CN107244657A - 一种多管结构臭氧发生器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种多管结构臭氧发生器及其制造方法,克服了现有技术臭氧产量低,满足不了大量污水处理的需要以及制造方法不能控制焊接变形的问题,特征是由固定拉杆、上管板、下管板和折流板构成换热管的支撑框架,多于1000根的换热管从上管板的换热管孔穿入,经壳程折流板上的换热管孔,从下管板的换热管孔穿出,在每个换热管的底端管孔中插入高压放电管,制造方法包括数控钻孔、数控配钻、立式组装、穿换热管、组装防变形工装和换热管与上管板和下管板焊接密封,有益效果是,结构上起到了对1104根高压放电管稳定支撑作用,且冷却效果好,制造方法上严格控制了焊接变形,保证了焊接后高压放电管与换热管的装配要求,可以满足大量污水处理的需求。
Description
技术领域
本发明属于污水处理设备技术领域,特别涉及臭氧发生器及其制造方法,更具体地说涉及的是用氧气通过高压放电管反应产生臭氧的一种多管结构臭氧发生器及其制造方法。
背景技术
臭氧是氧气的同素异形体,在常温、常态、常压下,较低浓度的臭氧是无色气体,当浓度达到15%时,呈现出淡蓝色。臭氧可溶于水,在常温常态常压下臭氧在水中的溶解度比氧高约13倍,比空气高25倍。臭氧是一种强氧化剂,能破坏分解细菌的细胞壁,使细菌的代谢和繁殖过程遭到破坏,还可以氧化、分解水中的污染物,在水处理中对除嗅味、脱色、杀菌、去除酚、氰、铁、锰等都具有显著的效果。但是,臭氧不能够自然存在于需要使用的场合,也不能够收集或贮藏起来,通常必须在使用它的地方大批量地生产。用于大量生产臭氧的基本方法是使用臭氧发生器,把气体氧通过高电压的交流电放电区域,引起静电电弧或电晕放电,在这一过程期间,在通电的环境中,分子氧(O2)异化成原子氧,这就允许原子重新组合成臭氧(O3)的形式。
在生活污水处理设备中,臭氧发生器是一个关键性的设备。现有技术中,按冷却方式划分,臭氧发生器有水冷型和风冷型臭氧发生器,如申请号为200620039559.6的实用新型公开了一种风冷管式臭氧发生器,该实用新型包括不锈钢外壳、玻璃管、铁粉、铝管、端盖等器件组成,玻璃管内填充超精细铁粉,玻璃管中心为圆柱形中空铝管,高压引线用螺丝固定在铝管上,由铝管中心引出,上下端盖为活动连接,该实用新型臭氧产量小且使用寿命短。申请号为200820078078.5的实用新型公开了一种臭氧发生器,该实用新型包括装配于机箱内的变压器和与变压器输出端相接的高压放电管,高压放电管由一导电管体和装配于导电管体内的内装钨丝电极的真空玻璃管组成,导电管体上设有进气口和出气口,导电管体和钨丝电极分别接变压器输出端,当空气流经导电管体与真空玻璃管间的环状通道时,导电管体与钨丝电极间施加的高压产生高压放电使流经空气中的氧气氧化为臭氧,该实用新型高压放电管体积小,特别适用于大气氮氧化物浓度自动监测仪的连续自动监测,但是臭氧产量很低,满足不了大量污水处理的需要。申请号为201520755006.X的实用新型公开了一种双间隙自冷却的大功率臭氧发生器,该实用新型设有圆桶形的壳体,壳体内装设有内电极、外电极,壳体上安装有两根接线柱,内电极与外电极之间安装有一层玻璃管,内电极与玻璃管之间留有内间隙,外电极与玻璃管之间留有外间隙,壳体两端装有冷却水集水箱,壳体两端分别设置有进气口、出气口,冷却水集水箱通过自吸泵及管道与循环冷却机组的相连通,循环冷却机组下部设置一根冷却水箱,该实用新型虽然有双间隙,一样满足不了大量污水处理的需要。
