CN110411251A - 铝合金板翅式换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金板翅式换热器，应用在换热器领域，其技术方案要点是：包括上壳体、下壳体以及位于上壳体和下壳体之间的若干换热单元，若干换热单元沿竖直方向分布；换热单元：包括两个上下拼接的换热板，两个换热板相互拼接时形成外腔和内腔，外腔围绕于内腔外；相邻两个换热单元中，其中一个换热单元的外腔与另一个换热单元的内腔相连通，且相邻两个换热单元的两个外腔交错设置，从而所有的换热单元在上壳体和下壳体之间形成进液流道和冷却流道；具有的技术效果是：具有良好的抗压能力，从而提高了换热器的安全性和承压能力。

Description

铝合金板翅式换热器
技术领域
本发明涉及换热器领域，特别涉及一种铝合金板翅式换热器。
背景技术
板翅式换热器，通常由隔板、翅片、封条、导流片组成。在相邻两隔板间放置翅片、导流片以及封条组成一夹层，称为通道，将这样的夹层根据流体的不同方式叠置起来，钎焊成一整体便组成板束，板束是板翅式换热器的核心。
公告号为CN204286173U的中国专利公开了一种锯齿形波纹翅片板翅换热器，他由换热芯体、封头和流体进出口接管组成，换热芯体是由若干基本流道单元和两侧的端板组成，每个基本流道单元是由换热翅片、导流片、隔板和封条组成，在波纹翅片的波纹长度方向上切成许多短小的片段并互相错开一定间隔的锯齿形状，得到锯齿形波纹翅片，将若干个这样的流道单元叠置起来钎焊而成为锯齿形波纹型换热器，冷流体和热流体在相邻的基本流道单元中流动，通过锯齿形波纹翅片及隔板进行热交换。本发明提供另一种具有抗高压能力的翅式换热器。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金板翅式换热器，其优点是：具有良好的抗压能力，从而提高了换热器的安全性和承压能力。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种铝合金板翅式换热器，包括上壳体、下壳体以及位于上壳体和下壳体之间的若干换热单元，若干所述换热单元沿竖直方向分布；换热单元：包括两个上下拼接的换热板，两个所述换热板相互拼接时形成外腔和内腔，所述外腔围绕于内腔外；相邻两个所述换热单元中，其中一个换热单元的外腔与另一个换热单元的内腔相连通，且相邻两个所述换热单元的两个外腔交错设置，从而所有的所述换热单元在上壳体和下壳体之间形成进液流道和冷却流道，所述上壳体上开设有与进液流道相连通的第一入口和与冷却流道相连通的第二入口，所述下壳体上开设有与进液流道相连通的第一出口和与冷却流道相连通的第二出口。
通过上述技术方案，操作者将冷却液以及待冷液分别通入第一入口和第二入口内，此时冷却液充满在进液流道内，待冷液充满在冷却流道内，由于进液流道和冷却流道的外腔交错设置，因此冷却液和待冷液可以充分的交错换热；并且由于换热器包含多个沿竖直方向分布的换热单元，因此整体体积较小，便于安装使用；也是由于多个换热单元独特的叠加设计，即使换热器内的压力过大，由于换热板的两侧均具有液体，因此换热板两侧的压力平衡，换热板不易在液压的压力作用下起包或变形，整个换热器的抗压能力大大增强，提高了换热器的安全性和承压能力。
本发明进一步设置为：所述进液流道内的外腔在与冷却流道内的外腔的交错处设有若干第一翅片。
通过上述技术方案，第一翅片可以提高进液流道外腔的内表面积，从而提高外腔与冷却液之间的换热效率。
本发明进一步设置为：所述进液流道的外腔沿内周缘设有若干第二翅片。
通过上述技术方案，第二翅片可以提高进液流道内腔的内表面积，从而提高内腔与冷却液之间的换热效率。
