CN104713401A - 一种塑料换热器的布管系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种塑料换热器的布管系统，包括塑料限制箍、金属支撑架、塑料连接环和管板：该塑料限制箍用于套在塑料换热管的管身上以限制所述塑料换热管径向移动；该金属支撑架用于为塑料限制箍提供支撑和固定；该塑料连接环活动套在支柱上；该管板设置在金属支撑架的一侧用于固定穿过塑料限制箍的塑料换热管的端头；包括垂直穿过管板上的多个固定孔，固定孔分别与塑料限制箍的限制环对应。本发明采用塑料制作各部件，避免了采用金属材料时烟气的腐蚀，特别是消除了对相关焊点的腐蚀，采用塑料部件后还能够降低整个塑料换热器在运输和维护方面的要求，同时也更易实现单根换热管独立更换的维护方式，从而降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及换热领域，特别是涉及一种塑料换热器。
背景技术
现有技术在利用烟气热量时，一般采用金属材料制作换热管，但由于烟气中含有SO2/SO3/HCL/HF等具有高腐蚀性的成分，使得金属材料和烟气直接接触后造成金属材料的腐蚀，因此常用PTFE(聚四氟乙烯)制作塑料换热管以替代金属换热管。现有设计为了防止烟气对换热管管口的腐蚀，在换热管的安装端口增加了一块不锈钢管板，该不锈钢管板在固定换热管的同时也将烟气密封在换热管区域内，以减少烟气与换热管管口的直接接触。但是实际运行经验得出，不锈钢管板依然存在腐蚀现象，而且不锈钢管板与塑料换热管之间的密封不易。
此外，现有技术的塑料换热器在遇到高温烟气时塑料换热管会发生膨胀变形，从而对固定装置或管身造成磨损，降低了换热器的使用寿命。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种塑料换热管，用于减少烟气对金属材质的腐蚀，同时更易于安装和维护。
特别地，本发明提供了一种塑料换热器的布管系统，包括：
塑料限制箍，用于套在塑料换热管的管身上以限制所述塑料换热管径向移动；包括多个空心的限制环，各所述限制环通过固定带依次固定连接在一起，连接后的各所述限制环的轴心线相互平行且处于同一水平位置；
金属支撑架，用于为所述塑料限制箍提供支撑和固定，包括分别连接所述塑料限制箍的两端的支柱；
塑料连接环，活动套在所述支柱上，用于连接所述塑料限制箍；
管板，为金属材料且设置在所述金属支撑架的一侧用于固定穿过所述塑料限制箍的所述塑料换热管的端头；包括垂直穿过所述管板上的多个固定孔，所述固定孔分别与所述塑料限制箍的限制环对应；
其中，多个所述塑料连接环分别依次套在所述支柱上，位于两根所述支柱同一位置处的所述塑料连接环分别与一条所述塑料限制箍的两端连接以将所述塑料限制箍水平地固定在两根所述支柱之间，直至安装完预定的所述塑料限制箍数量；多个安装完所述塑料限制箍的所述金属支撑架通过连杆间隔且平行地固定在一起，所述管板设置在连接后的所述金属支撑架的轴向一端。
进一步地，所述金属支撑架还包括辅助支撑杆，所述辅助支撑杆设置在两根所述支柱之间以作为相邻所述塑料限制箍通过一端直接连接时的固定点。
进一步地，所述塑料连接环包括允许所述塑料限制箍在径向上伸缩的伸缩连接环和不允许所述塑料限制箍在径向上伸缩的固定连接环，所述固定连接环套在靠近烟气进入一端的支柱上，所述伸缩连接环套在远离烟气进入一端的支柱上；所述伸缩连接环和所述固定连接环包括空心管状的环身和由所述环身一侧径向水平向外伸出的连接板，所述伸缩连接环的连接板上开有轴向长度大于径向长度的螺栓孔，所述固定连接环的连接板上开有圆形的螺栓孔。
