CN104197768B - 具有自动除污功能的热交换器板束 - Google Patents

Abstract

一种具有自动除污功能的热交换器板束，包括波纹板片，两两波纹板片对扣形成板管，两两板管叠加形成热交换器板束，两两板管间具有通道；所述两两板管间的通道内设有自动除污系统，该自动除污系统包括滑块、刮板、钢丝绳、主、从动滑轮、支座、滑轮轴；刮板置于滑块之间并与滑块转动连接；滑块安装在板管间的通道内，滑块上设有挡板，所述热交换器板束的上下端固接支座，该支座与滑轮轴转动连接，滑轮轴上固接主、从动滑轮，主、从动滑轮间通过钢丝绳传动，且该钢丝绳的两端分别固定在滑块上。本发明解决了粘性流体的滞流问题。

Description

具有自动除污功能的热交换器板束

技术领域

本发明属于热交换器设计与制造技术领域，具体涉及一种热交换器波纹板束，特别是涉及一种具有自动除污功能的热交换器板束。

背景技术

流体是由大量分子所组成的。相邻两层流体作相对滑动或剪切变形时，由于流体分子间的相互作用，会在相反方向上产生阻止流体相对滑动或剪切变形的剪应力，即粘性应力。实验证明，粘性应力同粘度和相对滑动速度有关。由于流体中存在着粘性，流体的一部分机械能将不可逆地转化为热能，并使流体的流动出现许多复杂现象，例如非牛顿流动效应、边界层效应、摩阻效应等。在石油化工领域，有些流体的粘度很大，例如甘油、油漆、沥青等。当这些流体的相对滑动速度较大时，由于存在较大的粘性应力，因而摩阻效应极为明显，给其工艺流动带来困难。

目前，应用于上述工艺的装置主要为管壳式热交换器，管壳式换热器由一个壳体和包含许多管子的管束所构成，冷、热流体通过管壁进行热量交换。由于粘性流体本身的流动性差，加之由于温度的下降粘性流体出现固化、焦化等现象，从而流体的流动受到阻止、同时流体的压力持续增大，严重者，进而会造成容器的爆破事故，带来人员的伤亡以及财产的损失。

发明内容

本发明的目的在于解决实际生产中的问题，消除安全隐患，提供一种换热效率高、流体流动流畅、具有自动除污功能的热交换器板束，对该板束进行简单的加工即可形成完整的热交换器。

所采用的技术方案为：

一种具有自动除污功能的热交换器板束，包括波纹板片，两两波纹板片对扣形成板管，两两板管叠加形成热交换器板束，两两板管间具有通道；所述两两板管间的通道内设有自动除污系统，该自动除污系统包括滑块、刮板、钢丝绳、主、从动滑轮、支座、滑轮轴；刮板置于滑块之间并与滑块转动连接；滑块安装在板管间的通道内，滑块上设有挡板，所述热交换器板束的上下端固接支座，该支座与滑轮轴转动连接，滑轮轴上固接主、从动滑轮，主、从动滑轮间通过钢丝绳传动，且该钢丝绳的两端分别固定在滑块上。

将所述两张波纹板片对扣在一起，将一张板片上的凸点与另一张板片相同位置上的凸点相焊接，在周边镶接镶条，焊接形成全焊接板管。

所述波纹板片上的波纹形状为泡状、胶囊状、人字形，或者为泡状、胶囊状、人字形中任两者或三者的组合。

所述波纹板片的区域分为导流区及传热区，区域的设置以波纹的走向为标志，区域的分界根据流体出入口位置而定；位于同一传热面、不同象限上的波纹，其形状、结构、区域，均关于板片原点对称。

本发明解决了实际生产中的粘性流体的滞流问题。由于本发明的滑轮轴可以正、反向转动，从而保证了板束发挥换热功能的同时，完成固化、结焦过程中的除污功能。板管内适合流动粘度系数小的流体，板管间适合流动粘度系数大、易固化、易结焦的流体。

本发明的换热效率高、流体流动流畅、实时自动除污无需停车的热交换器板束。该板束结构紧凑，占地面积小，便于加工制造。

本发明可应用于煤化工、石油石化、核电热电等行业的板式热交换器上。

附图说明

图1为构成本发明板管的波纹板片结构示意图；

图2为本发明波纹板片对称中心设计示意图；

图3为构成本发明板束的全焊接板管示意图；

图4为处于除料状态下的除料系统示意图；

图5为处于复位状态下的除料系统示意图；

图6a为本发明板束结构示意图;

