一种热交换器的制作方法

本发明涉及热交换器的技术领域，尤其是涉及一种热交换器。

背景技术：

换热器（亦称为热交换器或热交换设备）是用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热及热传导的一种工业应用。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。

现有设计中，授权公告号为cn207113705u的中国专利中公开了一种三膨胀节进/出料全焊板式换热器防反压清洗装置，包括反应产物入口、进料出口、排气孔、热端膨胀节、进料集箱、反应产物集箱、压力容器、焊接板束、进料入口、反应产物出口、冷端膨胀节、循环气入口、排凝口、进料泵和阀门；所述压力容器为一密闭的圆筒形结构，所述压力容器内设有焊接板束，所述焊接板束的上端设有进料集箱和反应产物集箱，所述进料集箱和反应产物集箱的上端分别通过管道与进料出口、反应产物入口相连，所述管道上设有热膨胀节，所述进料出口和反应产物入口之间、位于压力容器的顶端设有排气孔；所述焊接板束的下端设有反应产物集箱，所述反应产物集箱的下端通过管道与反应产物出口相连，所述管道上设有冷端膨胀节，所述焊接板束的下端设有进料入口，所述进料入口与反应产物出口之间、位于压力容器的底端设有排凝口，所述进料入口还连接有循环气入口；所述循环气体入口连接有进料塑料软管，所述反应产物出口连接有反应产物塑料软管；所述进料泵连接有第一管道，所述第一管道连接有第二管道、第三管道、第四管道和第五管道，所述第二管道与反应产物出口相连且第二管道上设有阀门，所述第三管道与排凝口相连且第三管道上设有阀门，所述第四管道与进料入口相连且第四管道上设有阀门，所述第五管道与取样点相连且第五管道上设有阀门；所述第二管道和第四管道上均设有一计量泵，所述进料塑料软管的底端设有一压力变送器，所述反应产物塑料软管的底端设有液压压力传感器，所述液压压力传感器与一控制器相连，所述控制器与报警器相连。

上述中的现有设计方案存在以下缺陷，换热器在使用的过程中，由于板束与压力容器的连接关系通过管道与两者进行焊接，使得两者固定在一起，由于热胀冷缩的原理，管道的伸缩得不到补偿无法消除应力的影响，板束易在压力容器内晃动，导致换热器的使用寿命缩减。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明旨在提供一种热交换器，其具有稳定连接支架束、压力容器，且有效减小热胀冷缩所带来的影响，保证热交换器的使用寿命。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现：

一种热交换器，包括压力容器和位于压力容器内的板束，所述压力容器上连接有与板束相连通的进料入口、进料出口、流体入口、流体出口，所述进料入口、进料出口、流体入口、流体出口上设置有膨胀节，所述板束的一端设置有与压力容器连接的固定装置，所述固定装置包括呈水平状的固定支架、连接支架，所述固定支架、连接支架分别焊接在板束、压力容器上，所述固定支架搭在连接支架上，所述固定支架和连接支架螺栓可拆卸固定连接，所述板束和压力容器的另一端分别设置有用于对板束、压力容器进行定位的定位装置。

通过采用上述技术方案，固定支架搭在连接支架上，使得连接支架起到对板束的支撑作用，连接支架与固定支架之间的可拆卸固定方式，便于对板束进行固定，使得板束稳定位于压力容器内，进而受到压力容器的保护。定位装置的设置，防止板束与压力容器之间产生晃动，其两者进行稳定固定。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述定位装置包括分别设置在板束上的导轨和设置在压力容器上的导板，所述导轨与导板背离连接支架的一侧抵触。

通过采用上述技术方案，配合于连接支架、固定支架的固定，实现对板束、压力容器的位置固定，两者在使用的过程中，不会产生相对晃动，节省安装的时间。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述进料入设置为喷淋管组件，所述喷淋管组件包括一端法兰设置的喷管、两端双法兰设置的连接管，所述压力容器外设置有与压力容器相连通且一端法兰设置的密封管，所述喷管插入到密封管内并与板束相连接，且喷管带有喷孔的一端位于板束内，所述连接管的一端与喷管、密封管通过螺栓可拆卸固定连接。