申请号为92105968.X的发明公开了一种多管臭氧发生器及其制造方法,该发明在公开一种多管臭氧发生器及其制造方法时,引用了现有技术中的一种典型的臭氧发生器中,指出,该典型的臭氧发生器包括多个细长的圆柱形的金属管,在金属管的端部,用管板或端板支撑这些金属管,在许多现有技术的结构中,端板包括一块普通的带有若干孔的圆形金属板,这些孔用以接纳管子的端部。在制作期间,管子的端部被强制送入端板的开孔中,或者用焊接或类似的方法把管子的端部与端板连接起来。对于这样的结构,端板的各孔之间必须要留有某一最小的距离,以便提供足够的强度能够进行连接并支撑住管子,如果开口靠得太近,那么端板将不会有足够的强度来支撑管子。实际上,该典型的臭氧发生器直接将管子的端部与端板焊接的方法,无法控制管子的端部与端板焊接时对端板产生的变形,在这样的结构中,多根管子能够被相互组合在一起的数量就会受到限制,而且多根管子之间没有支撑,很难做大。申请号为92105968.X的发明的臭氧发生器的结构,取消了现有技术的臭氧发生器中的用于支撑多根管子的管板或端板,以管子的端部被向外张开或扩成六边形,用焊接或其他连接方式,把邻接管子的向外张开或膨胀开的端部焊接起来,每根管子有中间部分和扩大或向外张开的六边形端部,沿六边形的相配合的边缘,把相邻的向外张开的六边形端部,构成紧凑组合的嵌套结构。但是,每根管子向外张开的六边形端部占据了部分空间,在有限的空间范围内臭氧发生管的数量也受到限制,根据该发明说明书所述,最紧凑的形式是具有7根、19根、37根、61根、91根或更多根管子的多管发生器。或更多根只是一个不明确的希望值而已。由于多根管子之间也没有支撑,而且取消了用于支撑多根管子的管板或端板,失去了上下管板对多根管子的支撑作用,对于臭氧发生管的数量多于1000根或以上,该发明所述结构及制造方法满足不了严格控制焊接产生变形的要求,无法满足大量污水处理的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足之处与缺陷,提供一种冷却效果好、使用寿命长且由多于1000根以上多管组成的一种多管结构的臭氧发生器及其制造方法,并解决在直径为720mm、厚度为15mm的管板上焊接1000根以上换热管的多管焊接变形问题,减少换热管端部与上、下管板焊接的变形量,以保证换热管与高压放电管的装配精度,满足大量污水处理的需求。
本发明一种多管结构臭氧发生器采用的技术方案包括换热管、高压放电管、由氧气变为臭氧经过路径的管程和冷却水经过路径的壳程,所述管程包括位于底部的下管箱和位于顶部的上管箱,在所述下管箱的下管板上钻有固定拉杆孔和多于1000个用于安装换热管的换热管孔,在所述下管箱的多孔板上钻有多于1000个用于对高压放电管进行定位的高压放电管定位孔,在所述上管箱的上管板上设有与下管板对应配钻的数量一致的换热管孔和固定拉杆孔,在所述壳程筒体上焊接上管板、下管板和折流板,在所述折流板上设有与上管板和下管板对应配钻的换热管孔和固定拉杆孔,固定拉杆从上管箱的上管板的固定拉杆孔穿入,穿过折流板上对应的固定拉杆孔,从下管箱的下管板的固定拉杆孔穿出,由固定拉杆、上管板、下管板和折流板构成换热管的支撑框架,多于1000根的换热管从上管板的换热管孔穿入,经壳程折流板上对应的换热管孔,从下管板的换热管孔穿出,换热管的上端与上管板的换热管孔贴胀后与上管板焊接,换热管的下端与下管板的换热管孔贴胀后与下管板焊接,在每个换热管的底端孔中插入安装有高压放电管,每个高压放电管的底端凸起插入多孔板的高压放电管定位孔中。
