CN201368692Y - 复合材料制换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种换热器，具体为一种复合材料制换热器。本换热器包括由聚丙烯或碳钢制成的壳体、设置在壳体内的并由石墨改性F46制成的换热管、设置在换热管两端由聚四氟乙烯制成的管板、设置在管板外侧由碳钢制成的封头。所述的封头的内侧面上喷涂有聚全氟乙丙烯涂层。本实用新型具有优异的耐腐蚀性、较高的耐温性及较高的使用压力(管程≤1MPa，壳程≤0.5MPa)，使这种换热器应用领域更宽，且造价不高，易被广大用户接受。

Description

复合材料制换热器

技术领域

本实用新型是一种换热器，具体为一种复合材料制换热器。

背景技术

换热器亦称热交换器，广泛用于化工、冶金、制药等许多工业领域中。由于其使用的温度、压力和介质不同，所以换热器要由不同的材料来制成。目前制作换热器的材料主要有碳钢、不锈钢、钛、铝、铅、铜、玻璃、塑料、石墨等。

换热器有许多结构型式，如列管式、喷淋式、螺旋板式、平板式等。其中以列管式应用量最大，占换热器应用量的40％左右。

虽然目前有很多种由不同材料制成的列管式换热器，但其在使用上却有一定的局限性，都只能应用于一定的使用范围，这种范围是由制作材料及使用温度、压力、介质种类决定的。对于用非金属材料制成的列管式换热器具有耐压低、耐温低的缺点；而对于用金属材料制成的换热器具有耐蚀性差的缺点。

浓盐酸，尤其是高温浓盐酸，是一种强腐蚀性介质，使用场合很多，这种介质除金属钛制换热器外，其它材料制的换热器均不能应用。而金属钛价格昂贵，使用其制作的换热器造价很高，一般企业难以承受。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服了现有的列管式换热器耐压低、耐温低、耐蚀性差的不足，提供了一种复合材料制换热器。该换热器中的各个部件采用不同的材料制成，这样换热器具有耐温高、耐压高、耐腐蚀性强、应用领域广泛、造价低等优点。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。本换热器包括由聚丙烯或碳钢制成的壳体、设置在壳体内的由聚全氟乙丙烯占49～54wt％、石墨占45～50wt％、偶联剂占0.5～1wt％三种混合而成的材料制成的换热管、设置在换热管两端由聚四氟乙烯制成的管板、设置在管板外侧由碳钢制成的封头。所述的封头的内侧表面上喷涂有聚全氟乙丙烯涂层。

在由碳钢制成的壳体的内侧表面喷涂有聚全氟乙丙稀涂层。

换热管与管板之间的连接结构为：在管板上用于换热管穿过的孔内加工有深度为部分管板厚度的扩大孔，由聚四氟乙烯制成的紧固件设置在该扩大孔内并通过螺纹与管板连接，在紧固件的底部和管板之间还设置有由橡胶制成的O型密封圈。

在O型密封圈和紧固件之间设置有由聚丙烯、聚全氟乙丙烯或聚四氟乙烯制成的环形板。

这种用不同材料制作的构件装配成的列管式换热器，其管程可耐任何介质(包括王水)的腐蚀，长期使用温度可高达200℃，使用压力≤1MPa。其壳程可视使用条件来选择构件，其压力≤0.4MPa，温度≤110°，对于腐蚀性不强的介质，可选用聚丙烯(PP)制作，如介质腐蚀性强(PP不耐)，可选用碳钢壳内喷涂F46来制作，这样，壳程使用温度亦可高达200℃，使用压力可达0.5MPa。

这种不同的构件由不同的材料制作而成的换热器，其应用领域广泛。可适用于一般金属不耐蚀、非金属材料耐温、耐压低不能应用的场合，其造价比金属钛制换热器低得多，可代替金属钛制换热器。

附图说明

图1固定管板式换热器

图2换热管与管板连接结构图

图中：1、壳体，2、换热管，3、管板，4、封头，5、环形板，6、紧固件，7、O型密封圈。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

