专利名称：热交换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热交换器，它包括设于支架上的多个热交换部件，该部件与流体系统中的产品流和传热介质的流相连接，每个热交换部件首先设有相互连接的一个或多个传热管，该传热管与产品流插入件相互连接，其次带有一个位于上述传热管周围的外管壳。
对于热交换器来说，它具有许多类型，它们用来对液态产品进行加热或冷却。例如，使用处于不同温度下的蒸汽或水，可将产品加热或冷却到需要程度，该产品最好为液态。热交换器可用于各种加工业，另外在食品业，如牛奶场中也广泛使用。
一种公知的热交换器为所谓的管式热交换器，它包括一个或多个热交换部件，该部件相互连接成一个流体系统。热交换部件包括一个或多个传热管，该管周围设有外管壳。传热管相互连接形成一个产品流插入件，该插入件借助产品弯管连接，从而根据热交换器所应用的加工过程使待加热或冷却的产品循环。传热管装设于外管壳中，该外管壳中包有热传递介质，该介质可以包括处于不同温度下的水、蒸汽或其它类型的液体或气体。然而，上述类型的热交换器的结构较为复杂，并且生产成本较贵。由于热交换器中的管会受到热膨胀作用，而该热膨胀会在管和支架中产生很大的内应力，故上述热交换器要求很精确的连接装配，同时要求在支架的安装上具有一定的活动程度。
由于每种热交换器有其独特的设计，故在以前人们很难生产出具有标准模式的管式热交换器。传统类型的管式热交换器装配复杂，并且在用备用零件替换其上的零件时需耗费很长的拆卸时间。
本发明的目的在于将装设于热交换器中的热交换部件连接在一起，从而使热交换器易于装配，并且构成热交换器的零件易于标准化和定型化，这样热交换器中所包括的一小部分零件构成支架和用于产品流和传热介质的连通管道。
本发明的另一个目的在于提供一种简化的和更为经济的设计和结构，它只需要较小的备用零件，并且可避免在已有的装配式热交换器中替换上单独的备用零件时所产生的问题。
上述目的及其它目的可根据本发明按下述方式达到，前面所描述的那种热交换器的特征在于每个外管壳底端与标准组件相连，该标准组件用来支承热交换部件，一个管壳连接件与二个相邻的标准组件相连，每个管壳连接件包括管状部件，该管状部件分别与外管壳连通，管状部件与连接件相连，在二个相邻的热交换部件中的每一个中的传热管通过产品弯管连接。
本发明的热交换器的还一个特征在于管壳连接件包括H形管件，它带有二个平行的管状部件和与该管状部件相垂直的连接件。
上述热交换器的再一个特征在于标准件借助连接异形件以可活动方式相互固定。
上述热交换器的另一个特征在于上述连接异形件基本呈十字形，它可将相邻的4个标准件以保持其形状，但又具有柔性的方式接合在一起。
上述热交换器的还一个特征在于上述异形件由不锈钢制成。
上述热交换器的再一个特征在于管套连接件以柔性方式与二个相邻的标准件相连。
上述热交换器的还一个特征在于传热介质的进口或出口由半切口管套连接件和进口或出口弯管形成。
下面参照附图对本发明的一个优选实施例进行详细描述。
图1为本发明的热交换器的简图，部分为透视图;
图2为热交换器的部分平面图，该图中一部分为剖面图;
图3为沿图1中A-A线的剖面图;
图4为热交换器的局部侧视图;
图5为标准组件的平面图;
图6为沿图4中B-B线的剖面图;
图7为管壳连接件的平面图，其中部分为剖面图;
图8为沿图6中C-C线的剖面图;
图9为带有进口或出口连接件的半个管壳连接件的平面图;
图10为多个相互连接的标准组件的平面图;
图11表示的是连接异形件;
图12为装配好的热交换器的侧视图;
图13为上述装配好的热交换器的另一端的侧视图;
图14为标准组件单元的匹配示意图。
上述附图仅仅展示了对理解本发明必要的细部结构。
图2表示热交换器的一部分，它带有3个热交换部件1。每个热交换部件1包括一个外管壳2，该外管壳2中设有多个传热管3。标准件4牢固地固定在热交换部件1的外管壳2的每个端部。管壳连接件5以固定方式安装在二个相邻标准件4上。这样管壳连接件5构成外管壳2的延伸部分并将传热管3的延伸部分包住。
