CN108759542B - 一种曲面板圆桶式换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种曲面板圆桶式换热器，包括保护桶体、波纹筒体、上端封头、下端封头、支腿、拉紧螺杆；所述上端封头与下端封头之间夹装有保护桶体、波纹筒体，所述保护桶体设置在波纹筒体外侧，所述下端封头底部设有支腿；所述上端封头、下端封头上设有液体介质的进出口；所述波纹筒体采用多层设置且与上端封头、下端封头形成多冷热相隔的热交换腔室，所述上端封头与下端封头之间设有拉紧螺杆。本发明换热面积大，材料利用率高；热交换效率高；端部密封，密封可靠；通道截面大，防止堵塞；耐高温，适用范围广；检修方便。
Description
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，具体涉及一种曲面板圆桶式换热器。
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，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
现有的换热器为了提高换热效率，采用波纹板换热形式，一般采用板式换热器。板式换热器其结构一般为波纹板叠装而成，其相邻层面的波纹面相互有重叠，材料利用率及热转化效率低；板式换热器通过夹紧螺栓夹紧密封，其内部的波纹板承受较大挤压力，波纹板的波纹高度不能太高，要不然容易夹变形，导致内部流道比较窄，容易堵塞；板式换热器的密封结构复杂，一般采用橡胶材料制作，成本高，不耐高温。
发明内容
本发明的目的是解决上述的不足，提供一种曲面板圆桶式换热器。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种曲面板圆桶式换热器，包括保护桶体、波纹筒体、上端封头、下端封头、支腿、拉紧螺杆；所述上端封头与下端封头之间夹装有保护桶体、波纹筒体，所述保护桶体设置在波纹筒体外侧，所述下端封头底部设有支腿；所述上端封头、下端封头上设有液体介质的进出口；所述波纹筒体采用多层设置且与上端封头、下端封头形成多冷热相隔的热交换腔室，所述上端封头与下端封头之间设有拉紧螺杆。
所述上端封头包括上封板、上弧形封盖、冷出液管、热进液管、上弧形中盖、上弧形底盖、上连接筒；所述上封板为中间圆孔、四周设置螺纹孔的钢板，所述上封板中间焊接固定有上弧形封盖，所述上弧形封盖内套有多层上弧形中盖，所述上弧形封盖、上弧形中盖上均设有圆心同轴的圆孔，所述上弧形封盖的一个圆孔上焊接有冷出液管，所述热进液管穿过上弧形封盖的另一个圆孔并焊接在上弧形中盖的圆孔中，所述热进液管与上弧形封盖的圆孔周圈焊接密封；所述上弧形封盖与上弧形中盖上的圆孔之间隔层对应焊接有上连接筒，所述上弧形封盖与上弧形中盖之间形成独立的腔体；所述上弧形中盖底层下部设有上弧形底盖；所述上弧形封盖、上弧形中盖、上弧形底盖的端部设有U型槽；
所述下端封头包括下封板、下弧形封盖、冷进液管、热出液管、下弧形中盖、下弧形底盖、下连接筒；所述下封板为中间圆孔、四周设置螺纹孔的钢板，所述下封板中间焊接固定有下弧形封盖，所述下弧形封盖内套有多层下弧形中盖，所述下弧形封盖、下弧形中盖上均设有圆心同轴的圆孔，所述下弧形封盖的一个圆孔下焊接有冷进液管，所述热出液管穿过下弧形封盖的另一个圆孔并焊接在下弧形中盖的圆孔中，所述热出液管与下弧形封盖的圆孔周圈焊接密封；所述下弧形封盖与下弧形中盖下的圆孔之间隔层对应焊接有下连接筒，所述下弧形封盖与下弧形中盖之间形成独立的腔体；所述下弧形中盖底层上部设有下弧形底盖，所述下弧形底盖中部设有通孔；所述下弧形封盖、下弧形中盖、下弧形底盖的端部设有U型槽；
