CN106949759A - 基于柔性封条及盖板开设应力释放缝的错流式铝制板翅式换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种板翅式换热器，包含换热器芯体及封头，换热器芯体为若干层热通道与若干层冷通道进行叠积错流排布并由盖板夹装钎焊而成，热通道为两层隔板夹装一层翅片并由矩形封条密封，冷通道为两层隔板夹装一层翅片并由柔性封条密封；封头为半圆槽形，封头外侧为圆管形接头；整个板翅式换热器加工完成后，根据换热器芯体两侧盖板长度经尺寸计算在盖板上开设矩形应力释放缝。本发明的新型板翅式换热器采用了开设应力释放槽的柔性封条结构和开设应力释放缝的盖板，不仅减轻了换热器的重量，而且综合两种柔性结构的应力释放作用还大幅降低了热应力，有效的避免了换热器在实际工作中由于热应力而产生的疲劳失效情况，提高了换热器的疲劳寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型错流式铝制板翅式换热器，特别是利用柔性封条结构并结合盖板开设的应力释放缝以大幅降低热应力的新型铝制板翅式换热器。
背景技术
板翅式换热器作为一种高效紧凑式换热设备，广泛应用于石油化工、能源动力、冶金、制冷等行业领域，是目前最先进的换热设备之一。由于错流式铝制板翅式换热器的换热特点，其在各行业领域中往往被应用为风冷型换热设备，如制冷系统中的表冷器，石油炼化工业中的空冷器，工程机械的油冷却器，压缩机的油冷却器、中冷却器、后冷却器等，这种错流式板翅式换热器经常在冷热交替工作环境下工作，温度的不同引起板翅式换热器结构变形的差异进而产生热应力，热应力的周期性变化会使换热器发生疲劳失效，严重影响工业生产效率及人员安全。
板翅式换热器主要由隔板、翅片通过不同叠积和适当排列并用封条钎焊而成。相较于厚度为0.8mm～1.2mm的隔板及更薄的翅片，封条与盖板厚度往往是它们厚度的数倍甚至数十倍，而且换热器焊接长度很长，使得封条与盖板存在比较大的刚性，在实际应用中随着温度的不同，它们的变形量差异很大，进而会引起很大的热应力。所以铝制板翅式换热器封条和盖板的质量和结构的好坏，直接影响换热器设备的安全可靠运行，换热器零部件结构对换热器的牢固可靠性、换热效果及疲劳寿命尤为重要。
针对上述的缺陷，本发明以期创设一种新型柔性结构的板翅式换热器，其特点在于采用了开设应力释放槽的柔性封条，并且在整个板翅式换热器加工过完成后根据盖板长度经尺寸计算后在盖板上开设适当数量的应力释放缝，综合两种柔性结构的应力释放作用，有效地降低铝制板翅式换热器在实际应用中的热应力，使其更具有工业产业上的使用价值。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种重量轻、可大幅减少热应力的具有柔性结构的新型板翅式换热器。
本发明所采用的技术方案是：一种基于柔性封条及盖板开设应力释放缝的错流式铝制板翅式换热器，包含板翅式换热器芯体及封头4，换热器芯体为若干层热通道与若干层冷通道进行叠积错流排布并由盖板1夹装钎焊而成，热通道为两层隔板6夹装一层翅片2并由矩形封条7密封，冷通道为两层隔板6夹装一层翅片2并由柔性封条3密封；封头4为半圆槽形，封头4外侧为圆管形接头5；整个板翅式换热器加工完成后，根据尺寸计算在换热器芯体两侧盖板1上开设矩形应力释放缝8。
本发明所述换热器芯体包含盖板1和流体通道，冷热流体通道适当叠加进行错流式换热。
本发明所述应力释放缝8为整个板翅式换热器加工完成后，根据尺寸计算在换热器芯体两侧盖板1上开设的矩形应力释放缝8，其横截面为长方形，应力释放缝8的个数可根据盖板1长度经尺寸计算后适当增加或减少，横截面长方形的尺寸可根据盖板1厚度及长度经尺寸计算做出适当调整。
本发明所述流体通道包括热通道和冷通道，流体通道为两层隔板6夹装一层翅片2，并在与流体流动方向垂直的翅片2两端用封条密封。
本发明所述热通道用矩形封条7密封。
本发明所述冷通道用柔性封条3密封，并且芯体两侧最外层通道始终为冷通道。
本发明所述柔性封条3为在矩形封条基础上开设应力释放槽，柔性封条3应力释放槽横截面可为Ω形、U形或哑铃形等。
本发明所述封头4为半圆槽形，封头4外侧焊接圆管形接头5。
本发明所述流体通道内翅片采用平直形、锯齿形、三角形或多孔形翅片等。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1、本发明的新型板翅式换热器所设的柔性封条3结构及应力释放缝8有效的降低了工作过程中产生的热应力，避免了换热器工作时出现涨破或渗漏等热应力疲劳情况，使用该新型板翅式换热器其疲劳使用寿命比常规封条板翅式换热器提高3至5倍。
2、本发明的新型板翅式换热器柔性封条3结构及应力释放缝8大幅节省了换热器生产耗材，减轻了板翅式换热器重量，达到了轻量化的目的。
附图说明
图1是本发明的换热器的外形图。
图2是本发明的换热器的分散图。
图3是本发明的换热器的热通道图。
图4是本发明的换热器的冷通道图。
