专利名称：管束支承件的制作方法
技术领域：
本发明涉及平行管束的支承件，具体地说，涉及包括至少两块沿所支承的管子方向隔开的横向支承板的管束支承件。
支承板有时也称为支承片或支承挡板。
平行管束也称为管束。
背景技术：
管束的主要运用领域是管壳热交换器。管壳热交换器包括筒形容器，其中平行管束沿纵向延伸地安排着。
众所周知，管壳热交换器是一种间接热交换器，其中在穿过管束(管侧)的管子流动的流体与流经所述管子外边间隙(壳侧)的流体之间交换热。管壳热交换器的详细资料例如可以在McGraw公司1984年出版的佩里化学工程师手册第6版11-3页到11-21页找到。管束的管端固定于管板。热交换器可以有两块管板，筒形容器的每端一块；如果热交换器是U形管交换器，也可以只在筒形容器的一个端部有单一的管板。
所述管子需要支承。可以用轴向分隔开的横向支承件支承。
可以理解，管子的中部也必须支承，例如，为了防止流体流动引起的震动对管子的损害。支承管子的中部可以使用包括沿管子的长度方向分隔开的许多横向支承板的支承件。
一般的支承件包括多个扇形挡板，有几种在佩里化学工程师手册中有论述。所述挡板不仅支承管子而且影响穿过壳侧的流体流动。因此这种挡板的结构也为热传递的考虑所决定。
另一种支承件由安装于管子行列之间的通道内的杆或棒组成。横向支承件包括外直径稍小于筒形容器内直径的支承环和多个其端部固定于所述支承环的平行杆或棒。
非常普通的做法是以等边三角形间距排列管束的各根管子(把管子安排成其中心位于等边三角形的角点上)。也可以使用正方形间距(把管子排列成其中心位于正方形的角点上)，这常常是因为在可拆卸管束热交换器要进行机械清洁的原因。
美国专利说明书4 143 709号说明了一种平行管束支承件，该支承件有多个沿被支承管子的长度方向分隔开的横向支承板。各支承板用按规则格子的模式切割出许多孔的板材整体制造的，各孔大到足以容纳多根管子。所述孔可以是一般的长方形、一般的正方形、一般的菱形。
这种现有的支承件中至少有一块支承板异相或错列设置。穿过一块支承板同一个孔的管子穿过另一块支承板的不同的孔，从而互相合作的相邻板用相对的边支承管子防止侧向移动。
所述一般三角形或一般菱形的实施例适合以三角形间距支承管子。可是在这两个实施例中，支承格子的交叉条板的宽度必须小于相邻的管子之间的最短距离，这对于机械强度而言并不适宜。
本申请人已经发现用延伸的金属制造管子支承件是非常有优越性的，这也是以本申请人申请的国际专利申请号PCT/EP03/01074的主题，该申请在本申请的第一申请日(优先权日)还没有公布。
延伸金属板用根据交错的平行虚线的排列切割的板材金属制造，并垂直于所述虚线延伸成有缝隙的交叉条板。它制造简单而又便宜。另外，这种金属板可以根据具体使用很容易切割成所需的形状例如切割成圆形，例如，用激光切割。
延伸金属板的开口为基本菱形或基本截头菱形。沿假想的虚线切割的切缝比其间的未切部分(所谓的结点)长得多时就可以得到基本菱形(等边平行四边形)。使切割过的金属板延伸后，所述结点形成各连接4个等长的所谓长边的角点。如果切缝之间的未切部分比较长，那么，就可得到基本截头菱形。截头菱形的意思是菱形的两个对角被沿一对平行线切去。现有的延伸金属板最多延伸到90度，结果，例如，可以得到像从德国Sorst Streckmetall GmbH(Hannover)的那样的近似正方形开口。
延伸金属延伸后的长边不完全是直的而往往稍呈S形，即，在与短边(结点)连接处附近弯曲，这两部分之间的中部基本上是直的。应明白沿延伸方向的相邻长边对的V形有点儿变形。延伸角适合由形成所述(变了形的)V形的长边中部限定。