通过采用上述技术方案，预先对喷管、连接管进行安装，进而对连接管、密封管进行安装，将插入到板束内的喷管焊接到板束上，板束与喷管之间实现固定以及密封，既保证了喷淋管组件的稳定输料，同时实现了对喷淋管组件的稳定连接，易于安装。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述连接管上设有吊板，所述吊板上设有一吊孔，所述连接管上焊接有与喷管、密封管相定位配合的第一定位柱、第二定位柱。

通过采用上述技术方案，吊具吊装连接管，轻松地将连接管安装到压力容器上，便于节省人力消耗以及意外事件的发生。第一定位柱、第二定位柱便于快速对连接管与喷管、密封管进行定位，快速安装对喷管、密封管、连接管进行安装。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述连接管远离喷管的一端设有锥形网格板。

通过采用上述技术方案，锥形网格板增大了与进料液体的过滤面积，保证了锥形网格板的过滤效果，锥形网格板的表面积增大，确保过滤效果，同时延长对锥形过滤板的清理时间周期。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述进料出口、流体入口设置在压力容器靠近连接支架的一端，所述流体出口设置在压力容器的另一端，所述进料出口、流体入口上可拆卸设置有用于吊装压力容器的吊耳。

通过采用上述技术方案，在运送的过程中，吊耳固定在进料出口、流体入口上，对其进行密封，防止灰尘进入到板束内而造成污染。吊耳能够重复使用，实现资源的可重复利用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述进料出口、流体入口、流体出口上分别接入有清洗接管。

通过采用上述技术方案，清洗接管的接入，便于对板束进行定期清洗，防止板束内积累污垢而导致热交换率降低，起到保证板束热交换率的作用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述压力容器的底部设置有锥形裙座，所述锥形裙座包括用于套设在压力容器上的竖直环板、用于搭载在支架上的水平环板、连接两者的锥板以及位于锥板上的加强板，所述水平环板上开设有安装孔，所述加强板面向锥板中心线的一侧用于与压力容器抵接。

通过采用上述技术方案，锥形裙座上的锥板提供沿着锥板母线方向的支撑力，支撑力进而分解成水平方向以及竖直方向上的分力，竖直方向上分力的合力与连接物体的重力相平衡，对连接物体进行固定，竖直环板与连接物体的接触面积增加，水平环板用于与支架的接触面积增加，锥形裙座的结构保证了连接的稳定性，在使用过程中不易损坏。同时，加强板、锥形裙带形成稳定的三角支撑结构，防止锥形裙座在使用中发生损坏，进一步增强了锥形裙带的结构强度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水平环板面向竖直环板的一侧设置有多个呈匚型的连接板，所述连接板与水平环板、锥板连接，所述连接板上开设有与安装孔相贯通的孔洞。

通过采用上述技术方案，连接板与水平环板、锥板通过焊接固定，进一步增加了水平环板与锥板之间的连接强度，防止锥板发生变形。安装螺栓时，螺栓穿过连接板上的孔洞可防止螺栓掉落，加快安装时间。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述压力容器包括两端的封头以及中间的多个筒体。

通过采用上述技术方案，由封头与筒体焊接而成的压力容器，降低了压力容器的生产要求，便于对压力容器进行批量生产。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.固定支架搭在连接支架上，使得连接支架起到对板束的支撑作用，连接支架与固定支架之间的可拆卸固定方式，便于对板束进行固定，使得板束稳定位于压力容器内，进而受到压力容器的保护。定位装置的设置，防止板束与压力容器之间产生晃动，其两者进行稳定固定；

2.预先对喷管、连接管进行安装，进而对连接管、密封管进行安装，将插入到板束内的喷管焊接到板束上，板束与喷管之间实现固定以及密封，既保证了喷淋管组件的稳定输料，同时实现了对喷淋管组件的稳定连接，易于安装；

3.锥板提供沿着锥板母线方向的支撑力，支撑力进而分解成水平方向以及竖直方向上的分力，竖直方向上分力的合力与连接物体的重力相平衡，对压力容器稳定支撑，锥形裙座的结构保证了连接的稳定性，在使用过程中不易损坏。同时，加强板、锥形裙带形成稳定的三角支撑结构，防止锥形裙座在使用中发生损坏，进一步增强了锥形裙带的结构强度。