所述下管箱包括底板、下接管、下管板、下筒体、多孔板和丝网,底板和下管板与下筒体焊接,在下筒体的左端焊接作为臭氧气体出口的下接管,在底板与下管板之间安装丝网和多孔板,起隔离底板和减震作用的丝网固定在多孔板与底板之间,在所述下管板上设有1104个换热管孔和9个固定拉杆孔。
所述上管箱包括上筒体、第一螺母、第一垫圈、法兰、垫片、螺柱、上管板和作为氧气体进口的上接管,其中法兰、上管板与上筒体焊接,法兰通过螺柱和第一螺母螺栓连接,在所述上管板上设有1104个换热管孔和9个固定拉杆孔。
所述壳程筒体是一个直径为φ712mm、厚度为6mm、长度为1800mm的圆柱形外壳,在该壳程筒体上焊接上管板、下管板、折流板以及冷却水入口接管和冷却水出口接管。
所述折流板为圆形板切去一个边形成的弓形板,共有9层,形成“之”字形折流结构。
所述换热管的材料为不锈钢管S31603,规格为φ14~φ14.5×1mm;所述上管板与下管板的材料为不锈钢S31603,厚度为15mm。
本发明一种多管结构臭氧发生器的制造方法包括下列各步骤:
第一步,数控钻孔:对下管板的换热管孔和固定拉杆孔进行数控钻孔;
第二步,数控配钻:对上管板和折流板上的换热管孔和固定拉杆孔与下管板进行数控配钻;
第三步,立式组装:将壳程筒体与下管板进行组装,组装后进行点固焊接,同时在上管板上组装9个固定拉杆和9层折流板,然后将9个固定拉杆和9层折流板与壳程筒体焊接;至此,上管板、下管板与壳程筒体和9个固定拉杆以及9层折流板构成多管结构臭氧发生器的支撑框架;
第四步,穿换热管:将1104根换热管从上管板的1104个换热管孔穿入,经折流板上对应的换热管孔,从下管板的1104个换热管孔穿出;
第五步,组装防变形工装:在上管板、下管板和折流板上的换热管中对应划出12个工装拉杆孔,并在上管板、下管板和折流板上对应划出的12个工装拉杆孔位置处的换热管中安装工装拉杆,每根工装拉杆的上下两端分别由第二垫圈和第二螺母锁紧固定;
第六步,换热管与上、下管板焊接密封:将1104个换热管分成8个区域,每个区域又分成2个对称的小区域,并按照Ⅰ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅳ、Ⅴ-Ⅵ、Ⅶ-Ⅷ的每2个小区域相对称的顺序,由内至外,依次焊接,且每根换热管分上下两端进行焊接,每根换热管的上端与上管板的换热管孔贴胀后与上管板焊接,每根换热管的下端与下管板的换热管孔贴胀后与下管板焊接;同时,在焊接时,通过调整合理的焊接参数,采用小电流、小电压和较低的焊接速度;
第七步,拆卸防变形工装:松开第二螺母、第二垫圈将工装拉杆从工装拉杆孔位置处的换热管中拆卸下来,然后分别将工装拉杆孔位置处的换热管与上管板和下管板焊接密封。
第五步中所述工装拉杆为直径10mm的棒材,两端加工长度为70mm的M8螺纹,工装拉杆从换热管的上端穿入,从换热管的下端穿出,上下两端分别组装第二垫圈,然后用M8第一螺母拧紧。
第六步中所述焊接参数为:电流100~130 A,电压9~11V,焊接速度60~100mm/min,预热温度100℃。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)本发明由9个固定拉杆与上管板、下管板和9层折流板构成多管结构臭氧发生器的支撑框架,起到了对1000根以上换热管稳固的支撑作用;换热管的上端与上管板的换热管孔贴胀后与上管板焊接,换热管的下端与下管板的换热管孔贴胀后与下管板焊接,起到很好的密封作用;并由于本发明采用管板多管孔结构,可安装1104根高压放电管,臭氧的产量可以满足大量污水处理的需求;设备运转时产生大量的热量,由于采用水冷却和“之”字形折流结构,可最大程度吸收高压放电反应时产生的热量,冷却效果有很大提高,提高了产品的使用寿命。
