紧凑型自由流焊接式板式换热器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种紧凑型自由流焊接式板式换热器，包括换热芯体，所述换热芯体外设置有壳体装置，壳体装置上设置有进口和出口；换热芯体包括若干组单元换热板对，单元换热板对包括上、下两块方形传热板片，上、下方形传热板片的一对相对的侧边通过板片密封部密封连接，上、下方形传热板片之间界定出一介质通道X；若干组单元换热板对上下间隔一距离依次层叠在一起，且相邻的单元换热板对之间的一对相对的侧边之间通过板对密封部密封连接，相邻的单元换热板对之间界定出一介质通道Y，且介质通道Y与介质通道X方向垂直。本实用新型是一个结构刚性强、标准化程度高、传热系数高、不易沉积并易于清理的高效、紧凑型焊接式板式换热器。
【专利说明】 紧凑型自由流焊接式板式换热器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及板式换热器领域，具体来说涉及一种紧凑型自由流焊接板式换热器。
【背景技术】
[0002]板式换热设备通常具有结构紧凑、换热效率高、阻力损失小及制造、维护方便简单等诸多优点，其发展至今，也完成了一系列结构和性能上的改进。如传统的板式换热器，由于密封胶垫的使用而使其不能承受高温高压且不适用于对胶垫有腐蚀作用的介质。全焊式板式换热器的出现克服了胶垫密封不适用于高温及腐蚀工况的问题，与传统板式换热器相比具有一定优势。尤其具有宽通道的全焊式板式换热器，能够处理高黏及含有大量固体颗粒的流体，拓宽了板式换热器的适用范围。
[0003]传统的全焊式板式换热器板片厚度通常为1.2mnT2mm之间，且矩形板片长与宽的比值较大(通常大于等于3)，因此板片刚性差，板对间起支撑作用的构件虽然一定程度上解决了刚性的问题，但也带来了偏流问题。此外，在介质固含高的工况下，较长的流道设置也容易引发固体颗粒的沉积、堵塞，且难以清理。在经济上，传统的全焊式板式换热器通常体积较大，零件标准化程度低，成本高。因此，在不牺牲换热效率且保证适应高温高压工况的前提下，提高换热器结构刚性、缓解结垢沉积、便于清理以及降低成本，成为板式换热器发展的必然趋势。
实用新型内容
[0004]针对上述问题，本实用新型提供一种紧凑型自由流焊接板式换热器，在保证自由流道特征的同时改善传热性能，提高换热器刚性、减少沉积、结垢并便于清洗。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0006]紧凑型自由流焊接式板式换热器，包括换热芯体，所述换热芯体外设置有与换热芯体固定连接并将换热芯体包裹在内形成密封腔体的壳体装置，所述壳体装置上设置有进口和出口 ；
[0007]所述换热芯体包括若干组单元换热板对，所述单元换热板对包括上、下两块方形传热板片，上、下方形传热板片的一对相对的侧边通过板片密封部密封连接，上、下方形传热板片之间界定出一介质通道X ;若干组单元换热板对上下间隔一距离依次层叠在一起，且相邻的单元换热板对之间的一对相对的侧边之间通过板对密封部密封连接，相邻的单元换热板对之间界定出一介质通道Y，且介质通道Y与介质通道X方向垂直。
[0008]在本实用新型中，所述上、下方形传热板片为平面板、瓦楞板、波纹板、柱状板中的一种或两种的组合。进一步，当上、下方形传热板片为平面板、瓦楞板、波纹板、柱状板中的两种的组合时，上、下方形传热板片之间存在若干接触点或接触面，接触点或接触面处采用焊接方式进行连接。
[0009]在本实用新型中，所述板片密封部可以为方形传热板片侧边弯折而成的挡边部，上、下方形传热板片之间焊接配合。
[0010]在本实用新型中，所述板片密封部可以为方形传热板片侧边加工而成的压型平面，上、下方形传热板片之间焊接配合。
[0011]在本实用新型中，所述板片密封部可以为独立的密封件。
[0012]在本实用新型中，层叠后的单元换热板对在层叠方向再通过固定件固定。进一步，所述固定件包括四组支撑定位件和立梁，每组支撑定位件的一侧与层叠的单元换热板对的一边连接，支撑定位件的另一侧设置有立梁连接槽，所述立梁安装在立梁连接槽内，所述壳体装置与立梁固定连接。
[0013]在本实用新型中，所述壳体装置包括上、下压板、四个侧管板，四个侧管板分别与立梁外侧面栓接配合，上、下压板连接在立梁的上下端面，形成密闭的六面体壳体。进一步，壳体装置设置有折流板，折流板置于换热芯体与侧管板之间的间隙内。所述换热芯体与上、下压板之间分别设置有承压板。所述壳体装置还包括一底座。
