CN1455218A - 多板式热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热交换装置，尤其是多板式热交换器。具有至少三片热交换片，上部设置有器盖，下部设置有器底，相临两片热交换片间由垫圈相隔，整体通过紧固螺栓紧固密封，热交换片是由二个圆片形热交换板和一圈周边组成的密封体，周边上设置有与中间夹层相通的进出口，相临二片热交换片中的一片在中心开有一个与夹层不相通的通孔，另一片在靠近圆周处开有至少三个与夹层不相通的通孔。有益效果是，气体通路断面面积大，冷却面分布均匀，水通路的流速大，法兰面经过机械加工，所以平面度优良，在真空或加压情况下也不会产生泄漏现象。

Description

多板式热交换器

所属技术领域

本发明涉及一种热交换装置，尤其是多板式热交换器。

背景技术

热交换器是把热能从一种介质传导到另一种介质上的设备，可以降温也可以升温，主要有冷凝器、加热器等。圆形多板式冷凝器，由于被凝缩的气体与冷却面的接触非常良好，回路的阻力小，对高真空蒸馏非常有效，适用于各种化学工业、医药、食品工业。

目前，片式冷凝器的使用范围很广泛，一般由器盖、多片冷凝片、器底组成，多片冷凝片由垫圈相隔密封，冷凝片是一个具有夹层的密闭圆盘，整体上开有开口，叠加时，一层的开口设置有左边，下一层的开口设置在右边，冷凝片的夹层留有进水口与出水口，夹层内冷却水由器外弯头串联连接，也可按用户需要，组成并联或混联型式。

使用时，被凝缩气体的通路一般为冷凝片上的小口径开口(直径约60～70mm)，由于每片冷凝片只有一个通孔，叠加结构为180度的面相互重叠，这种结构流路阻力太大，圆周方面的流动较少，气体向直径方向直接流动，导致冷却面不能被全面地有效利用，而且冷凝片的两张铁板中的间隔太大，即夹层厚度大，导致堆积在内的冷却水太多，水流速度慢，容易造成结垢现象，污垢热阻系数增加，结果导致了冷却效果的减小。片式冷凝器加工精度要求很高，尤其是法兰结构上的平面部分加工困难，必须要用软质垫圈(厚度在20mm以上)来纠正法兰面的弯曲面，在真空或加压下操作的时候会对容器内部产生很大的压力，会将垫圈压的很偏，高度也会降低很多，压力非常高的时候甚至会将垫圈挤出法兰片，产生泄漏，因此这种结构的冷凝器在真空或加压状态下使用是非常困难的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种多板式热交换器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多板式热交换器，具有至少三片热交换片，上部设置有器盖，下部设置有器底，相临两片热交换片间由垫圈相隔，整体通过紧固螺栓紧固密封，热交换片是由二个圆片形热交换板和一圈周边组成的密封体，周边上设置有与中间夹层相通的冷却水进出口，相临二片热交换片中的一片在中心开有一个与夹层不相通的通孔，另一片在靠近圆周处开有至少三个与夹层不相通的通孔。

进一步的：热交换片上在中心开的与夹层不相通的通孔的直径为50mm～250mm，圆周处开的与夹层不相通的通孔的直径为20mm～80mm，热交换片上的通孔的面积与另一片热交换片上的所有通孔的面积之和相接近。

再进一步地：垫圈的厚度为1mm～10mm。

更进一步地：热交换片的厚度为30mm～100mm，直径为100mm～1500mm。

本发明的有益效果是，气体通路断面面积大，气体流路分布均匀，水通路的流速大，法兰面经过机械加工，所以平面度优良，在真空或加压情况下也不会产生泄漏现象。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明的圆周开孔的热交换片的结构示意图。