延伸金属延伸时所述长边也拧转偏离金属板的平面，除非以后再压平金属板。所述长边的稍呈S形及连接于短边的结果是开口的镜象对称轴线不多于两条，这两条镜象对称轴线分别沿延伸方向和垂直于延伸方向。这将参照附图作更详细的论述。
为了说明延伸金属的开口不同于完全的菱形或截头菱形，在说明书和权利要求书中使用“基本菱形或截头菱形”这种词语。因此，它包含完全的和不完全的或变了形的菱形或截头菱形的意思。
本申请人已发现与完全的菱形或截头菱形不同的形状使得像美国专利说明书4 143 709号那样在错列排列时难以使用延伸金属，因为用稍有不同的截面和形状形成至少两种不同的通道，这对管子的最佳支承是不理想的。
本发明的目的是提供一种改进的管束支承件，它至少包括两块有多个开口的横向支承板，排列不同支承板的开口以形成平行管子的支承通道，从而做到穿过一块支承板的同一开口的支承通道穿过另一块支承板的不同开口。具体目的是提供一种能提供最佳机械稳定性的支承件。本发明的另一具体目的是提供一种能用延伸金属制造的改进型支承件。
发明内容
本发明为平行管束提供一种支承件，所述支承件至少包括两块在被支承的管子长度方向分隔开的横向支承板，各支承板有多个基本为菱形或基本为截头菱形的开口，各个所述开口有包括特征镜象对称轴线在内的最多两条镜象对称轴线，所述开口大到足以容纳至少两根管子，不同支承板的开口安排成形成用于平行管子的支承通道做到穿过一块支承板的同一开口的支承通道穿过另一块支承板的不同开口，属于同一支承通道的至少两个开口的特征镜象对称轴线安排成不同方向延伸。
本发明的基础在于本申请人理解具有独特特征镜象轴线，例如，沿延伸金属延伸的特征镜象轴线的开口可以有利地安排成通过使相邻的支承板的特征镜象对称轴线互相相对旋转，因为这样形成的管子的支承通道可以具有比较一致的截面和形状。
用在说明书和权利要求书内的特征镜象对称轴线一语指的是独特的镜象对称轴线，从而能根据预定的特征明白无误地辨认，与开口的其它任何镜象对称轴线都不同。特征镜象对称轴线的实例是与开口的延伸方向一致的镜象对称轴线；和沿延伸金属板的延伸方向延伸的镜象对称轴线。
支承板的开口大到足以至少容纳两根管子，优选地，能容纳四根管子。这把一块支承板对壳侧的流体流动的阻力减少到最低限度。管子各方向的支承是合作的支承板共同提供的。为了达到这一目的，不同支承板的开口安排成形成平行管子的支承通道，做到穿过一块支承板同一开口的支承通道穿过另一块支承板的不同开口。优选地，所有方向的支承是由两块互相合作的支承板提供的，但，原则上也可以用三块或更多的支承板合作提供所有方向的支承。如果开口大到足以容纳4根管子，适合选定的支承板的一个开口与相邻的支承板的4个开口合作从而得到4个分隔开的支承通道。
开口适合在其特征镜象对称轴线方向上延伸。如果把一起形成支承通道的延伸后的开口安排成使得特征镜象对称轴线互相垂直，就可以得到限定良好的支承通道。
支承板的开口适合形成规则的格子，所述支承板各开口的特征镜象对称轴线平行，以此规定支承板的特征方向，相邻的支承板安排成使其特征方向绕被支承的管子的长度方向互相相对旋转。
适合地，两块这种相邻的支承板安排成互相相对旋转90度。也适合地，使所述格子沿特征方向有第一重复长度，沿垂直于特征方向的方向有第二重复长度，第一、第二重复长度基本相等。这样能以管子之间最小的阻碍支承密集组合的管子。如果特征重复长度不相等，会在相邻的支承板交替地形成旋转角度为90度的曲折形通道。重复长度一语用于指规则的格子需要(沿选定的方向)被移动的距离以便移动后的格子的开口叠加于未移动的格子的开口。
