CN105910462A - 一种小倾斜角螺旋折流板实现大螺旋导程的折流板支撑方法 - Google Patents

一种小倾斜角螺旋折流板实现大螺旋导程的折流板支撑方法 Download PDF

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Abstract

一种以较小倾斜角螺旋折流板实现较大螺旋导程的折流板支撑方法，涉及的零部件包括左管板、螺旋折流板组、拉杆组、套管组、倾斜垫圈组、螺母组；倾斜垫圈用于补正每块螺旋折流板的各拉杆孔两侧倾斜面；周边拉杆位于相邻折流板周向重叠所夹管排外侧；套管组除了包括端部套管组、周边定距套管组和中心定距套管组外，还有按设计要求的螺旋导程确定长度并布置在相邻螺旋折流板之间的分割套管组。本发明的支撑方法可解决所需的倾斜角介于系列化的两个倾斜角之间的应用场合性能变差的问题，使之能够充分利用换热器允许的阻力压降，提高换热系数。

Description

一种小倾斜角螺旋折流板实现大螺旋导程的折流板支撑方法
技术领域
本发明涉及一种螺旋折流板的支撑方法，尤其涉及一种小倾斜角螺旋折流板实现大螺旋导程的折流板支撑方法的技术领域。
背景技术
管壳式换热器因其结构简单，承受压力高的特点依然是热交换设备的主流型式。螺旋折流板换热器能够克服常用的弓形折流板所存在的有流动死区，流动阻力较大，以及在缺口处管束支撑跨距较大，容易结垢和诱导振动破坏等缺点。但性能优良的螺旋折流板换热器的折流板加工却比较困难，需要配套与直径和倾斜角相同的模具工装，所以折流板直径与倾斜角的系列化是十分重要的，但由此会引起需要介于系列化的两个倾斜角之间的应用场合的设计参数匹配性变差，可能出现采用较小倾斜角则阻力太大，而采用较大倾斜角则换热系数偏低的情况，影响了螺旋折流板换热器的普及应用。
发明内容
本发明目的是提供一种在倾斜角系列化条件下以较小倾斜角螺旋折流板实现较大螺旋导程的折流板支撑方法，使之能够充分利用换热器允许的阻力压降，提高换热系数。
本发明为实现上述目的采用如下技术方案：
一种小倾斜角螺旋折流板实现大螺旋导程的折流板支撑方法，所述支撑方法通过折流板支撑结构实现，所述折流板支撑结构包括设置在换热器左侧的左管板(1)、固定在左管板(1)上的拉杆(3)、安装在拉杆(3)上的螺旋折流板组(2)、套装在拉杆(3)上的套管组(4)、倾斜垫圈(6)和螺母(5)；所述螺旋折流板组(2)包括第一条单头螺旋折流板组(2-1)和第二条单头螺旋折流板组(2-2)，所述螺旋折流板组均由首尾相接的周向部分重叠的六分螺旋折流板(2-1-1)组成，所述六分螺旋折流板(2-1-1)的两条直边形成的角区位置开设有1个中心拉杆孔，其两条直边与弧段形成的2个角区位置各开设1个周边拉杆孔；所述螺旋折流板组(2)包括两头，包括第一头螺旋折流板组(2-1)和第二头螺旋折流板组(2-2)；所述拉杆(3)包括6根周边拉杆(3-1)和1根中心拉杆(3-2)，所述周边拉杆(3-1)位于相邻六分螺旋折流板(2-1-1)周向重叠所夹管排的外侧，并穿过六分螺旋折流板(2-1-1)上的周边拉杆孔；所述中心拉杆(3-2)依次穿过各六分螺旋折流板(2-1-1)上的中心拉杆孔；所述套管组(4)包括端部套管组(4-1)、数量分别为螺旋折流板总数的一半减3的周边定距长套管(4-2)和周边定距短套管(4-3)、数量分别为螺旋折流板总数的一半减1的中心定距套管(4-4)以及数量为螺旋折流板总数减6的分割套管(4-5)，所述端部套管组(4-1)由套装在周边拉杆(3-1)和中心拉杆(3-2)并设置在左管板(1)和左侧6块螺旋折流板之间的套管组成；所述倾斜垫圈(6)的外表面为楔形，且其倾斜角与六分螺旋折流板(2-1-1)的倾斜角相同，其内侧面开设有通孔；