所述波纹筒体采用压制的波纹板卷制焊接而成，所述波纹筒体包括波纹部及设于两端的密封部，所述波纹筒体多层设置；所述波纹部上设有对称布置的波纹且波纹纹理倾斜设置，所述密封部为圆柱结构，两端的密封部分别插接在所述上弧形封盖、上弧形中盖、上弧形底盖和下弧形封盖、下弧形中盖、下弧形底盖的端部U型槽中；所述上封板、下封板的端面设有环形凹槽，所述保护桶体的上下端分别插接在上封板、下封板的端面的环形凹槽中。
进一步的，所述波纹筒体两端的密封部与上弧形封盖、上弧形中盖、上弧形底盖、下弧形封盖、下弧形中盖、下弧形底盖的端部U型槽之间垫有密封垫圈；所述保护桶体的上下端与上封板、下封板的环形凹槽之间垫有密封垫圈。
进一步的，所述密封垫圈的断面为圆形或者方形。
进一步的，所述密封垫圈为石棉或者聚四氟乙烯或硅橡胶材质的垫圈。
进一步的，所述冷出液管、热进液管、冷进液管、热出液管为弯型圆管端部固定法兰连接板结构。
进一步的，所述冷出液管、热进液管、冷进液管、热出液管为弯型圆管端部外圆设有连接螺纹。
进一步的，所述波纹部的纹理倾角一致，且相邻层波纹部之间的波纹波峰与波谷相接触。
进一步的，所述拉紧螺杆两端设有紧固部件的螺母且为防松螺母。
进一步的，所述上弧形封盖、上弧形中盖、上弧形底盖相邻层之间设有支撑垫块；所述下弧形封盖、下弧形中盖、下弧形底盖相邻层之间设有支撑垫块。
本发明提供一种曲面板圆桶式换热器，设置独特的上端封头及下端封头，通过封头夹装独特设计的波纹筒体，多层波纹筒体与上端封头、下端封头、保护桶体形成多层的通液腔体，冷介质与热介质分别进入相互独立的相邻腔体之间实现热交换。相邻波纹筒体之间接触为线接触，无接触面，用于换热的面积为100%；采用端部夹紧固定，波纹筒体承受夹紧力大，不存在板式的波纹面侧面受力挤压变形问题，波纹筒体的波纹波高及波长均可大于板状换热器的通道宽和高，提高热交换介质的通过性，防止堵塞；密封结构简单，可以采用简单截面的密封圈，可以使用石棉或者聚四氟乙烯材料制作，提高耐热温度；波纹筒体的波纹部上的波纹纹理倾斜设置，且波纹部的波纹对称布置，使得介质在波纹流到内流动进入另一段时拐弯，对内部介质实现扰动，使得热交换更加充分，提高热交换效率；主体结构通过拼接而成，方便拆换检修。
本发明的有益效果是：换热面积大，材料利用率高；热交换效率高；端部密封，密封可靠；通道截面大，防止堵塞；耐高温，适用范围广；检修方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的正视断面示意图。
图3为本发明的俯视断面示意图。
图4为本发明的上端封头的结构示意图。
图5为本发明的下端封头的结构示意图。
图6为本发明的波纹筒体的结构示意图。
图7为本发明的波纹筒体的三维示意图。
图8为本发明的局部示意图。
图9为本发明的局部放大图
图10为本发明的另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8及图9所示，一种曲面板圆桶式换热器，包括保护桶体1、波纹筒体2、上端封头3、下端封头4、支腿5、拉紧螺杆6；所述上端封头3与下端封头4之间夹装有保护桶体1、波纹筒体2，所述保护桶体1设置在波纹筒体2外侧，所述下端封头4底部设有支腿5；所述上端封头3、下端封头4上设有液体介质的进出口；所述波纹筒体2采用多层设置且与上端封头3、下端封头4形成多冷热相隔的热交换腔室，所述上端封头3与下端封头4之间设有拉紧螺杆6。
所述上端封头3包括上封板31、上弧形封盖32、冷出液管33、热进液管34、上弧形中盖35、上弧形底盖36、上连接筒37；所述上封板31为中间圆孔、四周设置螺纹孔的钢板，所述上封板31中间焊接固定有上弧形封盖32，所述上弧形封盖32内套有多层上弧形中盖35，所述上弧形封盖32、上弧形中盖35上均设有圆心同轴的圆孔，所述上弧形封盖32的一个圆孔上焊接有冷出液管33，所述热进液管34穿过上弧形封盖32的另一个圆孔并焊接在上弧形中盖35的圆孔中，所述热进液管34与上弧形封盖32的圆孔周圈焊接密封；所述上弧形封盖32与上弧形中盖35上的圆孔之间隔层对应焊接有上连接筒37，所述上弧形封盖32与上弧形中盖35之间形成独立的腔体；所述上弧形中盖35底层下部设有上弧形底盖36；所述上弧形封盖32、上弧形中盖35、上弧形底盖36的端部设有U型槽301；
