CN102937387B - 全组装式无菌双管板管壳式换热器 - Google Patents

Abstract

一种全组装式无菌双管板管壳式换热器，提供一种非焊接式的结构。在换热器壳体和管程接口之间依次设有叠加的内管板、定位板、外管板和外管压板，换热管依次穿过内管板、定位板和外管板端部抵靠在外管压板上，且在外管压板上设有与换热管相贯通的第一通孔，且具有以下密封特征：所述换热管与内管板配合处的密封连接为平面及圆周密封，完全不同于传统的强度胀接密封；所述换热管与外管板配合处的密封连接为平面及圆周密封，完全不同于传统的贴胀加焊接密封或强度胀密封或焊接密封。本发明的每根换热管、每个密封圈、内管板、外管板、外管板压板、换热器筒体均可单独拆装，维修极为方便；可以实现工业化高效批量生产的特点。

Description

全组装式无菌双管板管壳式换热器

技术领域

本发明专利涉及一种换热器，尤其是一种无焊点的全组装式无菌双管板管壳式换热器。

背景技术

现在用于医药制剂及食品生产工艺的管壳式换热器，如图1所示，在使用时换热器没有实现全排空设计，而且与产品接触侧的粗糙度高，无法达到医药卫生及食品卫生的工艺要求，容易造成产品和冷却介质双向交叉污染，容易造成泄漏，给生产带来不便。双管板换热器的内管板与换热管的连接密封是采用强度胀接，换热管内径较小时，很难进行胀接。

目前在工业领域尤其是医药精细化工领域中，行业内普遍认为双管板管壳式换热器中换热管和管板的连接必须采用胀接或/和焊接的方式连接，只有这样才能保证产品的密封效果，防止发生渗漏现象。在各种教科书和论文中也是这样记载的。但是该种连接方式存在诸多的问题，为此，本领域内的技术人员花费了大量的精力去解决这些问题，如以下资料就是其中的典型代表：

2005年第二期《化工设备与管道》中发表的《双管板换热器下管板与管束连接方法的探讨》；2009年第5期《压力容器》第26卷中发表的《双管板换热器的制造要点》；2010年8月第四期《化肥工业》第37卷中发表的《双管板换热器后管板强度胀接工艺探讨》中都证明在工业应用领域中，目前双管板换热器中的换热管的连接方式都是胀接和焊接，未见有关工业应用的双管板换热器使用其他的连接方式。

换热管与外管板的连接密封方式是强度胀接或贴胀加焊接或焊接，在换热管直径较小的情况下，焊接缺陷很多。传统的焊接、胀接方式，如果出现渗漏现象，轻则换热器报废，重则引起严重的医药质量事故，生产效率很低，处于单台生产。目前，还未有好的解决方案。

同时，申请人还检索一篇专利号为2004200688742《可拆装式的双管板管壳式换热器》，该专利是为教学目的而开发的，教学演示用具和工业应用具有很大的差别，其结构设计根本无法满足工业级生产的需要。这也是长期以来本领域实际生产中没有出现可拆装双管板管壳式换热器原因。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术中的不足，提供的一种全组装式无菌双管板管壳式换热器，特别适用于工业制药行业。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：全组装式无菌双管板管壳式换热器，包括管程接口、换热器壳体及置于换热器壳体内的换热管，其特征是：在所述换热器壳体和管程接口之间依次设有叠加的内管板、定位板、外管板和外管压板，所述换热管依次穿过内管板、定位板和外管板端部抵靠在外管压板上，且在外管压板上设有与换热管相贯通的第一通孔，且具有以下密封特征，