所述支撑方法的步骤如下：
步骤一：将所述倾斜垫圈(6)分别固定在六分螺旋折流板(2-1-1)的中心拉杆孔和周边拉杆孔处，使倾斜垫圈(6)的通孔中心与拉杆孔的中心一致，倾斜垫圈(6)倾斜面的倾斜方向与螺旋折流板的倾斜方向一致，并且互相补正，将倾斜的六分螺旋折流板(2-1-1)的正反两面在各拉杆孔处补正为垂直于管束的平面；
步骤二：将所述拉杆(3)的6根周边拉杆(3-1)和1根中心拉杆(3-2)的左端固定在左管板(1)上；将所述端部套管组(4-1)的7根按照靠近左端的6块六分螺旋折流板(2-1-1)的设计位置确定长度的端部套管套装在对应的拉杆(3)上；
步骤三：将第一头螺旋折流板组(2-1)和第二头螺旋折流板组(2-2)各自左端的第一块六分螺旋折流板依次套装在对应的拉杆上，且相互关于换热器的中心轴中心对称；然后在中心拉杆(3-2)上套装中心定距套管(4-4)，在第一头螺旋折流板组(2-1)的左端第一块六分螺旋折流板的周边拉杆孔(3-1)的左侧拉杆上套装周边定距长套管(4-2)，在周边拉杆孔(3-1)的右侧拉杆上套装分割套管(4-5)；在第二头螺旋折流板组(2-2)第一块螺旋折流板的周边拉杆孔(3-1)的左侧拉杆上套装周边定距短套管(4-3)，在周边拉杆孔(3-1)的右侧拉杆上套装分割套管(4-5)；然后再依次将上述两头螺旋折流板组各自左端第二块六分螺旋折流板套装在各自下一个60°扇区的拉杆上，依次重复上述六分螺旋折流板和各套管的安装步骤，直至将上述两头螺旋折流板组各自最右端的六分螺旋折流板依次套装在对应的拉杆上，并且第一头螺旋折流板组(2-1)和第二头螺旋折流板组(2-2)关于换热器的中心轴线中心对称；
步骤四：将7个螺母(5)拧紧在拉杆(3)的右端。
进一步地，所有拉杆(3)的左端均与左管板(1)螺纹连接或焊接。
进一步地，所述多头六分螺旋折流板换热器采用正三角形方式布管，管程数为1或2。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：
1、研究表明，在相同布管尺寸下壳侧换热系数和流动阻力主要取决于螺旋导程。所以在一定范围内，采用较小倾斜角的螺旋折流板加分隔套管的方法形成较大的螺旋导程就可以解决前面所述的所需的倾斜角介于系列化的两个倾斜角之间的应用场合的设计参数匹配性变差，即采用较小倾斜角则阻力太大，而采用较大倾斜角则换热系数偏低的问题；
2、采用本发明的结构后，螺旋折流板系列化倾斜角的角度间隔可以适当增大，不仅使工装夹具成本降低，而且也便于系列化倾斜垫圈的批量化生产，如失蜡浇铸或注塑。
3、本发明的螺旋折流板换热器壳侧流体仍然为螺旋流动，由于流动方向基本不变，故没有额外的局部阻力损失；
附图说明
图1是本发明的以较小倾斜角螺旋折流板实现较大螺旋导程的折流板支撑方法涉及的结构立体示意图。
图2是本发明的以较小倾斜角螺旋折流板实现较大螺旋导程的折流板支撑方法涉及的结构立体示意图的局部放大图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于设备本身而言，指向设备内部的方向为内，反之为外，而非对本发明的装置机构的特定限定。
本发明中所述的“左、右”的含义指的是阅读者正对附图时，阅读者的左边即为左，阅读者的右边即为右，而非对本发明的装置机构的特定限定。
本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
