CN102689437B - 氟塑料热交换器管板烧结装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化工用氟塑料热交换器，提供了一种管板连接强度高，密封性好的氟塑料热交换器管板烧结装置及方法，解决了现有技术中存在的氟塑料管束与氟塑料板之间的熔接性能较差，熔接深度浅，连接强度低，导致熔接后的管板泄漏率高等技术问题，它是在氟塑料板与氟塑料管束熔接时，在氟塑料管束内安插防涨销，在氟塑料板外套设限涨环，并将其置入熔接炉后加热至熔点以上，氟塑料温升后体积膨胀，限涨环及防涨销使氟塑料板与氟塑料管束间产生压力，从而使氟塑料管束外侧与对应的氟塑料板孔内侧充分融合在一起。

Description

氟塑料热交换器管板烧结装置及方法

技术领域

本发明涉及一种化工用氟塑料热交换器，尤其涉及一种管板连接强度高，密封性好的氟塑料热交换器管板烧结装置及方法。

背景技术

氟塑料换热器都是由许多小直径薄壁PTFE传热管组成的管束与PTFE管板通过熔接成型的，但由于PTFE之间的熔接性能较差，管束与管板之间的熔接强度低，熔接深度浅，导致熔接后的泄漏率高，且对于泄漏的氟塑料换热器往往只能用四氟销子进行返工堵漏，不仅费时费力，且堵漏效果差，氟塑料换热器在使用过程中仍然存在极大的安全隐患。为了提高管板的连接强度，人们在管板间填加一段熔接性能较好的PFA材质的管，虽然可部分提高熔接深度，使管板间的连接强度有所提高，但由于熔接过程中熔体没有压力，因此熔体处极易因温度的波动而产生气泡等缺陷，同样不能从根本上解决管板间的可靠熔接问题。

中国专利公开了一种热交换器、热交换器或其构成部件的氟化处理方法以及热交换器的制造方法（CN1575404A），它是在含有氟化处理用气体的气氛中加热热交换器构成部件的加热工序和将经过加热工序的构成部件安装在所希望的热交换器的预定部位的安装工序，在含有氟化处理用气体的气氛中对由多个热交换器构成的部件组装、并且多个构成部件在组装状态下通过钎焊接合成一体的热交换器组装体进行加热的加热工序。虽然此装置通过对基材表面进行氟化处理，使其对水或水蒸汽介质具有耐腐蚀性，但此装置无法适用于具有一定腐蚀性的化工原料介质。

发明内容

本发明主要是提供了一种管板连接强度高，密封性好的氟塑料热交换器管板烧结装置及方法，解决了现有技术中存在的氟塑料管束与氟塑料板之间的熔接性能较差，熔接深度浅，连接强度低，导致熔接后的管板泄漏率高等技术问题。

本发明还提供了一种管板变形量小的氟塑料热交换器管板烧结装置及方法，解决了现有技术中存在的管板熔接后氟塑料板变形严重，安装后密封性差，极易污染电子化学品等技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种氟塑料热交换器管板烧结装置，包括熔结炉，在熔结炉上设有氟塑料热交换器管板组件的导入口，在导入口对应的熔结炉内设有限涨环，限涨环夹持固定在导入口的边沿上，氟塑料热交换器管板组件插接在限涨环内，且氟塑料热交换器管板组件上的氟塑料板外环面与限涨环的内环面间设有间隙，在与限涨环对应的氟塑料热交换器管板组件内设有若干防涨销，防涨销对应匹配插接在氟塑料热交换器管板组件的氟塑料管束通孔内。通过在熔结炉底部设置氟塑料热交换器管板组件的导入口，并将氟塑料热交换器管板组件对应于氟塑料板的一端置入熔结炉内，且在氟塑料板的外侧套设限涨环，在插接在氟塑料板上的氟塑料管束内安插防涨销后启动熔结炉，并加热至熔点以上，由于氟塑料温升后体积膨胀，限涨环及防涨销使氟塑料板与氟塑料管束间产生挤压力，从而使氟塑料管束外侧与对应的氟塑料板孔内侧充分融合在一起，并可通过调整限涨环与氟塑料板的间隙来控制压力，确保氟塑料板与氟塑料管束之间可靠熔接，熔接深度可达50mm以上，使熔接面几乎无任何缺陷，氟塑料板与氟塑料管束熔接后的泄漏率为零，从而彻底解决氟塑料换热器易泄漏的问题。