优选地，支承板用延伸金属制造，因为易于制造，而且制造成本低。
延伸金属适合用没有压平的那种。拧转长边能使有效支承截面最小化，也能使热交换器壳侧的流体流动阻力最小化。
本申请人已经发现过延伸的延伸金属，即，延伸角大于90度的金属在几块延伸金属板前后放置并互相旋转时可以产生一致的平行支承通道从而延伸方向沿不同的不平行方向延伸。
在一个特定的实施例中，短边比长边的大约五分之一长度长，从而开口基本上是截头菱形，延伸角在110度与130度之间，优选地，实际上尽量接近120度。
在另一特定实施例中，短边很短，可以认为是基本方形开口的角点，从而延伸角在85度与95度之间，优选地，实际上尽量接近90度。
优选地，从选定的短边的中点到同一中线上的最近短边的中点的距离与从所述选定的短边的中点到属于同一开口的第二短边的距离基本相等。那么，就可以得到延伸方向上的重复长度与和延伸方向垂直的方向上的重复长度相等的规则格子。基本相等一语用于表示相差2％以下，优选地为0.5％(相当于5mm/m)以下，更优选地为0.2％(2mm/m)以下更好。为了延伸方向上的重复长度和与之垂直的方向上的重复长度相等，所要求的延伸角决定于短边与长边的相对尺寸。一般地说，短边相对于长边越长，也就是说，延伸前未切割的部分相对于沿假想的虚线的切缝越长，延伸角必须越大。
下面参照附图借助实例更详细地说明本发明，附图中图1示意地显示包括本发明的支承板支承的管束在内的热交换器的纵剖面的一部分。
图2示意地显示根据本发明的支承板的一个实施例，是沿图1的II-II线剖开的放大视图。
图3示意地显示用于根据图2的管支承件的过延伸延伸金属板。
图4示意地显示像现有技术那样把图3的两块延伸金属板相互相对侧向移动形成的支承通道。
图5示意地显示根据本发明使图3的两块延伸金属板相互相对旋转形成的支承通道。
图6示意地显示根据本发明用于管支承件的过延伸延伸金属板的另一实施例。
图7示意地显示如美国专利4 143 709号那样把图6内的两块延伸金属板相互相对侧向移动形成的支承通道。
图8示意地显示根据本发明使图6的两块延伸金属板相互相对旋转形成的支承通道。
具体实施例方式
现在参照附图以示例的方式更详细地说明本发明，图中相同的标号表示相同的或类似的零件。
参看图1，它显示具有筒形壳5的圆筒形热交换器1的纵剖面的一部分。所述热交换器内安装了多个平行管子组成的管束，其中示出管子11、15和19。这些管子的纵长方向平行于筒形壳5的轴线。根据本发明的管束支承件是由轴向分隔开的横向支承板21、22、23、24和25形成的，所述支承板支承筒形壳5(未显示)内管子的中间部分。请注意，图1没有显示有管板的管子端部。
参看图2，它显示图1内沿筒形壳5的纵轴线的支承板21和22的中央部分的视图。为了清楚起见，绘制图2的比例比图1大，因此，支承板21和22的环形部分看不见。应该很清楚，图2内所绘的规则的网格延伸至少超过平行管子占据的热交换器的横断面，支承板的环形部分以适当的方法连接于筒形壳。为了简洁起见，图1内的其它支承板在图2内没有显示。
我们首先论述支承板21的特征。支承板21有许多开口，开口31、32、33、34、35、36、37各以标号标注。各个开口都基本是截头菱形，将通过开口31予以解释。开口31为两对长边所限定，一对是41、42，另一对是43、44。每一对都呈V形，限定相同的角α，在本实施例中实际上尽可能接近120度。V形对的端点对称地连接于一对等长的短边(结点)45、46。如图所示的长边和短边的相对尺寸，限定一个截头菱形的开口。如果短边比长边短得多，比如，只是长边的五分之一或更短些，那么开口就基本上是菱形的了。