传热管3的每个相应端部都牢固地焊接于管板22中，从而它们共同构成产品流插入件。该插入件通过产品弯管6或产品连接件19相互连接。将上述普通型产品流插入件贴靠着一个或多个垫圈7插入管壳连接件5中，从而该产品流插入件可相对外管壳2和管壳连接件5移动。
图3为沿图1中A-A线的剖面图，可以看到在外管壳2中放置有传热管3。该图还表示了管壳连接件5的一个端部，该端部通过螺纹连接件与二个标准件4相连。
图4为热交换器的局部侧视图，它带有两个热交换部件1和构成产品弯管6的外部弯管，该弯管6通过压靠在产品流插入件上的法兰固定就位。
图5和6表示的是标准组件4，作为优选实施例该标准组件4包括2个部件，即法兰件8和标准件9，上述法兰件8焊接于外管壳2的两端，上述标准件9松松地安装在该法兰件8上，上述两个部件8和9当然也可制成一个拼块结构，法兰件8还可构成外管壳2的延伸部分，其上安装有标准件9，标准件9带有用来连接管壳连接件5的螺纹孔11，标准件9还带有滑动面10，它用来在直接靠近标准组件4处压靠滑动面10。
标准件9构成整个热交换器的支架，滑动面10承受热交换器中相互连接的热交换部件1的荷载，同时滑动面10可使热交换部件1相互相对移动，这样便可抵消热交换部件1所受到的热力作用。
在下述情况下，即当采用长达6米的超长热交换部件时，可使用一个标准件9将热交换部件1支撑在中间区域。
图7和8表示的是管壳连接件5，它主要包括一个H形管件，该管件带有2个平行的支管，两个管状部件12和连接部件13，该连接部件13与上述管状部件相垂直，并与该两个管状部件12相连通，管状部件12的内径比热交换部件1的外管壳2的内径高出0-10%，这样当热传递介质通过管壳连接件5时，就会使热传递介质的流动阻力降低。而该阻力的降低又会进一步减小与热换器相连的泵的功率。
两个管状部件12的一端以螺纹固定方式固定在两个相邻的标准组件4上的标准件上，当带有传热管的产品流插入件插入外管壳2和管壳连接件5中时，该插入件便会与热交换器的产品进口或出口上的产品弯管6或产品连接件19相连。
图9表示的是管壳连接件14，它仅仅包含上述H形管件5的一半，该连接件14用作热传递介质的进口或出口，弯管16与开口管座15相连，该管座15用于形成热传递介质的进口或出口。
图10表示的是4个相连接的标准组件4，它们在其共同形成的角部处借助连接异形件17相互连接，该异形件17的形状可以改变，但它基本由十字形件构成，它以未紧固的方式插入到在标准组件4上的标准件9中，从而该连接异形件17以保持形状不改变的方式与标准件9中的槽相接触，该异形件17在其一端锁定，从而它压靠在标准组件4与管壳连接件5之间的螺纹连接件上，上述基本呈十字形的连接异形件17可由金属，最好是不锈钢制成，但它也可采用聚合物或陶瓷制成。
由于上述设计，标准组件4在热交换器中形成几乎均质的壁，该壁可防止由于热交换器各个部件上的温差在热交换器内所发生的对流现象。在使用标准件9来支承长的热交换部件1的中心区域时，该标准件9并不是完全均质的，但在不同的区域之间会产生通风。在此情况下，仅仅标准件9就可实现支承的功能。
图12和13表示装配好的热交换器的二个不同的侧面。通过在热交换器的不同部位供应产品，并将其穿过热交换器的选定部件排走，通过在其它的部位引入传热介质，并将其从上述位置排走，这样便形成协调装置，而在图中仅示出其一种实施例。在图8所示实施例中，所采用的管壳连接件14中，即在热传递介质的进口或出口中，构成进出口通道的弯管16占据热交换器中的一个标准位置。由于该位置没有热交换部件1，故在该标准位置必须使用与一个标准组件4相应的支承件。在此情况下，要使用标准件18，该件18不带有供外管壳2和传热管3穿入的孔。这样就必须要求其具有坚固性和稳定性，而该坚固性和稳定性是制造结构复杂的热交换器所要求的。