作为优选，在所述限涨环的上表面设有变形限位板，在限涨环的下表面设有环形定位板，限涨环夹持在变形限位板与环形定位板之间，且变形限位板和环形定位板通过调节螺杆固定在导入口的内侧边沿上。由于氟塑料板的上下面存在较大的温差，因此氟塑料板在冷却过程中会产生较大的变形，通过在氟塑料板的上表面上设置变形限位板，并可通过调节螺杆来上下调节变形限位板的位置，使变形限位板始终平压在氟塑料板的上表面，从而限制了氟塑料板的变形，使20至30mm的变形量降低至1mm以下，最大化的改善了氟塑料板的变形缺陷，确保氟塑料热交换器安装后密封可靠，避免污染电子化学品的现象。

作为更优选，所述环形定位板水平延伸至氟塑料管束，且在环形定位板外侧面上设有环形隔热垫。环形隔热垫对熔接炉起保温作用，防止熔接炉内热量散失，确保熔接炉内的管板温度衡定。

作为优选，在所述防涨销的内侧端设有防脱凸头。防脱凸头防止防涨销自氟塑料管束内脱出。

作为优选，所述限涨环与氟塑料板的间隙为氟塑料板直径的2%至4%。合理的间隙，可保证氟塑料板与氟塑料管束间的挤压力。

一种采用氟塑料热交换器管板烧结装置的氟塑料热交换器管板烧结方法，包括如下顺序步骤：

1）取氟塑料热交换器管板组件，并将防涨销由上向下插入各氟塑料管束通孔内；

2）再将氟塑料热交换器管板组件自导入口置入熔结炉内，将氟塑料板夹紧固定在导入口的边沿；

3）启动熔结炉，使熔结炉内温度升至300℃至350℃后保温，使氟塑料管束充分融合在氟塑料板上；

 4）关闭熔结炉，当熔结炉内温度降至氟塑料板熔点温度时不断调节紧固调节螺杆，使变形限位板始终平压在氟塑料板的上表面，直至熔结炉温度降至室温；

5）拆除氟塑料热交换器管板组件；

6）切削加工氟塑料板表面；

作为优选，所述步骤3）中的保温时间为100至600分钟。

将氟塑料热交换器管板组件对应于氟塑料板的一端置于熔接炉内，并在氟塑料板的外侧设置了限涨环，当管板组件的温度随炉温的升高到熔点324℃左右时，管板开始熔融，氟塑料板的体积膨胀，向内外同时扩张，此时支撑在氟塑料管束内的防涨销限制了氟塑料管束向内变形，限涨环限制了氟塑料板向外膨胀，此时氟塑料板和氟塑料管束在熔点以上的温度区域内同时受到了衡定的压力作用，通过一定保温的保压后二者即完全熔接于一体。由于氟塑料板的上部完全处在熔接炉内，因此温度与炉温基本保持一致，而氟塑料板的下部由于存在热量散发，因此与氟塑料板的上部产生了较大的温差，膨胀量的不同使氟塑料板产生了较大的变形，规格较大的氟塑料板变形量一般可达30mm以上，因此熔接后的降温过程需进行控制，当温度降到熔点以下时开始由上至下不断调节变形限位板的位置，使氟塑料板的平整度接近未熔接前状况，冷却后可保证氟塑料板的变形量小于1mm。两端的管板全部熔接完成后，对氟塑料板表面进行切削工，使氟塑料板表面保持平整、光洁，使化学品不易残留在氟塑料板表面，避免下次使用时产生污染。

因此，本发明的氟塑料热交换器管板烧结装置及方法具有下述优点：使氟塑料热交换器的管板可靠熔接，熔接深度可达50mm以上，且熔接面无任何缺陷，泄漏率为零，彻底解决氟塑料换热器容易泄漏的问题，同时又很好的解决了熔接时氟塑料板变形量大的问题，提高了换热器的密封性，尤其是应用在电子化学品的换热器管板不会因不平整的因素而导致化学品残留，避免电子化学品受到污染。

附图说明：

图1是本发明的氟塑料热交换器管板烧结装置的结构示意图；

图2是图1所示A处的放大图；

图3是图2所示B处的放大图。

具体实施方式：

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例： 

如图1所示，本发明的一种氟塑料热交换器管板烧结装置，包括熔结炉1，在熔结炉1的底部开有一个氟塑料热交换器管板组件2的导入口3，如图2所示，在导入口3内侧对应的熔结炉1内同轴装有一个限涨环4，在限涨环4的上表面平行放置一个变形限位板6，变形限位板6呈环形，在限涨环4的下表面平行放置一个环形定位板7，环形定位板7水平延伸至氟塑料管束22的外侧，且在环形定位板7外侧面平置一个环形隔热垫10，限涨环4夹持在变形限位板6与环形定位板7之间，且变形限位板6、环形定位板7和环形隔热垫10通过10个调节螺杆8固定在导入口3的内侧边沿上，氟塑料热交换器管板组件2对应于氟塑料板21的一端插接在限涨环4内，氟塑料板21外环面与限涨环4内环面间的间隙为5mm，如图3所示，在与限涨环4对应的氟塑料热交换器管板组件2内设有若干个防涨销5，在防涨销5的内侧端一体式连接有圆柱状的防脱凸头9，防涨销5对应匹配插接在氟塑料热交换器管板组件2的氟塑料管束22通孔内。

