專利名稱：板殼式換熱器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種換熱器，特別涉及一種能夠適合于高粘度、含顆粒和纖維懸浮狀等冷、熱介質(zhì)物料之間進行熱能交換的板殼式換熱器。
背景技術(shù)：
在化工和石油化工等領域，廣泛使用換熱器進行冷、熱介質(zhì)物料之間熱量的交換。目前，換熱器按照結(jié)構(gòu)主要可以分為管殼式換熱器和板式換熱器。其中管殼式換熱器的傳熱面用管制成，它具有結(jié)構(gòu)堅固，操作彈性大，可靠程度高，使用范圍廣的優(yōu)點；但它的不足之處在于換熱效率低、設備體積大。板式換熱器的傳熱面用平板或稍帶錐度的傘板制成，其上設有各種凹凸條紋或各種不同端面形狀的翅片，它具有換熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的優(yōu)點；但它的不足之處在于密封周邊長，容易形成泄漏；受熱圈密封材料的限制，其換熱溫度不能很高、承壓能力有限；不宜處理懸浮狀的熱交換物料進行熱交換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種板殼式換熱器，它不僅換熱效率高，而且結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、使用壽命長。
本發(fā)明板殼式換熱器，包括設有冷介質(zhì)物料進口和冷介質(zhì)物料出口、、且呈圓筒體或方箱體的殼體和置于該殼體內(nèi)的板管組。其中板管組包括至少一個熱介質(zhì)入口圓形導流管和至少一個熱介質(zhì)出口圓形導流管，熱介質(zhì)入口圓形導流管和熱介質(zhì)出口圓形導流管的一端固定在殼體的端蓋上，另一端分別設有與其相連通的若干個板片組和端部板片組；板片組包括間隔布置、且具有兩個凸起型波紋狀板片a、b，兩個板片a、b的凸起面相互對應、且在每個板片a、b的外表面設有波紋擾動條；端部板片組包括間隔布置、且具有凸起型波紋狀板片a、端部板片b，兩個板片a、b的凸起面相互對應、且在凸起面的外表面設有波紋擾動條。
作為本發(fā)明板殼式換熱器的改進，其中波紋擾動條呈橫向或縱向排列，每相鄰兩個板片組的波紋擾動條、板片組與端部板片組的波紋擾動條的方向一個為橫向、另一個為縱向依次交錯布置，并在每相鄰波紋擾動條之間和波紋擾動條外側(cè)間隔設有若干個球形凸塊，球形凸塊交錯排列；熱介質(zhì)入口圓導流管為兩個，熱介質(zhì)出口圓導流管為兩個，分別設置在橫向波紋擾動條的兩側(cè)或縱向波紋擾動條的兩端。
作為本發(fā)明板殼式換熱器的進一步改進，其中在板片a、b、a或端部板片b分別設有與熱介質(zhì)入口圓形導流管和熱介質(zhì)出口圓形導流管管徑相對應的角孔或盲孔，在熱介質(zhì)入口圓形導流管和熱介質(zhì)出口圓形導流管的管壁上沿軸向間隔設有與板片組和端部板片組相連通配合的導流分配孔，該導流分配孔為多個、且沿其周向間隔均勻分布，熱介質(zhì)入口圓形導流管和熱介質(zhì)出口圓形導流管分別插入角孔中，其導流分配孔分別位于板片組的板片a與b和端部板片組的板片a與端部板片b之間。
本發(fā)明板殼式換熱器，其中板片組和端部板片組由不銹鋼材料制成，其板片a、b、a的凹面、端部板片b的凹面及周邊密封采用熱熔焊焊接，板片組和端部板片組與熱介質(zhì)入口導流管和熱介質(zhì)出口導流管的焊接采用氬弧焊接。
采用上述結(jié)構(gòu)，由于將板管組置于殼體內(nèi)，并且將板管組的板片作為換熱面，冷介質(zhì)和熱介質(zhì)不僅能夠分別在板片間和導流管內(nèi)流動，并且較寬的板間距離又適合于高粘度、含顆粒和纖維懸浮狀等冷、熱介質(zhì)物料之間的熱量能交換，從而使本發(fā)明板殼式換熱器的冷介質(zhì)與熱介質(zhì)的殼程和管程清晰，結(jié)構(gòu)緊湊體積小，重量輕，成本低。
由于將板片和導流管組成的板管組采取周邊施焊密封，中間部位用點焊固定并相互支撐，所以本發(fā)明板殼式換熱器既能夠在較壓力下進行熱能交換，又能夠在較高溫度條件下進行工作，從而兼顧了管殼式換熱器與板式換熱器的優(yōu)點，使用壽命長。


圖1是本發(fā)明板殼式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中板管組結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中板片結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3中A-A剖示圖；圖5是圖2中端部板片組的端部板片B-B剖示圖；圖6是圖2中熱介質(zhì)入口導流管或熱介質(zhì)出口導流管結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中標號說明1熱介質(zhì)入口圓形導流管，2端蓋，3熱介質(zhì)出口圓形導流管，4冷介質(zhì)物料進口，5板片組，5a板片，5b板片，端部板片組6，6a板片，6b端部板片，7板管組，8冷介質(zhì)物料出口，9殼體，波紋擾動條10，球形凸塊11，角孔12，盲孔13，導流分配孔14，支撐板15。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明板殼式換熱器的具體實施方式
