一種板式換熱器密封墊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于換熱器領(lǐng)域，尤其涉及一種板式換熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前換熱板片間的密封墊片可以使板式換熱器的檢修維護(hù)更加迅速，可以方便快捷地就地更換墊片。但是這種結(jié)構(gòu)存在一定的缺點(diǎn)和不足，密封墊片與板片連接時，墊片易竄位、偏離密封槽，使墊片的密封功能下降導(dǎo)致泄漏甚至失效，嚴(yán)重地影響板式換熱器的使用性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明僅用同一種新的密封墊片已解決板式換熱器密封不好的問題，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種板式換熱器密封墊片，所述密封墊片橫截面為梯形結(jié)構(gòu)，所述梯形結(jié)構(gòu)的上下兩邊為平行的邊，上邊為短邊，下邊為長邊。
[0004]作為優(yōu)選，所述密封墊片在左右兩條邊的內(nèi)部設(shè)置凹部。
[0005]作為優(yōu)選，凹部為三角形。
[0006]作為優(yōu)選，所述凹部在每一邊分別設(shè)置多個。
[0007]作為優(yōu)選，所述密封墊片中設(shè)置至少一個分流密封墊，所述分流密封墊將流經(jīng)換熱板片的換熱流體的流動路徑分成至少兩個分程流道，分流墊片設(shè)置開口，使得換熱板片中的分程流道為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而使換熱流體在換熱板片上形成S形流道。
[0008]作為優(yōu)選，分流密封墊的開口長度LI，分流密封墊的長度為L2，分流流道寬度W，則滿足如下關(guān)系式:
Ll/L=a-b*Ln(LI/ W)_c*( LI/ ff)；
其中 L=L I+L2 ；
400<L<800mm, 80<Ll<140mm, 130<ff<150mm ；Ln 是對數(shù)函數(shù) 0.17〈L1/L〈0.22，0.5〈 LI/ W〈1.1 0.18<a<0.21，0.014<b<0.016，0.0035<c<0.004。
[0009]作為優(yōu)選，沿著流體流動的方向，同一板片上由分流密封墊形成的不同的分流流道的寬度W不斷的減少。
[0010]作為優(yōu)選，密封墊片采用橡膠材料，所述橡膠材料由以下重量份數(shù)的原料制成:三元乙丙橡膠7-9份，丁苯膠3-6份，氧化鋅6-8份，白炭黑13-15份，促進(jìn)劑4_5份，發(fā)泡劑
2-8份，環(huán)烷油5-6份，鈦白粉20份，天然橡膠50-55份，萊茵散10-13份，硅橡膠15-17份，碳化硅2份，三聚腈胺2份，防老劑0.6份至1.5份，軟化劑4份至6份，硫化劑2.2份至4份。
[0011 ] 一種板式換熱器，包括前面所述的密封墊片。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的板式換熱器及其換熱板片具有如下的優(yōu)點(diǎn): I)本發(fā)明通過設(shè)置梯形結(jié)構(gòu)的密封凹槽以及與之對應(yīng)的密封墊片，可以使得密封凹槽和密封墊片緊緊的嵌合在一起，避免使用粘合劑，增加了密封的牢固性。
[0013]2)本發(fā)明僅用同一種板片改變密封結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)冷、熱側(cè)流體流通截面積不相等的需求，而且這些板片組裝而成的板式換熱器采用單側(cè)接管的組裝形式，可以節(jié)省很大的安裝和維修費(fèi)用。
[0014]3)本發(fā)明通過多次試驗(yàn)，得到一個最優(yōu)的換熱板片優(yōu)化結(jié)果，并且通過試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，從而證明了結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0015]4)開發(fā)了新的換熱板片的材料。
[0016]5)開發(fā)了新的密封墊片的材料。
[0017]6)通過通道寬度的變化設(shè)置，提高了換熱系數(shù)。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明板式換熱器密封槽示意圖；
圖2是本發(fā)明密封墊片橫截面示意圖；
圖3是一個流道并聯(lián)的板式換熱器示意圖；
圖4是流道串聯(lián)的板式換熱器的示意圖；