进一步地，所述限制环的轴向长度等于或大于所述固定带的径向宽度。
进一步地，所述固定带的轴向一侧边上设置有垂直连接的辅助板，所述辅助板的两端分别与相邻所述限制环的外圆周连接。
进一步地，所述连接板与所述限制环的环身连接处于位于所述环身的轴向顶端或轴向底端或轴向的中央位置。
进一步地，在所述金属支撑架的两端安装有提高所述金属支撑架强度的保护板，所述支柱的顶端分别与所述保护板固定连接；在所述支柱与所述保护板的连接处安装有防止烟气进入所述支柱内部的密封垫。
进一步地，所述管板的固定孔一端开有直径大于所述固定孔的直径的涨紧段，在所述固定孔的另一端开有直径大于所述固定孔直径且带有内螺纹的螺纹段；所述螺纹段内安装有内径大于所述塑料换热管的外径且带有与所述螺纹段的内螺纹对应的外螺纹的衬套，在所述衬套的一端设置有沿所述衬套外周边径向凸出且大于所述固定孔直径的压紧圈；
所述塑料换热管的端头内安装有贴紧所述塑料换热管的内表面的涨紧铜内衬管；
塑料衬板，安装在所述管板的所述塑料换热管进入一侧，且设置有与所述管板上固定孔位置对应的通孔。
进一步地，所述涨紧段和所述衬套的内表面设置有多道相互平行的环形凹槽。
进一步地，所述固定孔位于所述涨紧段的一端开口为向四周扩展的渐开口，所述涨紧铜内衬管位于所述塑料换热管端头开口的一端伸出所述塑料换热管外且向四周扩展形成喇叭口并贴紧所述固定孔的渐开口。
本发明采用塑料制作各部件，避免了采用金属材料时烟气的腐蚀，特别是消除了对相关焊点的腐蚀，采用塑料部件后还能够降低整个塑料换热器在运输和维护方面的要求，同时也更易实现单根换热管独立更换的维护方式，从而降低成本。
进一步地，本发明中的塑料限制箍采用一体式的结构，既可减少安装工序，又可以提高整个塑料换热器的稳定性。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的塑料限制箍的安装结构示意图；
图2是图1所示其中任意一条塑料限制箍的结构示意图；
图3是图2中限制环的剖视图；
图4是图1中伸缩连接环的结构示意图；
图5是图1中固定连接环的结构示意图；
图6是图1中保护板的结构示意图；
图7是本发明一个实施例中塑料换热管与管板之间的安装示意图。
具体实施方式
如图1-7所示，本发明的布管系统一般性地包括塑料限制箍40、金属支撑架60、塑料连接环50和管板30。该塑料限制箍40用于套在塑料换热管10的管身上以限制塑料换热管10的径向移动，其可以包括多个限制环42，各限制环42通过固定带41依次连接在一起，连接后的各限制环42并列排布且轴心线相互平行并处于同一水平位置。该金属支撑架60用于安装塑料限制箍40，其可以包括分别连接塑料限制箍40两端的支柱61。该塑料连接环50为空心的管状体，其活动地套在两根支柱61上以分别连接塑料限制箍40的两端。该管板30采用金属材料制成以用于固定穿过塑料限制箍40的塑料换热管10的一端端头，其可以包括垂直穿过管板30上的多个固定孔31，各固定孔31分别与塑料限制箍40的各限制环42位置对应。
安装时，多个塑料连接环50分别依次套在两根支柱61上，位于两根支柱61同一位置处的塑料连接环50分别与一条塑料限制箍40的两端连接以将塑料限制箍40水平地固定在两根支柱61之间；依次将预定的塑料限制箍40安装完毕，最终各塑料限制箍40纵向地并列安装在两根支柱61之间且各限制环42的轴心线相互平行。将多个安装完塑料限制箍40的金属支撑架60通过连杆纵向间隔且平行地固定在一起(图中未示出)，而管板30则设置在连接后的金属支撑架60的轴向一端，以将各塑料换热管10穿过各塑料限制箍40上的限制环42后的端头分别与管板30上的固定孔31固定，本实施例涉及的塑料换热管10为U形管，其由远离管板30的一端插入各塑料限制箍40内后与管板30上的固定孔31进行固定，至此完成整个布管系统的安装。