开口31有两条镜象对称轴线48、49。所述开口沿轴线48延伸，轴线48选为开口31的特征镜象对称轴线。正如下面进一步论述的那样，支承板21用延伸金属片制造时轴线48与延伸方向一致。
如图所示，支承板21的各个开口至少在中部形成规则的网格。所有开口大小形状都一样都沿各自的镜象对称轴线，即，沿或平行于轴线48是细长的。支承板21的特征方向以标号50表示。
支承板21的规则网格在特征方向上和垂直于特征方向的方向上有相等的重复长度，就是说，点51与点52之间的距离和点53与点54之间的距离与点51与点53之间的距离和点52与点54之间的距离相等。点51、52、53、54是相邻的短边的中点，其中点51和点53在短边的同一中心线56上，点51和点52是同一个开口33的两个短边的中点。
支承板21的各个开口大到足以容纳4根管子。在图2中，标注了管子11、15、19，还绘制了许多其它管子，但为了简明起见没有标注标号。
支承板22一般地说与支承板21类似，具体地说，图2内所示之中部各个开口的形状、大小和安排是一样的。
支承板22的开口中只有开口61、62、63、64用标号标注了。开口62的两根镜象对称轴线标注为68、69。开口62沿轴线69是细长的，因此轴线69是开口62的特征镜象对称轴线，同时也是支承板22的特征方向。
支承板22在纸面上相对于支承板21转动了90度，也就是说，绕垂直于纸面的管子的长度方向转了90度。所以两块支承板的特征方向50和69是互相垂直的。支承板21的各个开口的特征镜象对称轴线(都平行于轴线48)也垂直于支承板22的各个开口的特征镜象对称轴线(都平行于轴线69)。支承板21和22在安排上做到其中一块支承板的短边中点投影于另一块板的开口的中央点。
支承板21、22的互相合作的开口形成平行管束的支承通道。这样的支承通道中的一个用标号70标注的格子区域表示；图中所有与格子区域大小一样的其它区域也都是支承通道。穿过一块支承板内同一个开口延伸的通道穿过另一块支承板的不同开口延伸。例如，穿过支承板22的开口62延伸的4个支承通道71、72、73、74分别穿过支承板21的开口31、32、33、37延伸。为了清楚起见这些通道和一些其它支承通道内没有显示管子。很清楚，各个支承通道内都可以安装管子。
穿过支承通道的管子可以从5条不同的边获得支承。在图2的具体实施例的安排中，管子的直径为19mm，相邻的管子之间的最短距离6mm，在横向平面中交叉板条(长边和短边)的宽度亦为6mm。然而，各根管子只能从一块支承板得到两个或三个边的支承。因此壳侧的流体可以很容易地在纵向上流动。如果支承通道的横断面允许管子细一些，支承会只由开口的下边提供。
图1的支承板23和25适合像图2内的支承板21那样安排，图1的支承板24适合像图2内的支承板22那样安排。很清楚，因为各支承板的特征方向(细长方向)互相垂直，形成支承通道的各开口的镜像对称轴线向不同的方向延伸。例如，开口31的轴线48在板平面沿相对于开口62的轴线69的垂直方向延伸，所述两个开口属于支承通道71。
图2显示的实施例提供的支承通道并不在等边三角形的边上或正方形的边上。可是这种安排非常类似于三角形并有类似的装填密度。每三个靠得最近的相邻的管子的轴线位于等边三角形的角顶上。
图2的这种安排的优点还有相邻的两根管子之间的长边或短边垂直于这两根管子的轴线在横向平面内的假想联线。这意味着长边和短边在横向平面内的宽度等于相邻两根管子之间的最短距离。另一方面，壳侧的流体流动阻碍不是问题，因为管子只支承于基本为五边形的支承通道的两条或三条边上。这样，对于很高的装填密度而言(与三角形节距上的管子相比)，获得了最大的机械稳定性、机械强度和最佳壳侧流体流量。这比现有技术优越；相比之下可以看出，在美国专利4 143 709号图3和图4的三角形节距上的管子的支承板的两个实施例中，交叉的板条的宽度却必须小于相邻管子之间的最短距离。
