例。二氧化碳气体先被冷凝液化,然后通过泵加压达到临界压力以上的工作压力,最后被汽化和升温至超临界二氧化碳工艺操作所需要的工作压力和工作温度。首先,自压缩机过来的高温制冷剂(如氟利昂或四氟乙烷制冷剂,40 70°C )自本三筒体四介质流高压板式换热器的小筒体2-2不与中筒体2-4相连端的最外换热介质接管7进入,沿轴向自其小筒体2-2的进入口至小筒体2-2与中筒体2-4的联接端,逐一在小筒体2-2内的端部筒体换热芯一内所形成的螺旋流道4中流动,流至小筒体2-2上与中筒体2-4相连接端的换热介质接管7排出;中温高压(如10 30°C、32 IOOMPa) 二氧化碳自连接小筒体2-2与中筒体2-4的变径隔板8的轴向通孔8-1从中筒体2-4中的换热芯流入小筒体2-2的端部筒体换热芯一,沿轴向自其在小筒体2-2与中筒体2-4相连接端,逐一在小筒体2-2的端部筒体换热芯一内所形成的另一螺旋流道4中流动,流至小筒体2-2不与中筒体2-4相连端的次外换热介质接管7排出;高温制冷剂与中温高压二氧化碳在小筒体2-2的端部筒体换热芯一内所形成的两组螺旋流道4中进行间壁换热,换热后的中温高压二氧化碳转变为高温高压二氧化碳(如> 40°C、32 IOOMPa),已经处于超临界状态,可根据工艺流程需要,经过加热器加热补充热量损失后,供给后续超临界二氧化碳萃取、超微粉体制备、染色、清洗、反应、灭菌诸过程之一使用,完成某项工艺之后,高温高压二氧化碳又被转化成为高温低压状态,此时的二氧化碳被送入本三筒体四介质流高压板式换热器换热后循环使用或者回送储罐中以备后续使用;换热后的高温制冷剂转变为中温制冷剂(如小于40°C ),经风冷散热器补充冷量损失后,进入大筒体2-3的端部筒体换热芯二中继续冷却中温低压二氧化碳(如10 30°C、4 15MPa)至低温低压二氧化碳(_10 0°C、4 15MPa)。其次,高温低压(40 80°C、4 15MPa) 二氧化碳自本三筒体四介质流高压板式换热器中筒体2-4上与大筒体2-3联接端的换热介质接管7进入,沿轴向自其在中筒体2-4 的进入口至中筒体2-4与大筒体2-3联接端,逐一在中筒体2-4中的中间筒体换热芯内所形成的螺旋流道4中流动,流至衔接分隔中筒体2-4与大筒体2-3的变径隔板8的轴向通孔8-1流向大筒体2-3中的端部筒体换热芯二 ;低温高压(-10 0°C、32 IOOMPa) 二氧化碳自中筒体2-4上与大筒体2-3联接端的换热介质接管7进入,沿轴向自其在中筒体2-4 的进入口至中筒体2-4与小筒体2-2联接端,逐一在中筒体2-4的中间筒体换热芯内所形成的另一螺旋流道4中流动,流至衔接分隔小筒体2-2与中筒体2-4的变径隔板8的轴向通孔8-1流向小筒体2-2的端部筒体换热芯一;高温低压二氧化碳与低温高压二氧化碳在中筒体2-4中的中间筒体换热芯内所形成的两组螺旋流道4中进行间壁换热,换热后的低温高压二氧化碳转变为中温高压二氧化碳(如10 30°C、32 IOOMPa),流入小筒体2_2的端部筒体换热芯一后继续换热;换热后的高温低压二氧化碳转变为中温低压二氧化碳(如 10 30°C、4 15MPa),进入大筒体2_3的端部筒体换热芯二继续换热。最后,经风冷散热器冷却的低温制冷剂经小孔膨胀后,自大筒体2-3不与中筒体 2-4相连端的最外换热介质接管7进入,沿轴向自其在大筒体2-3的进入口至大筒体2-3 与中筒体2-4联接端逐一在大筒体2-3中的端部筒体换热芯二所形成的螺旋流道4中流动,从大筒体2-3上与中筒体2-4联接端的换热接管7排出;自中筒体2-4中的中间筒体换热芯经衔接分隔大筒体2-3和中筒体2-4的变径隔板8的轴向通孔8-1进入的中温低压二氧化碳沿轴向自其入口至大筒体2-3不与中筒体2-4联接端,逐一在大筒体2-3中的端部筒体换热芯二内所形成的另一条螺旋流道4中流动,从大筒体2-3不与中筒体2-4联接端的次外换热介质接管7排除;中温低压二氧化碳与制冷剂在大筒体2-3中的端部筒体换热芯二内所形成的两组螺旋流道4中进行间壁换热,换热后的中温低压二氧化碳转变为低温低压二氧化碳(如-10 0°C、4 15MPa),送入泵入口,增压之后转为低温高压二氧化碳(如-10 0°C、32 IOOMPa),循环使用;换热后的制冷剂转变为高温制冷剂(如40 70°C),送入压缩机循环使用。