附图说明

图1为一种热换热器的结构示意图；

图2为一种热交换器中锥形裙座、连接板的结构示意图；

图3为一种热交换器中喷管组件的爆炸示意图；

图4为一种热交换器的爆炸示意图。

附图标记：1、板束；2、压力容器；21、封头；22、筒体；3、固定装置；31、固定支架；32、连接支架；4、定位装置；41、导轨；411、安装板；412、触板；42、导板；5、喷淋管组件；51、喷管；511、喷孔；512、第一定位孔；52、连接管；521、吊板；522、第一定位柱；523、第二定位柱；6、锥形裙座；61、竖直环板；62、锥板；63、水平环板；631、安装孔；64、加强板；7、进料出口；8、流体入口；9、流体出口；10、人孔；11、循环气入口；12、排放口；13、通气孔；14、膨胀节；15、锥形网格板；16、吊耳；17、清洗接管；18、连接板；181、孔洞；19、密封管；191、第二定位孔；20、第一密封垫；30、第二密封垫；40、第三密封垫。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

结合图1，为本发明公开的一种热交换器，包括压力容器2和位于压力容器2内的板束1，压力容器2的形状呈胶囊状，板束1的形状呈长方体状（如图3所示），板束1用于对流体进行热交换。

结合图1，压力容器2包括位于两端的封头21和位于封头21之间的多个筒体22，筒体22与筒体22、封头21之间焊接固定，降低了压力容器2的生产要求，便于对压力容器2进行批量生产。压力容器2的外表面上焊接有与板束1相连通且密封的流体入口8、流体出口9、物料入口、物料出口，流体入口8、物料出口位于其中一个封头21上，且流体入口8与物料出口之间设置有焊接在封头21上且与封头21相连通的人孔10，便于工人沿着人孔10对热交换器进行维修。流体入口8、物料出口、人孔10之间设置有与封头21相连通的通气孔13。流体出口9位于另一个封头21上，且此封头21上焊接有与封头21相连通的循环气入口11、排放口12。进料入口、流体入口8、流体出口9上分别接入有清洗接管17，便于对板束1进行定期清洗，保证板束1的热交换率。筒体22上套设有锥形裙座6，锥形裙座6位于靠近流体出口9的一个筒体22上，用于与支架连接固定，使得罐体稳定位于指定位置。

结合图1，压力容器2的外表面上均匀焊接有多个位于筒体22上的增强环板，增强环板的设置，用于加强压力容器2的结构强度，防止壳体在使用过程中发生损坏。

结合图2，锥形裙座6包括用于套设在压力容器2上的竖直环板61、用于搭载在支架上的水平环板63、连接两者的锥板62以及位于锥板62上的加强板64，水平环板63上开设有安装孔631，加强板64面向锥板62中心线的一侧用于与压力容器2抵接，螺栓穿过安装孔631与支架固定，用于对锥形裙座6进行固定。优选地，竖直环板61靠近水平环板63的一端与锥板62的一端一体成型，锥板62的另一端位于水平环板63的中段，且锥板62与水平环板63一体成型，锥形裙座6的扩口面向地面。锥板62提供沿着锥板62母线方向的支撑力，支撑力进而分解成水平方向以及竖直方向上的分力，竖直方向上分力的合力与连接物体的重力相平衡，对连接物体进行固定，竖直环板61与连接物体的接触面积增加，水平环板63用于与支架的接触面积增加，锥形裙座6的结构保证了连接的稳定性，在使用过程中不易损坏。

结合图2，加强板64面向锥板62中心线的一侧用于与罐体抵接，加强板64、锥形裙带形成稳定的三角支撑结构，防止锥形裙座6在使用中发生损坏，进一步增强了锥形裙带的结构强度。锥板62与加强板64一体成型而成，减少了连接加强板64与锥板62之间的固定连接的时间损耗，且能够大量对一体成型的锥形裙座6进行大量生产。加强板64被锥板62分为了两个部分，便于防止锥板62的变形。

