CN1455221A - 板式换热管片及其制造方法和应用 - Google Patents

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李志明
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Abstract

本发明提供一种板式换热管片，包括板体，板体内设置有流道；一种板式换热管片的制造方法，包括下述步骤：(1)将两块金属板四周封边焊接或一块金属板对折后三边焊接封边形成未变形板体；(2)在未变形板体中根据所要形成流道的形状使相对的金属板在局部连结在一起；(3)使未变形板体的未连结部分变形膨胀形成流道。本板式换热管片结构简单、加工方便、安装形式灵活多样，能用于制成不同形式的应用于不同领域的换热器，如分别应用液－液传热、气－液传热、气体冷却、气体冷凝或粘稠液体换热等工艺过程的换热器，具有传热面积大、传热效率高、清洁维护方便的优点，应用范围广，市场前景好。

Description

板式换热管片及其制造方法和应用
                        技术领域
本发明涉及热交换设备领域，特别涉及一种板式换热管片及其制造方法和应用。
                        背景技术
板式换热器是一种新型高效换热设备，被广泛应用于石油、化工、冶金、机械、轻工、食品、医药、供热、制冷等行业，板式换热器传热效率高、体积较小。板式换热器主要是将传热板片叠放在一起构成，全部传热板片上的通孔连接在一起构成流体的流道，传热板片之间形成板间通道；这种换热器的传热板片(如专利号为ZL99258177.X的中国实用新型公开的一种“板式换热器的板片单元”或专利号为ZL00215020.4的中国实用新型公开的“一种新型传热板片”)存在结构复杂，加工成本高，清洗比较困难，流动阻力大，压力损失大的缺点；这种板式换热器的结构特征使其主要用于液体与液体之间的热交换，由于不能提供大孔径的气体流道，这种板式换热器基本上不能满足气体冷凝或粘稠液体的换热工艺要求。而现阶段，用于气体冷凝的主要设备是管壳式换热器和盘管式换热器，其中管壳式换热器的换热效率高，但所需的换热管多而长，换热器体积较大，制造成本高，生产工艺复杂，机械密封性能要求严格，而且亦存在难清洗的缺点。盘管式换热器也存在阻力大，焊点多等缺点。上述各换热设备存在的这些缺点，主要是由于各设备的换热单元在技术上存在的缺陷所决定的。
                        发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种换热效率高、压力损失小、结构简单、加工方便、安装形式灵活多样、清洗容易的板式换热管片。
本发明的另一目的在于提供一种上述板式换热管片的制造方法。
本发明的再一目的在于提供一种上述板式换热管片的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：本板式换热管片包括板体，板体内设置有流道。
所述板体可为一侧面保持平面，另一侧面凸出形成中空流道的形式；亦可为两侧面都向外凸出而形成中空流道的形式。
所述板体外表面可为光滑外表面；亦可为能提高换热效果的强化传热表面，如设置有外翅片等。
所述流道可根据板体的接合缝形状的不同而有所不同，如可为连续“S”形的曲折迂回的形状。
所述流道的截面形状可为圆形、椭圆形、橄榄形、方形、梯形以及其它不规则的形状，具体形根据换热器实际生产需要来确定。
所述流道的入口及出口位置可根据实际使用需要而灵活设置，如可位于板体的端角位置或板体的侧面。
所述流道的入口及出口与外部接口的连接方式可采用焊接或法兰连接的形式。
所述流道可水平设置，亦可沿流体流动方面与水平面倾斜设置以使流体能够在没有外部压力的情况下自由沿着流道流动。
制造上述板式换热管片包括下述步骤：(1)将两块金属板四周封边焊接或一块金属板对折后三边焊接封边形成未变形板体；(2)在未变形板体中根据所要形成流道的形状采用点焊或局部焊接的工艺使相对的金属板在局部连结在一起；(3)使未变形板体的未连结部分变形膨胀形成中空的板体结构，板体内中空的部分即形成流道。
所述使板体变形膨胀的具体方式可通过通入高压流体实现，所述高压流体可为高压气体或高压液体。