本发明的支承板可以用本专业技术人员会选择的任何方法制造。例如，金属板可以用冲孔或激光切割的办法制出开口。支承板还可以用焊接丝网制造。
优选地，图2的支承板是延伸金属板，延伸方向适宜选作特征方向50。延伸角相当于图2内的α角，即，延伸金属过度延伸了(延伸角度为120度)。延伸金属，具体地说，过度延伸的延伸金属板上的开口与图2所示之理想截头菱形稍有不同。图3内绘制的是类似于图2的支承板21的一例，显示延伸金属板上的大致为截头菱形的实际形状。图3中相当于图2中的注记号码都加了撇号。
图3的延伸金属板20是沿假想的错列的平行点划线切割金属板制成的。切开后沿线50’的方向延伸。延伸前的切口相当于图6中可以看见的各个角点对，例如，对81和82；对83和84；对85和86；对87或88；对89和90；对91和92；对93和94。短边(沿假想的虚线的未切开部分)的长度比较长，也就是，长度大于长边(短边之间的交叉板条)的长度的大约五分之一。例如，点82与83或点86与87之间的距离(短边的长度)与点81与86或点88与92之间的距离(长边的长度)相比。仔细考虑角点81、82……94就会很好理解延伸金属板的开口的截头菱形。
实际延伸金属的长边，例如，属于开口31’的41’、42’、43’和44’，稍有一点S形。长边和短边还绕长度拧转，这样就缩小了截面，减少壳侧的流体流动阻力。例如，图2显示的19mm直径管子之间的最小间隔6mm的管子可以用2mm厚的钢板制造的延伸钢支承板支承，其中的延伸前的切口沿间隔为8mm的错列的平行的点划线排列。因为在延伸中长边和短边拧转，长边和短边在管子支承点处在横向平面内有效宽度最大6mm。另外，因为长边和短边倾斜，对壳侧流体流动的阻力小于不倾斜的交叉板条。
可以看到在各个开口的角点处，例如，开口31’的角点85和86，开口展现出陡的凹口。开口的其余部分则圆而平滑。因此，制造于延伸金属的开口的总体形状在某种程度上类似于双铃形。
开口34’显示了一对V形长边中部限定的延伸角α，该角实际上尽可能接近120度。
可以看到有近似正方形开口的现有延伸金属支承板沿延伸方向和垂直方向没有相等的重复长度，因为在这种现有的延伸金属板内的短边的长度大于其在延伸方向上的宽度。
图4显示图2内的两块延伸金属板以类似现有技术横向配置时得到的各个支承通道。图4显示图2的支承板21’和其后面的相同的支承板22’。把支承板22’相对于支承板21’在垂直于延伸方向50’的方向(或沿延伸方向)侧向移动半个重复长度，从而支承板22’的各个短边中点，例如，56’、57’、58’，的投影位于支承板21’的开口的中央。方向50’也是支承板22’的延伸方向。此图显示横向移动的结果形成两种支承通道。有几个实施例表明，这两种支承通道的一类通道70a在其截面内有像凹口的两个角点，而另一种在其截面内则没有像凹口的角点。(为了简洁起见并没有给所有的支承通道都标注种类号码。)截面内的不同显得相当大，因为为了清楚相对于开口的大小把长边的宽度放大了一些。如果用图4内那样安排的支承板支承相同的平行管子的管束，管子的最大直径决定于通道70a类型的通道，而且管子在大一些的通道70b内得不到充分的支承。