(2)在多孔板上钻有1104个用于对高压放电管进行定位的定位孔,1104根换热管的底端孔中插入安装有1104根高压放电管,每根高压放电管的底端凸起插入多孔板的定位孔中,起到了对1104根高压放电管的稳定支撑作用。
(3)在底板与下管板之间安装丝网和多孔板,丝网固定在多孔板与底板之间,可以起隔离底板和减震作用。
(4)本发明由于采用细长的换热管和较薄的下管板和上管板,为了保证焊接质量,严格控制焊接产生变形,本发明臭氧发生器的制造方法包括第一步,数控钻孔,第二步,数控配钻,第三步,立式组装,第四步,穿换热管,第五步,组装防变形工装:第六步,换热管与上、下管板焊接密封,第七步,拆卸防变形工装。通过上述控制方法,可以完全保证焊接后高压放电管与换热管的装配要求;尤其是第三步中将壳程筒体与下管板进行组装,组装后进行点固焊接,同时在上管板上组装9个固定拉杆和9层折流板,然后将9个固定拉杆和9层折流板与壳程筒体焊接,由上管板、下管板与壳程筒体、9个固定拉杆以及 9层折流板构成多管结构臭氧发生器的支撑框架,对1104根换热管起到了很好的支撑作用;而第五步中在上管板、下管板和折流板上对应划出的12个工装拉杆孔位置处的换热管中安装工装拉杆,每根工装拉杆的上下两端分别由第二垫圈和第二螺母锁紧固定,配合由9个固定拉杆与上管板、下管板和9层折流板构成多管结构臭氧发生器的支撑框架,有效地阻止焊接过程中上管板和下管板产生的焊接变形,解决了在直径为720mm、厚度为15mm的管板上焊接1000根以上换热管的多管焊接变形问题,减少了换热管端部与上、下管板焊接的变形量,保证了换热管与高压放电管的装配精度,满足了大量污水处理的需求;第六步中换热管的上端与上管板的换热管孔贴胀后与上管板焊接,换热管的下端与下管板的换热管孔贴胀后与下管板焊接,起到很好的密封作用;在焊接过程中,严格按照焊接分区顺序图的顺序采用对称并分区域焊接,将1104个换热管分成8个区域,每个区域又分成2个对称的小区域,并按照Ⅰ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅳ、Ⅴ-Ⅵ、Ⅶ-Ⅷ的每2个小区域相对称的顺序,由内至外,依次焊接,分散了焊接产生的热量,进一步减少了焊接变形;同时,在焊接时,通过调整合理的焊接参数,采用小电流、小电压和较低的焊接速度,间接地控制焊接时候的热输入更有利于减少焊接变形。
附图说明
图1是本发明多管结构的臭氧发生器结构示意图;
图2是本发明下管板多孔结构示意图;
图3是图2的俯视图;
图4是图2的B部放大图;
图5是本发明折流板多孔结构示意图;
图6是图1的A 部放大图;
图7是本发明焊接工装结构示意图;
图8是本发明工装拉杆分布示意图,
图9是是本发明焊接分区顺序图;
图10是本发明筒体与管板焊接工艺图。
图中:
1.下管箱,
1-1.底板,1-2.下接管, 1-3.下管板,1-4.下筒体,1-5.多孔板,1-6.丝网,
2.上管箱,
2-1.上筒体,2-2.第一螺母,2-3.第一垫圈,2-4.法兰,2-5.垫片,
2-6.螺柱,2-7. 上管板, 2-8. 上接管,
3.换热管,
4.固定拉杆,
5.折流板,
6.壳程筒体,
7.冷却水入口接管,
8.冷却水出口接管,
9.高压放电管,
10.工装拉杆,
11.第二螺母,
12.第二垫圈,
101.换热管孔;
102.固定拉杆孔,
103.工装拉杆孔,
104.高压放电管定位孔。
具体实施方式
具体实施方1