本发明进一步设置为：所述冷却流道的外腔沿内周缘设有若干第三翅片。
通过上述技术方案，第三翅片可以提高冷却流道的外腔的内表面积，从而提高冷却流道的外腔与待冷液之间的换热效率。
本发明进一步设置为：所述上壳体在对应下壳体的第一出口和第二出口处设有向着下壳体凸起的第一抗压弧板，所述下壳体对应上壳体的第一入口和第二入口处设有向着上壳体凸起的第二抗压弧板。
通过上述技术方案，第一出口、第二出口、第一入口以及第二入口处由于需要进出液而受到液体流动冲击，因此这四个点处的液压压力最大，此时第一抗压弧板和第二抗压弧板的凸起结构可以提高上壳体和下壳体在这部分区域的抗压能力，从而减少上壳体和下壳体在局部区域受压变形的可能。
本发明进一步设置为：所述上壳体在第一入口和第二入口处均设有连接管，所述连接管外设有螺纹，所述连接管内设有第二管，所述第二管的外周缘与连接管的内壁相连。
通过上述技术方案，操作者可以将外部管道通过螺纹连接在连接管上，此时外部管道的出口端延伸至第二管内，从而液体可以从第二管注入连接管，然后再进入换热单元内，由于连接管的内径要大于第二管，因此可以对从第二管进入的液体起到一个释压作用，从而减少液体进入时的冲击力。
本发明进一步设置为：所述第二管的外周缘与连接管的内壁之间设有环切槽。
通过上述技术方案，外部管道上的密封圈可以嵌置在环切槽内，以提高外部管道与连接管之间的密封性；并且环切槽的纵截面还可以设置为V形，从而密封圈嵌置在环切槽内时，由于环切槽下部的尺寸较小，因此密封圈产生的形变量较大，从而可以更加紧密的压紧在环切槽的两边之间，提高密封效果。
本发明进一步设置为：所述下壳体上还设有围绕换热单元设置的辅助密封板，所述辅助密封板远离下壳体的一端与上壳体周缘相连，所述辅助密封板的内壁与换热单元之间具有间隙。
通过上述技术方案，辅助密封板可以对换热器起到一个二次密封的作用，即使换热单元之间产生裂缝而导致液体泄露，液体也能充满在辅助密封板与换热单元之间的间隙内，从而减少液体直接爆出的可能，提高了换热器的安全性。
本发明进一步设置为：所述辅助密封板与换热单元之间设有弹性气囊。
通过上述技术方案，换热器在进行换热时，液体本身的热量会传导至整个换热器，此时辅助密封板与换热单元之间间隙内的空气容易发生膨胀而对辅助密封板和换热单元产生压力，从而影响换热器的结构强度，弹性气囊的设置则可以在空气膨胀时被压缩，从而给空气腾出膨胀空间，进而减少空气因膨胀而对换热器产生的压力，提高换热器的结构稳定性。
本发明进一步设置为：所述辅助密封板由若干个单元板组成，若干所述的单元板四边均设有连接板，相邻的所述单元板上的连接板相互贴合并通过螺栓固定，所述单元板与上壳体、下壳体之间也通过连接板相互贴合并通过螺栓固定，两个所述连接板之间、连接板与上壳体和下壳体之间均设有耐热密封垫。
通过上述技术方案，所述辅助密封板由若干个单元板组成，若干所述的单元板四边均设有连接板，相邻的所述单元板上的连接板相互贴合并通过螺栓固定，所述单元板与上壳体、下壳体之间也通过连接板相互贴合并通过螺栓固定，两个所述连接板之间、连接板与上壳体和下壳体之间均设有耐热密封垫。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、换热器包含多个沿竖直方向分布的换热单元，因此整体体积较小，便于安装使用；
2、换热板的两侧均具有液体，因此换热板两侧的压力平衡，换热板不易在液压的压力作用下起包或变形，整个换热器的抗压能力大大增强，提高了换热器的安全性和承压能力。
附图说明
图1是实施例1的整体结构示意图。
图2是实施例1用于体现第一出口和第二出口的结构示意图。