工作时，烟气横穿过塑料换热管10时与其内的换热介质进行热交换。本实施例中的塑料限制箍40采用一体式的结构，既可减少安装工序，又可以提高整个布管系统的稳定性。本实施例采用塑料制作各部件，避免了采用金属材料时烟气的腐蚀，特别是消除了对相关焊点的腐蚀，采用塑料部件后还能够降低整个塑料换热器在运输和维护方面的要求，同时也更易实现单根换热管独立更换的维护方式，从而降低成本。
进一步地，在本实施例中，通过设置不同固定带41的长度可以调整各限制环42横向之间的间隔距离；通过调整塑料连接环的轴向宽度可以调整各塑料限制箍40纵向之间的间隔距离。进一步地，在其它实施例中，如图3所示，为提高限制环的强度，可以将限制环42的外壁设置成弧形的外凸结构，使得中间厚度大于两端厚度，进一步提高限制环42对塑料换热管10的限制强度。
进一步地，在本发明的一个实施例中，为增加塑料换热管10的数量，该金属支撑架60可并排设置多根支柱61，位于中间的支柱61同时作为相邻两根支柱61上塑料限制箍40的连接点，适当缩短位于中间支柱61上的塑料连接环50的轴向长度即可放置更多的塑料连接环50；进一步地，可在两根支柱61之间设置辅助支撑杆62来代替支柱61，该辅助支撑杆62作为相邻两根塑料限制箍40直接连接时的固定点，具体的连接方式可以是：在相邻两根塑料限制箍40接触的一端设置对应的螺孔，利用螺栓穿过两个螺孔后再穿过辅助支撑杆62上相应位置处的螺孔，然后利用螺栓将三者固定在一起。利用辅助支撑杆62可以减少塑料连接环50的数量，提高安装效率，同时更方便整个换热器的维护和更换。具体的辅助支撑杆62的径向截面可以是矩形，以提高支撑强度。
进一步地，在本发明的一个实施例中，如图4、5所示，该塑料连接环50可以包括允许塑料限制箍40在径向上伸缩的伸缩连接环51和不允许塑料限制箍40在径向上伸缩的固定连接环52；该伸缩连接环51和固定连接环52分别包括空心管状的环身53和由环身53一侧径向水平向外伸出的连接板54、54‵，该连接板54、54‵用于和塑料限制箍40的端头连接；其中伸缩连接环51的连接板54上开有轴向长度大于径向长度的螺栓孔55，而固定连接环52的连接板54‵上开有圆形的螺栓孔55‵。固定连接环52套在靠近烟气进入一端的支柱61上，伸缩连接环51套在远离烟气进入一端的支柱61上。塑料限制箍40与连接板54、54‵的连接是利用螺栓同时穿过塑料限制箍40和连接板54、54‵上的螺栓孔进行固定的。由于本发明的主要部件都采用塑料材料制作，因此在受热时各部件会发生变形而发生位移，特别是塑料换热管10会产生逆着烟气进入方向弯曲的现象，这种弯曲而产生的位移会对塑料限制箍40产生压迫和摩擦，导致限制环42断裂或磨损。因此将固定连接环52安装在烟气进入一端的支柱61上，以限制此位置的各塑料换热管10位置不变；而位于远离烟气进入一端安装伸缩连接环51后，使得此端的塑料限制箍40会在变形塑料换热管10的推动下沿着连接板54上螺栓孔55长轴的方向移动，进而消减了与塑料换热管10之间的摩擦，同时保证了整个布管系统的稳定，也提高了塑料换热器的使用寿命。
进一步地，为提高限制环42的限制效果，在本发明的一个实施例中，该限制环42的轴向长度可以等于或大于固定带41的径向宽度。通过延长限制环的42轴向长度可以增加与塑料换热管10的接触面积，从而起到更强的固定效果。