如图1所示,本发明多管结构的臭氧发生器采用的技术方案包括由氧气变为臭氧经过路径的管程和冷却水经过路径的壳程两部分;所述管程包括位于底部的下管箱1和位于顶部的上管箱2,其中:
如图1~图4和图6所示,所述下管箱1由底板1-1,下接管1-2,下管板1-3,下筒体1-4,多孔板1-5和丝网1-6组成,在所述下管板1-3上钻有1104个换热管孔101和9个固定拉杆孔102,在所述多孔板1-5上钻有1104个用于对高压放电管进行定位的高压放电管定位孔104,底板1-1和下管板1-3与筒体1-4焊接,在下筒体1-4 的左端焊接作为臭氧气体出口的下接管1-2,在底板1-1与下管板1-3之间安装丝网1-6和多孔板1-5,丝网1-6固定在多孔板1-5与底板1-1之间,起隔离底板1-1和减震作用;
所述上管箱2包括上筒体2-1、第一螺母2-2、第一垫圈2-3、法兰2-4、垫片2-5、螺柱2-6、上管板2-7和上接管2-8,其中法兰2-4、上管板2-7与上筒体2-1焊接,法兰2-4通过螺柱2-6和第一螺母2-2螺栓连接,第一垫圈2-3起密封作用;在所述上管板2-7上设有与下管板1-3上1104个换热管孔101和9个固定拉杆孔102配钻的1104个换热管孔101和9个固定拉杆孔102;
如图1~图4和图5所示,所述壳程包括固定拉杆4、折流板5、壳程筒体6、冷却水入口接管7和冷却水出口接管8,所述壳程筒体6是一个直径为φ712mm、厚度为6mm、长度为1800mm的圆柱形外壳,在该壳程筒体6上焊接上管板2-7 、下管板1-3、折流板5、冷却水入口接管7和冷却水出口接管8;所述折流板5为圆形板切去一个边形成的弓形板,共有9层,每层折流板5上都与上管板2-7和下管板1-3上的换热管孔对应配钻有换热管孔101和固定拉杆孔102;
如图1~图4和图6所示,9个固定拉杆4从上管箱2的上管板2-7的9个固定拉杆孔102穿入,穿过9层折流板5上对应的固定拉杆孔102,从下管箱1的下管板1-3的9个固定拉杆孔102穿出,9个固定拉杆4与上管板2-7、下管板1-3和 9层折流板5 构成本发明多管结构的臭氧发生器的支撑框架,用以对1104根换热管起到支撑作用,1104根换热管3从上管板2-7的1104个换热管孔101穿入,经壳程折流板5上对应的换热管孔101,从下管板1-3的1104个换热管孔101穿出,换热管3的上端与上管板2-7的换热管孔101贴胀后与上管板2-8焊接,换热管3的下端与下管板1-3的换热管孔101贴胀后与下管板1-3焊接,起到很好的密封作用;在所述1104根换热管3的底端管孔中插入安装有1104根高压放电管9,每根高压放电管9的底端凸起插入多孔板1-5的高压放电管定位孔104中。
设备运转时,氧气通过上接管2-8流入顶部的上管箱2,顺着换热管3内部向下流,当氧气流经高压放电管9与换热管3间的环状通道时,高压放电管9产生的高压放电使氧气氧化为臭氧,臭氧经下接管1-2流出。由于本发明采用管板多管孔结构,可安装1104根高压放电管9,臭氧的产量可以满足大量污水处理的需求;设备运转时,管程的高压放电管9使氧气变为臭氧时,产生大量的热量,经换热管3的内壁传导到换热管3的外壁,冷却水从冷却水入口接管7进入壳程,吸收换热管3外壁的热量,沿着各根换热管3外壁之间的间隙向上流,经过9层折流板,产生10次“之”字形折流,最终从冷却水出口接管8流出,由于采用水冷却和“之”字形折流结构,可最大程度吸收高压放电反应时产生的热量,冷却效果有很大提高,同时提高了产品的使用寿命。
具体实施方2
