CN1047235C

CN1047235C - 具有外通道和焊接结构的板式换热器

Info

Publication number: CN1047235C
Application number: CN 93114952
Authority: CN
Inventors: 缪志先
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-12-02
Filing date: 1993-12-02
Publication date: 1999-12-08
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: CN1087713A

Abstract

具有外通道和焊接结构的板式换热器。两片上开有0～2个孔的换热片在周边焊在一起，盒子间内通道处用垫圈或焊接密封组成芯体。用压紧板和法兰盖、盖板等组成外通道。取消周边垫圈并保持板片换热方式。改善了多板层换热不均并实现多流程。适于各种板型和单板面积的焊接。产品可大可小。可分为半焊可拆和全焊不可拆等形式。工作压力和温度以及可靠性和防泄漏水平远高于无外通道组装结构的产品。适用于采暖、制冷、石化和食品机械等。

Description

具有外通道和焊接结构的板式换热器

本发明涉及一种换热器，尤其涉及一种板式换热器。现在的全散式板式换热器，一般在每块换热片的周边和通道处用橡胶或石棉等制品制成垫圈进行密封。其缺点是：由于周边垫圈密封面较长，所以在装配和使用时换热介质易泄漏，垫圈易老化和损坏，使用可靠性和防泄漏水平差，并且工作温度和工作压力较低。当前，国内外还有一种由两块换热片在周边焊在一起形成换热片盒子的半散式板式换热器。其缺点是：在换热片盒子之间依然需要在周边处用垫圈密封。由于周边焊接使换热片盒子有一定的变形，则更加使周边的密封垫圈防泄漏水平下降。为了避免这种防泄漏水平的下降，这种半散式板式换热器还有另外一种装配形式。即取消了周边垫圈，将由换热片盒子组成的换热芯体放入一个容器内，形成其中一种换热介质为浸泡式的换热方式，从而改变了板式换热器的换热特点和优势。这种浸泡换热形式的换热器其主要缺点是：换热效率低下。目前国内外已有部分焊接结构的板式换热器。例如中国实用新型专利91227597.9。这类焊接结构的板式换热器的特点是采用整体焊接结构。其形式或以平底碗状换热片取消了垫圈，或以金属型条代替了垫圈。这类焊接结构的板式换热器主要缺点是：该种换热器受到整体焊接结构和焊接设备的限制而不可能制成具有较大换热面积的产品，尤其不适合于单板面积较大的换热片的焊接，从而限制了产品的使用范围。

本发明的目的在于，制造一个能提高工作温度和工作压力的、能提高使用可靠性和防泄漏水平的、取消周边垫圈并保持板式换热器换热方式的、可适用于大面积单板焊接的、可制成大换热面积的、具有焊接结构的板式换热器。

本发明是这样实现的：具有外通道和焊接结构的板式换热器，包括有换热板片，换热芯体，压紧板，其特征在于，由两片上面开有0～2个(组)孔的换热片在周边完全地焊接在一起，形成一个四周边焊接密封的换热片盒子，换热片盒子与换热片盒子之间在周边处取消了周边密封垫圈，换热片盒子之间在内通道处用内通道密封垫圈或用焊接密封组成换热芯体，用开有内通道进出口和外通道进出口的压紧板，外通道上法兰盖，外通道下法兰盖，盖板将换热芯体夹紧，形成内通道的密封及内通道和换热芯体对外界的密封及外通道，使不同介质或通过内通道进出换热片盒子之内，或在外通道上法兰盖，外通道下法兰盖和盖板的束流、集流和分流作用下，通过外通道进出换热片盒子之间，通过换热片的两面进行换热。

本发明的优点及积极效果是：1、保持了板式换热器的换热方式。2、当换热芯体和外装配都采用垫圈密封的可拆形式时，由于内通道密封长度短，密封结构好，外通道上、下法兰盖和盖板的密封面结构紧凑和稳定等原因，内、外两个通道在工作温度和工作压力上，以及在使用可靠性和防泄漏水平上都将显著地高于现有的全散和半散式板式换热器。并且仍具有可拆、可更换、可清洗、可增减换热面积等优点。3、该结构的板式换热器，其换热芯体和外装配均可以按实际要求分别组成可拆式的或不可拆焊接式的。当换热芯体或外装配有一个采用焊接密封或都采用不可拆的焊接密封形式时，该换热器可以用化学清洗的方式进行清洗。并且，其工作温度和工作压力以及使用可靠性和防泄漏水平等将有更加显著的提高。4、由于在换热片盒子之间的周边处取消了垫圈密封，这对换热片盒子焊后可能产生的变形和平整度等要求可以放宽，从而可以降低生产成本和提高生产效率。5、本结构具有良好的工艺性，可将目前各种板型和单板面积的换热片焊成换热片盒子，并组(焊)成各种形式和换热面积的板式换热器。6、本结构可以通过盖板和外通道上、下法兰盖上的集流、导流、分流等装置以及换热片盒子上孔的个(组)数和位置等形成多流程形式和并流、串流、混流等换热方式。同时，通过外通道不同截面形状以及分流装置等还可以改善多板层换热不均的问题。7、这种板式换热器可适用于采暖和集中供热、制冷和空调以及石化、机电和食品机械等。