[0014]在本实用新型中，所述板对密封部可以为设置在相邻单元换热板对之间的密封条。
[0015]在本实用新型中，所述板对密封部可以为单元换热板对侧边弯折而成的挡边部，相邻单元换热板对之间焊接配合。
[0016]在本实用新型中，所述板对密封部可以为单元换热板对侧边加工而成的压型平面，相邻单元换热板对之间焊接配合。
[0017]本实用新型具有传热效率高的特点，根据平行板间内部流动的传热规律，在热入口段处具有明显高于充分发展段的努赛尔数Nu，传热得到充分强化。
[0018]本实用新型中，换热板对独特的结构，使得介质通道X与介质通道Y均可单独承压，在高压流体通过时既能保证换热板对内部流道不变形不错位，又能同时确保换热板对之间介质通道不变形不错位，提高了换热器的承压能力，能够有效处理两侧压差变化剧烈的特殊工况。
[0019]本实用新型中，换热板对采用具有任意一种或两种传热表面结构的板片相互组合，均能保证介质通道Y为完全的自由流通道，因此极大保证了内部介质流动的通畅，降低介质滞留几率，减少沉积，并便于换热器芯体的机械清洗维护。
[0020]本实用新型与传统焊接式板式换热器相比流道更短，提高了结构稳定性，且换热零件采用方形设计，零件尺寸标准化程度高，结构紧凑，有效降低制造成本。
[0021]本实用新型六面可拆，便于清洗维护，并且可以通过更改折流板的数量、位置满足变工况的需求。
[0022]本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为换热器结构示意图；
[0024]图2为换热器剖面结构示意图；
[0025]图3为上下相邻的两个换热板对层叠示意图；
[0026]图4为图3的A-A剖视图；
[0027]图5为图3的B-B剖视图；
[0028]图6为图4中的C处局部放大示意图；
[0029]图7为图5中的D处局部放大示意图；
[0030]图8为实施例中支撑定位件与单元换热板对配合示意图；
[0031 ]图9为立梁与支撑定位件配合示意图。
【具体实施方式】
[0032]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型。
[0033]参见图1和2，紧凑型自由流焊接式板式换热器，包括换热芯体9，换热芯体外设置有与换热芯体固定连接并将换热芯体包裹在内形成密封腔体的壳体装置，壳体装置包括上压板10、下压板11、四个侧管板(12-15)。在侧管板13上设置有进口和出口。
[0034]参见图3、4、5，换热芯体9包括若干组单元换热板对I,单元换热板I对包括上、下两块方形传热板片(3、4)，上、下两块方形传热板片(3、4)为正方形(也可以为长方形)。上、下方形传热板片的一对相对的侧边通过板片密封部密封连接，上、下方形传热板片之间界定出一介质通道X。参见图4和6，在本实施例中，板片密封部包括上、下方形传热板片侧边加工而成的以便于相互连接的压型平面3-1/4-1。上、下方形传热板片的压型平面3-1/4-1互相重合并通过焊接处E焊接在一起，形成一卡边。上、下方形传热板片的另一对侧边为向外扩展的扩边3-3/4-3 (如图7所示)。当然，板片密封部可以为方形传热板片侧边弯折而成的挡边部，上、下方形传热板片之间焊接配合。或者，板片密封部采用独立的密封件。
[0035]上、下方形传热板片为平面板、瓦楞板、波纹板、柱状板中的一种或两种的组合。当上、下方形传热板片为平面板、瓦楞板、波纹板、柱状板中的两种的组合时，上、下方形传热板片之间存在若干接触点或接触面，接触点或接触面处采用焊接方式进行连接。参见图3-7，在本实施例中，上方形传热板片为平面板，下方形传热板片为瓦楞板，上、下方形传热板片之间存在若干接触点或接触面F，接触点或接触面F处采用焊接方式进行连接。上、下方形传热板片之间界定出一介质通道X (如图3所示)。
[0036]再次参见图1，单元换热板对上下间隔一距离依次层叠在一起(图3所示仅为其中两个单元换热板对层叠)，且相邻的单元换热板对之间的一对相对的侧边之间通过板对密封部密封连接。参见图3、5、7，在本实施例中，板对密封部为密封条5。在带有扩口的那一对侧边之间的间隙处加装密封条5，密封镶条5通过焊接将上下相邻的单元换热板对焊接在一起，并使得单元换热板对在两侧密封，形成一个完全自由流的介质通道Y，且介质通道Y与介质通道X方向垂直。类似的，若干组单元换热板对通过同样的方式层叠配合。当然，板对密封部可以为单元换热板对侧边弯折而成的挡边部，相邻单元换热板对之间焊接配合。或者，板对密封部可以为单元换热板对侧边加工而成的压型平面，相邻单元换热板对之间焊接配合。