结合图2，水平环板63面向竖直环板61的一侧均匀固定有多个呈匚型设置的连接板18，连接板18与水平环板63、锥板62通过焊接固定，进一步增加了水平环板63与锥板62之间的连接强度，防止锥板62发生变形。匚型结构的连接板18，连接板18的开口方向面向水平环板63设置，且连接板18远离水平环板63的一侧开设有与安装孔631同轴线的孔洞181，通过螺栓依次穿过孔洞181、安装孔631后与支架进行固定，便于安装螺栓时，螺栓穿过连接孔可防止螺栓掉落，加快安装时间。

结合图3，物料入口设置在筒体22上，且位于锥形裙带与流体出口9之间，物料入口设置为喷淋管组件5，喷淋管组件5与板束1、压力容器2连接，物料从喷淋管组件5进入到板束1中进行热量交换后从物料出口排出。喷淋管组件5包括一端法兰设置的喷管51、两端双法兰设置的连接管52，压力容器2外焊接有与压力容器2相连通且一端法兰设置的密封管19，喷管51的另一端密封且一侧侧壁均匀开设有喷孔511，喷管51插入到密封管19内并与板束1相连接，且喷管51带有喷孔511的一端位于板束1内，连接管52的一端与喷管51、密封管19通过螺栓可拆卸固定连接。

结合图3，连接管52一端法兰的周侧固定有一块吊板521，吊板521上开设有一个用于吊挂的吊孔，通过吊具吊装连接管52，轻松地将连接管52安装到压力容器2上，便于节省人力消耗以及意外事件的发生。

结合图3，喷管51的法兰上均匀开设有若干个第一通孔，连接管52上开设有与第一通孔相对应的第一槽孔，为保证连接的稳定性，第一通孔的数量至少为三个。本申请中所选用的第一通孔数量为八个，且其中相邻两个第一通孔之间开设有一个第一定位孔512，连接管52上固定有凸出连接管52表面且与第一定位孔512定位配合的第一定位柱522，第一定位柱522位于连接管52带有吊板521的一端，且第一定位柱522位于吊板521与连接管52的轴线的连线之间。吊装连接管52，喷管51上的第一定位孔512与连接管52的第一定位柱522定位配合，则在受自身重力的作用下，喷管51上的第一通孔基本与连接管52上的第一槽孔相吻合，通过固定好第一个螺栓后，则喷管51与连接管52的位置完全确定，便于快速对喷管51、连接管52进行安装。

结合图3，喷管51、连接管52之间设有用于密封两者之间间隙的第一密封垫20，第一密封垫20保证了两者之间的密封性，避免了物料从两者之间的连接处发生泄露。

结合图3，密封管19的法兰上均匀开设有若干个第二通孔，连接管52上开设有与第二通孔相对应的第二槽孔，为保证连接的稳定性，第二通孔的数量至少为三个。本申请中所选用的第二通孔数量为八个，且其中相邻两个第二通孔之间开设有一个沿着密封管19轴线方向的第二定位孔191，连接管52上固定有凸出连接管52表面且与第二密封孔定位配合的第二定位柱523。第二定位孔191位于第一定位孔512与吊板521的连线之间，对已经固定的连接管52、喷管51与密封管19进行连接，第二定位孔191与第二定位柱523定位配合，则在受自身重力的作用下，密封管19上的第二通孔基本与连接管52上的第二槽孔相吻合，通过固定好第一个螺栓后，则密封管19与连接管52的位置完全确定，便于快速对密封管19、连接管52进行安装。

结合图3，密封管19、连接管52之间设有用于密封两者之间间隙的第二密封垫30，第二密封垫30保证了两者之间的密封性，配合第一密封垫20，确保了压力容器2内的压强平衡，确保对板束1换热器的保护。

结合图3，对喷管51、连接管52、密封管19进行固定后，将插入到板束1内的喷管51焊接到板束1上，板束1与喷管51之间密封。则喷管51上喷孔511处于竖直向上的状态，便于板束1内物料的均匀分布。位于板束1与压力容器2之间的喷管51上固定有两个膨胀节14，同时，进料出口7、流体入口8、流体出口9的管道上同样设置有膨胀节14，热涨冷缩时，便于管道的伸缩进行补偿，进而消除附加应力的影响。