图1、外装配为可拆式的板式换热器示意图：

图2、外装配为焊接式的取消了夹紧螺杆等零件的板式换热器示意图；

如图1所示：在两块压紧板11之间，有由两块换热片在周边密封焊在一起的换热片盒子8，在换热片盒子8与换热片盒子8之间，以及在换热片盒子8与压紧板11之间的内通道口处有内通道密封垫圈7，从而可形成可拆式的换热芯体，并在压紧板11上焊有或密封装配有内通道接管法兰10，或者在内通道口处用环形密封焊缝将换热片盒子8相互焊在一起，并将靠近压紧板11的换热片盒子8在内通道口处用环形密封焊缝同内通道接管13焊在一起，从而可形成不可拆式的换热芯体。用导杆2将换热片盒子8在压紧板11之间定好装配位置，并用支柱3、顶紧螺杆1和夹紧螺杆19形成对压紧板11的紧固并承受工作压力和形成内通道密封。在两块压紧板11形成的四面体上有盖板12，盖板密封垫圈21，集流板20及外通道上法兰盖5，外通道下法兰盖15，法兰盖密封垫圈6，底架16，外通道口17和螺栓18等组成外通道和外装配密封。在压紧板11上还有螺杆密封圈9，导杆密封圈14和密封盖4等。如图2所示，两块盖板12，外通道上法兰盖5，外通道下法兰盖15是焊在两块压紧板11之上的。并取消了螺栓18，顶紧螺杆1，夹紧螺杆19，导杆2，支柱3和螺杆密封圈9，导杆密封圈14以及密封盖4，盖板密封垫圈21，法兰盖密封垫圈6等。

在具体实施过程中，由两片上面开有0～2个(组)孔的换热片在周边密封焊接在一起形成一个换热片盒子8，换热片在周边处应设计成可以成对焊在一起的形式。经过对该换热片盒子8上焊缝的防泄漏检测之后，换热片盒子8与换热片盒子8之间，以及换热片盒子8与压紧板11之间在周边处不用放置密封垫圈。在内通道口处可制成适于垫圈密封的形式，并装配有用任何材料制成的不同形状和截面的内通道密封垫圈7，由此可以形成类似于半散结构的可拆式换热芯体。这种换热芯体基本上继承了垫圈密封板式换热器可拆、可清洗、可更换、可增减换热面积等优点。并由于仅在内通道口处用垫圈密封，其工作压力和工作温度都可以得到很大的提高，并能相应地提高内通道的使用可靠性和防泄漏水平。也可以在换热片盒子8与换热片盒子8之间的内通道口处用焊接密封，并将在靠近压紧板11的换热片盒子8上焊有内通道接管嘴13，以便使其伸出压紧板11上的预留孔之外形成内通道进出口。由此可以形成焊接结构的不可拆式的换热芯体，这种不可拆式的换热芯体可以用化学清洗方法来达到内部清洗的目的。同时，内通道的工作压力和工作温度以及使用可靠性和防泄漏水平等都将有更大的提高。如内通道采用焊接密封，则换热片盒子8上的内通道口处应设计成可直接相互进行环形密封焊接的形式。本发明要求的初级组装类似于半散式板式换热器的装配过程。它是通过在两块压紧板11之间装有类似半散结构的可拆式换热芯体，或装有焊接结构的不可拆式的换热芯体，以及在压紧板11上装有夹紧螺杆19、导杆2、顶紧螺杆1、支柱3和螺杆密封圈9、导杆密封圈14或密封盖4等组合拧紧而成。经过对内通道的承压和防泄漏检测之后，便可以在两块压紧板11之间形成的四面体内或表面上进行外装配。外装配是指对盖板12和外通道上法兰盖5，外通道下法兰盖15及外通道和外通道口17等的组装。将两块盖板12和外通道上法兰盖5，外通道下法兰盖15用盖板密封垫圈21，法兰盖密封垫圈6和螺栓18等紧固在两压紧板11上，并使其密封，从而可以形成外装配为可拆式的板式换热器。如果将盖板12和外通道上法兰盖5，外通道下法兰盖15以及夹紧螺杆19、导杆2等直接焊在两压紧板11上，便形成了外装配为全焊接密封的不可拆式的板式换热器。也可以将外装配部件以及夹紧螺杆19、导杆2等部件部分焊接密封，部分仍采用垫圈，螺杆密封等，组成外装配为半焊式的板式换热器。外装配和换热芯体无论采用可拆式或采用不可拆的焊接式包括全焊式和半焊式等，均允许部分地或全部地取消顶紧螺杆1、支柱3、螺栓18、夹紧螺杆19和导杆2及其螺杆密封圈9，导杆密封圈14和密封盖4等。如果外装配采用全焊式还可以取消盖板密封垫圈21和外通道上法兰盖5，外通道下法兰盖15所用的密封垫圈6等。外通道及外通道进出口和内通道及内通道进出口在产品上的位置、开口方向、数量、形状和介质流向等均以实际实用而确定。盖板12和外通道上法兰盖5，外通道下法兰盖15其内、外侧均可制成光面的或具有抗变形能力的加强形式。其内侧还可以具有(或制成)束流、集流、分流、导流以及承重、承压和支撑换热片盒子8等作用的装置。这些装置可以通过换热片上内通道孔的个(组)数和位置等形成换热介质的多流程形式，以及并流、串流和混流等换热方式。同时，通过外通道不同截面形状以及分流、导流等装置，还可以改善多板层换热不均的问题。综上所述，该结构的板式换热器其换热方式是：换热介质之一是通过换热片上的内通道孔，流经换热片的一面而进出和换热的，另一换热介质是通过外通道及盖板12的集流装置等流经换热片的另一面而进出和换热的。