作進一步說明。
由圖1所示，本發(fā)明板殼式換熱器提供了一款全焊式板管組板殼式換熱器，管程或殼程呈逆流方式。其中板管組7包括熱介質(zhì)入口圓形導流管1、熱介質(zhì)出口圓形導流管3、導流分配孔14，至少兩個以上的板片組5和端部板片組6；板片組5由兩個板片5a/5b構(gòu)成，端部板片組6由板片6a和端部板片6b構(gòu)成，在板片5a/5b、6a/6b上設有波紋擾動條10和球形凸塊11，并且采用全焊接密封結(jié)構(gòu)。
具體地講由圖1所示，本發(fā)明板殼式換熱器，包括為圓筒體或方箱體的殼體9，在殼體9的側(cè)壁上分別設有冷介質(zhì)物料進口4和冷介質(zhì)物料出口8，在殼體9內(nèi)設有全焊式由不銹鋼材料制成的板管組7，殼體9與板管組7設計為可拆式。板管組7包括至少一個熱介質(zhì)入口圓形導流管1和至少一個熱介質(zhì)出口圓形導流管3，熱介質(zhì)入口圓形導流管1和熱介質(zhì)出口圓形導流管3的一端固定在殼體9的端蓋2上，另一端分別設有與其相連通的若干個板片組5和端部板片組6。
由圖2、3、4所示，板片組5包括間隔布置、且具有兩個凸起型波紋狀板片5a、5b，兩個板片5a、5b的凸起面相互對應組焊而成，板片5a、5b的周邊焊縫由熱熔焊完成，同時在凸起面與凸起面的接觸面上用點焊施焊；同樣，由圖5所示，端部板片組6包括間隔布置且具有凸起面的板片6a、端部板片6b，板片6a與端部板片6b的凸起面也相互對應組焊而成，板片6a、端部板片6b的周邊焊縫也由熱熔焊完成，同時在凸起面與凸起面的接觸面上用點焊施焊。為了提高換熱效率，在每個凸起面的外表面設有波紋擾動條10，每個板片上的波紋擾動條10排列有所不同，即每相鄰兩個板片組5的波紋擾動條10、板片組5與端部板片組6的波紋擾動條10的方向一個為橫向、另一個為縱向相互呈依次相互交錯布置，如第一板片組5的波紋擾動條10為橫向，第二板片組5的波紋擾動條10為縱向，如此排列可以使板片組5與板片組5之間的波紋擾動條10及板片組5與端部板片組6之間的波紋擾動條10形成網(wǎng)格布局。在每相鄰波紋擾動條10之間和波紋擾動條10外側(cè)間隔設有若干個球形凸塊11。具有上述結(jié)構(gòu)的板管組7的主要好處在于第一，板片組5中的板片5a與板片5b之間或端部板片組6中的板片6a與端部板片6b不存在密封墊圈的問題，從而較好地解決了板片組5和端部板片組6耐溫及易泄漏的問題；同時，具有較寬的板間距離更適合于高粘度、含顆粒和纖維懸浮狀等冷、熱介質(zhì)物料之間的熱量能交換；第二，在板片組5和端部板片組6設有波紋擾動條10，形成網(wǎng)狀布局，使流經(jīng)板片組5與端部板片組6板間通道的介質(zhì)更容易產(chǎn)生湍流，從而進一步提高了換熱效率。板片組5中的板片5a與板片5b或端部板片組6中的板片6a與端部板片6b的凸起面對應并施以點焊，板片不易膨脹變形，其承壓性能大幅度提升。第三，在每相鄰波紋擾動條10之間和波紋擾動條10外側(cè)間隔設有若干個交錯排列的球形凸塊11，該球形凸塊11可以造成冷、熱介質(zhì)的渦流，從而更進一步提高了換熱效率。
由圖4、5所示，在板片組5的板片5a、5b設有角孔12，在端部板片組6的板片6a、端部板片6b分別設有角孔12和盲孔13，該角孔12和盲孔13分別與熱介質(zhì)入口圓形導流管1和熱介質(zhì)出口圓形導流管3管徑相對應。由圖6所示，在熱介質(zhì)入口圓形導流管1和熱介質(zhì)出口圓形導流管3的管壁上沿軸向間隔設有與板片組5和端部板片組6導流分配孔14，該導流分配孔14為多個、且沿其周向間隔均勻分布。制造時，先在熱介質(zhì)入口圓形導流管1或熱介質(zhì)出口圓形導流管3上開長槽形孔，然后在長槽形孔中用支撐板15間隔連接，從而在熱介質(zhì)入口圓形導流管1或熱介質(zhì)出口圓形導流管3上形成沿周向間隔均勻分布的導流分配孔14。導流分配孔14的大小、方向?qū)Ρ景l(fā)明板殼式換熱器的流量及板片5的流量分配起重要作用。將上述熱介質(zhì)入口圓形導流管1和熱介質(zhì)出口圓形導流管3分別插入角孔12中，其導流分配孔14分別位于板片組5的板片5a與5b和端部板片組6的板片6a與端部板片6b之間。