图3是实施例1用于体现换热单元的结构示意图。
图4是图3中A部的放大图。
图5是实施例1用于体现换热板的结构示意图。
图6是实施例2的整体结构示意图。
图7是实施例2用于体现弹性气囊的结构示意图。
图8是图7中B部的放大图。
附图标记：1、上壳体；11、第一入口；12、第二入口；13、第一抗压弧板；14、连接管；15、第二管；16、环切槽；17、连接延边；2、下壳体；21、第一出口；22、第二出口；23、第二抗压弧板；3、换热单元；31、换热板；311、结构层；312、焊接层；32、外腔；33、内腔；34、第一封边；35、第二封边；4、进液流道；5、冷却流道；6、第一翅片；7、第二翅片；8、第三翅片；9、辅助密封板；91、单元板；92、连接板；93、螺栓；94、耐热密封垫；95、弹性气囊。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：一种铝合金内外双密封式板翅换热器，如图1、图2和图3，包括上壳体1、下壳体2以及位于上壳体1和下壳体2之间的若干换热单元3，若干换热单元3沿竖直方向分布，换热单元3包括两个换热板31，相邻两个换热板31相互拼接时会形成外腔32和内腔33，且外腔32围绕于内腔33外，若干个换热单元3层叠设置且相邻两个换热单元3中，其中一个换热单元3的外腔32与另一个换热单元3的内腔33相连通，此时相邻两个换热单元3的两个外腔32交错设置，从而所有的换热单元3在上壳体1和下壳体2之间形成进液流道4和冷却流道5，上壳体1上开设有与进液流道4相连通的第一入口11和与冷却流道5相连通的第二入口12，下壳体2上开设有与进液流道4相连通的第一出口21和与冷却流道5相连通的第二出口22。
如图3，进液流道4的外腔32包围冷却流道5的内腔33，冷却流道5的外腔32则包围进液流道4的内腔33，从而当冷却液以及待冷液分别通入第一入口11和第二入口12内时，冷却液充满在进液流道4内，待冷液充满在冷却流道5内，冷却液和待冷液可以充分的交错换热。上壳体1和下壳体2的厚度均设置为换热板31的五倍以上，多个换热单元3叠加在上壳体1和下壳体2之间，即使换热器内的压力过大，由于换热板31的两侧均具有液体，因此换热板31两侧的压力平衡，换热板31不易在液压的压力作用下起包或变形，而上壳体1和下壳体2的厚度较厚，结构强度较高，所以即使内外压力不等，也可以保持自身形状。这样的设置，提高了整个换热器的抗压能力和安全性。
如图3，上壳体1在对应下壳体2的第一出口21和第二出口22处设有向着下壳体2凸起的第一抗压弧板13，下壳体2对应上壳体1的第一入口11和第二入口12处设有向着上壳体1凸起的第二抗压弧板23，第一弧形板和第二弧形板分别延伸至最接近的内腔33内，第一出口21、第二出口22、第一入口11以及第二入口12处由于需要进出液而受到液体流动冲击，因此这四个点处的液压压力最大，此时第一抗压弧板13和第二抗压弧板23的凸起结构可以提高上壳体1和下壳体2在这部分区域的抗压能力，从而减少上壳体1和下壳体2在局部区域受压变形的可能。
如图3，两个换热板31相互拼接时在外腔32边缘形成第一封边34，内腔33边缘形成第二封边35，第一封边34朝外设置且向上弯曲，从而第一封边34的内壁部分与换热板31的外缘相贴合，第二封边35则沿水平方向朝内设置，这样的设置，使得两个换热板31之间连接面的面积大大提高，并且提高了两个换热板31之间的连接强度，减少两个换热板31之间的连接面在过高液压的作用下产生裂缝而漏液的可能，从而大大提高了两个换热板31之间的密封性以及抗压能力。