进一步地，为提高固定带41的强度，如图2所示，在本发明的一个实施例中，该固定带41的轴向一侧边上设置有垂直连接的辅助板43，辅助板43的两端分别与相邻限制环42的外圆周连接。固定带41与限制环42之间形成横向连接，而辅助板43与限制环42之间形成纵向连接，或两者与限制环之间的连接位置相反。辅助板43不但加强了固定带41的强度而且还能够增加固定带41与限制环4之间的连接强度。
进一步地，为方便调整塑料限制箍40在支柱61上的位置，该连接板54、54‵与限制环42环身的连接处可以位于环身的轴向顶端或轴向底端或轴向的中央位置。通过选择位于不同位置处的连接板的限制环42，可以调整各塑料限制箍40之间的纵向间隔，特别是调整作为中间的支柱61其两边的塑料限制箍40的纵向间隔。当然，在其它的实施例中，也可以直接改变限制环42在轴向上的宽度，以调整塑料限制箍40的间隔大小。
进一步地，为提高整个金属支撑架60的强度，在本发明的一个实施例中，该金属支撑架60的两端可以安装保护板63，各支柱61的顶端分别与保护板63固定连接；此外还可以在支柱61与保护板63的连接处安装防止烟气进入支柱61内部的密封垫。密封垫可以避免烟气进入金属支柱60内部对其造成腐蚀，特别是可防止烟气对各支柱61管口的腐蚀。
进一步地，在本发明的一个实施例中，如图7所示，为提高塑料换热管10与金属管板30的连接强度和密封性。该管板30的固定孔31一端开有直径大于固定孔31的直径的涨紧段32，在固定孔31的另一端开有直径大于固定孔31直径且带有内螺纹的螺纹段33；在螺纹段33内安装有内径大于塑料换热管10的外径且带有与螺纹段33的内螺纹对应的外螺纹的衬套34，在衬套34的一端设置有沿衬套34外周边径向凸出且大于固定孔31直径的压紧圈35。在该塑料换热管10的端头内安装有贴紧塑料换热管10的内表面的涨紧铜内衬管20。在管板30位于烟气流通一面安装有塑料衬板37，该塑料衬板37上设置有与管板30上固定孔31位置对应的通孔38。安装时，该塑料换热管10利用带涨紧铜内衬管20的一端穿过衬套34和塑料衬板37后插入管板30的固定孔31内，衬套34利用外螺纹拧入固定孔31的螺纹段33内，同时利用压紧圈38将塑料衬板37密封固定在管板30的表面，再通过硬撑的方式由涨紧铜内衬管20内部将塑料换热管10向外扩张后分别与涨紧段32内表面和衬套34内表面接触固定，涨开后的塑料换热管10利用凸出部卡在固定孔31和衬套34内且形成良好的密封效果。本实施例可以减少安装部件，且能够充分利用塑料部件之间的易接合性，提高密封效果。通过塑料衬板37可以进一步降低塑料换热器内部烟气对金属管板30的侵蚀，而且各塑料部件之间更易于密封。通过衬套34可以完全密封住塑料衬板37上通孔38与固定孔31之间的空隙，防止烟气泄漏或对塑料换热管的端头造成腐蚀。
进一步地，在本发明的一个实施例中，为提高塑料换热管10在固定孔31内的稳定性，该固定孔31的涨紧段32和衬套34的内表面可以分别设置多道相互平行的环形凹槽36。当塑料换热管10在涨紧铜内衬管20的控制下向外撑开时会挤入相应的环形凹槽36内，该结构可加强塑料换热管10在固定孔31内防止轴向移动的能力，同时也可以提高塑料换热管10与固定孔31的密封性。
进一步地，在本发明的一个实施例中，为方便换热介质进入塑料换热管10，该固定孔31位于涨紧段32的一端开口可以为向四周扩展的渐开口39；该涨紧铜内衬管20位于塑料换热管10端头开口的一端伸出塑料换热管10外且向四周扩展形成喇叭口22并贴紧固定孔31的渐开口39。涨紧铜内衬管20采用喇叭口22的形式还方便撑开涨紧铜内衬管20的硬撑球进入内部。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (10)
