專利名稱：具有外通道和焊接結(jié)構(gòu)的板式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種換熱器，尤其涉及一種板式換熱器。
現(xiàn)在的全散式板式換熱器，一般在每塊換熱片的周邊和通道處用橡膠或石棉等制品制成墊圈進行密封。其缺點是由于周邊墊圈密封面較長，所以在裝配和使用時換熱介質(zhì)易泄漏，墊圈易老化和損壞，使用可靠性和防泄漏水平差，并且工作溫度和工作壓力較低。當前，國內(nèi)外還有一種由兩塊板片在周邊焊在一起形成盒子的半散式板式換熱器。其缺點是在盒子之間依然需要在周邊處用墊圈密封。由于周邊焊接使盒子有一定的變形，則更加使周邊的密封墊圈防泄漏水平下降。為了避免這種防泄漏水平的下降，這種半散式板式換熱器還有另外一種裝配形式。即取消了周邊墊圈，將由盒子組成的換熱芯體放入一個容器內(nèi)，形成其中一種換熱介質(zhì)為浸泡式的換熱方式，從而改變了板式換熱器的換熱特點和優(yōu)勢。這種浸泡換熱形式的換熱器其主要缺點是換熱效率低下。目前國內(nèi)外已有部分焊接結(jié)構(gòu)的板式換熱器。例如中國實用新型專利91227597.9。這類焊接結(jié)構(gòu)的板式換熱器的特點是采用整體焊接結(jié)構(gòu)。其形式或以碗狀板片取消了墊圈，或以金屬型條代替了墊圈。這類焊接結(jié)構(gòu)的板式換熱器主要缺點是該種換熱器受到整體焊接結(jié)構(gòu)和焊接設備的限制而不可能制成具有較大換熱面積的產(chǎn)品，尤其不適合于單板面積較大的板片的焊接，從而限制了產(chǎn)品的使用范圍。
本實用新型的目的在于，制造一個能提高工作溫度和工作壓力的，能提高使用可靠性和防泄漏水平的、取消周邊墊圈并保持板式換熱器換熱方式的、可適用于大面積單板焊接的、可制成大換熱面積的、具有焊接結(jié)構(gòu)的板式換熱器。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的；它是由兩片上面開有0～2個(組)孔的換熱片在周邊密封焊在一起形成一個板片盒子。換熱片在周邊處應設計成可以成對焊在一起的形式。經(jīng)過對該板片盒子上焊縫的防泄漏檢測之后，盒子與盒子之間，盒子與壓緊板之間在周邊處不用放置密封墊圈。在內(nèi)通道口處可裝配有用任何材料制成的不同形狀和截面的墊圈密封，由此可以形成類似于半散結(jié)構(gòu)的可拆式換熱芯體。這種換熱芯體基本上繼承了墊圈密封板式換熱器可拆、可清洗、可更換、可增減換熱面積等優(yōu)點。并由于僅在內(nèi)通道口處用墊圈密封，其工作壓力和工作溫度都可以得到很大的提高，并能相應地提高內(nèi)通道的使用可靠性和防泄漏水平。也可以在盒子與盒子之間的內(nèi)通道口處用焊接密封。并將在靠近壓緊板的盒子上焊有接管，以便使其伸出壓緊板上的預留孔之外形成內(nèi)通道的進出口。由此可以形成焊接結(jié)構(gòu)的不可拆式的換熱芯體。這種不可拆式的換熱芯體可以用化學清洗方式來達到內(nèi)部清洗的目的。同時，內(nèi)通道的工作壓力和工作溫度以及使用可靠性和防泄漏水平等都將有更大的提高。如內(nèi)通道采用焊接密封，則盒子上的內(nèi)通道口處應設計成可直接相互進行環(huán)形密封焊接的形式。本實用新型的初級組裝類似于半散式板式換熱器的裝配過程。它是通過在兩塊壓緊板之間裝有類似半散結(jié)構(gòu)的可拆式換熱芯體，或裝有焊接結(jié)構(gòu)的不可拆式的換熱芯體，以及在壓緊板上裝有夾緊螺桿、導桿、頂緊螺桿、支柱和螺桿密封圈、導桿密封圈或密封蓋等組合擰緊而成。