Claims

1．具有外通道和焊接结构的板式换热器，包括有换热板片，换热芯体，压紧板，其特征在于，由两片上面开有0～2个(组)孔的换热片在周边完全地焊接在一起，形成一个四周边焊接密封的换热片盒子(8)，换热片盒子(8)与换热片盒子(8)之间在周边处取消了周边密封垫圈，换热片盒子(8)之间在内通道处用内通道密封垫圈(7)或用焊接密封组成换热芯体，用开有内通道进出口和外通道进出口的压紧板(11)，外通道上法兰盖(5)，外通道下法兰盖(15)，盖板(12)将换热芯体夹紧，形成内通道的密封及内通道和换热芯体对外界的密封及外通道，使不同介质或通过内通道进出换热片盒子(8)之内，或在外通道上法兰盖(5)，外通道下法兰盖(15)和盖板(12)的束流、集流和分流作用下，通过外通道进出换热片盒子(8)之间，通过换热片的两面进行换热。

2．根据权利要求1所述的板式换热器其特征在于，它的换热介质之一是通过换热片上的内通道口流经换热片的一面而进出和换热的，另一个换热介质是通过外通道和盖板(12)的集流作用流经换热片的另一面而进出和换热的。

3．根据权利要求1所述的板式换热器其特征在于，换热片盒子(8)是由两块其上开有0～2个(组)孔的换热片在周边密封焊接在一起，其换热片周边制成适于成对焊接的形式。

4．根据权利要求1所述的板式换热器其特征在于，每个换热片上的内通道口形状不限，其位置在换热片上任何适当的地方，与内通道接管(13)焊接的，以及在换热片盒子(8)之间内通道口处需焊接密封的换热片，其内通道口制成适于焊接的形式，当内通道采用内通道密封垫圈(7)密封时，其内通道口制成适于垫圈密封的形式。

5．根据权利要求1所述的板式换热器其特征在于，换热芯体和外装配无论是可拆式的或不可拆焊接式的包括全焊式或半焊式，其紧固形式采用两盖板(12)，外通道上法兰盖(5)，外通道下法兰盖(15)，与两块压紧板(11)紧固并用夹紧螺杆(19)，导杆(2)，顶紧螺杆(1)，支柱(3)，以及螺杆密封圈(9)，导杆密封圈(14)和密封盖(4)进行紧固，或部分地及全部地取消夹紧螺杆(19)，导杆(2)，顶紧螺杆(1)，支柱(3)，以及螺杆密封圈(9)，导杆密封圈(14)和密封盖(4)，如果外装配采用全焊式，取消盖板密封垫圈(21)，法兰盖密封垫圈(6)，螺栓(18)。

6．根据权利要求1所述的板式换热器其特征在于，外通道及外通道进出口和内通道及内通道进出口在产品上的数量，位置，开口方向和形状，介质流向以实际实用而确定。

7．根据权利要求1所述的板式换热器其特征在于，外通道上法兰盖(5)，外通道下法兰盖(15)和盖板(12)的内、外侧均制成光面的或具有抗变形能力的加强形式，其内侧还制成具有束流、集流、分流、导流和承重、承压、支撑换热片盒子(8)的装置，通过换热片上内通道孔的个(组)数和位置，通过外通道中具有不同流体截面、不同流速、流量和分导介质流向的装置，形成多板层换热，并形成换热介质的多流程形式。