CN113295024A - 一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器，在角孔的角孔第一密封面外围设置角孔第二密封面，相邻两个换热板片之间的角孔第二密封面相互焊接，而堆叠之后的最外侧两张板片的角孔第二密封面与前端板和后端板之间焊接；所述换热板片四周从边缘向内依次形成有边缘第一密封面、边缘导流槽和边缘第二密封面，由边缘第一密封面和边缘第二密封面配合构成由外向内的两组边缘密封结构，而对应两个换热板片上的边缘导流槽沿四周配合构成边缘导流通道。本发明能提高板式换热器边缘的密封性，同时能及时发现介质泄漏，防止整套系统报废，确保系统的安全运行，降低使用成本。

Description

一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器
技术领域
本发明涉及一种换热设备，尤其涉及一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器。属于节能换热器技术领域。
背景技术
在板式换热器中的换热器板片通常通过焊接、钎焊或粘合永久地相互连接。在换热器板片永久地相互连接的板式换热器中，换热器通常具有两个端板，其比换热器板更厚并且在板组中与两个相应的外部换热器板连接在一起。换热器板和端板通常具有多个端口孔，其形成用于不同介质的入口和出口。不同介质依靠板片之间的波纹形成的不同通道进行热交换，波纹之间相互交错的焊点使得不同通道之间相互隔离，互不干扰。
目前应用于气体和液体换热行业中的一种无折边板片的换热器结构，如图1所示，介质液体由换热器的入口进入，在换热器内部沿着自身的换热通道流动，最后从换热器出口排出，而介质气体是由换热器外部一侧进入换热器内部沿着自身的换热通道流动，最后由另一侧流出换热器，从而完成两种介质的热交换。目前还没有针对换热器角孔处以及，边缘位置防止不同介质之间泄漏的技术，通常发生泄漏将会伴随2种介质的混合，且无法及时预警，尤其应用与浸没式冷却行业中冷凝器，一旦发生泄漏将会使得给芯片冷却的介质由不导电变为导电这将会使得芯片全部被烧毁，造成难以估量的损失，现急需一种可解决上诉问题防止泄漏的换热器技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器，提高板式换热器角孔和边缘的密封性，同时能及时发现介质泄漏，防止整套系统报废，确保系统的安全运行，降低使用成本。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器，包括多个翻身堆叠的无折边换热板片，板片与板片之间采用铜箔或其它的钎料进行焊接，以及位于钎焊后的换热板片两侧的前端板和后端板，在所述前端板上设置有一对接管，所述一对接管与换热板片对应位置开设的角孔连通，并与换热板片表面的波纹形成介质换热通道，与接管进入的介质进行热交换的另一介质通过换热器侧面由无折边换热板片形成的敞口进入板片内部，在所述角孔的一周形成有角孔第一密封面，相邻两个换热板片之间的角孔第一密封面相互焊接，堆叠之后的最外侧两张板片的角孔第一密封面与前端板和后端板之间焊接，从而形成角孔第一道密封，在所述角孔的角孔第一密封面外围设置角孔第二密封面，相邻两个换热板片之间的角孔第二密封面相互焊接，而堆叠之后的最外侧两张板片的角孔第二密封面与前端板和后端板之间焊接，从而形成角孔第二道密封；
所述换热板片四周从边缘向内依次形成有边缘第一密封面、边缘导流槽和边缘第二密封面，位于堆叠后的最外侧两个换热板片的边缘第一密封面和边缘第二密封面分别与前端板和后端板焊接，其余换热板片两两一组焊接，由边缘第一密封面和边缘第二密封面配合构成由外向内的两组边缘密封结构，而对应两个换热板片上的边缘导流槽沿四周配合构成边缘导流通道。
优选地，在所述换热板片的角孔第一密封面和角孔第二密封面之间开设有角孔泄漏汇集信号孔。
优选地，所述角孔泄漏汇集信号孔与板片平面的高度为H，孔径6mm，角孔泄漏汇集信号孔为敞口式结构，底部宽度为12mm，开口宽度为18mm。