由于本发明在上管板2-7和下管板1-3上各钻有1104个换热管孔101,1104个换热管3从上管板2-7的1104个换热管孔101穿入,经壳程的折流板5上的对应的换热管管孔101,从下管板1-3的1104个换热管孔101穿出,1104个换热管的上下两端均与上管板2-7和下管板1-3焊接,所述换热管3与上管板2-7和下管板1-3之间进行焊接,上管板2-7和下管板1-3每端需要焊接1104次,且所述换热管3的材料为不锈钢管S31603,规格为φ14~φ14.5×1mm,上管板2-9与下管板1-3材料为不锈钢S31603,厚度为15mm,较薄的上管板2-7和下管板1-3在与大量的焊换热管接后,中心部位容易外凸,影响上管板2-7和下管板1-3的整体平面度,进而影响高压放电管的装配精度,为了保证焊接质量,严格控制焊接产生变形,本发明如具体实施方式1所述多管结构的臭氧发生器的制造方法包括如图10所示的下列各步骤:
第一步,数控钻孔:对下管板1-3的1104个换热管孔101、9个固定拉杆孔102和12个工装拉杆孔103进行数控钻孔;
第二步,数控配钻:对上管板2-7和折流板5上的换热管孔101、固定拉杆孔102和工装拉杆孔103与下管板1-3进行数控配钻;
第三步,立式组装:将壳程筒体6与下管板1-3进行组装,组装后进行点固焊接,同时在上管板2-7上组装9个固定拉杆4和9层折流板5,然后将9个固定拉杆4和9层折流板5与壳程筒体6焊接;至此,上管板2-7、下管板1-3与壳程筒体6和9个固定拉杆4以及 9层折流板5 构成本发明多管结构的臭氧发生器的框架结构,用以对1104根换热管起到支撑作用;
第四步,穿换热管:将1104根换热管3从上管板2-7的1104个换热管孔101穿入,经折流板5上对应的换热管孔101,从下管板1-3的1104个换热管孔101穿出;
第五步,组装防变形工装:如图7和图8所示,在上管板2-7、下管板1-3和折流板5上对应划出12个工装拉杆孔103,在上管板2-7、下管板1-3和折流板5上对应划出的12个工装拉杆孔103位置处的换热管3中安装工装拉杆10,每根工装拉杆10的上下两端分别由第二垫圈12和第二螺母11锁紧固定,所述工装拉杆10为直径10mm的棒材,两端加工长度为70mm的M8螺纹,工装拉杆10从换热管3的上端穿入,从换热管3的下端穿出,上下两端分别组装第二垫圈12,然后用M8的第二螺母11拧紧,12根工装拉杆10在上管板2-7和下管板1-3上均匀布置和螺母紧固作用,能有效阻止焊接过程中上管板2-7和下管板1-3产生的变形,进而减少焊接变形。
第六步,换热管与上、下管板焊接:换热管3的上端与上管板2-7的换热管孔101贴胀后与上管板2-7焊接,换热管3的下端与下管板1-3的换热管孔101贴胀后与下管板1-3焊接,起到很好的密封作用;在焊接过程中,严格按照如图9所示的焊接分区顺序图的顺序采用对称并分区域焊接,将1104个换热管3分成8个区域,每个区域又分成2个对称的小区域,并按照Ⅰ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅳ、Ⅴ-Ⅵ、Ⅶ-Ⅷ的每2个小区域相对称的顺序,由内至外,依次焊接,这样的目的是分散焊接产生的热量,进一步减少焊接变形;同时,在焊接时,通过调整合理的焊接参数,采用小电流、小电压和较低的焊接速度,间接地控制焊接时候的热输入更有利于减少焊接变形。具体焊接参数如表一所示。
表一:焊接参数:
表一中方法一为本发明采用的焊接方法。方法二为现有技术的焊接方法。
通过上述控制方法,可以完全保证焊接后高压放电管9与换热管3的装配要求。