本换热器最大程度地提高了二氧化碳冷却-冷凝-加温以及制冷剂蒸发吸热-散热冷却这样一个热量循环过程的热量或冷量的利用率,具有设备结构紧凑、加工简单、安装简便、使用方便一系列优点,符合节能减排、循环生产的发展方向。总之,本发明的多介质流高压板式换热器利用各换热介质发生不同的冷却、冷凝、 汽化和加热过程中潜热和显热的互补特性,通过高效的板式间壁换热结构,在不增加外来热源或冷源的条件下,完成各介质的冷却、冷凝、汽化和加热过程,是一种节能环保的高效换热器。
权利要求
1. 一种多介质流高压板式换热器,其特征为由筒体、换热芯、端盖及端盖固定件、密封圈基本构件构成,在换热芯上的密封槽套装密封圈后装入筒体,将端盖配装密封圈后通过端盖固定件分别安装在筒体受压段的两端,并压紧筒体内的换热芯,组成单筒体多介质流高压板式换热器;或者由至少两个直径不同的组合筒体、与筒体内径相匹配的换热芯、端盖及端盖固定件、变径隔板及变径筒体联接件、密封圈基本构件构成,将与每个筒体相匹配的换热芯上的密封槽套装密封圈后装入对应的筒体,在变径隔板套装密封圈后,将变径隔板的大小两端分别装入相衔接分隔的直径不同的组合筒体端部,然后通过变径筒体联接件将直径不同的组合筒体连接在一起,将与直径不同的组合筒体非连接端相匹配的端盖配装密封圈后,通过端盖固定件分别安装在组合筒体受压段的端部,并压紧筒体内的换热芯,组成组合筒体多介质流高压板式换热器;筒体为承压圆筒,筒体的端部根据端盖的固定方式及组合筒体的连接方式加工螺纹孔或者内螺纹或者外螺纹,加工内螺纹的筒体部分为非受压段,或者在组合筒体中的小筒体与大筒体相连接的一端加工法兰盘;筒体的内腔与其相匹配的换热芯的配合关系为动配合;筒体壁上加工与安装在筒体内的换热芯上的环向流槽位置相对应的换热介质管接口, 依据端盖或者变径隔板的安装位置加工卸压孔;换热芯由介质进出换热板组和纯换热板组构成;与单筒体多介质流高压板式换热器的筒体相匹配的换热芯为单筒体换热芯;与组合筒体多介质流高压板式换热器的两个端部筒体匹配的换热芯为端部筒体换热芯;与组合筒体多介质流高压板式换热器的中间筒体匹配的换热芯为中间筒体换热芯;介质进出换热板组单独由介质进出换热板构成或者由介质进出换热板和纯换热板构成,纯换热板组单独由纯换热板构成;换热芯的介质进出换热板组的数量等于换热介质数量加与其相匹配的组合筒体的变径隔板数,换热芯所完成的总换热量减去介质进出换热板换热量后的差值除以单片纯换热板换热量所得值收尾为纯换热板的数量;介质进出换热板为与所匹配筒体的内径相同的圆盘;圆盘的一侧或两侧端面上加工螺旋流槽,两侧端面上同时加工螺旋流槽时,两侧端面的螺旋流槽相互错开;圆盘的柱面上加工供换热介质进出的环形流槽和密封槽,在环形流槽底部沿径向加工通孔与圆盘一侧端面的螺旋流槽的外端相通;圆盘上沿垂直于端面方向加工板间通孔或者无板间通孔;纯换热板为与所匹配筒体的内径相同的圆盘;圆盘的一侧或两侧端面上加工螺旋流槽,两侧端面上同时加工螺旋流槽时,两侧端面上的螺旋流槽相互错开;圆盘的柱面上加工密封槽;在圆盘的螺旋流槽底部沿垂直于端面方向加工板间通孔或者无板间通孔。相邻的两介质进出换热板间或者介质进出换热板与纯换热板间或者两纯换热板间对应的有螺旋流槽的端面相互匹配构成换热介质流动的螺旋流道;同一换热介质的相邻螺旋流道由介质进出换热板或者纯换热板上的板间通孔导通;对应相通的两介质进出换热板上或者两纯换热板上或者介质进出换热板和纯换热板上的两个导通的板间通孔之间依靠口部安装的密封件密封;端盖为一圆盘,其外径与所匹配的筒体的内径相同,相互间的配合关系为动配合,端盖圆柱面上有密封槽;变径隔板为带凸台的分隔两不同直径筒体的圆盘构件,其大端外径与其所衔接分隔的大筒体的内径相匹配、小端外径与其所衔接分隔的小筒体的内径相匹配;变径隔板的大端与所衔接分隔的大筒体、小端与所衔接分隔的小筒体内径的配合关系为动配合;变径隔板的大、小两端的圆柱面上有密封槽;变径隔板的中心部位有导通所匹配的大、小筒体同一介质穿过的轴向通孔;变径隔板的两个端面以轴向通孔为中心加工介质分布槽。