使用时，如图2所示，包括如下顺序步骤：

1）取氟塑料热交换器管板组件2，并将防涨销5由上向下插入各氟塑料管束22的通孔内；

2）再将氟塑料热交换器管板组件2上对应于氟塑料板21的一端自导入口3置入熔结炉1内的限涨环4内，并紧调节螺杆8，将氟塑料板21夹紧固定在导入口3的边沿；

3）启动熔结炉1，熔结炉1内温度升至340℃时保温300分钟，使氟塑料管束22充分融合在氟塑料板21上；

 4）关闭熔结炉1，当熔结炉1内的温度降至324℃时不断调节紧固调节螺杆8，使变形限位板6始终平压在氟塑料板21的上表面，直至熔结炉1温度降至室温；

5）拆除氟塑料热交换器管板组件2；

6）切削加工氟塑料板21表面。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种氟塑料热交换器管板烧结装置，其特征在于：包括熔结炉（1），在熔结炉（1）上设有氟塑料热交换器管板组件（2）的导入口（3），在导入口（3）对应的熔结炉（1）内设有限涨环（4），限涨环（4）夹持固定在导入口（3）的边沿上，氟塑料热交换器管板组件（2）插接在限涨环（4）内，且氟塑料热交换器管板组件（2）上的氟塑料板（21）外环面与限涨环（4）的内环面间设有间隙，在与限涨环（4）对应的氟塑料热交换器管板组件（2）内设有若干防涨销（5），防涨销（5）对应匹配插接在氟塑料热交换器管板组件（2）的氟塑料管束（22）通孔内；启动熔结炉（1），并加热至熔点以上，由于氟塑料温升后体积膨胀，限涨环（4）及防涨销（5）使氟塑料板（21）与氟塑料管束（22）间产生挤压力，从而使氟塑料管束（22）外侧与对应的氟塑料板（21）孔内侧充分融合在一起。

2.根据权利要求1所述的氟塑料热交换器管板烧结装置，其特征在于：在所述限涨环（4）的上表面设有变形限位板（6），在限涨环（4）的下表面设有环形定位板（7），限涨环（4）夹持在变形限位板（6）与环形定位板（7）之间，且变形限位板（6）和环形定位板（7）通过调节螺杆（8）固定在导入口（3）的内侧边沿上。

3.根据权利要求2所述的氟塑料热交换器管板烧结装置，其特征在于：所述环形定位板（7）水平延伸至氟塑料管束（22），且在环形定位板（7）外侧面上设有环形隔热垫（10）。

4.根据权利要求1或2或3所述的氟塑料热交换器管板烧结装置，其特征在于：在所述防涨销（5）的内侧端设有防脱凸头（9）。

5.根据权利要求1或2或3所述的氟塑料热交换器管板烧结装置，其特征在于：所述限涨环（4）与氟塑料板（21）的间隙为氟塑料板（21）直径的2%至4%。

6.一种采用权利要求2所述装置的氟塑料热交换器管板烧结方法，其特征在于：包括如下顺序步骤：

1）取氟塑料热交换器管板组件（2），并将防涨销（5）由上向下插入各氟塑料管束（22）通孔内；

2）再将氟塑料热交换器管板组件（2）自导入口（3）置入熔结炉（1）内，将氟塑料板（21）夹紧固定在导入口（3）的边沿；

3）启动熔结炉（1），使熔结炉（1）内温度升至300℃至350℃后保温，使氟塑料管束（22）充分融合在氟塑料板（21）上；

 4）关闭熔结炉（1），当熔结炉（1）内温度降至氟塑料板（21）熔点温度时不断调节紧固调节螺杆（8），使变形限位板（6）始终平压在氟塑料板（21）的上表面，直至熔结炉（1）温度降至室温；

5）拆除氟塑料热交换器管板组件（2）；

6）切削加工氟塑料板（21）表面。

7.根据权利要求6所述的氟塑料热交换器管板烧结方法，其特征在于：所述步骤3）中的保温时间为100至600分钟。

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