图5示意地显示根据本发明用延伸金属支承板获得的支承通道的截面。图5类似于参照图2论述的支承板安排，其中的支承板21’和22”是用图3显示的相同的延伸金属板制造的。把支承板21’后面的支承板22”在纸平面内旋转90度并在排列上做到板22”的短边的中点，例如55”、56”、57”，的投影位于板21’的各开口的中央。在根据本发明的这种安排中，只形成一种支承通道70’。(为了简明起见支承通道没有全标注注记号码。)各个支承通道的截面，例如，通道71’的截面，为5条边所限定，其一是一条短边，例如，开口62’的短边，其二、其三是从所述短边端部延伸出来的长边，另两条边是另一支承板的一对V形长边，例如，43’和44’。各个支承板的截面都有一个像凹口的角点，例如角点86。因此，本发明使相对一致的支承通道能用延伸金属制造的支承板安排而成，尽管与理想的截头菱形有所不同。这是本发明的特别优越之处。
参看示意地显示根据本发明另一实施例的延伸金属板120的图6。像图1的支承板21那样，显示的延伸钢板部分是用于根据本发明的平行管管束的支承板121的中部。
延伸金属板120是沿假想的点划线切开制成的。板切开后沿线150的方向延伸。延伸前的切缝相应于图6内可以看到的各角点对，例如，对131和132，角点对133和134，角点对135和136，角点对137和138，角点对139和140，角点对141和142，角点对143和144，角点对145和146，角点对147和148。短边(沿假想的虚线未切开的部分)的长度短得多，小于长边长度(等于延伸前切缝的长度)的五分之一。例如，角点138和139或角点142和143之间的距离(短边的长度)与角点134和137或角点138和144之间的距离(长边的大概长度)相比。为了清楚起见长边的宽度相对于开口的大小放大了一些。
延伸金属板120形成开口规则的网格，其中显示出开口161、162、163、164、165、166、167、168、169。各个开口为两对在延伸方向上相邻的长边和连接这两对V形长边端部的两条短边所限定。例如，开口164为长边对171与172、长边对173与174以及角点134与135之间的短边、角点142与143之间的短边所限定。各对长边一般形成V形，限定相同的延伸角。
在图6的实施例中，短边沿方向180的长度比其在延伸方向150上的宽度稍长一些。因此，延伸角比90度大不了多少，这就是说，从而短边中点限定的格子是方形的。所以，板120是过延伸延伸金属板。短边的中点是限定短边的角点之间(例如角点134与135之间或角点142与143之间)的中间点，为了简洁起见图中只显示了中点181、182、183、184。角点是延伸金属延伸前切缝的端点。延伸金属板120限定的规则网格在延伸方向上和垂直于延伸方向的方向上的重复长度都等于两个短边中点之间的最短距离乘以2的平方根。
实际延伸金属板的长边，例如，长边171、172、173、174，略呈S形。长边还绕其纵轴线拧转，这缩小了截面并减少了壳侧流体的阻力。在各个开口的两个角点处，例如，开口164的角点137和138处，开口呈现陡的凹口。开口的其余部分则比较圆滑。
各个开口都有两根镜象对称轴线。例如，开口169有沿延伸方向150的镜象对称轴线和沿通过角点147和148而与延伸方向垂直的线180的镜象对称轴线。因为延伸金属板的开口与方形有所不同(长边略呈S形)，这两条对称轴线150和180有很大差异。因此，镜象对称轴线150很独特，选作特征镜象对称轴线，线150同时也是支承板121的特征方向。还要注意，旋转90度没有旋转对称，从延伸方向150转动45度没有镜象对称轴线。这与完全的方形不同，也与从美国专利4 143 709号中知道的一般方形开口不同，所述专利的一般方形开口有两条以上的镜象对称轴线。