实施例：如图1和图2所示，一种以较小倾斜角螺旋折流板实现较大螺旋导程的折流板支撑方法，以双头六分螺旋折流板换热器为例，所述螺旋折流板支撑方法涉及的零部件包括左管板1、螺旋折流板组2、拉杆组3、套管组4、数量为螺旋折流板数量6倍(拉杆孔数乘2的倾斜垫圈5、7个螺母6；所述螺旋折流板组2包括第一条单头螺旋折流板组2-1和第二条单头螺旋折流板组2-2，所述螺旋折流板组均由首尾相接的周向重叠六分螺旋折流板2-1-1(以下简称螺旋折流板)组成，其数量可根据换热器管束的折流板布置段长度、螺旋导程和螺旋头数等确定，每块螺旋折流板有3个拉杆孔(1个中心拉杆孔和2个周边拉杆孔)，三者的圆心连线在换热器横截面上的投影为正三角形；所述拉杆组3包括6根周边拉杆3-1和1根中心拉杆3-2，所述周边拉杆3-1布置在相邻螺旋折流板周向重叠区所夹管排的最外侧；所述套管组4包括端部套管组4-1、数量分别为螺旋折流板总数的一半减3的周边定距长套管4-2和周边定距短套管4-3、数量分别为螺旋折流板总数的一半减1的中心定距套管4-4；所述端部套管组4-1有7根不同长度的端部套管；其特征在于，所述套管组4还包括数量为螺旋折流板总数减6的分割套管4-5，并按照设计要求的螺旋导程确定其长度，所述套管组4其他的套管的长度亦根据设计要求的各折流板位置确定；所述倾斜垫圈6的外表面为圆柱面，内侧开设有同心通孔，一个端面垂直于圆柱面的轴线，另一个端面倾斜，且其倾斜角与六分螺旋折流板2-1-1的倾斜角相同，使所述倾斜垫圈6呈楔形；具体步骤如下：
步骤1：将所述倾斜垫圈6粘贴或点焊在每块螺旋折流板2-1-1的3个拉杆孔处的两面，保持倾斜垫圈倾斜面的倾斜方向与螺旋折流板的倾斜方向互相补正及孔中心一致；
步骤2：将所述拉杆组3的6根周边拉杆3-1和1根中心拉杆3-2的左端拧入所述左管板1对应位置的螺纹孔；将所述端部套管组4-1的7根按照左端第一组6块螺旋折流板2-1-1的设计位置确定长度的端部套管套装在对应的拉杆上；
步骤3：将第一条单头螺旋折流板组2-1和第二条单头螺旋折流板组2-2第一对的2块螺旋折流板(包括已成一体的倾斜垫圈)依次套装在对应的拉杆上，且相互关于换热器的中心轴中心对称；然后在中心拉杆上套装中心定距套管4-4，在第一条单头螺旋折流板组2-1左端第一块六分螺旋折流板的周边拉杆孔所套的上游拉杆上(与左管板较近的一侧)套装周边定距长套管4-2，在其下游拉杆上套装分割套管4-5；在第二条单头螺旋折流板组2-2第一块螺旋折流板的周边拉杆孔所套的上游拉杆上套装周边定距短套管4-3，在其下游拉杆上套装分割套管4-5；然后再依次将上述2条单头螺旋折流板组的第二对的2块螺旋折流板套装在各自下一个60°扇区的拉杆上，如此依次重复，直至将上述2条单头螺旋折流板组最后一对的2块螺旋折流板依次套装在对应的拉杆上；
步骤4：将7个螺母5拧紧在拉杆组3各拉杆的右端螺纹上。
作为本发明一种优选的实施方式，所有拉杆3的左端均与左管板1螺纹连接或焊接。
作为本发明一种优选的实施方式，多头六分螺旋折流板换热器采用正三角形方式布管，管程数为1或2。
