CN106323021A - 一种方形冷凝器 - Google Patents

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管仁行
何娟
崔颖
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TIANJIN BOTAI HEAT EXCHANGE EQUIPMENT Co Ltd
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TIANJIN BOTAI HEAT EXCHANGE EQUIPMENT Co Ltd
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    • F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明提供了一种方形冷凝器，属于换热器领域，包括多个平行设置的方形换热片，所述方形换热片通过全焊接式固定在上夹紧板和下夹紧板之间，所述方形换热片上设有多个平行设置的波纹，所述波纹与所述方形换热片竖直中心线的夹角为40～60度。本发明采用全焊接式，替代原本的密封垫结构，耐高温，耐高压，而且结构紧凑，换热效率高，而且设置面积不等的流道横截，实现了用少量的介质置换大量的目标介质之目的，显著提高传热效率。

Description

一种方形冷凝器
技术领域
本发明属于换热器领域，尤其涉及一种方形冷凝器。
背景技术
换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。目前常用的换热器结构中，由于各板片间采用橡胶密封垫进行密封，橡胶密封垫在高温下容易失效，可以承受的高温为250度以下，温度再高橡胶密封垫就会失去密封作用，因此在某些特殊的领域与介质的换热中无法使用，使应用受到限制，而且常见的换热器结构可承受的压力在20KG左右，也限制了其应用的范围。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种耐高压且耐高温的一种方形冷凝器。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种方形冷凝器，包括通过螺丝和螺母固定连接的上夹紧板和下夹紧板，所述上夹紧板和所述下夹紧板之间设有多片同心设置的方形换热片，相邻的方形换热片之间采用全焊接式连接且相对二者的重合面对称设置，所述方形换热片的上下两侧对称设有第一焊接预留区，所述方形换热片的左右两侧对称设有第二焊接预留区，所述方形换热片上设有多个平行设置的波纹，所述波纹的面积占所述方形换热片面积的比例为80％～95％。
进一步的，所述上夹紧板上均布有第一U形通槽，所述第一U形通槽的开口处与所述上夹紧板的外边缘连通，所述下夹紧板上均布有第二U形通槽，所述第二U形通槽与所述第一U形通槽对应设置，所述上夹紧板和所述下夹紧板通过所述第一U形通槽和第二U形通槽固定连接。
进一步的，所述方形换热片为正方形，且边长大于400mm，小于500mm，所述波纹的法向节距为12～16mm，所述波纹的深度为3～7mm，所述波纹的夹角为90度。
进一步的，所述波纹包括均布穿插均布设置的第一曲面和第二曲面，所述第一曲面的截面图内侧为等腰梯形，外侧为圆弧状的V形，相邻的两个等腰梯形截面之间设有过渡圆弧，所述第二曲面的截面图为等腰梯形，所述第二曲面等腰梯形的下底长度时所述第一曲面等腰梯形下底长度的2～3倍。
进一步的，所述第一曲面等腰梯形的两腰线的夹角为85～95度，所述第一曲面等腰梯形的下底长度是上底长度的5～8倍。
进一步的，所述第二曲面等腰梯形的两腰线的夹角与所述第一曲面等腰梯形两腰线的夹角相等，所述第二曲面等腰梯形的下底长度是上底长度的1.5～2倍。
进一步的，所述方形换热片的厚度一致且一体成型。
进一步的，所述波纹与所述方形换热片竖直中心线的夹角为45度。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：1、本发明多个方形换热片之间采用全焊接式，代替原本的密封垫结构，解决了之间密封垫高温变形的状况，全焊接式结构可承受高温400～500度，而且密封性能好，可承受称重压力可达到50公斤以上，相对之前普通结构承受20公斤的压力，大大提升了承压能力；2、取消密封垫结构，简化了组装工艺，提升组装效果，焊接过程采可以用机械自动化焊接，大大提升了组装效率；3、相邻的方形换热片之间对称设置，组焊成板束，且相对设置的波纹拓宽了流道的宽度，降低结垢，清洗方便，而且可使介质在流道内具有更好的湍流效果，大大提升了换热的效率；4、整个结构简单紧凑，相对设置的方形环换热片采用全焊接后强度大大提升，增大流道的同时缩小换热器的体积，减少制造成本和设备的运营成本。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明一种方形冷凝器的结构示意图；
图2是本发明方形换热片的正视图；
图3是本发明方形换热片的C部详图；
图4是本发明方形换热片的A-A剖视图；
图5是本发明方形换热片的B-B剖视图；
图6是本发明方形换热片多片全焊式叠加后的结构示意图。
附图标记说明：
1-上夹紧板；11-第一U形通槽；2-下夹紧板；21-第二U形通槽；5-方形换热片；51-第一焊接预留区；52-第一焊接预留区；53-波纹；54-第一通道；55-第二通道；56-第三通道；6-过渡圆弧；7-第一曲面；8-第二曲面。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