图6b为图6a中的Ⅰ局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明及其效果进一步说明。

热交换系统由波纹板片1、镶条2等构成。其中构成板束的元件，波纹板片1为传热单元。波纹板片1由薄金属板经冲压加工而成。

波纹的形状为泡状、胶囊状、人字形、或者为上述任两者或三者的组合。无论何种形状的波纹，其结构均可分为凸、凹两种波纹。本发明波纹板片1，同一传热面上的波纹，其形状可以为不同种类，其结构必须为同种类型。为了便于描述，将波纹板片1的两个面命名为A传热面及B传热面。根据波纹板片1不同区域发挥主要功能的不同，将波纹板片1的区域分为导流区及传热区。区域的设置以波纹的走向为标志，区域的分界根据流体出入口位置而定。

图1为波纹板片设计图，图中所示波纹的形状为胶囊状、波纹结构全部为凹波纹102，凹波纹周边的空白处形成板片周边101，图中所示传热面为B传热面，导流区及传热区的波纹走向相同。为了利于流体的流动,还可以在出入口附近，设置一些波纹走向和流体流体方向一致的波纹，即这部分的波纹走向和传热区的波纹走向存在一定的夹角。

如图2所示，位于同一传热面、不同象限上的波纹，其形状、结构、区域，均关于板片的原点O成中心对称，目的是两张波纹板片1对扣形成板管时，彼此的凸点能够接触在一起。

冲压成型的两张波纹板片1对扣在一起，即将两张波纹板片1的A传热面对扣在一起，即将一张板片的凸点与另一张板片相同位置上的凸点相接触，通过焊接的方式将凸点粘合在一起，在周边镶上镶条2，焊接形成如图3所示的全焊接板管5，该板管5为甲流体流通的通道1001，也称板管通道。由于板片的凸点彼此焊接在起来，因此板管具备了承受高压的能力。

两两板管5叠置在一起，即使两个板管5的B传热面彼此相对。在周边加上镶条2，焊接在一起形成如图6所示的热交换器板束，板管5之间所形成的通道为乙流体流通的通道1002，也称板管间通道。

参照图4、图5、图6，除污系统设置在板管间通道内，其包括滑块3、刮板4、钢丝绳7、滑轮、支座9、滑轮轴8等组成。刮板4上的轴与滑块3的滑块轴孔302转动相连，刮板4安装在两个滑块3之间，刮板4可以绕其轴作有限角度的转动；滑块3安装在板管间通道内，滑块3能在板管间通道内自由运动；滑块3上设有挡板301，除污时挡板阻止刮板4绕其轴的继续转动，从而推动含污流体向流体出口方向运动；复位时，滑块3在板管间通道内反向运动，刮板4绕其轴反向转动，使甲流体流通的通道被打开，从而保证了甲流体的持续畅通流动；主、从动滑轮6、10通过滑轮轴8固定在支座9上，支座9固定在板束上，主动滑轮6与滑轮轴8固定在一起；滑轮轴8转动时，主动滑轮6一起随转；钢丝绳7套在主、从动滑轮6、10的沟槽内，钢丝绳7的两端分别固定在滑块3上。所述滑轮轴8密封穿过换热器壳体，经换向机构后和电动机相连，滑轮轴8的正反转由换向机构完成，电动机输出动力带动滑轮轴8转动。

Claims (4)

1.一种具有自动除污功能的热交换器板束，包括波纹板片，两两波纹板片对扣形成板管，两两板管叠加形成热交换器板束，两两板管间具有通道；其特征在于：所述两两板管间的通道内设有自动除污系统，该自动除污系统包括滑块（3）、刮板（4）、钢丝绳（7）、主、从动滑轮（6、10）、支座（9）、滑轮轴（8）；刮板（4）置于滑块（3）之间并与滑块（3）转动连接；滑块（3）安装在板管间的通道内，滑块（3）上设有挡板（301），所述热交换器板束的上下端固接支座（9），该支座（9）与滑轮轴（8）转动连接，滑轮轴（8）上固接主、从动滑轮（6、10），主、从动滑轮（6、10）间通过钢丝绳（7）传动，且该钢丝绳（7）的两端分别固定在滑块（3）上。

2.根据权利要求1所述的一种具有自动除污功能的热交换器板束，其特征在于：将所述两张波纹板片对扣在一起，将一张板片上的凸点与另一张板片相同位置上的凸点相焊接，在周边镶接镶条，焊接形成全焊接板管。

3.根据权利要求1所述的一种具有自动除污功能的热交换器板束，其特征在于：所述波纹板片上的波纹形状为泡状、胶囊状、人字形，或者为泡状、胶囊状、人字形中任两者或三者的组合。

4.根据权利要求3所述的一种具有自动除污功能的热交换器板束，其特征在于：所述波纹板片的区域分为导流区及传热区，区域的设置以波纹的走向为标志，区域的分界根据流体出入口位置而定；位于同一传热面、不同象限上的波纹，其形状、结构、区域，均关于板片原点对称。