图4是图3的剖视图。

图5是本发明的中间开孔的热交换片的结构示意剖视图。

图6是本发明的工作原理示意图。

图7是原有技术的工作原理示意图。

图中：1、热交换片，11、热交换板，12、周边，13、中间夹层，14、冷却水进出口，15、通孔，16、通孔，2、器盖，3、器底，4、垫圈，5、螺栓。

具体实施方式

如图1、图2所示的多板式热交换器，一般具有十片热交换片1，根据需要，片数可以为3～20片，上部设置有器盖2，器盖2上设置有流体进口，下部设置有器底3，器底3下设置有流体出口，相临两片热交换片1间由垫圈4相隔，热交换片1的厚度为30mm～100mm，垫圈4的厚度为1mm～10mm，整体通过紧固螺栓5紧固密封，考虑到要工作时整体的热胀冷缩，可以在紧固螺栓5部位设置弹簧调节。

如图3、图4、图5所示，热交换片1是由二个从力学及耐压方面考虑来设计的曲面圆片形金属热交换板11和一圈周边12组成的，直径为100mm～1500mm，中间保留适当的间隔焊接而成的密封体，中间夹层的设计要求为从中间流过的冷却水的流速为至少1m/s，周边12上设置有与中间夹层13相通的冷却水进出口14，圆周部分向圆心约10mm～35mm的平面部分机械加工，此平面结构在组装时当作法兰面使用，与垫圈4密封结合时，可以使垫圈4的厚度大大减小而能达到相同的密封效果，相临二片热交换片1中的一片在中心开有一个与夹层13不相通的通孔15，另一片在靠近圆周处开有六个与夹层13不相通的通孔16，根据需要，通孔16的数量可以为3～36个。热交换片1上在中心开的与夹层13不相通的通孔15的直径为50mm～250mm，圆周处开的与夹层13不相通的通孔16的直径为20mm～80mm，热交换片1上的通孔15的面积与另一片热交换片1上的所有通孔16的面积之和相接近。

如图7所示的现有一般片式冷凝器，由于采用较小的单孔开口，且叠加时相互180°交叉，故增大了流体阻力，气体分布不均，易产生偏流，不适合在真空下使用，冷凝片的厚度大，冷却水流速慢，易结垢，且热交换效率低，一般使用20mm以上的垫圈，膨胀收缩大，易变形，耐压低，尤其在较真空下使用时，常常发生泄漏。

与图7所示的原有片式冷凝器相比，如图6所示的多片式热交换器，被冷却气体由气盖2的进口进入，再经多个冷凝片1冷却，最后从器底3流出，与此同时，冷却水则从器底3的冷却水进口进入中间夹层13，与气体进行热交换，最后由气盖2的冷却水进口流出。由于采用相邻冷凝片上一个为单孔设计，一个为六孔设计，使流体从集中到分散，再到集中又到分散，充分与冷凝片的面接触，提高了热交换效率，同时，减小冷凝片的厚度，提高了冷却水的流速，与同等面积的冷凝器比较，传热效率增加了25％以上，并且不易结垢，采用1～10mm的垫圈，膨胀收缩小，耐高压，冷凝片的面积和气体进出口的大小可以根据用户的需要而改变。

Claims (4)

1.一种多板式热交换器，具有至少三片热交换片(1)，上部设置有器盖(2)，下部设置有器底(3)，相临两片热交换片(1)间由垫圈(4)相隔，整体通过紧固螺栓(5)紧固密封，热交换片(1)是由二个圆片形热交换板(11)和一圈周边(12)组成的密封体，周边(12)上设置有与中间夹层(13)相通的冷却水进出口(14)，其特征是：相临二片热交换片(1)中的一片在中心开有一个与夹层(13)不相通的通孔(15)，另一片在靠近圆周处至少开有三个与夹层(13)不相通的通孔(16)。

2.根据权利要求1所述的多板式热交换器，其特征是：所述热交换片(1)上在中心开的与夹层(13)不相通的通孔(15)的直径为50mm～250mm，圆周处开的与夹层(13)不相通的通孔(16)的直径为20mm～80mm，热交换片(1)上的通孔(15)的面积与另一片热交换片(1)上的所有通孔(16)的面积之和相接近。

3.根据权利要求1所述的多板式热交换器，其特征是：所述垫圈(4)的厚度为1mm～10mm。

4.根据权利要求1所述的多板式热交换器，其特征是：所述热交换片(1)的厚度为30mm～100mm，直径为100mm～1500mm。

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