本發(fā)明涉及換熱器，具體為一種板式換熱器。

背景技術：

1、在板式換熱器中，冷、熱兩種換熱介質分別在各自的通道內流過，與相隔的板片進行熱量交換。熱量由熱質流體如蒸汽經板片傳導給冷質流體如水，使二者溫度發(fā)生變化。由于板片之間的波紋形狀設計，流體在流動過程中產生擾動，增加了流體的湍流程度，從而提高了傳熱效率。

2、板式換熱器包括由多個金屬板堆疊而成的板組、用于支撐和固定板組的固定框架以及用于對板組施加壓力，確保板組之間緊密結合的壓緊器。兩種不同溫度的流體通過各自的進口管道進入板式換熱器的不同通道。當冷流體進入板組的冷側時，它會通過板組中的流道，在流道內壁和板之間形成薄膜流。同時，熱流體進入板組的熱側，也在其流道內形成薄膜流。熱量從熱流體通過板片傳導給冷流體。流體在板件通道內的流動接近動態(tài)平衡時，流體的流動相對穩(wěn)定，沒有產生大的速度變化或渦流，則波紋的沖擊力較小，但流體在穩(wěn)定流動時，與板件通道內壁及波紋的接觸時間相對較長，且換熱過程可能受到流體層流或低速流動的限制，導致熱量傳遞不夠充分，則換熱效率較差；反之，流體在板件通道內的流動處于非動態(tài)平衡時，流體可能形成渦流、湍流等復雜流動形態(tài)，增加了流體與板件通道內壁及波紋的接觸面積和接觸頻率，則換熱效率較高。但由于流體流動的不穩(wěn)定性，可能產生較大的速度變化或渦流，從而對波紋產生較大的沖擊力，易對板件通道的結構穩(wěn)定性和使用壽命造成一定影響，對波紋的沖擊力較大。

3、在化工生產過程中，許多反應需要在高溫高壓條件下進行，但化工生產現場空間有限，各種設備需要緊密布置，對換熱器的體積有限制，則無法通過增加板組數量來提升換熱效率，若考慮增加金屬板表面波紋的密集度，流體在流經波紋表面時會遇到更多的阻礙和變化方向的機會，這會導致流體的剪切力、壓力梯度以及湍流強度顯著增強，雖然提高了換熱效率，但由于板體所配設人字形波紋是固定壓制在板片表面，隨著波紋密集度的增加，流體在沖擊波紋表面時會產生更加復雜的壓力分布，這種不均勻分布易導致局部區(qū)域的壓力過高或過低，從而對波紋材料產生額外的應力作用，導致波紋之間的間隙逐漸不均勻，間隙不均勻會導致流體在板片間的分布不均，部分區(qū)域因間隙過大而流速過快，熱量交換不充分，而部分區(qū)域則可能因間隙過小而流速過慢，熱量傳遞困難，則會縮短板組的使用壽命。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種板式換熱器，解決波紋長時間承受流體沖擊的壓力變化所導致波紋之間的間隙逐漸不均勻的問題，通過連續(xù)性動態(tài)變化的波紋條，改變流體流動的路徑和速度分布，使流體均勻地分布在板間通道中。

2、為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一種板式換熱器，包括固定夾板、活動夾板、板片、導桿、滑桿、外角孔通道、支柱以及角孔襯套，所述固定夾板和活動夾板位置相對，固定夾板和活動夾板之間排列分布有板片，形成多個板間通道，所述導桿安裝在固定夾板和支柱之間，導桿設置有兩個，分別設置在固定夾板和支柱側立面的頂端和底端，所述固定夾板、活動夾板和板片的兩側端分別設置有滑桿，固定夾板、活動夾板和板片的四端角均設置有外角孔通道，冷熱介質在對應的外角孔通道中流動，所述固定夾板和活動夾板的外角孔通道內側設置有角孔襯套，用于防止流體介質在外角孔通道位置泄漏，所述活動夾板和板片的表面開設有與導桿和滑桿相匹配的槽口，活動夾板通過夾緊螺栓的調節(jié)，以控制板片的夾緊和松開，所述板片包括板體以及設置在板體四角端的內角孔通道，所述板體的中央安裝有活動波紋件，所述活動波紋件和兩個對角內角孔通道的外側設置有橡膠輪廓墊條，所述橡膠輪廓墊條自上而下依次分為前端、中端和后端，前端和后端呈三角輪廓，中端呈方形輪廓，且橡膠輪廓墊條呈閉合的復合輪廓，兩個所述內角孔通道位于橡膠輪廓墊條前端和后端的內側，所述活動波紋件位于橡膠輪廓墊條中端的內側，所述橡膠輪廓墊條固設在板體的側表面，相鄰的板體與二者之間的橡膠輪廓墊條形成板間通道，所述橡膠輪廓墊條內側的兩個內角孔通道為一種介質進出通道，另兩個對角內角孔通道的表面安裝有橡膠墊圈，所述橡膠輪廓墊條外側的兩個內角孔通道為另一種介質進出通道。