A、所述换热管与内管板配合处的密封连接为平面及圆周密封，完全不同于传统的强度胀接密封；

B、所述换热管与外管板配合处的密封连接为平面及圆周密封，完全不同于传统的贴胀加焊接密封或强度胀密封或焊接密封。

进一步地，在所述定位板和外管板之间预留有一个空腔，所述空腔通过接口连接监测仪，形成渗漏监测点。

进一步地，所述的换热管分别与内管板、定位板和外管板进行间隙配合，且所述的平面及圆周密封为橡胶密封环密封。

作为另一种方式，所述的换热管分别与内管板、定位板和外管板进行过渡配合，且所述的平面及圆周密封为橡胶密封环密封。

进一步地，在所述换热器壳体和内管板之间、内管板与定位板之间、外管板和外管压板之间、在外管压板和管程接口之间分别设有第二密封圈。

进一步地，在所述换热器壳体两端皆为连接法兰，在所述管程接口上也设有连接法兰，且在所述换热器壳体连接法兰、内管板、定位板、外管板、外管压板和管程接口连接法兰之间通过定位销体和紧固螺栓进行定位和紧固，在所述外管压板上设有与换热管相贯通的第一通孔，所述换热管抵靠在外管压板上，且在所述内管板、定位板和外管板上分别设有容换热管穿过的穿孔，所述穿孔和第一通孔一一对应，在每个换热管与外管板之间、每个换热管与内管板之间分别设有第一密封圈。

换热壳程进出口设置在所述换热器壳体上。

所述外管板和外管压板通过螺栓连接形成一个整体。

本发明的有益效果是：本发明的全组装式无菌双管板管壳式换热器和现有技术相比，具有实现全排空设计，与产品接触侧的粗糙度低，达到医药卫生及食品卫生的要求。

组装式双管板设计避免了产品和冷却介质双向交叉污染；管程、壳程介质不容易泄漏，微量泄露科技史监测到；生产组装极为简便；每根换热管、每个密封圈、内管板、外管板、外管板压板、换热器筒体均可单独拆装，维修极为方便；可以实现工业化高效批量生产的特点。

附图说明

图1为背景技术结构示意图；

图2为本发明的局部结构示意图；

图3为图2中局部结构放大图；

图4为本发明的结构示意图。

图中1管程接口，2换热器壳体，3换热管，22壳程进口，23壳程出口，24接管，41折流板，42折流杆，5内管板，51橡胶密封环，6定位板，61凹槽，7外管板，8外管压板，81第一通孔，9第二密封圈，91定位销，92螺栓，93管程进口，94管程出口。

具体实施方式

参照说明书附图2～图4对本发明的全组装式无菌双管板管壳式换热器作以下详细地说明。

本发明的全组装式无菌双管板管壳式换热器，其结构包括管程接口1、换热器壳体2、置于换热器壳体2内的换热管3以及若干圆盘式构件和密封件组成。

换热器壳体2，换热器壳体为上下直通式的筒体，在上下两端分别设有用于和管程接口进行连接的连接法兰，且在连接法兰上设有密封圈安装槽，其内安装第二密封圈，在上部和下部分别设有壳程进口22和壳程出口23，壳程进口和壳程出口分别包括接管24和卡箍接头或法兰，接管24的一端分别与换热器壳体2相连，接管的另一端分别设置有卡箍接头或法兰；其内部的空间是换热管的布置空间，并在换热器壳体内设置有折流板41和折流杆42。

内管板5，内管板是一圆形的不锈钢板，其上均匀的分布有换热管穿孔，且在每一穿孔的内管板的上侧面上对应的设有一个微型的橡胶密封环安装槽，通过安装橡胶密封环51实现内管板、定位板和换热管三者之间的绝对密封，在换热管与内管板配合处形成平面及圆周密封，完全不同于传统的强度胀接密封。在内管板的外围设有法兰螺栓孔和定位孔。

定位板6，定位板是一圆形的不锈钢板，其上均匀的分布有换热管穿孔，在定位板的外围设有法兰螺栓孔和定位孔，为提高定位板与内外管板的配合密封性能，在定位板上侧面设有一凹槽61，该凹槽在定位板和外管板之间形成一个空腔，空腔通过接口连接监测仪，形成渗漏监测点。