图5是本发明的换热器的柔性封条图。
图中，1为盖板；2为翅片；3为柔性封条；4为封头；5为圆管形接头；6为隔板；7为矩形封条；8为矩形应力释放缝；20为冷流体；30为热流体。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释并不局限于以下实施例。
本实施例的新型板翅式换热器是一种基于柔性封条及盖板开设应力释放缝的错流式铝制板翅式换热器，它主要由板翅式换热器芯体及封头4组成，换热器芯体为若干层热通道与若干层冷通道进行叠积错流排布并由盖板1夹装钎焊而成，热通道为两层隔板6夹装一层翅片2并由矩形封条7密封，冷通道为两层隔板6夹装一层翅片2并由柔性封条3密封；芯体两侧最外层通道始终为冷通道。封头4为半圆槽形，封头4外侧为圆管形接头5；整个板翅式换热器加工完成后，根据尺寸计算在换热器芯体两侧盖板1上开设矩形应力释放缝8。换热器芯体包含盖板1和流体通道，流体通道包括热通道和冷通道，冷热流体通道适当叠加进行错流式换热。热流体经过接管通过换热器内部热通道，与冷通道进入的冷流体进行换热。两种换热介质呈错流换热方式。
本实施例的新型板翅式换热器的芯体为若干层热通道与若干层冷通道进行叠积错流排布并由盖板1夹装钎焊而成，热通道为两层隔板6夹装一层翅片2并由矩形封条7密封，冷通道为两层隔板6夹装一层翅片2并由柔性封条3密封。
本实施例的新型板翅式换热器柔性封条3为在矩形封条7基础上开设应力释放槽8，柔性封条3应力释放槽横截面可为Ω形、U形、梯形或者哑铃形等。
本实施例的流体通道内翅片2采用平直形、锯齿形、三角形或多孔形翅片等。
本实施例的新型板翅式换热器盖板上的应力释放槽8是在整个板翅式换热器加工完成后，再在换热器芯体两侧的盖板1上开设的长方形应力释放缝，其个数可根据盖板长度经尺寸计算后适当增加或减少，横截面长方形的尺寸可根据盖板厚度及长度经尺寸计算做出适当调整。
本实施例的新型板翅式换热器的封头与换热器芯体采用氩弧焊工艺进行焊接，封头4为半圆槽形，封头4外侧焊接圆管形接头5。
本发明的新型板翅式换热器加工完成后需进行气密性试验和水压试验，保证板翅式换热器的密封性和承压性能以检验各零件间焊接质量。
本发明书中所描述的以上内容仅是对本发明的所做的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或采用类似的方式代替，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于柔性封条及盖板开设应力释放缝的错流式铝制板翅式换热器，其特征在于：由换热器芯体及封头(4)组成，所述换热器芯体为若干层流体通道进行叠积排布并由盖板(1)夹装钎焊而成，流体通道为两层隔板(6)夹装一层翅片(2)，并在与流体流动方向垂直的所述翅片(2)两端用封条密封，其中热通道采用矩形封条(7)密封，冷通道采用柔性封条(3)密封，冷热流体通道采用错流换热方式，封头为半圆槽形，封头外侧为圆管形接头(5)，整个板翅式换热器加工完成后，根据尺寸计算在换热器芯体两侧所述盖板(1)上开设应力释放缝(8)。
2.按照权利要求1所述的基于柔性封条及盖板开设应力释放缝的错流式铝制板翅式换热器，其特征在于：所述换热器芯体包含盖板(1)和流体通道，冷热流体通道适当叠加进行错流式换热。
3.按照权利要求2所述的基于柔性封条及盖板开设应力释放缝的错流式铝制板翅式换热器，其特征在于：所述应力释放缝(8)为矩形应力释放缝(8)，所述应力释放缝(8)为整个板翅式换热器加工完成后，根据尺寸计算在换热器芯体两侧所述盖板(1)上开设矩形应力释放缝，其横截面为长方形，所述矩形应力释放缝(8)的个数根据盖板长度经尺寸计算后适当增加或减少，横截面长方形的尺寸可根据盖板(1)厚度及长度经尺寸计算做出适当调整。
4.按照权利要求2所述的基于柔性封条及盖板开设应力释放缝的错流式铝制板翅式换热器，其特征在于：所述流体通道包括热通道和冷通道，流体通道为两层隔板(6)夹装一层翅片(2)，并在与流体流动方向垂直的翅片(2)两端用封条密封。
5.按照权利要求4所述的基于柔性封条及盖板开设应力释放缝的错流式铝制板翅式换热器，其特征在于：所述冷通道用柔性封条(3)密封，并且芯体两侧最外层通道始终为冷通道。
6.按照权利要求5所述的基于柔性封条及盖板开设应力释放缝的错流式铝制板翅式换热器，其特征在于：所述柔性封条(3)为在矩形封条基础上开设应力释放槽，柔性封条(3)应力释放槽横截面可为Ω形、U形、梯形或者哑铃形。
7.按照权利要求1所述的基于柔性封条及盖板开设应力释放缝的错流式铝制板翅式换热器，其特征在于：所述封头(4)为半圆槽形，封头(4)外侧焊接圆管形接头(5)。
8.按照权利要求1所述的基于柔性封条及盖板开设应力释放缝的错流式铝制板翅式换热器，其特征在于：所述流体通道内翅片采用平直形、锯齿形、三角形或多孔形翅片。
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