4、可知，若考慮增加板片數量來提高換熱效率，則換熱器的體積隨之增大，則無法不利于化工生產現場空間設備布置；若考慮增強流體流速來提高換熱效率，則板間通道內的壓力同樣會隨之增大，易影響設備的使用壽命。

5、上述方案中，流體在波紋條之間形成湍流，增加了流體與板片之間的接觸面積和接觸時間，流體從橡膠墊圈內側流入板間通道，并以斜對角流動至另一橡膠墊圈位置，流動路徑促進了熱量的充分交換，活動波紋件的設計使得板體在受到壓力時能夠保持穩(wěn)定的結構形態(tài)，通過斜對角通道以及靈活的活動波紋件，增加了流體流動的復雜度，在活動夾板壓緊后，流體沿著動波紋件的紋路和密封槽流動，其表面形成大量的觸點，這些觸點承受流體壓力，提高板片波紋觸點率，整體結構緊湊，可有效減少換熱器的體積，且可提升板間通道的換熱效率，更利于化工生產現場的應用。

6、優(yōu)選的，前端所述橡膠輪廓墊條的內表面安裝有安裝件，所述安裝件的表面設置有導流桿，所述導流桿的一端對接有分流組件，所述分流組件設置在內角孔通道的下端，導流桿和分流組件與板間通道的間隙相匹配，所述分流組件包括設置在活動波紋件與前端橡膠輪廓墊條內側內角孔通道之間的轉盤以及分布在轉盤表面的分流短桿和分流長桿，分流短桿和分流長桿分別設置有兩個，分流短桿和分流長桿之間交錯安裝，所述分流短桿與左右兩側的分流長桿之間的夾角分別為100°和80°，且對角相等。

7、上述方案中，通過導流桿和分流組件的設計，流體在流經板間通道時會被多次改變流動方向，從而增加流體的湍流度和混合效果，分流短桿與分流長桿之間的夾角設計為100°和80°，流體分散具有靈活性，可適應化工現場多種介質的換熱需求。

8、優(yōu)選的，所述活動波紋件包括設置在板體中心位置的中心盤以及安裝在中心盤上下端的往復升降條，所述往復升降條的內側立面與板體側表面限位連接，所述中心盤的外側層疊設置有波紋條，波紋條為等邊回形結構，所述波紋條整體由內至外呈等距回形波紋，波紋條以往復升降條為對稱軸，且波紋之間相互平行。

9、上述方案中，中心盤整體可作為波紋條的支撐結構，保證了波紋條的穩(wěn)定性和可靠性，通過往復升降條則允許波紋件在受到壓力或溫度變化時具有一定的變形能力，從而適應不同化工現場的工況和流體特性。

10、優(yōu)選的，所述往復升降條包括限位條體以及均勻排列設置在限位條體側立面的第二活動球槽，所述限位條體的一端設置有u型立條，兩個u型立條的位置相對，所述u型立條的內表面設置有連接彈簧。

11、上述方案中，連接彈簧利用其自身的彈性力，將往復升降條與中心盤緊密連接在一起，當往復升降條受到外力作用時，連接彈簧能夠發(fā)生彈性變形，吸收和緩解部分沖擊力，u型橫條和第一滾柱的設計使得往復升降條在移動過程中與中心盤之間形成滾動接觸，通過滑移雙槽和弧形滑槽為往復升降條的移動提供了明確的導向和限位，有助于確保往復升降條在移動過程中保持正確的位置和姿態(tài)。

12、優(yōu)選的，所述中心盤包括盤體以及設置在盤體側表面的封蓋，所述盤體的內側設置有內槽室，所述內槽室的上下端分別與兩個u型立條相對接，所述內槽室的中央設置有牽引臂桿，所述牽引臂桿位于兩個u型立條之間，所述牽引臂桿的兩端均安裝有導向臂桿，兩個導向臂桿的位置相對，且導向臂桿的一端與內槽室的內弧面滾動連接，所述盤體的上下端面均開設有滑移雙槽，滑移雙槽與u型立條相匹配，且連接彈簧的頂端與內槽室內表面的頂端相對接，所述內槽室內側面的上下端均開設有弧形滑槽，波紋條包括紋路條體以及與往復升降條相對接的一端安裝有第一活動球桿，所述第一活動球桿與第二活動球槽活動卡合連接，兩個所述紋路條體的對接端分別安裝有第一活動球槽和第二活動球桿，第一活動球槽和第二活動球桿活動卡合連接。

13、上述方案中，第一活動球桿與第二活動球槽以及第一活動球槽與第二活動球桿的活動卡合連接，確保了波紋條在受到流體壓力時能夠靈活變形，活動波紋件在受到壓力時均勻受力，通過導向臂桿在內槽室內的滾動連接來分散應力，封蓋保護了內槽室及其內部構件，通過牽引臂桿和導向臂桿使活動波紋件在受到壓力時能夠保持力學平衡，導向臂桿在內槽室內的滾動連接，分散和傳遞應力，第一活動球桿與第二活動球槽以及第一活動球槽與第二活動球桿的活動卡合連接，以一種靈活的連接方式允許波紋條在受到流體壓力時發(fā)生一定程度的變形。