所述下端封头4包括下封板41、下弧形封盖42、冷进液管43、热出液管44、下弧形中盖45、下弧形底盖46、下连接筒47；所述下封板为中间圆孔、四周设置螺纹孔的钢板，所述下封板41中间焊接固定有下弧形封盖42，所述下弧形封盖42内套有多层下弧形中盖45，所述下弧形封盖42、下弧形中盖45上均设有圆心同轴的圆孔，所述下弧形封盖42的一个圆孔下焊接有冷进液管43，所述热出液管44穿过下弧形封盖42的另一个圆孔并焊接在下弧形中盖45的圆孔中，所述热出液管44与下弧形封盖42的圆孔周圈焊接密封；所述下弧形封盖42与下弧形中盖45下的圆孔之间隔层对应焊接有下连接筒47，所述下弧形封盖42与下弧形中盖45之间形成独立的腔体；所述下弧形中盖45底层上部设有下弧形底盖46，所述下弧形底盖46中部设有通孔401；所述下弧形封盖42、下弧形中盖45、下弧形底盖46的端部设有U型槽301；
所述波纹筒体2采用压制的波纹板卷制焊接而成，所述波纹筒体2包括波纹部21及设于两端的密封部22，所述波纹筒体2多层设置；所述波纹部21上设有对称布置的波纹且波纹纹理倾斜设置，所述密封部22为圆柱结构，两端的密封部22分别插接在所述上弧形封盖32、上弧形中盖35、上弧形底盖36和下弧形封盖42、下弧形中盖45、下弧形底盖46的端部U型槽301中；所述上封板31、下封板41的端面设有环形凹槽302，所述保护桶体1的上下端分别插接在上封板31、下封板41的端面的环形凹槽302中。
进一步的，所述波纹筒体2两端的密封部22与上弧形封盖32、上弧形中盖35、上弧形底盖36、下弧形封盖42、下弧形中盖45、下弧形底盖46的端部U型槽301之间垫有密封垫圈303；所述保护桶体1的上下端与上封板31、下封板41的环形凹槽302之间垫有密封垫圈303。
进一步的，所述密封垫圈303的断面为圆形或者方形。
进一步的，所述密封垫圈303为石棉或者聚四氟乙烯或硅橡胶材质的垫圈。
进一步的，所述冷出液管33、热进液管34、冷进液管43、热出液管44为弯型圆管端部固定法兰连接板结构。
进一步的，所述波纹部21的纹理倾角一致，且相邻层波纹部21之间的波纹波峰与波谷相接触。
进一步的，所述拉紧螺杆6两端设有紧固部件的螺母61且为防松螺母。
进一步的，所述上弧形封盖32、上弧形中盖35、上弧形底盖36相邻层之间设有支撑垫块304；所述下弧形封盖42、下弧形中盖45、下弧形底盖46相邻层之间设有支撑垫块304。
如图10所示，所述冷出液管33、热进液管34、冷进液管43、热出液管44为弯型圆管端部外圆设有连接螺纹。
本发明提供一种曲面板圆桶式换热器，设置独特的上端封头及下端封头，通过封头夹装独特设计的波纹筒体，多层波纹筒体与上端封头、下端封头、保护桶体形成多层的通液腔体，冷介质与热介质分别进入相互独立的相邻腔体之间实现热交换。相邻波纹筒体之间接触为线接触，无接触面，用于换热的面积为100%；采用端部夹紧固定，波纹筒体承受夹紧力大，不存在板式的波纹面侧面受力挤压变形问题，波纹筒体的波纹波高及波长均可大于板状换热器的通道宽和高，提高热交换介质的通过性，防止堵塞；密封结构简单，可以采用简单截面的密封圈，可以使用石棉或者聚四氟乙烯材料制作，提高耐热温度；波纹筒体的波纹部上的波纹纹理倾斜设置，且波纹部的波纹对称布置，使得介质在波纹流到内流动进入另一段时拐弯，对内部介质实现扰动，使得热交换更加充分，提高热交换效率；主体结构通过拼接而成，方便拆换检修。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (6)