如图1和图3所示，本发明为一种方形冷凝器，包括通过螺丝和螺母固定连接的上夹紧板1和下夹紧板2，上夹紧板1和下夹紧板2之间设有多片同心设置的方形换热片5，相邻的方形换热片之间采用全焊接式连接且相对二者的重合面对称设置，方形换热片5的上下两侧对称设有第一焊接预留区51，方形换热片5的左右两侧对称设有第二焊接预留区52，在进行全焊接的时候，第一面和第二面之间可采用第一焊接预留区51进行全焊接，第二片与第三片之间采用第二焊接预留区52进行焊接，第三片与第四片之间采用第一焊接预留区51进行焊接，如此循环排列，交错焊接，在运行过程中由于热胀冷缩现象,板片内应力释放,会使板片表面污垢自动脱落，清洗方便；方形换热片5上设有多个平行设置的波纹53，波纹53的面积占方形换热片5面积的比例为80％～95％，该方形换热片5无角孔，致使流通面积增加，且保证了波纹53的占用比例，阻力减小1/2—2/3，不仅流通面积大、阻力小，而且体积小、重量轻，占地面积小。
优选地，上夹紧板1上均布有第一U形通槽11，第一U形通槽11的开口处与上夹紧板1的外边缘连通，下夹紧板2上均布有第二U形通槽21，第二U形通槽21与第一U形通槽11对应设置，上夹紧板1和下夹紧板2通过第一U形通槽11和第二U形通槽21固定连接，采用U形槽结构，方便螺丝的松开和夹紧，有利于圆形换热片5的增加和减少，可根据实际换热两的需求随时增加和减少，操作更加方便，减少重新装配组合的时间，提升更换效率。
优选地，方形换热片5为正方形，且边长大于400mm，小于500mm，波纹53的法向节距为12～16mm，波纹52的深度为3～7mm，波纹53的夹角为90度，设置特定的参数，采取合适的比例，保证强度和同时，提升介质的流道，提升换热效率。
优选地，波纹53包括均布穿插均布设置的第一曲面7和第二曲面8，第一曲面7的截面图内侧为等腰梯形，外侧为圆弧状的V形，相邻的两个等腰梯形截面之间设有过渡圆弧6，圆弧连接方便模具一体成型，提升强度，而且不易划伤操作者，提升操作的安全性，第二曲面8的截面图为等腰梯形，第二曲面8等腰梯形的下底长度时第一曲面7等腰梯形下底长度的2～3倍，相对焊接后，第一曲面7和第二曲面8之间相对设置，形成第一通道54、第二通道55和第三通道56，且每个通道的截面积不同，使相邻两流道横截面积不等，从而实现了用少量的介质置换(或冷却)大量的目标介质之目的，从而使传热效率显著提高。
优选地，第一曲面7等腰梯形的两腰线的夹角为85～95度，第一曲面7等腰梯形的下底长度是上底长度的5～8倍；优选地，第二曲面8等腰梯形的两腰线的夹角与第一曲面7等腰梯形两腰线的夹角相等，第二曲面8等腰梯形的下底长度是上底长度的1.5～2倍，增大相邻两流道横截面积的落差，提升传热效率。
优选地，方形换热片5的厚度一致且一体成型，强度大，刚性佳。
优选地，波纹53与方形换热片5竖直中心线的夹角为45度，此角度有利于介质的换热，提升换热效率。
在实际的使用过程中，首先将多个方形换热片5对称设置且采用全焊接式固定，然后与上夹紧板1和下夹紧板2通过螺丝螺丝进行固定，形成一个方形换热器，介质在第一通道54、第二通道55和第三通道56中进行充分的流动换热，流通的过程中，由于多个方形换热片5之间采用全焊接式连接，所以可承受高温400～500度，所以可允许的介质温度小于500度即可，应用范围较广，而且采用对称式焊接，可承受50公斤的压力，强度和刚性都比较好。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种方形冷凝器，其特征在于：包括通过螺丝和螺母固定连接的上夹紧板(1)和下夹紧板(2)，所述上夹紧板(1)和所述下夹紧板(2)之间设有多片同心设置的方形换热片(5)，相邻的方形换热片之间采用全焊接式连接且相对二者的重合面对称设置，所述方形换热片(5)的上下两侧对称设有第一焊接预留区(51)，所述方形换热片(5)的左右两侧对称设有第二焊接预留区(52)，所述方形换热片(5)上设有多个平行设置的波纹(53)，所述波纹(53)的面积占所述方形换热片(5)面积的比例为80％～95％。
2.根据权利要求1所述的一种方形冷凝器，其特征在于：所述上夹紧板(1)上均布有第一U形通槽(11)，所述第一U形通槽(11)的开口处与所述上夹紧板(1)的外边缘连通，所述下夹紧板(2)上均布有第二U形通槽(21)，所述第二U形通槽(21)与所述第一U形通槽(11)对应设置，所述上夹紧板(1)和所述下夹紧板(2)通过所述第一U形通槽(11)和第二U形通槽(21)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种方形冷凝器，其特征在于：所述方形换热片(5)为正方形，且边长大于400mm，小于500mm，所述波纹(53)的法向节距为12～16mm，所述波纹(52)的深度为3～7mm，所述波纹(53)的夹角为90度。
4.根据权利要求1所述的一种方形冷凝器，其特征在于：所述波纹(53)包括均布穿插均布设置的第一曲面(7)和第二曲面(8)，所述第一曲面(7)的截面图内侧为等腰梯形，外侧为圆弧状的V形，相邻的两个等腰梯形截面之间设有过渡圆弧(6)，所述第二曲面(8)的截面图为等腰梯形，所述第二曲面(8)等腰梯形的下底长度时所述第一曲面(7)等腰梯形下底长度的2～3倍。
5.根据权利要求4所述的一种方形冷凝器，其特征在于：所述第一曲面(7)等腰梯形的两腰线的夹角为85～95度，所述第一曲面(7)等腰梯形的下底长度是上底长度的5～8倍。
6.根据权利要求4所述的一种方形冷凝器，其特征在于：所述第二曲面(8)等腰梯形的两腰线的夹角与所述第一曲面(7)等腰梯形两腰线的夹角相等，所述第二曲面(8)等腰梯形的下底长度是上底长度的1.5～2倍。
7.根据权利要求1所述的一种方形冷凝器，其特征在于：所述方形换热片(5)的厚度一致且一体成型。
8.根据权利要求1所述的一种方形冷凝器，其特征在于：所述波纹(53)与所述方形换热片(5)竖直中心线的夹角为45度。
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