图7显示像现有技术那样横向移动图6内的两块延伸金属板得到的支承通道。图7显示图6的支承板121与其后面的相同的支承板122，与相对于图1的图2的视图类似。
板122相对于板121沿线180横向移动半个重复长度，从而板122的各个短边的中点的投影位于板121的各个开口的中央。图7显示，在此实施例中横向移动的结果形成两种支承通道。一种是在截面内有两个像凹口的角点的通道190a，另一种是在截面内没有像凹口的角点的通道190b。为了简明起见没有给所有支承通道标注标记号码。
图8示意地显示根据本发明相对旋转图6的两块延伸金属支承板得到的支承通道的横断面。图8对支承板的安排类似于参照图2和5所论述的支承板安排，但其中的板121和122’是用图6内显示的延伸金属板制造的。位于板121后面的板122’根据本发明安排，从而特征方向(平行于板122’的延伸方向150’和板121的延伸方向150)在纸平面内互相相对旋转90度。这两块板的安排做到了板122’的各短边的中点投影于板121的各个开口的中央。根据本发明作这样的排列，只形成一种支承通道190(为了简洁起见没有给所有支承通道都标注注记号码。)
各个支承通道的截面，例如，通道191的截面，用4条边限定，其中的两条由一对V形长边形成，例如，171和172，从短边的角点，例如137，延伸出来，另两条边由另一块板122’的一条短边，例如短边195，平滑地连接的两条长边形成。各个支承通道的截面有一个像凹口的角点(例如，角点137)。而且，在本发明的这个实施例里，延伸金属制造的支承板提供的支承通道比较一致，尽管与理想的截头菱形有所不同。
应该很清楚，形成支承板的规则网格不同方向上的重复长度如果不相等，可以获得支承通道的其它规则排列。例如，假使沿特征方向的重复长度与垂直于特征方向的重复长度之比是整数比，例如，1∶2或3∶2，也形成支承通道的规则图案。通过适当选择延伸角和/或短边长度可以提供延伸金属的不同整数比。延伸角可以不是基本90度或120度，也可以小于80度，例如，45度、60度或75度。
很清楚，因为受支承的管子的数目不必是支承板一个开口能安装的管子数目的整倍数，还由于靠近(筒形)壳的管子安排，相邻的支承板不一定完全对称，特别是在其周边或环形区域。也可要求其它适应支承一个单一管的一些附加支承孔。
本发明的支承板形成的支承通道适合支承用于热交换器的标准管子。其标准直径，例如，为19.05mm(3/4英寸)、20mm、25mm、25.4mm(1英寸)。管子表面之间的标准最短距离为6mm或6.35mm(1/4英寸)。
在大约6米长1-3米直径的标准热交换器内安装数百到几千根管子。本专业技术人员知道如何决定支承板的间隔和尺寸。管子长度方向的标准间隔在10与70厘米之间。板厚决定于机械要求，一般可以在1.6到5毫米的范围内。
在热交换器内使用延伸金属支承板特别优越之处在于壳侧流体阻力可以最小，其中的长边和短边拧转可以减少局部的横向流动，这对于传热是理想的。
本发明具体应用在包括壳内管束的化学反应器内，例如，用于制造环氧乙烷。这种化学反应器内经常要求孔非常多的管支承结构。
过延伸的延伸金属，即，延伸角大于90度的金属，可以任何适当的方法制造。这可以用制造延伸金属的一般技术，但延伸到更大的延伸角，基本上一步完成。
也可以在第一步内制造一般的延伸金属中间产品，再在第二步取得过延伸的延伸金属。显然，所述第二步也可以用于从不同的来源获得的一般延伸金属，例如，在市场上购买的。