上述板式换热管片的制造方法也可包括以下步骤：(1)分别将形成板体的相对的两块金属板或一块金属板对折的两侧分别压制出相应的部分流道的形状；(2)将两块金属板相对设置或一块金属板的两侧相对折合设置使两边的部分流道相对合拢形成完整的流道；(3)将流道边缘的相对的接合边采用点焊或局部焊接或粘结的工艺相连结使其紧密接合在一起以保证所形成的流道的密封性，避免产生泄漏。
所述两块金属板不要求一定采用同一型号的金属板材，可采用物理性质和化学性质相同或不同的金属板材。
所述金属板如用于有水或腐蚀性流体参与换热时，该金属板的材质为防腐材料或经过防腐处理。
由上述制造方法制得的板式换热管片既可适用于一般的液-液传热，亦可应用于气-液传热、气体冷却、气体冷凝或粘稠液体换热等工艺过程。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：(1)利用本板式换热管片组成的板式换热器，其传热效率较一般的管壳式换热设备高50％以上(与换热工质的物理性质有一定的关系)，较一般形式的板式换热器压力损失小，实际传热面积增加，而且密封性较好，不易发生泄漏意外；(2)在清洗由本板式换热管片组成的板式换热器时，无需停止设备运行，因而相对于一般较难清洁的管壳式换热器和板式换热器，使用本板式换热管片的换热器清洁容易，维护较为方便，使用成本较低；(3)本板式换热管片结构简单、加工方便、安装形式灵活多样，能用于制成不同形式的应用于不同领域的换热器，如分别应用液-液传热、气-液传热、气体冷却、气体冷凝或粘稠液体换热等工艺过程的换热器；特别适合使用于其它形式换热器使用效果较差的蒸汽或粘稠液体的换热工艺过程。
                         附图说明
图1是本发明板式换热管片的结构示意图。
图2是图1所示板式换热管片的A-A剖视图。
图3是本发明板式换热管片的另一结构的示意图。
图4是图3所示板式换热管片的B-B剖视图。
                       具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
图1及图2示出了本发明的一种具体结构，由图1可见，本板式换热管片包括板体1，板体1内设置有流道2，流道2是由板体1上的焊接接合缝3分隔形成，其形状为连续“S”形的曲折迂回的形状，流道2的入口2-1及出口2-2分别位于板体1一侧的两个端角，入口2-1及出口2-2与外部接口的连接方式可采用焊接或法兰连接的形式；图2示出了流道2的截面形状，由图2可见，所述流道2的截面形状为橄榄形，流道2由两片金属板1-1、1-2相对配合并在接合缝3焊接连结而构成。
本板式换热管片的制造过程包括下述步骤：(1)将两块金属板1-1、1-2四周封边焊接形成相对贴合的未变形板体1；(2)在未变形板体1侧面根据所要形成的连续“S”形流道2的形状采用局部焊接的工艺形成焊接接合缝3使相对贴合的金属板1-1、1-2在焊缝处连结在一起；(3)通过吹入高压气体的方式使相贴合的两块金属板1-1、1-2的未焊接区域变形膨胀张开形成中空的板体结构，板体1内中空的部分即形成橄榄形流体流道2。
由上述方法制造的板式换热管片既可适用于装配一般的液-液换热器，亦可应用于气-液换热器、气体冷凝器或粘稠液体换热器等，应用范围较广，传热效率较高。
实施例2
图3及图4示出了本发明的另一种具体结构，由图3可见，本板式换热管片包括板体4，板体4内设置有流道5，流道5是由板体4上的焊接接合缝6分隔形成，其形状为连续“S”形的曲折迂回的形状，流道5的入口5-1及出口5-2分别位于板体4两侧的相对的两个端角，入口5-1及出口5-2与外部接口的连接方式可采用焊接或法兰连接的形式；图4示出了流道5的截面形状，由图4可见，所述流道5的截面形状为橄榄形，流道5由一块金属板对折的两侧4-1、4-2分别压制出相应的部分流道5-1、5-2的形状后相对贴合并在接合缝6焊接连结而成。
本板式换热管片的制造过程包括下述步骤：(1)将形成板体4的一块金属板对折的两侧4-1、4-2分别压制出相应的部分流道的形状；(2)将金属板压制出相应的部分流道的两侧4-1、4-2相对贴合设置使两边的部分流道5-1、5-2相对合拢形成完整的橄榄形流道5；(3)将橄榄形流道5边缘的相对的接合边采用点焊工艺形成焊接接合缝6使其紧密接合在一起以保证所形成的橄榄形流道5的密封性，避免产生泄漏。
上述板式换热管片既可适用于装配液-液换热器、气-液换热器、气体冷凝器或粘稠液体换热器等，应用范围较广，传热效率较高。