14、優(yōu)選的，所述導向臂桿包括第一桿體以及開設在第一桿體一端的u型口，所述第一桿體的另一端設置有第一中心軸，所述u型口的內側設置有滾動盤，滾動盤與弧形滑槽滾動連接，所述第一桿體的表面開設有預留長槽和預留短槽，預留長槽位于預留短槽的一側，預留長槽的開槽長度大于預留短槽，所述u型立條一端的側表面設置有u型橫條，u型橫條內側的一端安裝有第一滾柱，第一滾柱與預留長槽滾動連接。

15、上述方案中，u型口內側的滾動盤與弧形滑槽滾動連接，確保了導向臂桿在移動過程中能夠沿著預定的軌跡穩(wěn)定地滑動，滾動盤與弧形滑槽之間的滾動接觸相比滑動接觸具有更低的摩擦系數，導向臂桿的整體緊湊，通過u型口和滾動盤等結構促進有效的空間利用。

16、優(yōu)選的，所述牽引臂桿包括第二桿體以及設置在第二桿體中端的第二中心軸，所述第二中心軸的一端與內槽室內側立面中央相對接，所述第二桿體以第二中心軸為軸心進行擺動，所述第二桿體的兩端均設置有活動軸，所述第二桿體的兩端通過活動軸安裝有第二滾柱，第二滾柱與預留短槽滾動連接。

17、上述方案中，牽引臂桿通過活動軸上的第二滾柱與預留短槽保持滾動連接，第二滾柱與預留短槽之間的滾動連接是減少摩擦和磨損的關鍵，在牽引臂桿擺動過程中，滾柱沿著短槽滾動，避免了滑動接觸帶來的高摩擦和磨損問題，通過支撐與定位的結合確保了牽引臂桿在擺動過程中能夠準確地到達預定位置，并保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

18、優(yōu)選的，所述內槽室內部的上弧面和下弧面為半徑為r的圓弧，兩個第一中心軸位于兩個圓心位置，兩個第一中心軸和二者之間的第二中心軸處于同一垂線位置。

19、上述方案中，第一中心軸和第二中心軸位于同一垂線位置，并分別位于兩個圓心，通過力學平衡，使板式換熱器工作時，各部件之間的相互作用力能夠相互抵消或達到平衡狀態(tài)，從而確保設備的穩(wěn)定運行。

20、與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

21、1.本發(fā)明提出的一種板式換熱器，通過兩個導向臂桿相對擺動，其兩端的第二滾柱沿著預留短槽進行滾動，且牽引臂桿以第二中心軸為軸心進行擺動，利用滾動牽引，保持兩個活動的導向臂桿始終保持平行，波紋條所形成的由外至內的若干組平行四邊形，其內角發(fā)生變化，四邊形隨著作用力發(fā)生變化，引導流體在板片間均勻分布，通過自發(fā)順應流體流動而變化，不僅可減少流體沖擊所帶來的作用力，且波紋條之間的變化始終保持平行，波紋之間的間隙均勻，在提升換熱效率的情況下，最大程度降低對波紋條的沖擊。

22、2.本發(fā)明提出的一種板式換熱器，波紋條所形成的由外至內的若干組平行四邊形，其內角發(fā)生變化，四邊形隨著作用力發(fā)生變化，引導流體在板片間均勻分布，活動的波紋改變流體在板間通道內的流動路徑，使其更加復雜和不規(guī)則，不規(guī)則的流動路徑有助于產生紊流和湍流，從而增加流體與板片表面的接觸面積和接觸時間，提高傳熱效率，活動的波紋會根據流體的流動情況自適應地調整其形狀和位置，從而優(yōu)化流體在板間通道內的分布，這種優(yōu)化有助于減少流體流動的盲區(qū)或死區(qū)，提高傳熱均勻性和效率。

23、3.本發(fā)明提出的一種板式換熱器，第二活動球槽與對應位置的第一活動球桿相對接，端頭對接的波紋條呈可活動的回形結構，且為平行四邊形，隨著流體溫度和壓力的變化，可活動的波紋自適應地調整其形狀和位置，以保持最佳的波紋傾角，由于波紋設計促使流體呈湍流狀態(tài)，流體在流動過程中不斷沖刷板片表面，從而減輕沉淀物或污垢的形成，此外，紊流和湍流也有助于沖刷掉已經沉積在板片表面的污垢，增加自潔效果，保持換熱器的清潔和運行。

24、4.本發(fā)明提出的一種板式換熱器，內槽室內部的上弧面和下弧面為半徑為r的圓弧，兩個第一中心軸位于兩個圓心位置，兩個第一中心軸和二者之間的第二中心軸處于同一垂線位置，則兩個導向臂桿的作用力平衡，波紋條可快速恢復原狀，隨著流體的流動，波紋條保持連續(xù)性的動態(tài)變化，活動的波紋通過改變其形狀和位置來影響流體流動的阻力，通過調節(jié)波紋的活動性來優(yōu)化流體流動的阻力和傳熱性能之間的自發(fā)平衡。