經(jīng)過對內(nèi)通道的承壓和防泄漏檢測之后，便可以在兩塊壓緊板之間形成的四面體內(nèi)或表面上進行外裝配。外裝配是指對蓋板和外通道上、下法蘭蓋及外通道進出口等的組裝。將蓋板和外通道上、下法蘭蓋用墊圈和螺栓等緊固在兩壓緊板上，并使其密封，從而可以形成外裝配為可拆式的板式換熱器。如果將蓋板和外通道上、下法蘭蓋以及螺桿、導桿等直接焊在兩壓緊板上，便形成了外裝配為全焊接密封的不可拆式的板式換熱器。也可以將外裝配部件以及螺桿、導桿等部件部分焊接密封，部分仍采用墊圈，螺栓密封等，組成外裝配為半焊式的板式換熱器。外裝配和換熱芯體無論采用可拆式或采用不可拆的焊接式包括全焊式和半焊式等，均允許部分地或全部地取消頂緊螺桿、支柱、螺栓、夾緊螺桿和導桿及其密封圈和密封蓋等。如果外裝配采用全焊式還可以取消蓋板和外通道上、下法蘭蓋所用的密封墊圈等。外通道及進出口和內(nèi)通道進出口在產(chǎn)品上的位置、開口方向、數(shù)量、形狀和介質(zhì)流向等均以實際實用而確定。蓋板和外通道上、下法蘭蓋其內(nèi)、外側(cè)均可制成光面的或具有抗變形能力的加強形式。其內(nèi)側(cè)還可以具有(或制成)束流、集流、分流、導流以及承重、承壓和支撐板片盒子等作用的裝置。這些裝置可以通過板片上內(nèi)通道孔的個(組)數(shù)和位置等形成換熱介質(zhì)的多流程形式，以及并流、串流和混流等換熱方式。同時，通過外通道不同截面形狀以及分流、導流等裝置，還可以改善多板層換熱不均的問題。綜上所述該結(jié)構(gòu)的板式換熱器其換熱方式是換熱介質(zhì)之一是通過板片上的內(nèi)通道孔，流經(jīng)板片的一面而進出和換熱的，另一換熱介質(zhì)是通過外通道及蓋板的集流裝置等流經(jīng)板片的另一面而進出和換熱的。
本實用新型的優(yōu)點及積極效果是(1)保持了板式換熱器的換熱方式。(2)當換熱芯體和外裝配都采用墊圈密封的可拆形式時，由于內(nèi)通道密封長度短，密封結(jié)構(gòu)好，外通道上、下法蘭蓋和蓋板的密封面結(jié)構(gòu)緊湊和穩(wěn)定等原因，內(nèi)、外兩個通道在工作溫度和工作壓力上，以及在使用可靠性和防泄漏水平上都將顯著地高于現(xiàn)有的全散和半散式板式換熱器。并且仍具有可拆、可更換、可清洗、可增減換熱面積等優(yōu)點。(3)該結(jié)構(gòu)的板式換熱器，其換熱芯體和外裝配均可以按實際要求分別組成可拆式的或不可拆焊接式的。當換熱芯體或外裝配有一個采用焊接密封或都采用不可拆的焊接密封形式時，該換熱器可以用化學清洗的方式進行清洗。并且，其工作溫度和工作壓力以及使用可靠性和防泄漏水平等將有更加顯著的提高。(4)由于在板片盒子之間的周邊處取消了墊圈密封，這對板片盒子焊后可能產(chǎn)生的變形和平整度等要求可以放寬，從而可以降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率。(5)本結(jié)構(gòu)具有良好的工藝性，可將目前各種板型和單板面積的板片焊成板片盒子，并組(焊)成各種形式和換熱面積的板式換熱器。(6)本結(jié)構(gòu)可以通過蓋板和外通道上、下法蘭蓋上的集流、導流、分流等裝置以及板片盒子上孔的個(組)數(shù)和位置等形成多流程形式和并流、串流、混流等換熱方式。同時，通過外通道不同截面形狀以及分流裝置等還可以改善多板層換熱不均的問題。(7)這種板式換熱器可適用于采暖和集中供熱、制冷和空調(diào)以及石化、機電和食品機械等。