圖5是本發(fā)明分程板片結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖6是本發(fā)明分程墊片的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是本發(fā)明的流量大的流體的板片結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是本發(fā)明分程板片的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是圖5的分程板片的尺寸示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記如下:
I第一流體進(jìn)口，2第一流體出口，3第二流體進(jìn)口，4第二流體出口，5端板，6端板，7分流流道，8分流密封槽，9分流密封墊，10換熱板片，11分流流道，12分流流道，13密封墊片，密封凹槽14，凸起15，凸起16，開口 17，凹部18。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0021]本文中，如果沒有特殊說明，涉及公式的，“/”表示除法，“ X 表示乘法。
[0022]一種板式換熱器，所述板式換熱器包括換熱板片10、密封墊片13，密封墊片13位于相鄰的換熱板片10之間，所述密封墊片13安裝在換熱板片10周邊的密封凹槽14內(nèi)，所述密封凹槽，14為梯形結(jié)構(gòu)，所述梯形結(jié)構(gòu)的上下兩邊為平行得邊，上邊為短邊，下邊為長邊，所述梯形結(jié)構(gòu)的平行的兩條邊的短邊位置設(shè)置開口 17，所述密封墊片17為與密封凹槽互相配合的梯形結(jié)構(gòu)，所述密封墊片13從開口 17處放入到密封凹槽14內(nèi)。
[0023]通過設(shè)置梯形結(jié)構(gòu)的密封凹槽以及與之對應(yīng)的密封墊片，可以使得密封凹槽和密封墊片緊緊的嵌合在一起，避免使用粘合劑，增加了密封的牢固性。
[0024]作為優(yōu)選，所述的梯形結(jié)構(gòu)為等腰梯形結(jié)構(gòu)。
[0025]作為優(yōu)選，所述密封凹槽14在左右兩條邊的內(nèi)部設(shè)置凸起15，與之對應(yīng)，在密封墊片13的梯形結(jié)構(gòu)的左右兩條邊的外部設(shè)置與凸起，15對應(yīng)的凹部18。通過上述結(jié)構(gòu)，使得密封凹槽和密封墊片嵌合的更加牢固，密封效果更好。
[0026]作為優(yōu)選，所述密封凹槽14在下部的邊的內(nèi)部設(shè)置凸起16，與之對應(yīng)，在密封墊片13的梯形結(jié)構(gòu)的下部的邊的外部設(shè)置與凸起，16對應(yīng)的凹部19。通過上述結(jié)構(gòu)，使得密封凹槽14和密封墊片13嵌合的更加牢固，密封效果更好。
[0027]作為優(yōu)選，凸起15為三角形，凸起16為長方形。
[0028]作為優(yōu)選，所述凸起15在每一邊分別設(shè)置多個，作為優(yōu)選為3 — 5個。
[0029]作為優(yōu)選，三角形凸起15的下部邊與梯形的下部的邊平行。通過這樣設(shè)置，可以使得安裝密封墊片13更加容易，安裝方便。
[0030]作為優(yōu)選，梯形的左右兩條邊和長邊(即下部的邊)的夾角為40 - 70°，優(yōu)選為50 — 60°。梯形的高度與短邊之間的長度為1:(2 — 4)，優(yōu)選為1:3。設(shè)置這樣的角度和長度，一方面要考慮嵌合的牢固性，一方面要考慮安裝的便利性。角度越小，高度越高，則安裝越困難，但是嵌合牢固性好，密封效果好。反之，角度越大，高度越低，則安裝越容易，但是嵌合牢固性差，密封效果差。上述的角度和高度是考慮安裝便利性和嵌合牢固性進(jìn)行的綜合考慮得到的最優(yōu)的效果。
[0031]一般情況下，板式換熱器板片兩側(cè)冷、熱流體通道的橫截面積是相等的(圖3a)。在此種情況下，如果兩種流體的流量(指體積流量)相差不大，此時同一種流體的流道可以采取互相平行并聯(lián)的方式，如圖3a，此時板式換熱器兩側(cè)流體的換熱系數(shù)相差不大，整個換熱器換熱系數(shù)很高，而且這樣設(shè)置還可以使得兩種流體的進(jìn)出口都在一個端板5上，如圖3b所示，有利于板式換熱器的拆解檢修和板片清洗。但是如果兩種流量相差較大的流體進(jìn)行換熱時，如果兩種流體都采取并聯(lián)的流體通道，則會出現(xiàn)較小流量的流速太低，從而導(dǎo)致更低的換熱系數(shù)。因此通常將低流量流體通道設(shè)置成串聯(lián)的形式，如圖4a所示，這樣就無法將冷熱流體的四個進(jìn)出口全部設(shè)置在一個端板上，只能設(shè)置在兩個端板5、6上，如圖4b所示，在兩個端板上都設(shè)置流體進(jìn)出接口，在換熱器跟管路處于連接狀態(tài)時，板式換熱器將拆卸困難，需要兩端拆卸，造成檢修不便。