2.根据权利要求1所述的一种多介质流高压板式换热器,其特征为所述的介质进出换热板根据其板间通孔和两侧端面螺旋流槽的不同构成,分为以下六种结构形式1)介质进出换热板一,两侧端面上加工螺旋流槽,与环形流槽不通的螺旋流槽的内端加工板间通孔; 2)介质进出换热板二,一侧端面上加工螺旋流槽,无板间通孔;幻介质进出换热板三,两侧端面上均加工螺旋流槽,与环形流槽相通的螺旋流槽的内端加工板间通孔;4)介质进出换热板四,两侧端面上均加工螺旋流槽,且两侧端面螺旋流槽的内端均加工板间通孔;5)介质进出换热板五,两侧端面上加工螺旋流槽,与环形流槽不通的螺旋流槽的外端加工板间通孔;6)介质进出换热板六,一侧端面上加工螺旋流槽,螺旋流槽内端的映射位置加工板间通孔;介质进出换热板每侧端面上螺旋流槽内端或者外端开制的板间通孔的个数与该侧端面上螺旋流槽的条数相等。
3.根据权利要求1所述的一种多介质流高压板式换热器,其特征为所述的纯换热板根据其板间通孔和两侧端面螺旋流槽的不同构成,分为以下四种结构形式1)纯换热板一, 一侧端面上加工螺旋流槽,无板间通孔;幻纯换热板二,两侧端面上均加工螺旋流槽,一侧端面上的螺旋流槽的内端和另一侧端面上的螺旋流槽的外端分别加工板间通孔;幻纯换热板三,两侧端面上加工螺旋流槽,且两侧端面上的螺旋流槽的外端分别加工板间通孔;4) 纯换热板四,两侧端面上均加工螺旋流槽,且两侧端面上的螺旋流槽的内端均加工板间通孔;纯换热板每个端面上螺旋流槽内端或者外端开制的板间通孔的个数与该端面上螺旋流槽的条数相等。
4.根据权利要求1所述的一种多介质流高压板式换热器,其特征为所述的介质进出换热板组用不同结构形式的介质进出换热板或介质进出换热板和纯换热板,组合成五种介质进出换热板组的组合类型(1)介质进出换热板组一,由介质进出换热板一、介质进出换热板二组合而成,相互贴合端面上的螺旋流槽匹配构成一条螺旋流道,螺旋流道对应的介质进出换热板一的外侧端面上的内端带有板间通孔;( 介质进出换热板组二,依次由纯换热板一、介质进出换热板三和介质进出换热板四组合而成,相互贴合端面上的螺旋流槽匹配构成两条螺旋流道,介质进出换热板三与介质进出换热板四贴合端面上的螺旋流槽内端的板间通孔对应相通,螺旋流道对应的介质进出换热板四的外侧端面上的内端带有板间通孔;C3)介质进出换热板组三,依次由介质进出换热板一、介质进出换热板五、纯换热板二和纯换热板四组合而成,相互贴合端面上的螺旋流槽配对构成三条螺旋流道,介质进出换热板五与纯换热板二贴合端面上的螺旋流槽外端的板间通孔对应相通,纯换热板二与纯换热板四贴合端面上的螺旋流槽内端的板间通孔对应相通,螺旋流道对应的纯换热板四的外侧端面上的内端带有板间通孔;(4)介质进出换热板组四,单独由介质进出换热板六构成; (5)介质进出换热板组五,依次由介质进出换热板六和纯换热板四组合而成,相互贴合端面上的螺旋流槽配对构成一条螺旋流道,纯换热板四与介质进出换热板六贴合端面上的螺旋流槽内端的板间通孔分别对应相通,螺旋流道对应的介质进出换热板六和纯换热板四的外侧端面上的内端分别带有板间通孔;介质进出换热板组外侧端面上的板间通孔供与其他介质进出换热板组或纯换热板组的板间通孔或变径隔板上的介质分布槽匹配相通。
5.根据权利要求1所述的一种多介质流高压板式换热器,其特征为所述的纯换热板组依次由纯换热板二、纯换热板三、纯换热板二和纯换热板四组成,相互贴合端面上的螺旋流槽配对构成三条螺旋流道,纯换热板二与纯换热板三以及该纯换热板三与另一纯换热板二贴合端面上的螺旋流槽的外端的板间通孔、后一纯换热板二与纯换热板四贴合端面上的螺旋流槽的内端的板间通孔分别对应相通,螺旋流道对应的纯换热板二和纯换热板四的外侧端面上的内端分别带有板间通孔,供与其他介质进出换热板组或纯换热板组的板间通孔匹配相通。