圖一.外裝配為可拆式的板式換熱器示意圖；圖二.外裝配為焊接式的取消了夾緊螺桿等零件的板式換熱器示意圖；如圖一所示；在兩塊壓緊板(11)之間，有由兩塊板片在周邊密封焊在一起的板片盒子(8)，在盒子與盒子，盒子與壓緊板之間的內(nèi)通道口處有內(nèi)通道密封墊圈(7)，從而可形成可拆式的換熱芯體，并在壓緊板上焊有或密封裝配有內(nèi)通道接管法蘭(10)。或者在內(nèi)通道口處用環(huán)形密封焊縫將盒子相互焊在一起，并將靠近壓緊板的盒子在內(nèi)通道口處用環(huán)形密封焊縫同內(nèi)通道接管(13)焊在一起，從而可形成不可拆式的換熱芯體。用導桿(2)將板片盒子在壓緊板之間定好裝配位置，并用支柱(3)，頂緊螺桿(1)和夾緊螺桿(19)形成對壓緊板的緊固并承受工作壓力和形成內(nèi)通道密封。在兩塊壓緊板形成的四面體上有蓋板(12)，蓋板密封墊圈(21)，集流板(20)及外通道上法蘭蓋(5)，外通道下法蘭蓋(15)，法蘭蓋密封墊圈(6)，底架(16)，外通道口(17)和螺栓(18)等組成外通道和外裝配密封。在壓緊板上還有螺桿密封圈(9)，導桿密封圈(14)和密封蓋(4)等。如圖二所示；蓋板(12)，外通道上法蘭蓋(5)，外通道下法蘭蓋(15)是焊在兩塊壓緊板(11)之上的。并取消了螺栓(18)，頂緊螺桿(1)，夾緊螺桿(19)，導桿(2)，支柱(3)和螺桿密封圈(9)，導桿密封圈(14)以及密封蓋(4)，蓋板密封墊圈(21)，法蘭蓋密封墊圈(6)等。
權(quán)利要求1.具有外通道和焊接結(jié)構(gòu)的板式換熱器，它是通過導桿(2)，夾緊螺桿(19)，支柱(3)，頂緊螺桿(1)以及兩塊壓緊板(11)組成一個組裝框架，在兩塊壓緊板之間，由兩塊板片在周邊密封焊接在一起形成板片盒子(8)，盒子與盒子、盒子與壓緊板之間在周邊設有密封墊圈，在內(nèi)通道口處可以用內(nèi)通道密封墊圈(7)形成內(nèi)通道裝配密封的可拆式的換熱芯體，此時，內(nèi)通道接管法蘭(10)是焊在或密封裝配在壓緊板的內(nèi)通道口之上的，也可以使盒子在內(nèi)通道口處相互環(huán)形密封焊在一起，并在靠近壓緊板的板片盒子上內(nèi)通道口處環(huán)形密封焊上內(nèi)通道接管(13)，形成內(nèi)通道焊接密封的不可拆式的換熱芯體，用兩塊壓緊板將換熱芯體夾緊，在兩塊壓緊板之間形成的四面體內(nèi)或其上，通過蓋板(12)，蓋板密封墊圈(21)，集流板(20)以及外通道上法蘭蓋(5)，外通道下法蘭蓋(15)，法蘭蓋密封墊圈(6)，底架(16)，外通道口(17)和螺栓(18)等形成外通道及其外裝配的密封，并用螺桿密封圈(9)，導桿密封圈(14)或密封蓋(4)等形成整體對外密封，由此可組成外裝配為可拆式的板式換熱器。也可以將蓋板和外通道上、下法蘭蓋以及夾緊螺桿、導桿等直接密封焊在兩塊壓緊板上，或部分焊接，部分仍采用墊圈密封的方式，組成外裝配為全焊式或半焊式的板式換熱器，其特征在于，由兩片上面開有0～2個(組)孔的板片在周邊完全地焊接在一起，形成一個四周邊焊接密封的盒子，盒子與盒子之間在周邊處取消了周邊密封墊圈，盒子之間在內(nèi)通道處用密封墊圈或用焊接密封組成換熱芯體，用開有內(nèi)通道進出口的前、后壓緊板和開有外通道進出口的上、下法蘭蓋、蓋板等將換熱芯體夾緊，形成內(nèi)通道的密封和換熱芯體對外界的密封，在法蘭蓋和蓋板的束流、集流和分流等作用下，使不同介質(zhì)或通過內(nèi)通道進出盒子之內(nèi)，或通過外通道進出盒子之間，通過板片的兩面進行換熱，保持了與現(xiàn)有可拆板式換熱器相類似的換熱性質(zhì)和形式。
2.根據(jù)專利要求(1)所述的板式換熱器其特征在于；它的換熱介質(zhì)之一是通過板片上的內(nèi)通道口流經(jīng)板片的一面而進出和換熱的，另一個換熱介質(zhì)是通過外通道和蓋板的集流作用等流經(jīng)板片的另一面而進出和換熱的，保持了板式換熱器換熱方式。