[0032]所述板式換熱器中使用的換熱板片10，所述換熱板片10中設(shè)置至少一個分流部件，所述分流部件將流經(jīng)換熱板片的換熱流體的流動路徑分成至少兩個分程流道7，所述的換熱板片10中的分程流道7為串聯(lián)結(jié)構(gòu)。通過上述的分程流道7的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，使得流體因此經(jīng)過所有的分程流道7，如圖6所示，從而使換熱流體在換熱板片10上形成S形流道。
[0033]通過設(shè)置分流部件，使得流量小的流體可以充滿整個換熱板片，從而避免了出現(xiàn)一些流體短路的換熱區(qū)域，從而增加了換熱系數(shù)，提高了整個換熱器的換熱系數(shù)；此外，通過設(shè)置分流部件，使得小流量的流體也能夠?qū)崿F(xiàn)在多個板片中的流體通道的并聯(lián)，如圖3a所示，避免了為了提高換熱系數(shù)而將小流體通道設(shè)置為圖4a所示的串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，從而可以使得流體的四個進(jìn)出口 1-4都設(shè)置在同一個端板上，從而使得維護(hù)方便。
[0034]大流量流體的體積流量是小流量流體的體積流量的2倍以上。
[0035]作為優(yōu)選，分流部件是通過密封槽8和密封墊9實(shí)現(xiàn)的，所述密封槽8設(shè)置在換熱板片上，通過將密封墊9插入到密封槽8內(nèi)，從而形成分流部件。
[0036]作為優(yōu)選，密封槽和密封墊分別采用圖1、2結(jié)構(gòu)的密封槽和密封墊。
[0037]作為優(yōu)選，分流部件是通過在換熱板片上直接設(shè)置密封條來實(shí)現(xiàn)。作為優(yōu)選，密封條和換熱板片一體化制造。
[0038]在換熱板片的流體進(jìn)口和出口的上下兩端上，即圖5的上下兩端，分流部件在一端是封閉的，在另一端是設(shè)置開口的，其中沿著左右方向，開口位置是交替設(shè)置在上下兩端，這樣保證流體通道形成S形。
[0039]請注意，前面以及后面所提到的上下左右方向并不限定于使用狀態(tài)中的是上下左右方向，此處僅僅是為了表述圖5中的板片的結(jié)構(gòu)。
[0040]圖5、8所述的板片因?yàn)樵O(shè)置了兩個分流部件，因此流體的進(jìn)出口設(shè)置在上端和下端。當(dāng)然也可以設(shè)置I個或者奇數(shù)個分流部件，此時的流體的進(jìn)出口位置就位于同一端上，即同時位于上端或下端。
[0041]如前所述的S形流道可以是半個S形，例如只設(shè)置一個分流部件的情況，也可以是整個S形，例如圖5、8的形式，也可以是多個一個S形和/或半個S形的組合，例如設(shè)置大于2個分流部件的情況，例如3個分流部件就是I 一個S形和半個S形的組合，4個分流部件就是2個S形，等等以此類推。
[0042]對于采用密封墊的形式，作為優(yōu)選，密封墊與板式換熱器換熱板片之間的設(shè)置的墊片一體化設(shè)計(jì)，因此本發(fā)明也提供了一中板式換熱器中在換熱板片之間使用的墊片。所述墊片中設(shè)置至少一個分流密封墊9，所述分流密封墊9將流經(jīng)換熱板片的換熱流體的流動路徑分成至少兩個分程流道7，所述的換熱板片10中的分程流道7為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而使換熱流體在換熱板片10上形成S形流道。
[0043]在數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，通過設(shè)置分流部件，能夠使得換熱器換熱系數(shù)增加，但是同時也帶來流動阻力的增加。通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對于分流流道的寬度，如果過小，會導(dǎo)致流動阻力過大，換熱器的承壓太大，而且可能產(chǎn)生流道兩側(cè)邊界層沿著流體流動方向重合，而導(dǎo)致?lián)Q熱系數(shù)下降，同理，分流流道過大也會導(dǎo)致降低板式換熱器的換熱系數(shù)，因此對于分流通道7具有一個合適的數(shù)值；對于分流部件開口的長度也有一定的要求，如果開口過小，會導(dǎo)致流體通過開口流過的數(shù)量過小，在增加壓力的同時降低了換熱系數(shù)，同理，如果過大，則流體會產(chǎn)生短路區(qū)域，起不到相應(yīng)的換熱效果，因此對于開口也有一個合適的長度。因此在分流部件的開口長度、分流部件的長度