如图3和图4，上壳体1的外缘均设有连接延边17，连接延边17设置为U形，且U形的连接延边17的两边分别连接在最顶部的换热板31外缘和上壳体1外缘上，通过U形连接延边17将上壳体1和换热板31连接起来，可以提高换热板31和换热板31之间的连接面积，从而提高上壳体1与换热板31之间的连接强度和密封性。连接延边17和换热板31均包括一层结构层311和两层焊接层312（如图5），两层焊接层312分别位于结构层311的两侧，结构层311的材质设置为3003铝合金，熔点为650℃，焊接层312的材质设置为4104铝合金，熔点为580℃。需要连接两个换热板31时，操作者将两个换热板31搭接并加温至580℃~600℃，使的两个换热板31到达焊接层312的熔点，这时两个换热板31上的焊接层312相互融化并粘结在一起，但两个换热板31的结构层311仍然没有产生变形以保持换热板31的形状，再降温至常温即可将两个换热板31快速的连接在一起，并且3003铝合金和4104铝合金的结构强度、热传导性能均很高，可以提高换热器的结构强度和换热效率。同理的，连接延边17与换热板31和上壳体1的亦采用这种连接方式，上壳体1采用熔点高于或等于650℃的材料。
如图3，进液流道4的外腔32沿内周缘设有若干第二翅片7，进液流道4内的外腔32在与冷却流道5内的外腔32的交错处设有若干第一翅片6，第一翅片6和第二翅片7均可以提高进液流道4的内表面积，从而提高进液流道4与冷却液之间的换热效率。冷却流道5的外腔32沿内周缘设有若干第三翅片8，第三翅片8可以提高冷却流道5的内表面积，从而提高冷却流道5的外腔32与待冷液之间的换热效率。
如图3，上壳体1在第一入口11和第二入口12处均焊接有连接管14，连接管14外的上半部设有螺纹，连接管14内设有第二管15，第二管15的外周缘与连接管14的内壁相焊接，且第二管15的外周缘与连接管14的内壁之间设有环切槽16，环切槽16的深度不大于三分之二的第二管15长度，以保证第二管15和连接管14之间的连接强度，需要将外部管道连接在换热器上时，操作者将外部管道通过螺纹连接在连接管14上，此时外部管道上的密封圈嵌置在环切槽16内，以提高外部管道与连接管14之间的密封性，外部管道的出口端则延伸至第二管15内，从而液体可以从第二管15注入连接管14，然后再进入换热单元3内，由于连接管14的内径要大于第二管15，外腔32的内径又大于连接管14，因此可以对从第二管15进入的液体起到一个释压作用，从而减少液体进入换热器内时产生的冲击力。
实施例2：一种铝合金内外双密封式板翅换热器，与实施例1的不同之处在于，如图6、图7和图8，下壳体2上设有围绕换热单元3设置的辅助密封板9，辅助密封板9远离下壳体2的一端与上壳体1周缘相连，辅助密封板9由四个单元板91组成，四个单元板91分别位于换热单元3的四边且与换热单元3之间具有间隙，单元板91的四边向着背离换热单元3的方向均设有连接板92，连接板92朝外的一侧嵌置有耐热密封垫94，相邻的两个单元板91上的连接板92相互贴合并通过螺栓93固定，单元板91与上壳体1、下壳体2之间也通过连接板92相互贴合并通过螺栓93固定，此时四个单元板91组成辅助密封板9并将换热单元3外部密封，以对换热器进行二次密封，从而即使换热单元3之间产生裂缝而导致液体泄露，液体也能充满在辅助密封板9与换热单元3之间的间隙内，减少液体直接爆出的可能，提高了换热器的安全性。需要对换热单元3检修时，操作者拧下螺栓93即可拆除辅助密封板9，进而露出换热单元3。