[0037]层叠后的单元换热板对在层叠方向再通过固定件固定。参见图8和9，在本实施例中，固定件包括四组支撑定位件和立梁8，支撑定位件包括立梁连接槽7和设置在立梁连接槽外侧的带有齿形槽6-1的连接板6，连接板6为立梁连接槽7—侧边的反向延伸。装配时，卡边定位装配在齿形槽6-1内，立梁8安装在立梁连接槽7内，并焊接定位。最终形成换热芯体9。
[0038]再次参见图2，四个侧管板分别与立梁外侧面栓接配合，上、下压板连接在立梁的上下端面，形成密闭的六面体壳体。壳体装置设置有折流板16，折流板16置于换热芯体与侧管板之间的间隙内。一长边侧与换热芯体9焊接定位，两短边侧与立梁连接槽7内侧面平行相接。换热芯体与上、下压板之间分别设置有承压板17。在下压板的下端设置有底座18。
[0039]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【权利要求】
1.紧凑型自由流焊接式板式换热器，包括换热芯体，所述换热芯体外设置有与换热芯体固定连接并将换热芯体包裹在内形成密封腔体的壳体装置，所述壳体装置上设置有进口和出口 ； 所述换热芯体包括若干组单元换热板对，所述单元换热板对包括上、下两块方形传热板片，上、下方形传热板片的一对相对的侧边通过板片密封部密封连接，上、下方形传热板片之间界定出一介质通道X ;若干组单元换热板对上下间隔一距离依次层叠在一起，且相邻的单元换热板对之间的一对相对的侧边之间通过板对密封部密封连接，相邻的单元换热板对之间界定出一介质通道Y，且介质通道Y与介质通道X方向垂直。
2.根据权利要求1所述的紧凑型自由流焊接式板式换热器，其特征在于，所述上、下方形传热板片为平面板、瓦楞板、波纹板、柱状板中的一种或两种的组合。
3.根据权利要求2所述的紧凑型自由流焊接式板式换热器，其特征在于，当上、下方形传热板片为平面板、瓦楞板、波纹板、柱状板中的两种的组合时，上、下方形传热板片之间存在若干接触点或接触面，接触点或接触面处采用焊接方式进行连接。
4.根据权利要求1所述的紧凑型自由流焊接式板式换热器，其特征在于，所述板片密封部可以为方形传热板片侧边弯折而成的挡边部，上、下方形传热板片之间焊接配合。
5.根据权利要求1所述的紧凑型自由流焊接式板式换热器，其特征在于，所述板片密封部可以为方形传热板片侧边加工而成的压型平面，上、下方形传热板片之间焊接配合。
6.根据权利要求1所述的紧凑型自由流焊接式板式换热器，其特征在于，所述板片密封部可以为独立的密封件。
7.根据权利要求1所述的紧凑型自由流焊接式板式换热器，其特征在于，层叠后的单元换热板对在层叠方向再通过固定件固定。
8.根据权利要求7所述的紧凑型自由流焊接式板式换热器，其特征在于，所述固定件包括四组支撑定位件和立梁，每组支撑定位件的一侧与层叠的单元换热板对的一边连接，支撑定位件的另一侧设置有立梁连接槽，所述立梁安装在立梁连接槽内，所述壳体装置与立梁固定连接。
9.根据权利要求1所述的紧凑型自由流焊接式板式换热器，其特征在于，所述壳体装置包括上、下压板、四个侧管板，四个侧管板分别与立梁外侧面栓接配合，上、下压板连接在立梁的上下端面，形成密闭的六面体壳体。
10.根据权利要求9所述的紧凑型自由流焊接式板式换热器，其特征在于，壳体装置设置有折流板，折流板置于换热芯体与侧管板之间的间隙内。
11.根据权利要求10所述的紧凑型自由流焊接式板式换热器，其特征在于，所述换热芯体与上、下压板之间分别设置有承压板。
12.根据权利要求1所述的紧凑型自由流焊接式板式换热器，其特征在于，所述壳体装置还包括一底座。
13.根据权利要求1所述的紧凑型自由流焊接式板式换热器，其特征在于，所述板对密封部可以为设置在相邻单元换热板对之间的密封条。
14.根据权利要求1所述的紧凑型自由流焊接式板式换热器，其特征在于，所述板对密封部可以为单元换热板对侧边弯折而成的挡边部，相邻单元换热板对之间焊接配合。
15.根据权利要求1所述的紧凑型自由流焊接式板式换热器，其特征在于，所述板对密封部可以为单元换热板对侧边加工而成的压型平面，相邻单元换热板对之间焊接配合。
【文档编号】F28D9/02GK204188050SQ201420591792
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】何海澜, 崔曦文, 白明爽, 耿言隆, 隋皓 申请人:上海板换机械设备有限公司