6.根据权利要求1所述的一种多介质流高压板式换热器,其特征为所述的单筒体换热芯依次由介质进出换热板组一、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组二组成时,构成双介质的单筒体换热芯;或者依次由介质进出换热板组一、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组三、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组二组成时,构成三介质的单筒体换热芯;或者依次类推,通过在纯换热板组与介质进出换热板组二之间增加介质进出换热板组三和零或一个或一个以上纯换热板组,构成三种介质以上的多介质的单筒体换热芯;组成单筒体换热芯时,介质进出换热板组一中的介质进出换热板一的板间通孔同与其介质进出换热板一相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组二中的介质进出换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;纯换热板组中外层的纯换热板二的板间通孔同与纯换热板二相组配的另一纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组二中的介质进出换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;介质进出换热板组三中的介质进出换热板一的板间通孔同与介质进出换热板一相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组二中的介质进出换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通。
7.根据权利要求1所述的一种多介质流高压板式换热器,其特征为所述的端部筒体换热芯的组合类型有(1)端部筒体换热芯一,依次由介质进出换热板组四、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组二组成时,构成双介质的端部筒体换热芯一;或者依次由介质进出换热板组四、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组三、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组二组成时,构成三介质的端部筒体换热芯一;或者依次类推,通过在纯换热板组与介质进出换热板组二之间增加介质进出换热板组三和零或一个或一个以上纯换热板组,构成三种以上介质的多介质的端部筒体换热芯一;组成端部筒体换热芯一时,介质进出换热板组四中的介质进出换热板六上的螺旋流槽朝向纯换热板组或介质进出换热板组三或介质进出换热板组二,介质进出换热板六上的板间通孔同与介质进出换热板六相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组二中的介质进出换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;纯换热板组中外层的纯换热板二的板间通孔同与其纯换热板二相组配的另一纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组二中的介质进出换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;介质进出换热板组三中的介质进出换热板一的板间通孔同与其介质进出换热板一相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组二中的介质进出换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;安装换热芯时介质进出换热板组四朝向变径隔板,介质进出换热板组四上的板间通孔与变径隔板上的介质分布槽相通;(2)端部筒体换热芯二,依次由介质进出换热板组一、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组五组成时,构成双介质的端部筒体换热芯二 ;或者依次由介质进出换热板组一、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组三、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组五组成时,构成三介质的端部筒体换热芯二;或者依次类推,通过在纯换热板组与介质进出换热板组五之间增加介质进出换热板组三和零或一个或一个以上纯换热板组,构成三种以上介质的多介质的端部筒体换热芯二;组成端部筒体换热芯二时,介质进出换热板组一中的介质进出换热板一上的板间通孔同与其介质进出换热板一相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组五中的纯换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;纯换热板组中外层的纯换热板二的板间通孔同与纯换热板二相组配的另一纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组五中的纯换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;介质进出换热板组三中的介质进出换热板一的板间通孔同与介质进出换热板一相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组五中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;组成换热芯后的介质进出换热板组五朝向变径隔板,介质进出换热板组五中的介质进出换热板六的板间通孔与变径隔板上的介质分布槽相通。
8.根据权利要求1所述的一种多介质流高压板式换热器,其特征为所述的中间筒体换热芯,依次由介质进出换热板组四、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组五组成时,构成双介质的中间筒体换热芯;或者依次由介质进出换热板组四、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组三、零或一个或一个以上纯换热板组、介质进出换热板组五组成时,构成三介质的中间筒体换热芯;或者依次类推,通过在纯换热板组与介质进出换热板组五之间增加介质进出换热板组三和零或一个或一个以上纯换热板组,构成三种以上介质的多介质的中间筒体换热芯;组成中间筒体换热芯时,介质进出换热板组四的介质进出换热板六上的螺旋流槽朝向相邻的纯换热板组或介质进出换热板组三或介质进出换热板组五;介质进出换热板六上的板间通孔同与介质进出换热板六相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组五中的纯换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;纯换热板组中外层的纯换热板二的板间通孔同与纯换热板二相组配的另一纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组五中的纯换热板四,或者介质进出换热板组三中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;介质进出换热板组三中的介质进出换热板一的板间通孔同与介质进出换热板一相组配的纯换热板组中的纯换热板四,或者介质进出换热板组五中的纯换热板四的贴合端面上的板间通孔对应相通;介质进出换热板组四的介质进出换热板六和介质进出换热板组五中的介质进出换热板六上的板间通孔分别与相对应的变径隔板上的介质分布槽相通。