1.一种曲面板圆桶式换热器，其特征在于：包括保护桶体、波纹筒体、上端封头、下端封头、支腿、拉紧螺杆；所述上端封头与下端封头之间夹装有保护桶体、波纹筒体，所述保护桶体设置在波纹筒体外侧，所述下端封头底部设有支腿；所述上端封头、下端封头上设有液体介质的进出口；所述波纹筒体采用多层设置且与上端封头、下端封头形成多冷热相隔的热交换腔室，所述上端封头与下端封头之间设有拉紧螺杆；
所述上端封头包括上封板、上弧形封盖、冷出液管、热进液管、上弧形中盖、上弧形底盖、上连接筒；所述上封板为中间圆孔、四周设置螺纹孔的钢板，所述上封板中间焊接固定有上弧形封盖，所述上弧形封盖内套有多层上弧形中盖，所述上弧形封盖、上弧形中盖上均设有圆心同轴的圆孔，所述上弧形封盖的一个圆孔上焊接有冷出液管，所述热进液管穿过上弧形封盖的另一个圆孔并焊接在上弧形中盖的圆孔中，所述热进液管与上弧形封盖的圆孔周圈焊接密封；所述上弧形封盖与上弧形中盖上的圆孔之间隔层对应焊接有上连接筒，所述上弧形封盖与上弧形中盖之间形成独立的腔体；所述上弧形中盖底层下部设有上弧形底盖；所述上弧形封盖、上弧形中盖、上弧形底盖的端部设有U型槽；
所述下端封头包括下封板、下弧形封盖、冷进液管、热出液管、下弧形中盖、下弧形底盖、下连接筒；所述下封板为中间圆孔、四周设置螺纹孔的钢板，所述下封板中间焊接固定有下弧形封盖，所述下弧形封盖内套有多层下弧形中盖，所述下弧形封盖、下弧形中盖上均设有圆心同轴的圆孔，所述下弧形封盖的一个圆孔下焊接有冷进液管，所述热出液管穿过下弧形封盖的另一个圆孔并焊接在下弧形中盖的圆孔中，所述热出液管与下弧形封盖的圆孔周圈焊接密封；所述下弧形封盖与下弧形中盖下的圆孔之间隔层对应焊接有下连接筒，所述下弧形封盖与下弧形中盖之间形成独立的腔体；所述下弧形中盖底层上部设有下弧形底盖，所述下弧形底盖中部设有通孔；所述下弧形封盖、下弧形中盖、下弧形底盖的端部设有U型槽；
所述波纹筒体采用压制的波纹板卷制焊接而成，所述波纹筒体包括波纹部及设于两端的密封部，所述波纹筒体多层设置；所述波纹部上设有对称布置的波纹且波纹纹理倾斜设置，所述密封部为圆柱结构，两端的密封部分别插接在所述上弧形封盖、上弧形中盖、上弧形底盖和下弧形封盖、下弧形中盖、下弧形底盖的端部U型槽中；所述上封板、下封板的端面设有环形凹槽，所述保护桶体的上下端分别插接在上封板、下封板的端面的环形凹槽中；
所述波纹筒体两端的密封部与上弧形封盖、上弧形中盖、上弧形底盖、下弧形封盖、下弧形中盖、下弧形底盖的端部U型槽之间垫有密封垫圈；所述保护桶体的上下端与上封板、下封板的环形凹槽之间垫有密封垫圈；
所述波纹部的纹理倾角一致，且相邻层波纹部之间的波纹波峰与波谷相接触。
2.如权利要求1所述的一种曲面板圆桶式换热器，其特征在于：所述密封垫圈的断面为圆形或者方形；所述密封垫圈为石棉或者聚四氟乙烯或硅橡胶材质的垫圈。
3.如权利要求1所述的一种曲面板圆桶式换热器，其特征在于：所述冷出液管、热进液管、冷进液管、热出液管为弯型圆管端部固定法兰连接板结构。
4.如权利要求1所述的一种曲面板圆桶式换热器，其特征在于：所述冷出液管、热进液管、冷进液管、热出液管为弯型圆管端部外圆设有连接螺纹。
5.如权利要求1所述的一种曲面板圆桶式换热器，其特征在于：所述拉紧螺杆两端设有紧固部件的螺母且为防松螺母。
6.如权利要求1所述的一种曲面板圆桶式换热器，其特征在于：所述上弧形封盖、上弧形中盖、上弧形底盖相邻层之间设有支撑垫块；所述下弧形封盖、下弧形中盖、下弧形底盖相邻层之间设有支撑垫块。
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2018
- 2018-06-12 CN CN201810598468.3A patent/CN108759542B/zh active Active
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