工作時，熱介質(zhì)由熱介質(zhì)入口圓形導流管1進入其上的導流分配孔14分配到板片組5和端部板片組6內(nèi)自上而下流動匯集于熱介質(zhì)出口圓形導流管3后流出，從而完成熱介質(zhì)的管程。冷介質(zhì)由冷介質(zhì)物料進口4進入流經(jīng)板片組5與板片組5、板片組5與端部板片組6之間的通道后匯集于冷介質(zhì)物料出口8后流出，從而完成冷介質(zhì)殼程，冷熱介質(zhì)可以為逆向流。
權(quán)利要求
1.一種板殼式換熱器，其特征在于包括設有冷介質(zhì)物料進口(4)和冷介質(zhì)物料出口(8)的殼體(9)和置于該殼體(9)內(nèi)的板管組(7)，所述板管組(7)包括至少一個熱介質(zhì)入口導流管(1)和至少一個熱介質(zhì)出口導流管(3)，所述熱介質(zhì)入口導流管(1)和熱介質(zhì)出口導流管(3)的一端固定在所述殼體(9)的端蓋(2)上，另一端分別設有與其相連通的若干個板片組(5)和端部板片組(6)，所述板片組(5)包括間隔布置、且具有兩個凸起型波紋狀板片(5a、5b)，兩個板片(5a、5b)的凸起面相互對應、且在每個板片(5a、5b)的外表面設有波紋擾動條(10)，所述端部板片組(6)包括間隔布置、且具有凸起型波紋狀板片(6a)、端部板片(6b)，兩個板片(6a、6b)的凸起面相互對應、且在凸起面的外表面設有波紋擾動條(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板殼式換熱器，其特征在于所述波紋擾動條(10)呈橫向或縱向排列，每相鄰兩個板片組(5)的波紋擾動條(10)、板片組(5)與端部板片組(6)的波紋擾動條(10)的方向一個為橫向、另一個為縱向依次交錯布置，并在每相鄰波紋擾動條(10)之間和波紋擾動條(10)外側(cè)間隔設有若干個球形凸塊(11)，所述球形凸塊(11)交錯排列，所述熱介質(zhì)入口導流管(1)為兩個，熱介質(zhì)出口導流管(3)為兩個，分別設置在橫向波紋擾動條(10)的兩側(cè)或縱向波紋擾動條(10)的兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板殼式換熱器，其特征在于所述熱介質(zhì)入口導流管(1)和熱介質(zhì)出口導流管(3)為圓形，殼體(9)為圓筒體或方箱體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的板殼式換熱器，其特征在于在所述板片(5a、5b、6a)或端部板片(6b)分別設有與熱介質(zhì)入口導流管(1)和熱介質(zhì)出口導流管(3)管徑相對應的角孔(12)或盲孔(13)，在所述熱介質(zhì)入口導流管(1)和熱介質(zhì)出口導流管(3)的管壁上沿軸向間隔設有與板片組(5)和端部板片組(6)相連通配合的導流分配孔(14)，該導流分配孔(14)為多個、且沿其周向間隔均勻分布，所述熱介質(zhì)入口導流管(1)和熱介質(zhì)出口導流管(3)分別插入角孔(13)中，其導流分配孔(14)分別位于板片組(5)的板片(5a)與(5b)和端部板片組(6)的板片(6a)與端部板片(6b)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的板殼式換熱器，其特征在于所述板片組(5)和端部板片組(6)由不銹鋼材料制成，其板片(5a、5b、6a)的凹面、端部板片(6b)的凹面及周邊密封采用熱熔焊焊接，板片組(5)和端部板片組(6)與熱介質(zhì)入口導流管(1)和熱介質(zhì)出口導流管(3)的焊接采用氬弧焊接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種板殼式換熱器，包括設有冷介質(zhì)物料進口和冷介質(zhì)物料出口的殼體和置于該殼體內(nèi)的板管組。其中板管組包括至少一個熱介質(zhì)入口導流管和至少一個熱介質(zhì)出口導流管，熱介質(zhì)入口導流管和熱介質(zhì)出口導流管的一端固定在殼體的端蓋上，另一端分別設有與其相連通的若干個板片組和端部板片組。板片組包括間隔布置、且具有兩個凸起型的波紋狀板片，兩個板片的凸起面相互對應、且在每個板片的外表面設有波紋擾動條；端部板片組包括間隔布置、且具有凸起型的波紋狀板片、端部板片，兩個板片的凸起面相互對應、且在凸起面的外表面設有波紋擾動條。本發(fā)明冷介質(zhì)與熱介質(zhì)的殼程和管程清晰，換熱效率高，耐壓性好，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、使用壽命長。
文檔編號F28F3/02GK1945192SQ20051010790
公開日2007年4月11日 申請日期2005年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月8日
發(fā)明者張軍, 潘文柱 申請人:張軍, 潘文柱