9.根据权利要求1所述的一种多介质流高压板式换热器,其特征为所述的端盖的固定方式为螺纹压环固定、或螺纹压套固定、或法兰螺栓固定;螺纹压环固定,是在筒体端部内螺纹安装外圆柱面加工螺纹的圆环状螺纹压环,螺纹压环内孔加工扳手孔,扳手孔的形状为内四方或内六方或内八方,旋紧螺纹压环固定端盖;螺纹压套固定,是在筒体端部外螺纹安装内孔呈台阶状且大孔加工螺纹的圆环状螺纹压套,螺纹压套台阶状内孔的小孔加工扳手孔,扳手孔的形状为的小孔加工内四方或内六方或内八方,旋紧螺纹压套固定端盖;法兰螺栓固定,是端盖带法兰结构,端盖法兰上加工与筒体端部螺纹孔相匹配的螺栓孔,通过螺栓将端盖固定在筒体端部。
10.根据权利要求1所述的一种多介质流高压板式换热器,其特征为所述的组合筒体的联接方式有法兰螺栓连接、或螺纹套连接、或螺纹环连接、或变径隔板螺栓连接;法兰螺栓连接,是将组合筒体的小筒体上与大筒体连接的一端加工法兰,法兰上加工的螺栓孔与相连接的大筒体一端的端面上的螺纹孔相匹配,用螺栓将两筒体连接固定;螺纹套连接,用螺纹套作为联接件将相连接的不同直径的筒体连接在一起;螺纹套是一个内孔呈台阶状环形联接件,其一端加工与相连接的小筒体一端的外螺纹相匹配的内螺纹孔,另一端加工与相连接的大筒体一端的外螺纹相匹配的内螺纹孔,小筒体的螺纹与大筒体的螺纹旋向相反;螺纹套的外圆柱面上加工扳手孔;将螺纹套的大、小螺纹孔安装进相连接的大、小筒体上,通过螺纹套将两筒体连接固定在一起;螺纹环连接,用螺纹环作为联接件将相连接的不同直径的筒体连接在一起;螺纹环是一个加工内、外螺纹的环形联接件,其内螺纹孔与相连接的小筒体一端的外螺纹相匹配,其外螺纹与相连接的大筒体一端的螺纹孔相匹配,小筒体的螺纹与大筒体的螺纹旋向相反; 螺纹环一侧端面上加工扳手孔;将螺纹环的内、外螺纹分别安装在相连接的小筒体和大筒体相连接匹配的外螺纹和内螺纹上,将大、小筒体连接固定在一起;变径隔板螺栓连接,是将相连接的大、小筒体的端部加工螺纹孔,将变径隔板的大端增大做成直径与大筒体外径相同的带法兰结构,法兰部分加工与大筒体端部加工的螺纹孔相匹配的螺栓孔,在变径隔板大端面加工与小筒体端面螺纹孔相匹配的安装沉头螺栓的沉头螺栓孔,沉头螺栓孔内加工密封槽,密封槽内安装密封圈,与之匹配的沉头螺栓的螺杆带密封段;在变径隔板小端密封槽内安装密封圈后,将变径隔板小端安装进小筒体,用沉头螺栓将变径隔板固定在小筒体端面;再在变径隔板大端密封槽内安装密封圈后,将变径隔板大端安装进大筒体,用螺栓将带法兰结构的变径隔板大端固定在大筒体的端部,将相连接的大、小筒体连接固定在一起。
全文摘要
本发明涉及高压下的多种介质间热交换的换热设备,特别涉及到在同一工艺流程中,不同状态的一种或多种介质之间为充分利用各自热量而循环使用、换热的一种多介质流高压板式换热器。由筒体、换热芯、端盖及端盖固定件、密封圈基本构件构成,将换热芯装入筒体,将端盖安装在筒体的两端组成单筒体多介质流高压板式换热器;或者在至少两个直径不同的组合筒体中,安装与每个筒体相匹配的换热芯,将变径隔板装入相衔接的组合筒体端部,将直径不同的组合筒体连接在一起,将端盖安装在组合筒体受压段的端部,组成组合筒体多介质流高压板式换热器。本发明结构合理,密封、耐压,换热效率高、能实现热能的综合转化利用,节能、环保,成本低廉、操作方便。
文档编号F28D9/00GK102564179SQ20121001742
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者刘燕, 曲延鹏, 王威强, 胥志勇 申请人:山东大学
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