优选地，所述角孔泄漏汇集信号孔开设在板片每个角孔外围靠近换热板片工作区域，每个角孔位置的所述角孔第二密封面分别将角孔和泄漏汇集信号孔包围起来，所有换热板片上同一位置的泄漏汇集信号孔与前端板上对应位置开设的孔构成泄漏汇集信号通道。
优选地，在所述角孔泄漏汇集信号通道内，通过压力传感器的形式进行角孔泄漏信号捕捉或引流出来采用雨滴感应器形式进行信号捕捉。
优选地，在所述角孔第一密封面和角孔第二密封面之间设置一圈角孔导流槽，所述角孔导流槽与角孔泄漏汇集信号孔导通，相邻两块换热板片上的角孔导流槽相对布置之后形成角孔导流通道。
优选地，所述角孔导流槽的截面为敞口式结构，角孔导流槽的深度h为0.5H，底部宽度为1.5mm，槽口宽度为4mm。
优选地，所述角孔第一密封面和角孔第二密封面的宽度为3mm。
优选地，所述角孔导流槽的深度h为0.5H，H为板片的波纹深度，角孔导流槽为敞口式结构，角孔导流槽的底部宽度为2mm，上口宽度为4mm。
优选地，在所述换热板片的边缘导流槽任意位置开设有边缘泄漏信号孔，所述边缘泄漏信号孔与边缘导流槽相互导通。
优选地，所述边缘泄漏信号孔开设于换热板片的边缘圆角位置，数量至少一个。
优选地，所述边缘泄漏信号孔的直径为6mm，其深度为板片的波纹深度H。
优选地，在所述边缘泄漏信号孔内，通过安装接口采用压力传感器的形式进行泄漏信号捕捉或引流出来采用雨滴感应器进行信号捕捉。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明结构制造简单，结构可随板片压制时一同压制即可，无需增加过多成本；
2.本发明结构可以解决换热器因介质在角孔或四周侧边位置泄漏而导致一个系统中的介质流入另外一个介质系统中；
3.本发明结构可以将当一侧在角孔或四周发生泄漏时，将其排入结构中的信号孔中；
4.本发明结构当一种介质发生泄漏时，可以采用探测手段进行检测；
5.本发明结构当一种介质发生泄漏时，系统可继续运行，避免需突然停止系统运行带来损失。
附图说明
图1为现有无折边板式换热器的结构示意图。
图2为图1的纵向剖视图。
图3为图2的俯视图。
图4为图3中AA剖视图。
图5为图3中BB剖视图。
图6为本发明实施例中单张换热板片一侧的俯视图。
图7为图6中CC剖视图。
图8为图6中DD剖视图。
图9为本发明实施例中单张换热板片的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1-9，本实施例涉及一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器，应用于气体和液体换热行业，包括多个无折边的换热板片1，换热板片1进行翻身交替堆叠，板片与板片之间采用铜箔或其它的钎料进行焊接，以及位于钎焊后的换热板片1两侧的前端板2和后端板3，在所述前端板2上设置有两个接管4，所述两个接管4与换热板片1对应位置开设的角孔连通，并与换热板片1表面的波纹形成液体介质换热通道A；在一个换热器中由前端板至后端板，每两块板片的边缘形成开口结构，气体介质由换热器一侧的此种开口结构进入到换热器内的换热通道B，经过热交换后由换热器另一侧的此种开口结构排出。
对于板片四周边缘处的密封设计如下：
现有的上述换热器，在上述相邻开口结构的换热板片1边缘具有一定长度的密封面，由此密封面向内即为液体介质换热通道A，通过该密封面阻止气体介质进入到不属于自身的换热通道A中，防止两种介质相互串流，然而在实际使用或长时间试验过程中，偶尔发现这起到一道密封的板片结构会出现因为焊接问题或者其他工作时间、环境问到导致的密封失效，使得介质相互混合，致使换热器无法正常工作的问题。
为了解决上述的密封问题，在原密封面的中间位置内凹形成凹槽，所述凹槽沿板片边缘一圈设置，形成边缘导流槽102，所述边缘导流槽102的外侧形成边缘第一密封面103，内侧形成边缘第二密封面104，所述边缘第一密封面103和边缘第二密封面104的宽度为3mm，所述边缘导流槽102的深度h为0.5H，H为板片的波纹深度，边缘导流槽102为敞口式结构，边缘导流槽的底部宽度L1为2mm，上口宽度L2为4mm，由于换热板片1是通过翻身交替堆叠，从图上可以看出，最外侧的两张板片的边缘第一密封面103和边缘第二密封面104分别与前端板2和后端板3焊接，从第二张板片开始，以2-3,3-4......的方式配合，对应板片的边缘第一密封面103和边缘第二密封面104相互焊接形成边缘第一密封结构和边缘第二密封结构，两道边缘密封由换热器外侧向内侧布置，通过设置两道边缘密封来提高板片边缘的密封性，降低介质泄漏引起的风险。