3.根據(jù)專利要求(1)所述的板式換熱器其特征在于；板片盒子是由兩塊其上開有0～2個(組)內(nèi)通道孔的換熱片在周邊密封焊在一起，其板片周邊可制成適于成對焊接的形式，該焊接結(jié)構(gòu)和形式不限制其板片面積的大小、形狀和板型、波型等。
4.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的換熱器其特征在于；每個換熱片上的內(nèi)通道口形狀不限，其位置可以在換熱片上任何適當?shù)牡胤?，與內(nèi)通道接管(13)焊接的，以及盒子間在內(nèi)通道口處需焊接密封的換熱片，其內(nèi)通道口可以做成適于焊接的形式，當內(nèi)通道采用墊圈密封時，其內(nèi)通道口可制成適于墊圈密封的形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的板式換熱器其特征在于；當外通道上、下法蘭蓋，蓋板和換熱芯體均為墊圈密封的可拆式時，換熱器可做到可拆、可更換、可清洗及可增減換熱面積，當采用全焊接不可拆式時，可使用化學清洗。
6.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的板式換熱器其特征在于；換熱芯體和外裝配無論是可拆式的或不可拆焊接式的包括全焊式或半焊式等，均可以部分地或全部地取消夾緊螺桿(19)，導桿(2)，頂緊螺桿(1)，支柱(3)，以及螺桿密封圈(9)，導桿密封圈(14)和密封蓋(4)等，如果外裝配采用全焊式，蓋板密封墊圈(21)，法蘭蓋密封墊圈(6)、螺栓(18)也可取消。
7.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的板式換熱器其特征在于；外通道及進出口和內(nèi)通道進出口等在產(chǎn)品上的數(shù)量、位置、開口方向和形狀，介質(zhì)流向等以實際實用而確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的板式換熱器其特征在于；外通道上、下法蘭蓋和蓋板的內(nèi)、外側(cè)均可制成光面的或具有抗變形能力的加強形式。其內(nèi)側(cè)還可以具有(或制成)束流、集流、分流、導流和承重、承壓、支撐板片盒子等作用的裝置，這些裝置可以通過板片上內(nèi)通道孔的個(組)數(shù)和位置形成換熱介質(zhì)的多流程形式，以及并流、串流和混流等換熱方式，同時，為改善多板層換熱不均的問題，外通道還可以制成具有不同流體截面的，或用分流、導流裝置造成在外通道內(nèi)具有不同流速、流量和可以分導介質(zhì)流向的形式。
專利摘要具有外通道和焊接結(jié)構(gòu)的板式換熱器。兩片上開有0～2個孔的板片在周邊焊在一起，盒子間內(nèi)通道處用墊圈或焊接密封組成芯體。用壓緊板和法蘭蓋，蓋板等組成外通道。取消周邊墊圈并保持板片換熱方式。改善了多板層換熱不均并實現(xiàn)多流程。適于各種板型和單板面積的焊接。產(chǎn)品可大可小。可分為半焊可拆和全焊不可拆等形式。工作壓力和溫度以及可靠性和防泄漏水平等遠高于無外通道的組裝結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。適用于采暖、制冷、石化和食品機械等。
文檔編號F28D1/03GK2175911SQ9324562
公開日1994年8月31日 申請日期1993年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月2日
發(fā)明者繆志先 申請人:繆志先