以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种小倾斜角螺旋折流板实现大螺旋导程的折流板支撑方法，所述支撑方法通过折流板支撑结构实现，所述折流板支撑结构包括设置在换热器左侧的左管板(1)、固定在左管板(1)上的拉杆(3)、安装在拉杆(3)上的螺旋折流板组(2)、套装在拉杆(3)上的套管组(4)、倾斜垫圈(6)和螺母(5)；所述螺旋折流板组(2)包括第一条单头螺旋折流板组(2-1)和第二条单头螺旋折流板组(2-2)，所述螺旋折流板组均由首尾相接的周向部分重叠的六分螺旋折流板(2-1-1)组成，所述六分螺旋折流板(2-1-1)的两条直边形成的角区位置开设有1个中心拉杆孔，其两条直边与弧段形成的2个角区位置各开设1个周边拉杆孔；所述螺旋折流板组(2)包括两头，包括第一头螺旋折流板组(2-1)和第二头螺旋折流板组(2-2)；所述拉杆(3)包括6根周边拉杆(3-1)和1根中心拉杆(3-2)，所述周边拉杆(3-1)位于相邻六分螺旋折流板(2-1-1)周向重叠所夹管排的外侧，并穿过六分螺旋折流板(2-1-1)上的周边拉杆孔；所述中心拉杆(3-2)依次穿过各六分螺旋折流板(2-1-1)上的中心拉杆孔；所述套管组(4)包括端部套管组(4-1)、数量分别为螺旋折流板总数的一半减3的周边定距长套管(4-2)和周边定距短套管(4-3)、数量分别为螺旋折流板总数的一半减1的中心定距套管(4-4)以及数量为螺旋折流板总数减6的分割套管(4-5)，所述端部套管组(4-1)由套装在周边拉杆(3-1)和中心拉杆(3-2)并设置在左管板(1)和左侧6块螺旋折流板之间的套管组成；所述倾斜垫圈(6)的外表面为楔形，且其倾斜角与六分螺旋折流板(2-1-1)的倾斜角相同，其内侧面开设有通孔；
其特征在于，所述支撑方法的步骤如下：
步骤一：将所述倾斜垫圈(6)分别固定在六分螺旋折流板(2-1-1)的中心拉杆孔和周边拉杆孔处，使倾斜垫圈(6)的通孔中心与拉杆孔的中心一致，倾斜垫圈(6)倾斜面的倾斜方向与螺旋折流板的倾斜方向一致，并且互相补正，将倾斜的六分螺旋折流板(2-1-1)的正反两面在各拉杆孔处补正为垂直于管束的平面；
步骤二：将所述拉杆(3)的6根周边拉杆(3-1)和1根中心拉杆(3-2)的左端固定在左管板(1)上；将所述端部套管组(4-1)的7根按照靠近左端的6块六分螺旋折流板(2-1-1)的设计位置确定长度的端部套管套装在对应的拉杆(3)上；
步骤三：将第一头螺旋折流板组(2-1)和第二头螺旋折流板组(2-2)各自左端的第一块六分螺旋折流板依次套装在对应的拉杆上，且相互关于换热器的中心轴中心对称；然后在中心拉杆(3-2)上套装中心定距套管(4-4)，在第一头螺旋折流板组(2-1)的左端第一块六分螺旋折流板的周边拉杆孔(3-1)的左侧拉杆上套装周边定距长套管(4-2)，在周边拉杆孔(3-1)的右侧拉杆上套装分割套管(4-5)；在第二头螺旋折流板组(2-2)第一块螺旋折流板的周边拉杆孔(3-1)的左侧拉杆上套装周边定距短套管(4-3)，在周边拉杆孔(3-1)的右侧拉杆上套装分割套管(4-5)；然后再依次将上述两头螺旋折流板组各自左端第二块六分螺旋折流板套装在各自下一个60°扇区的拉杆上，依次重复上述六分螺旋折流板和各套管的安装步骤，直至将上述两头螺旋折流板组各自最右端的六分螺旋折流板依次套装在对应的拉杆上，并且第一头螺旋折流板组(2-1)和第二头螺旋折流板组(2-2)关于换热器的中心轴线中心对称；
步骤四：将7个螺母(5)拧紧在拉杆(3)的右端。
2.根据权利要求1所述的一种小倾斜角螺旋折流板实现大螺旋导程的支撑方法，其特征在于，所有拉杆(3)的左端均与左管板(1)螺纹连接或焊接。
3.根据权利要求1-3所述的一种小倾斜角螺旋折流板实现大螺旋导程的支撑方法，其特征在于，所述多头六分螺旋折流板换热器采用正三角形方式布管，管程数为1或2。
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