实施例1：

如图1所示，列管式换热器包括壳体1、设置在壳体1内的换热管2、设置在换热管2两端的管板3、以及设置在管板3外侧的封头4。

壳体1(包括接管)可视使用条件采用聚丙烯(PP)、碳钢或碳钢壳体内层喷涂F46来制成。如为碳钢壳体内层喷涂F46，则换热的壳程也可在强腐蚀性介质、温度≤200℃、压力≤0.5MPa的条件下应用。

管板3采用聚四氟乙烯(F4)来制成。

封头4可采用金属或聚丙稀制成。如管程介质腐蚀性强，温度高(≤200℃)，则采用碳钢封头，在碳钢封头的内侧面喷涂有聚全氟乙丙烯(F46)。

非金属材料制换热器有一重要缺陷，就是换热管2与管板3的连接结构不牢。为此，本实施例种采用了一种新型的连接结构，具体为：在管板3上用于换热管2穿过的孔内加工有深度为部分管板厚度的扩大孔，紧固件6设置在该扩大孔内并通过螺纹与管板3固连，在紧固件6的底部和管板3之间设置有O型密封圈7，在O型密封圈7和紧固件6之间设置有环形板5。环形板5可视使用条件，采用聚丙烯、聚全氟乙丙烯或聚四氟乙烯制成。紧固件6采用聚四氟乙烯(F4)来制成，“O”型密封圈7视使用条件用不同种类的橡胶来制成。

换热管2为采用石墨改性的F46制成，具体改性材料组份如下：聚全氟乙丙烯占49wt％、天然鳞片状石墨粉占50wt％、偶联剂选用的是钛酸酯占1wt％，将三种材料在常温下混合，用混合后的材料制成换热管2。

聚全氟乙丙烯(F46)具有极强的耐腐蚀性能，可耐王水及所有腐蚀性介质，其长期使用温度可达200℃。天然鳞片状石墨粉也具有F46的耐蚀性，其使用温度可更高，将二者混合并加偶联剂，用塑料挤出机制成Φ20×2mm或其它规格的的石墨改性聚全氟乙丙烯换热管也具有前述性能，其换热管的使用压力可达1MPa。这种换热管的换热性能比纯金属差，但比塑料、搪瓷、玻璃制的换热管高很多，可以代替钛管制换热器，用于较高压力、温度的强腐蚀性介质中，且造价不高，易被用户接受。

本实施例种的换热器，其管程可耐强腐蚀性介质，可长期在≤200℃温度，压力≤1MPa的使用条件下应用。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅采于用于制成换热管2的材料组份不同。本实施例中的材料组份按质量百分比，分别为：聚全氟乙丙烯占54wt％、石墨占45wt％、钛酸酯占1wt％。

实施例3：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅采于用于制成换热管2的材料组份不同。本实施例中的材料组份按质量百分比，分别为：聚全氟乙丙烯占50wt％、石墨占49.5wt％、钛酸酯占0.5wt％。

实施例4：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅采于用于制成换热管2的材料组份不同。本实施例中的材料组份按质量百分比，分别为：聚全氟乙丙烯占54wt％、石墨占45.3wt％、钛酸酯占0.7wt％。

Claims (4)

1、复合材料制换热器，其特征在于：包括由聚丙烯或碳钢制成的壳体(1)、设置在壳体(1)内的换热管(2)、设置在换热管(2)两端由聚四氟乙烯制成的管板(3)、设置在管板(3)外侧由碳钢制成的封头(4)，所述的封头(4)的内侧表面上喷涂有聚全氟乙丙烯涂层。

2、根据权利要求1所述的复合材料制换热器，其特征在于：在由碳钢制成的壳体(1)的内侧表面喷涂有聚全氟乙丙稀涂层。

3、根据权利要求1或权利要求2所述的复合材料制换热器，其特征在于：换热管(2)与管板(3)之间的连接结构为：在管板(3)上用于换热管(2)穿过的孔内加工有深度为部分管板厚度的扩大孔，由聚四氟乙烯制成的紧固件(6)设置在该扩大孔内并通过螺纹与管板(3)连接，在紧固件(6)的底部和管板(3)之间设置有由橡胶制成的O型密封圈(7)。

4、根据权利要求3所述的复合材料制换热器，其特征在于：在O型密封圈(7)和紧固件(6)之间设置有由聚丙烯、聚全氟乙丙烯或聚四氟乙烯制成的环形板(5)。

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