第七步,拆卸防变形工装:松开第二螺母11、第二垫圈12,将工装拉杆10从工装拉杆孔103位置处的换热管3中拆卸下来,然后分别将工装拉杆孔103位置处的换热管3与上管板2-7和下管板1-3焊接密封。
上述步骤仅是本发明制造方法中为了保证采用细长的换热管3和较薄的下管板1-3和上管板2-7的焊接质量,严格控制焊接产生变形的步骤,在上述步骤完成后,还应在每个换热管3的底端管孔中插入安装有高压放电管9,每个高压放电管9的底端凸起插入多孔板1-5的高压放电管定位孔104中。
Claims (9)
1.一种多管结构臭氧发生器,包括换热管(3)、高压放电管(9)、由氧气变为臭氧经过路径的管程和冷却水经过路径的壳程,其特征在于,所述管程包括位于底部的下管箱(1)和位于顶部的上管箱(2),在所述下管箱(1)的下管板(1-3)上钻有固定拉杆孔(102)和多于1000个用于安装换热管(3)的换热管孔(101),在所述下管箱(1)的多孔板(1-5)上钻有多于1000个用于对高压放电管(9)进行定位的高压放电管定位孔(104),在所述上管箱(2)的上管板(2-7)上设有与下管板(1-3)对应配钻的数量一致的换热管孔(101)和固定拉杆孔(102),在所述壳程筒体(6)上焊接上管板(2-7)、下管板(1-3)和折流板(5),在所述折流板(5)上设有与上管板(2-7)和下管板(1-3)对应配钻的换热管孔(101)和固定拉杆孔(102),固定拉杆(4)从上管箱(2)的上管板(2-7)的固定拉杆孔(102)穿入,穿过折流板(5)上对应的固定拉杆孔(102),从下管箱(1)的下管板的固定拉杆孔(102)穿出,由固定拉杆(4)、上管板(2-7)、下管板(1-3)和折流板(5)构成换热管(3)的支撑框架,多于1000根的换热管(3)从上管板(2-7)的换热管孔(101)穿入,经壳程折流板(5)上对应的换热管孔(101),从下管板(1-3)的换热管孔(101)穿出,换热管(3)的上端与上管板(2-7)的换热管孔(101)贴胀后与上管板(2-7)焊接,换热管(3)的下端与下管板(1-3)的换热管孔(101)贴胀后与下管板(1-3)焊接,在每个换热管(3)的底端管孔中插入安装有高压放电管(9),每个高压放电管(9)的底端凸起插入多孔板(1-5)的高压放电管定位孔(104)中。
2.根据权利要求1所述一种多管结构臭氧发生器,其特征在于,所述下管箱(1)包括底板(1-1)、下接管(1-2)、下管板(1-3)、下筒体(1-4)、多孔板(1-5)和丝网(1-6),底板(1-1)和下管板(1-3)与下筒体(1-4)焊接,在下筒体(1-4)的左端焊接作为臭氧气体出口的下接管(1-2),在底板(1-1)与下管板(1-3)之间安装丝网(1-6)和多孔板(1-5),起隔离底板(1-1)和减震作用的丝网(1-6)固定在多孔板(1-5)与底板(1-1)之间,在所述下管板(1-3)上设有1104个换热管孔(101)和9个固定拉杆孔(102)。
3.根据权利要求1所述一种多管结构臭氧发生器,其特征在于,所述上管箱(2)包括上筒体(2-1)、第一螺母(2-2)、第一垫圈(2-3)、法兰(2-4)、垫片(2-5)、螺柱(2-6)、上管板(2-7)和作为氧气体进口的上接管(2-8),其中法兰(2-4)、上管板(2-7)与上筒体(2-1)焊接,法兰(2-4)通过螺柱(2-6)和第一螺母(2-2)螺栓连接,在所述上管板(2-7)上设有1104个换热管孔(101)和9个固定拉杆孔(102)。
4.根据权利要求1所述一种多管结构臭氧发生器,其特征在于,所述壳程筒体(6)是一个直径为φ712mm、厚度为6mm、长度为1800mm的圆柱形外壳,在该壳程筒体(6)上焊接上管板(2-7)、下管板(1-3)、折流板(5)以及冷却水入口接管(7)和冷却水出口接管(8)。