外管板7，内管板是一圆形的不锈钢板，其上均匀的分布有换热管穿孔，且在每一穿孔的内管板的上侧面上对应的设有一个微型的橡胶密封环安装槽，通过安装橡胶密封环51实现内管板、定位板和换热管三者之间的绝对密封，在换热管与外管板配合处形成平面及圆周密封，完全不同于传统的贴胀加焊接密封或强度胀密封或焊接密封。在内管板的外围设有法兰螺栓孔和定位孔，且在外管板外围设有一密封圈安装槽，用于安装第二密封圈9。

外管压板8，在外管压板上设有与换热管相贯通的第一通孔81，换热管穿过内管板、定位板和外管板后端部抵靠在外管压板上，换热管与第一通孔贯通且一一对应，且在外管压板外围设有一密封圈安装槽，用于安装第二密封圈9。

管程接口1具有连接法兰。

上述密封圈和密封环使用O形橡胶密封圈，具有相同的属性，且橡胶密封环直径与换热管直径相当，第二密封圈9直径与换热器壳体直径相当。

换热管3与内管板5的密封连接为橡胶密封环51进行平面及圆周密封；换热管3与外管板7进行平面及圆周密封；换热器壳体2的两侧分别依次设置有内管板5、定位板6、外管板7、外管板压板8和管程接口1，并使用定位销91和法兰连接螺栓92进行定位和紧固。换热管3的两端分别穿过两端的内管板、定位板、外管板后两端部抵靠在外管压板8上，并在相应的穿孔部位设有密封措施。

换热管2的两端采用外管板压板紧固，起到换热管3及换热器壳体2的轴向定位。

定位板6起到定位、调整压紧量的作用，通过修磨定位板的厚度和换热管的长度进行装配，同时该处留有渗漏监测点（凹槽处），可以及时发现渗漏，防止产品和冷却介质双向交叉污染。

所述的换热器壳体和换热管均采用316L无缝钢管，折流板采用304板材加工而成，折流杆采用304钢棒加工而成，其余的所有件均采用316L材质。

使用时，热源通过管程进口93进入换热器壳体内的换热管3内，冷却后由管程出口94排出，同时冷媒通过壳程进口22进入换热器壳体内，换热后由壳程出口23排出，完成换热过程。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1. 全组装式无菌双管板管壳式换热器，包括管程接口、换热器壳体及置于换热器壳体内的换热管，其特征是：在所述换热器壳体和管程接口之间依次设有叠加的内管板、定位板、外管板和外管压板，所述换热管依次穿过内管板、定位板和外管板端部抵靠在外管压板上，且在外管压板上设有与换热管相贯通的第一通孔，且

A、所述换热管与内管板配合处的密封连接为平面及圆周密封；

B、所述换热管与外管板配合处的密封连接为平面及圆周密封；

在所述定位板和外管板之间预留有一个空腔，所述空腔通过接口连接监测仪，形成渗漏监测点。

2.根据权利要求1所述的全组装式无菌双管板管壳式换热器，其特征是，所述的换热管分别与内管板、定位板和外管板进行间隙配合，且所述的平面及圆周密封为橡胶密封环密封。

3.根据权利要求1所述的全组装式无菌双管板管壳式换热器，其特征是，所述的换热管分别与内管板、定位板和外管板进行过渡配合，且所述的平面及圆周密封为橡胶密封环密封。

4.根据权利要求2所述的全组装式无菌双管板管壳式换热器，其特征是，

在所述换热器壳体和内管板之间、内管板与定位板之间、外管板和外管压板之间、在外管压板和管程接口之间分别设有第二密封圈。

5.根据权利要求4所述的全组装式无菌双管板管壳式换热器，其特征是，在所述换热器壳体两端皆为连接法兰，在所述管程接口上也设有连接法兰，且在所述换热器壳体连接法兰、内管板、定位板、外管板、外管压板和管程接口连接法兰之间通过定位销体和紧固螺栓进行定位和紧固。

6.根据权利要求5所述的全组装式无菌双管板管壳式换热器，其特征是，

换热壳程进出口设置在所述换热器壳体上。

7.根据权利要求1所述的全组装式无菌双管板管壳式换热器，其特征是，所述外管板和外管压板通过螺栓连接形成一个整体。