图12和13还表示装配好的热交换器是如何在其所有侧边装设盖板20的，从图中可知，该盖板20呈平缓拱形，这样可增强板的刚性。该盖板20以适合方式安装于标准件9上。当热交换部件相对周围环境达到较高温度时便可使用该盖板20。整个热交换器安装在地板支架21上，从而将热交换器从地板上抬起。
图14表示标准组件4按标准设计图设计的方式，该方式为一个标准尺寸M可根据所使用的热交换部件1的尺寸和类型采用二个、三个、四个或6个标准件。
与普通的管式热交换器相比，上述类型的热交换器更容易装配。另外，更换O形垫圈和其它备用零件也很方便，从而在换上备用零件时，无需将热交换器中的位于要换上备用零件部位上的零件卸下。需要卸下和移动的零件仅仅是产品弯管和管壳连接件。这样就可使热交换器的装配和维修成本大大降低。
根据上面的描述可以看出，本发明提供了一种热交换器，它在很大程度上是按标准化和定型化设计的，其部件可装配成单独的完整组件，该组件与普通的管式热交换器相比体积更小，制造、装配和变化更为容易。
本发明不应局限于附图所示的和上面所描述的内容，在不背离本说明书后面所附权利要求限定的请求保护范围和精神的条件下，可对本发明作出多种改进。
权利要求
1.一种热交换器，它包括设于支架上的多个热交换部件(1)，该部件(1)在流体系统中与产品流和传热介质流相互连接，每个热交换部件(1)首先带有相互连接的一个或多个传热管(3)，该传热管(3)与产品流插入件相互连接，其次在位于上述传热管(3)周围带有外管壳(2)，其特征在于每个外管壳(2)的一端与标准组件(4)相连，该标准组件(4)用来支承热交换部件(1)，一个管壳连接件(5)与二个相邻的标准组件(4)相连，每个管壳连接件(5)包括管状部件(12)，该管状部件(12)分别与外管壳(2)连通，管状部件(12)与连接件(13)相连，在二个相邻的热交换部件(1)中的每一个中的传热管(3)通过产品弯管(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于管壳连接件(5)包括一个H形管，它带有二个平行的管状部件(12)和与该管状部件(12)相垂直的连接件(13)。
3.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于标准组件(4)借助连接异形件(17)以可活动方式相互连接。
4.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于上述连接异形件(17)基本呈十字形，它可将相邻的4个标准组件(4)以保持其形状但又具有柔性的方式接合在一起。
5.根据权利要求3所述的热交换器，其特征在于上述异形件(17)由不锈钢制成。
6.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于上述管壳连接件(5)以柔性方式与二个相邻的标准组件(4)相连。
7.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于传热介质的进口或出口由一个半切口管壳连接件(14)和一个进口或出口弯管(16)形成。
全文摘要
本发明涉及一种热交换器，它包括多个热交换部件(1)，该部件(1)包括外管壳(2)及传热管(3)，该管(3)位于外管壳(2)中。热交换部件(1)相互连接构成热交换器，热交换部件(1)的每个端部带有标准组件(4)，该组件(4)构成热交换器的支架。管壳连接件(5)分别与二个标准组件(4)相连，并构成外管壳(2)的延伸部分。管壳连接件(5)设计成H形管件。
文档编号F28D7/10GK1107575SQ9411282
公开日1995年8月30日 申请日期1994年10月21日 优先权日1993年10月21日
发明者A·施约斯特龙 申请人:科乐拉瓦尔集团及财务有限公司