上述实施例中描述的技术方案都是针对如何提高板片边缘位置的密封性，但是未解决在密封失效的情况下，如何及时发现泄漏，并且泄漏也不会影响系统正常运行的问题。
针对上述问题，本实施例中在所述换热板片1的边缘两个圆角位置分别设置有边缘泄漏信号孔105，所述边缘泄漏信号孔105与边缘导流槽102相互导通，所述边缘泄漏信号孔105的直径为6mm，其信号槽的深度为板片的波纹深度H，当外侧的介质向内侧泄漏时会流向边缘导流槽然后汇集到信号孔中，同理当内部介质发生泄漏时候会通过导流槽汇集到信号孔中，2者皆不会造成2种介质混合。根据上述原理，边缘泄漏信号孔105的位置可以设计在边缘导流槽102的任意位置，只要与边缘导流槽102导通即可，数量至少一个。
同时可以在该边缘泄漏信号孔105内，可安装接口采用压力传感器的形式进行泄漏信号捕捉或引流出来采用雨滴感应器等其它形式进行信号捕捉。
对于板片角孔处的密封设计如下：
现有的板片，在所述角孔的一周形成有角孔第一密封面1.1，角孔第一密封面1.1的宽度为3mm，相邻两个换热板片1之间的角孔第一密封面1.1相互焊接，而堆叠之后的最外侧两张板片的角孔第一密封面1.1与前端板2和后端板3之间焊接，从而形成第一道角孔密封，使得角孔形成的换热通道与板片工作区域之间形成密封结构，防止介质相互串流，然后在实际使用或长时间试验过程中，偶尔发现这起到一道密封的板片结构会出现因为焊接问题或者其他工作时间、环境问到导致的密封失效，使得介质相互混合，致使换热器无法正常工作的问题。
为了解决上述的密封问题，在所述角孔的角孔第一密封面1.1外围设置角孔第二密封面1.2，所述角孔第二密封面1.2从板片正面看呈一圈围绕角孔的凸圈构成，相邻两个换热板片1之间的角孔第二密封面1.2相互焊接，而堆叠之后的最外侧两张板片的第二密封面1.2与前端板2和后端板3之间焊接，从而形成第二道角孔密封，通过设置两道密封来提高角孔处的密封性，降低介质泄漏引起的风险。
上述实施例中描述的技术方案都是针对如何提高角孔位置的密封性，但是未解决在密封失效的情况下，如何及时发现泄漏，并且泄漏也不会影响系统正常运行的问题。
针对上述问题，本实施例中在所述换热板片1的角孔第一密封面1.1和角孔第二密封面1.2之间开设有角孔泄漏汇集信号孔1.3，所述角孔泄漏汇集信号孔1.3与板片平面的高度为H，孔径6mm为宜，角孔泄漏汇集信号孔1.3为敞口式结构，底部宽度L3＝12mm为宜，开口宽度L4＝18mm为宜，具体的在所述角孔外围靠近换热板片工作区域的位置分别开设有一个角孔泄漏汇集信号孔，每个角孔位置的所述角孔第二密封面1.2分别将角孔和角孔泄漏汇集信号孔包围起来，将角孔和泄漏汇集信号孔与板片换热工作区域隔离开来，所有换热板片1上同一位置的角孔泄漏汇集信号孔与前端板2或后端板3上对应位置开设的孔构成角孔泄漏汇集信号通道，所述前端板2或后端板3任一开设孔，这样使得由换热工作区域泄漏的介质或者角孔通道泄漏的介质均汇流至泄漏汇集信号通道内，而不至于发生两种不同介质的混合。
同时可以在该泄漏汇集信号通道内，可安装接口采用压力传感器的形式进行泄漏信号捕捉或引流出来采用雨滴感应器等其它形式进行信号捕捉。
从图5-6可以看出，所述泄漏汇集信号孔1.3仅是位于角孔附近的一个汇集孔，而整个板片或者角孔四周都有可能发生泄漏的情况，假使第一密封面或第二密封面的一处发生泄漏(两处同时出现泄漏的几率很低，本实施例中不考虑此种情况)，另一处密封完好，而发生泄漏的位置可能是远离角孔泄漏汇集信号孔1.3的，那么泄漏介质会在此处造成堵塞，无法顺利流入角孔泄漏汇集信号孔1.3内，从而无法通过探测手段对是否发生泄漏进行探测，为此，在所述角孔第一密封面和角孔第二密封面之间设置一圈角孔导流槽1.4，所述导流槽1.4的截面为敞口式结构，角孔导流槽的深度h为0.5H为宜，底部宽度L1＝1.5mm为宜，槽口宽度L2＝4mm为宜，所述角孔导流槽1.4与泄漏汇集信号孔1.3导通，相邻两块换热板片上的角孔导流槽1.4相对布置之后形成角孔导流通道，那么当一种介质从角孔泄漏进角孔导流通道或者另一种介质从通道流进角孔导流通道皆可汇集到角孔泄漏汇集信号通道内，这样当发生介质泄漏时也不会相互影响，系统可以正常运行。