结合图3，连接管52远离喷管51的一端安装有锥形网格板15，锥形网格板15的表面形成均匀的微孔结构，对通入到板束1的物料进行过滤，减少物料对板束1的污染，确保板束1的正常工作。锥形网格板15的设置增大于物料的接触面积，增强对物料的过滤效果，过延长对锥形网格板15的清理时间周期。锥形网格板15与连接管52之间设有用于密封两者之间间隙的第三密封垫40，避免未过滤的物料从锥形网格板15与连接管52之间的缝隙中进入到板束1中。

结合图4，板束1的一端设置有与压力容器2连接的固定装置3，固定装置3包括呈水平状的固定支架31、连接支架32，连接支架32焊接在压力容器2内部靠近进料出口7的一端，固定支架31焊接在板束1上且对应连接支架32，固定支架31用于搭在连接支架32靠近进料出口7的一侧，固定支架31和连接支架32通过螺栓可拆卸固定连接。本申请中固定支架31的数量为两块，分别位于板束1的相对两侧面上。

结合图4，固定支架31由第一水平板和固定在第一水平板的第一竖直板组成，且第一竖直板与板束1的表面垂直设置。第一竖直板的数量为四块，沿着第一水平板的中分面对称分布，且第一竖直板面向板束1的一侧焊接在板束1上，保证了固定支架31与板束1之间的连接结构，防止固定支架31与板束1之间的损坏。

结合图4，连接支架32由第二水平板和固定在第二水平板上的第二竖直板组成，第二竖直板相互平行设置，且沿着第二水平板的中分面对称分布。第二竖直板的数量为四块，第二竖直板背离板束1的一面焊接在压力容器2上，保证了连接支架32与压力容器2之间的连接强度，防止连接支架32与压力容器2之间发生损坏。第二竖直板远离第二水平板的一端固定焊接有呈水平状的圆弧板，防止第二竖直板在焊接时而产生变形。

结合图4，压力容器2内部靠近流体出口9的一端设置有用于对板束1进行定位的定位装置4，定位装置4包括分别设置在板束1上的导轨41、设置在压力容器2上的导板42，导轨41与导板42背离连接支架32的一侧抵触，配合于连接支架32、固定支架31的固定，实现对板束1、压力容器2的位置固定，两者在使用的过程中，不会产生相对晃动，且节省安装的时间。

结合图4，导轨41呈t型柱状设置，导轨41包括沿着板束1长度方向的安装板411、与导板42抵触的触板412，触板412位于安装板411背离板束1的一侧，避免了导轨41焊接在板束1上，焊点对两者的抵触造成影响。

结合图4，进料出口7、流体入口8上螺栓可拆卸固定有用于吊装压力容器2的吊耳16，在运送的过程中，吊耳16固定在进料出口7、流体入口8上，对其进行密封，防止灰尘进入到板束1内而造成污染。吊耳16能够重复使用，实现资源的可重复利用。压力容器2上焊接有位于进料出口7与流体出口9之间的人孔10，人孔10与压力容器2相连通，便于工人沿着人孔10处对换热器进行维护。

本发明的实施原理为：

固定支架31搭在连接支架32上，使得连接支架32起到对板束1的支撑作用，连接支架32与固定支架31之间的可拆卸固定方式，便于对板束1进行固定，使得板束1稳定位于压力容器2内，进而受到压力容器2的保护。定位装置4的设置，防止板束1与压力容器2之间产生晃动，其两者进行稳定固定。

预先对喷管51、连接管52进行安装，进而对连接管52、密封管19进行安装，将插入到板束1内的喷管51焊接到板束1上，板束1与喷管51之间实现固定以及密封，既保证了喷淋管组件5的稳定输料，同时实现了对喷淋管组件5的稳定连接，易于安装；

锥板62提供沿着锥板62母线方向的支撑力，支撑力进而分解成水平方向以及竖直方向上的分力，竖直方向上分力的合力与连接物体的重力相平衡，对压力容器2稳定支撑，锥形裙座6的结构保证了连接的稳定性，在使用过程中不易损坏。同时，加强板64、锥形裙带形成稳定的三角支撑结构，防止锥形裙座6在使用中发生损坏，进一步增强了锥形裙带的结构强度。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。