如图6和图7，辅助密封板9与换热单元3之间设有若干个弹性气囊95，弹性气囊95由氟橡胶制成，以保证在高温下弹性气囊95仍能具有良好的弹性。换热器在进行换热时，液体本身的热量会传导至整个换热器，此时辅助密封板9与换热单元3之间间隙内的空气容易发生膨胀而对辅助密封板9和换热单元3产生压力，从而影响换热器的结构强度，弹性气囊95的设置则可以在空气膨胀时被压缩，从而给空气腾出膨胀空间，进而减少空气因膨胀而对换热器产生的压力，提高换热器的结构稳定性。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种铝合金板翅式换热器，其特征在于：包括上壳体(1)、下壳体(2)以及位于上壳体(1)和下壳体(2)之间的若干换热单元(3)，若干所述换热单元(3)沿竖直方向分布；
换热单元(3)：包括两个上下拼接的换热板(31)，两个所述换热板(31)相互拼接时形成外腔(32)和内腔(33)，所述外腔(32)围绕于内腔(33)外；
相邻两个所述换热单元(3)中，其中一个换热单元(3)的外腔(32)与另一个换热单元(3)的内腔(33)相连通，且相邻两个所述换热单元(3)的两个外腔(32)交错设置，从而所有的所述换热单元(3)在上壳体(1)和下壳体(2)之间形成进液流道(4)和冷却流道(5)，所述上壳体(1)上开设有与进液流道(4)相连通的第一入口(11)和与冷却流道(5)相连通的第二入口(12)，所述下壳体(2)上开设有与进液流道(4)相连通的第一出口(21)和与冷却流道(5)相连通的第二出口(22)。
2.根据权利要求1所述的铝合金板翅式换热器，其特征在于：所述进液流道(4)内的外腔(32)在与冷却流道(5)内的外腔(32)的交错处设有若干第一翅片(6)。
3.根据权利要求1所述的铝合金板翅式换热器，其特征在于：所述进液流道(4)的外腔(32)沿内周缘设有若干第二翅片(7)。
4.根据权利要求1所述的铝合金板翅式换热器，其特征在于：所述冷却流道(5)的外腔(32)沿内周缘设有若干第三翅片(8)。
5.根据权利要求1所述的铝合金板翅式换热器，其特征在于：所述上壳体(1)在对应下壳体(2)的第一出口(21)和第二出口(22)处设有向着下壳体(2)凸起的第一抗压弧板(13)，所述下壳体(2)对应上壳体(1)的第一入口(11)和第二入口(12)处设有向着上壳体(1)凸起的第二抗压弧板(23)。
6.根据权利要求1或5所述的铝合金板翅式换热器，其特征在于：所述上壳体(1)在第一入口(11)和第二入口(12)处均设有连接管(14)，所述连接管(14)外设有螺纹，所述连接管(14)内设有第二管(15)，所述第二管(15)的外周缘与连接管(14)的内壁相连。
7.根据权利要求6所述的铝合金板翅式换热器，其特征在于：所述第二管(15)的外周缘与连接管(14)的内壁之间设有环切槽(16)。
8.根据权利要求7所述的铝合金板翅式换热器，其特征在于：所述下壳体(2)上还设有围绕换热单元(3)设置的辅助密封板(9)，所述辅助密封板(9)远离下壳体(2)的一端与上壳体(1)周缘相连，所述辅助密封板(9)的内壁与换热单元(3)之间具有间隙。
9.根据权利要求8所述的铝合金板翅式换热器，其特征在于：所述辅助密封板(9)与换热单元(3)之间设有弹性气囊(95)。
10.根据权利要求9所述的铝合金板翅式换热器，其特征在于：所述辅助密封板(9)由若干个单元板(91)组成，若干所述的单元板(91)四边均设有连接板(92)，相邻的所述单元板(91)上的连接板(92)相互贴合并通过螺栓(93)固定，所述单元板(91)与上壳体(1)、下壳体(2)之间也通过连接板(92)相互贴合并通过螺栓(93)固定，两个所述连接板(92)之间、连接板(92)与上壳体(1)和下壳体(2)之间均设有耐热密封垫(94)。
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