Claims (18)

1、一种板式换热管片，其特征在于：包括板体，板体内设置有流道。
2、根据权利要求1所述的板式换热管片，其特征在于：所述板体为一侧面保持平面，另一侧面凸出形成中空流道的形式，也可为两侧面向外凸出而形成中空流道的形式。
3、根据权利要求1所述的板式换热管片，其特征在于：所述板体外表面为光滑外表面；也可为设置有外翅片的强化传热表面。
4、根据权利要求1所述的板式换热管片，其特征在于：所述流道为连续“S”形的形状。
5、根据权利要求1所述的板式换热管片，其特征在于：所述流道的截面形状为圆形、椭圆形、橄榄形、方形、梯形。
6、根据权利要求1所述的板式换热管片，其特征在于：所述流道的入口及出口位于板体的端角位置或板体的侧面。
7、根据权利要求1所述的板式换热管片，其特征在于：所述流道的入口及出口与外部接口的连接方式采用焊接或法兰连接的形式。
8、根据权利要求1所述的板式换热管片，其特征在于：所述流道水平设置，也可沿流体流动方面与水平面倾斜设置。
9、一种板式换热管片的制造方法，其特征在于包括下述步骤：(1)将两块金属板四周封边焊接或一块金属板对折后三边焊接封边形成未变形板体；(2)在未变形板体中根据所要形成流道的形状使相对的金属板在局部连结在一起；(3)使未变形板体的未连结部分变形膨胀形成流道。
10、根据权利要求9所述的板式换热管片的制造方法，其特征在于：步骤(2)中局部连结的具体形式为采用点焊或局部焊接的工艺方式。
11、根据权利要求9所述的板式换热管片的制造方法，其特征在于：步骤(3)中所述使板体变形膨胀的具体方式为通入高压流体。
12、根据权利要求9所述的板式换热管片的制造方法，其特征在于：步骤(1)所述两块金属板的材料不同。
13、根据权利要求9所述的板式换热管片的制造方法，其特征在于：步骤(1)所述金属板为防腐材料或经过防腐处理。
14、一种板式换热管片的制造方法，其特征在于包括以下步骤：(1)分别将形成板体的相对的两块金属板或一块金属板对折的两侧分别压制出相应的部分流道的形状；(2)将两块金属板相对设置或一块金属板的两侧相对折合设置使两边的部分流道相对合拢形成完整的流道；(3)将流道边缘的相对的接合边相连结使其紧密接合在一起。
15、根据权利要求14所述的板式换热管片的制造方法，其特征在于：步骤(3)中所述连结接合边的具体形式为采用点焊或局部焊接或粘结的工艺方式。
16、根据权利要求14所述的板式换热管片的制造方法，其特征在于：步骤(1)所述两块金属板的材料不同。
17、根据权利要求14所述的板式换热管片的制造方法，其特征在于：步骤(1)所述金属板为防腐材料或经过防腐处理。
18、一种板式换热管片的应用，其特征在于：适用于液-液传热、气-液传热、气体冷凝或粘稠液体换热的工艺过程。
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