5.根据权利要求1所述一种多管结构臭氧发生器,其特征在于,所述折流板(5)为圆形板切去一个边形成的弓形板,共有9层,形成“之”字形折流结构。
6.根据权利要求1所述一种多管结构臭氧发生器,其特征在于,所述换热管(3)的材料为不锈钢管S31603,规格为φ14~φ14.5×1mm;所述上管板(2-7)与下管板(1-3)的材料为不锈钢S31603,厚度为15mm。
7.一种如权利要求1至6所述一种多管结构臭氧发生器的制造方法,其特征在于,包括下列各步骤:
第一步,数控钻孔:对下管板(1-3)的换热管孔(101)和固定拉杆孔(102)进行数控钻孔;
第二步,数控配钻:对上管板(2-7)和折流板(5)上的换热管孔(101)和固定拉杆孔(102)与下管板(1-3)进行数控配钻;
第三步,立式组装:将壳程筒体(6)与下管板(1-3)进行组装,组装后进行点固焊接,同时在上管板(2-7)上组装9个固定拉杆(4)和9层折流板(5),然后将9个固定拉杆(4)和9层折流板(5)与壳程筒体(6)焊接;至此,上管板(2-7)、下管板(1-3)与壳程筒体(6)和9个固定拉杆(4)以及9层折流板(5)构成多管结构臭氧发生器的支撑框架;
第四步,穿换热管:将1104根换热管(3)从上管板(2-7)的1104个换热管孔(101)穿入,经折流板(5)上对应的换热管孔(101),从下管板(1-3)的1104个换热管孔(101)穿出;
第五步,组装防变形工装:在上管板(2-7)、下管板(1-3)和折流板(5)上的换热管(3)中对应划出12个工装拉杆孔(103),并在上管板(2-7)、下管板(1-3)和折流板(5)上对应划出的12个工装拉杆孔(103)位置处的换热管(3)中安装工装拉杆(10),每根工装拉杆(10)的上下两端分别由第二垫圈(12)和第二螺母(11)锁紧固定;
第六步,换热管与上、下管板焊接密封:将1104个换热管(3)分成8个区域,每个区域又分成2个对称的小区域,并按照Ⅰ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅳ、Ⅴ-Ⅵ、Ⅶ-Ⅷ的每2个小区域相对称的顺序,由内至外,依次焊接,且每根换热管(3)分上下两端进行焊接,每根换热管(3)的上端与上管板(2-7)的换热管孔(101)贴胀后与上管板(2-7)焊接,每根换热管(3)的下端与下管板(1-3)的换热管孔(101)贴胀后与下管板(1-3)焊接;同时,在焊接时,通过调整合理的焊接参数,采用小电流、小电压和较低的焊接速度;
第七步,拆卸防变形工装:松开第二螺母(11)、第二垫圈(12)将工装拉杆(10)从工装拉杆孔(103)位置处的换热管(3)中拆卸下来,然后分别将工装拉杆孔(103)位置处的换热管(3)与上管板(2-7)和下管板(1-3)焊接密封。
8.一种如权利要求7所述一种多管结构臭氧发生器的制造方法,其特征在于,第五步中所述工装拉杆(10)为直径10mm的棒材,两端加工长度为70mm的M8螺纹,工装拉杆(10)从换热管(3)的上端穿入,从换热管(3)的下端穿出,上下两端分别组装第二垫圈(12),然后用M8第一螺母(11)拧紧。
9.一种如权利要求7所述一种多管结构臭氧发生器的制造方法,其特征在于,第六步中所述焊接参数为:电流100~130 A,电压9~11V,焊接速度60~100mm/min,预热温度100℃。
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