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器，包括多个翻身堆叠的无折边换热板片，板片与板片之间采用铜箔或其它的钎料进行焊接，以及位于钎焊后的换热板片两侧的前端板和后端板，在所述前端板上设置有一对接管，所述一对接管与换热板片对应位置开设的角孔连通，并与换热板片表面的波纹形成介质换热通道，与接管进入的介质进行热交换的另一介质通过换热器侧面由无折边换热板片形成的敞口进入板片内部，在所述角孔的一周形成有角孔第一密封面，相邻两个换热板片之间的角孔第一密封面相互焊接，堆叠之后的最外侧两张板片的角孔第一密封面与前端板和后端板之间焊接，从而形成角孔第一道密封，其特征在于：
在所述角孔的角孔第一密封面外围设置角孔第二密封面，相邻两个换热板片之间的角孔第二密封面相互焊接，而堆叠之后的最外侧两张板片的角孔第二密封面与前端板和后端板之间焊接，从而形成角孔第二道密封；
所述换热板片四周从边缘向内依次形成有边缘第一密封面、边缘导流槽和边缘第二密封面，位于堆叠后的最外侧两个换热板片的边缘第一密封面和边缘第二密封面分别与前端板和后端板焊接，其余换热板片两两一组焊接，由边缘第一密封面和边缘第二密封面配合构成由外向内的两组边缘密封结构，而对应两个换热板片上的边缘导流槽沿四周配合构成边缘导流通道。
2.根据权利要求1所述的一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器，其特征在于：在所述换热板片的角孔第一密封面和角孔第二密封面之间开设有角孔泄漏汇集信号孔，所述泄漏汇集信号孔与板片平面的高度为H，孔径6mm。
3.根据权利要求1所述的一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器，其特征在于：在所述换热板片的边缘导流槽任意位置开设有边缘泄漏信号孔，所述边缘泄漏信号孔与边缘导流槽相互导通。
4.根据权利要求2所述的一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器，其特征在于：在所述角孔第一密封面和角孔第二密封面之间设置一圈角孔导流槽，所述角孔导流槽与角孔泄漏汇集信号孔导通，相邻两块换热板片上的角孔导流槽相对布置之后形成角孔导流通道。
5.根据权利要求2所述的一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器，其特征在于：所述泄漏汇集信号孔开设在板片每个角孔外围靠近换热板片工作区域，每个角孔位置的所述第二密封面分别将角孔和泄漏汇集信号孔包围起来，所有换热板片上同一位置的泄漏汇集信号孔与前端板上对应位置开设的孔构成泄漏汇集信号通道。
6.根据权利要求3所述的一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器，其特征在于：所述边缘泄漏信号孔开设于换热板片的边缘圆角位置，数量至少一个，所述边缘泄漏信号孔的直径为6mm，其深度为板片的波纹深度H。
7.根据权利要求1或4所述的一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器，其特征在于：所述边缘导流槽和角孔导流槽的深度h为0.5H，H为板片的波纹深度，导流槽为敞口式结构，底部宽度为2mm，上口宽度为4mm。
8.根据权利要求2或3所述的一种角孔及四周高密封防泄漏板式换热器，其特征在于：在所述边缘泄漏信号孔和角孔泄漏信号孔内，通过安装接口采用压力传感器的形式进行泄漏信号捕捉或引流出来采用雨滴感应器进行信号捕捉。
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