具体地说，形成开口网格并在第一方向上有第一重复长度和在垂直于第一方向的第二方向上有第二重复长度而第一、第二重复长度有预定比例的延伸金属也可以用以下方法制造—准备有与第一方向一致的延伸方向并形成第一、第二重复长度之比小于预定比的格子的预延伸金属；—在相对于第二方向的不同位置的许多点上沿第一方向施加延伸力直到获得预定的重复长度比为止，所述延伸力是使用许多力传递器配合许多点施加的，所述力传递器安排成使得在施加延伸力时它们在第二方向上互相移近。
延伸力施加于切割后的金属，即，中间产品时，纵向延伸，同时横向收缩。这种现象在大延伸角的情况下非常明显，特别是延伸角大于约85度的情况下。
力传递器安排成使得在施加延伸力时它们能在第二方向上互相移近，所述延伸力可以在延伸过程中继续平均分布于延伸金属。这样就防止了板的周边比中部区域延伸得多的问题发生。因此，板上重复长度不等的情况减少到最低限度，各个开口的形状比较一致，特别是对于过延伸的延伸金属更是如此。
在一个优选实施例中，所述力传递器是安装了与延伸金属连接的钩子的多个基本平行的臂。
在另一优选实施例中，使用一种工具，所述工具包括两套用铰链互相连接起来的平行部件从而形成可铰接的格子，所述格子能呈现具有两套平行部件之间不同工具角的形状，所述力传递器安装于所述格子上并从所述格子的平面延伸出来。
“力传递器”一语用于指把力传到延伸金属的销、榫、枢轴、楔或其它适当形状的工具。
权利要求
1一种平行管束的支承件，所述支承件至少包括两块在被支承的管子长度方向分隔开的横向支承板，各支承板有多个基本为菱形或基本为截头菱形的开口，各个所述开口有包括特征镜象对称轴线在内的最多两条镜象对称轴线，所述开口大到足以容纳至少两根管子，不同支承板的开口安排成形成用于平行管子的支承通道做到穿过一块支承板的同一开口的支承通道穿过另一块支承板的不同开口，属于同一支承通道的至少两个开口的特征镜象对称轴线安排成沿不同方向延伸。
2根据权利要求1的支承件，其特征在于所述开口沿其特征镜象对称轴线方向是细长的。
3根据权利要求1或2的支承件，其特征在于形成选定支承通道的开口安排特征镜象对称轴线在两个互相垂直的方向。
4根据权利要求1-3中任一项的支承件，其特征在于支承板的开口形成规则的格子，所述支承板开口的特征镜象对称轴线是平行的，以此规定支承板的特征方向，并且相邻的支承板安排成使其特征方向绕被支承的管子的长度方向互相相对旋转。
5根据权利要求4的支承件，其特征在于所述格子沿特征方向有第一重复长度，沿垂直于特征方向的方向有第二重复长度，第一、第二重复长度基本相等。
6根据权利要求1-5中任一项的支承件，其特征在于各支承板包括延伸金属板。
7根据权利要求6的支承件，其特征在于延伸金属已经延伸，从而有基本90度到140度之间的延伸角，优选地，延伸角基本为90度或120度。
8根据权利要求1-7中任一项的支承件，其特征在于所述的支承件安排在特别是作为热交换器的一部分或化学反应器的一部分的有圆壳的筒形容器内。
全文摘要
一种平行管束的支承件，至少包括两块分隔开的横向支承板，各支承板有多个基本为菱形或基本为截头菱形的开口，各个开口有包括特征镜象对称轴线在内的最多两条镜象对称轴线，所述开口大到足以容纳至少两根管子，不同支承板的开口安排成形成支承平行管子的支承通道做到穿过一块支承板的同一开口的支承通道穿过另一块支承板的不同开口，属于同一支承通道的至少两个开口的特征镜象对称轴线安排成沿不同方向延伸。
文档编号F16L3/00GK1846111SQ200480025610
公开日2006年10月11日 申请日期2004年7月23日 优先权日2003年8月6日
发明者D·F·米尔德 申请人:国际壳牌研究有限公司