1.一种塑料换热器的布管系统，包括：
塑料限制箍，用于套在塑料换热管的管身上以限制所述塑料换热管径向移动；包括多个空心的限制环，各所述限制环通过固定带依次固定连接在一起，连接后的各所述限制环的轴心线相互平行且处于同一水平位置；
金属支撑架，用于为所述塑料限制箍提供支撑和固定，包括分别连接所述塑料限制箍的两端的支柱；
塑料连接环，活动套在所述支柱上，用于连接所述塑料限制箍；
管板，为金属材料且设置在所述金属支撑架的一侧用于固定穿过所述塑料限制箍的所述塑料换热管的端头；包括垂直穿过所述管板上的多个固定孔，所述固定孔分别与所述塑料限制箍的限制环对应；
其中，多个所述塑料连接环分别依次套在所述支柱上，位于两根所述支柱同一位置处的所述塑料连接环分别与一条所述塑料限制箍的两端连接以将所述塑料限制箍水平地固定在两根所述支柱之间，直至安装完预定的所述塑料限制箍数量；多个安装完所述塑料限制箍的所述金属支撑架通过连杆间隔且平行地固定在一起，所述管板设置在连接后的所述金属支撑架的轴向一端。
2.根据权利要求1所述的塑料换热管，其中，
所述金属支撑架还包括辅助支撑杆，所述辅助支撑杆设置在两根所述支柱之间以作为相邻所述塑料限制箍通过一端直接连接时的固定点。
3.根据权利要求1所述的塑料换热管，其中，
所述塑料连接环包括允许所述塑料限制箍在径向上伸缩的伸缩连接环和不允许所述塑料限制箍在径向上伸缩的固定连接环，所述固定连接环套在靠近烟气进入一端的支柱上，所述伸缩连接环套在远离烟气进入一端的支柱上；所述伸缩连接环和所述固定连接环包括空心管状的环身和由所述环身一侧径向水平向外伸出的连接板，所述伸缩连接环的连接板上开有轴向长度大于径向长度的螺栓孔，所述固定连接环的连接板上开有圆形的螺栓孔。
4.根据权利要求3所述的塑料换热管，其中，
所述限制环的轴向长度等于或大于所述固定带的径向宽度。
5.根据权利要求4所述的塑料换热管，其中，
所述固定带的轴向一侧边上设置有垂直连接的辅助板，所述辅助板的两端分别与相邻所述限制环的外圆周连接。
6.根据权利要求5所述的塑料换热管，其中，
所述连接板与所述限制环的环身连接处于位于所述环身的轴向顶端或轴向底端或轴向的中央位置。
7.根据权利要求1-6任一项所述的塑料换热管，其中，
在所述金属支撑架的两端安装有提高所述金属支撑架强度的保护板，所述支柱的顶端分别与所述保护板固定连接；在所述支柱与所述保护板的连接处安装有防止烟气进入所述支柱内部的密封垫。
8.根据权利要求7所述的塑料换热管，其中，
所述管板的固定孔一端开有直径大于所述固定孔的直径的涨紧段，在所述固定孔的另一端开有直径大于所述固定孔直径且带有内螺纹的螺纹段；所述螺纹段内安装有内径大于所述塑料换热管的外径且带有与所述螺纹段的内螺纹对应的外螺纹的衬套，在所述衬套的一端设置有沿所述衬套外周边径向凸出且大于所述固定孔直径的压紧圈；
所述塑料换热管的端头内安装有贴紧所述塑料换热管的内表面的涨紧铜内衬管；
塑料衬板，安装在所述管板的所述塑料换热管进入一侧，且设置有与所述管板上固定孔位置对应的通孔。
9.根据权利要求8所述的塑料换热管，其中，
所述涨紧段和所述衬套的内表面设置有多道相互平行的环形凹槽。
10.根据权利要求9所述的塑料换热管，其中，
所述固定孔位于所述涨紧段的一端开口为向四周扩展的渐开口，所述涨紧铜内衬管位于所述塑料换热管端头开口的一端伸出所述塑料换热管外且向四周扩展形成喇叭口并贴紧所述固定孔的渐开口。
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