CN205537250U - 一种螺杆空压机余热回收专用的螺旋蜂窝板片式换热器 - Google Patents

Abstract

一种螺杆空压机余热回收专用的螺旋蜂窝板片式换热器，其包括上下夹板、中间隔板及层叠装配的换热金属板片，层间密封垫板，压紧螺杆。上夹板与中间隔板之间为气体与水的换热区，中间隔板与下夹板之间为油与水的换热区。换热金属板片是自内往外冲压成螺旋型凹凸槽沟的金属板片A、金属板片B，凸凹槽沟的形状为弧形或多边形。金属板片A、B的大小尺寸相等，不同之处在于两种板片螺旋槽沟区域的槽沟凸凹的方向相反。两种板片层叠安装后，形成了自媒质内进出口孔至媒质外进出口孔的螺旋蜂窝式媒质通道，媒质通道长、进出口压差小、换热效率高、流道通畅、无堵塞，冷媒出口温度与热媒进口温度差距小，适应空压机余热回收及低温媒质的热量交换。

Description

一种螺杆空压机余热回收专用的螺旋蜂窝板片式换热器

一、技术领域

本实用新型涉及一种换热器，具体说是一种螺杆空压机余热回收专用的螺旋蜂窝板片式换热器。

二、背景技术

现用在螺杆空压机热能回收的换热器主要有板片式换热器、螺旋板式换热器、列管式换热器等，但在使用过程均存在一些问题：

公知板式换热器换热效率虽高但媒质流道短，因进、出口的压差太大，不能做成多流程用在油回路，压差会明显降低压缩机头喷油嘴处的油压力，继而减少喷油量使空压机不能正常工作。短流道使冷媒质一次升温不高，并且需大流量循环加热，冷媒温度接近需求温度时换热效率逐渐降低，热媒的温度降不下来只能靠空压机原散热系统散热，热能损失过大。水通道易结垢、堵塞，化学冲洗有死区、拆开清洗时间长费用高、一般适合冷端媒质升温范围小流量大的场合、冷端媒质需循环加热才能达到较高的温度、电能消耗量大，且不能吸收高压高速空气的热量，又损失近三成的热能。

螺旋板式换热器虽有一次换热冷媒质温升高、不宜堵塞等优点，但换热壁较厚、媒质通道耐压力低，体积大、质量重，需消耗大量的钢材，成本较高。换热温度不稳定时产生的热应力会撕裂换热壁端部造成设备故障或设备报废。换热器在卷制时需在换热壁上焊接数千或数万个定位柱，焊渣、焊溜及脱落的定位柱跟随高速循环的润滑油流动，严重威胁着空压机的安全。

列管式换热器虽然通道耐压力高，但是换热效率低、体积大成本高、污垢清洗困难、一般适合冷端媒质升温范围小流量大的场合、冷端媒质需循环加热才能达到较高的温度，电能消耗量大、换热温度不稳定时产生的热应力容易撕裂管程端部的焊接点造成设备故障或设备报废。并同样存在热能损失过大、不适应吸收高压高速空气的热能，热能进一步损失。

三、发明内容

为了克服现用几种换热器热能损失过大、热媒质进出口压差大、水通道易结垢、堵塞，冷媒质一次换热温升较低及热应力变化撕裂间壁，不适用气体换热及成本较高的问题，本实用新型提供一种换热器，该换热器不仅换热效率高、媒质进、出口的压差小；通道长、煤质流动通畅、无死角、不易堵塞、易化学清洗等；整机无一处焊接、流道清洁、流道截面积大，不受变化的热应力的影响、更适应多种媒质换热，包括高压空气及蒸汽等。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种螺杆空压机余热回收专用的螺旋蜂窝板片式换热器，由大小相同的压制成螺旋状槽沟的薄壁金属板片A和金属板片B及两种金属板片层间蜜封垫板、中间隔板、上下夹板、加紧螺杆等组成。A、B两种金属板片的大小相同，两种金属板片同等位置压制的螺旋槽沟凸凹的方向相反；在两只金属板片外沿相同处设置了两个媒质外进、出口孔，在两只金属板片 中心相同处设置了两个媒质内进、出口孔，并在两只金属板片中心相同处设置了压紧螺杆孔，在两只板片的媒质外进、出口孔外侧及媒质的内进、出口孔外侧、两只板片的外沿内侧设置了蜜封垫板槽，在两只板片媒质外进、出口孔对称位置设置了定位开口孔。根据换热面积的不同取相应数量的A、B板片依次叠装并相应安装好密封垫板、下夹板、中间隔板、上夹板，然后用加紧螺杆将上下夹板压紧。下夹板与中间隔板之间安装的A、B两种金属板片是热媒质润滑油、冷媒质水的换热区，中间隔板与上夹板之间安装的A、B两种金属板片是热煤质气体、冷媒质水的换热区。

本实用新型的有益效果是：

热媒质润滑油、热媒质高压气的进、出口压差小，不影响空压机的运行参数，热媒质润滑油、热媒质气体与冷媒质水的热能转换率较高，冷媒质水的一次换热温升在低于热媒质进口温度以下任意设置，不需要循环加热，减少电力消耗，稳定的换热过程可控制回油温度达到恒定，使空压机在恒温下运转，本换热器承受媒质的压力高，体积小、重量轻，媒质在易产生湍流的流道内流动，传热效率高。螺旋凸凹槽具有足够的弹性，不受热应力变化的影响。螺旋通道媒质流通顺畅、阻力小、无死角，不宜堵塞。现场化学清洗方便、快速，大大延长了拆开清洗的周期。适应多钟媒质换热，包括高压空气及蒸汽等。

四、附图说明

图1是本实用新型一种螺旋蜂窝板片式换热器的结构示意图。

图中：1、下夹板，2、上夹板，3、中间隔板，4、压紧螺杆，5、A、B两种金属板片，6、高温气体入口，7、冷气体出口，8、温油出口，9、热油入口，10、热水出口，11、冷水入口。

图2是本实用新型螺旋凸凹槽沟金属板片A的平面示意图及横向剖视图。

图中：18、19、媒质外进出口，16、21、媒质内进出口，15、17、螺杆孔，14、20、蜜封垫板槽沟。

13、螺旋凸槽，22、螺旋凹槽，12、23、定位开口孔，螺旋槽沟区域的实线为凸型槽沟的中心线、虚线为凹型槽沟的中心线。

图3是本实用新型螺旋凸凹槽沟金属板片B的平面示意图及横向剖视图。

图中：25、螺旋凸槽，24、螺旋凹槽。

图4是金属板片A与金属板片B层叠装配后的横向剖视图。

图中：27、层间密封垫板，26、两种金属板片层叠装配后形成的蜂窝状横截面示意图。

图5是密封垫板平面图。

图中：28、密封垫板卦耳，29、外沿密封垫板，30媒质外进出口孔密封垫板，31、媒质泄露信号孔，32、外沿密封垫板双面开口槽，33、媒质内进出口孔密封垫板双面开口槽，34、媒质内进出口孔二道密封垫板，35、媒质内进出口孔密封垫板，36、加紧螺杆孔密封垫板，37、媒质内进出口孔密封垫板双面开口槽，38、媒质内进出口孔二道密封垫板双面开口槽。

五、具体实施方式

在图1中，下夹板1与金属板片A、B媒质外进出口孔、媒质内进出口孔同等位置设置了同等尺寸的孔，热油入口9通过管道及下夹板1与金属板片A、B的媒质内进口孔联通，温油出口8通过管道及下夹板1与金属板片A、B的媒质外出口孔联通，冷水入口11通过管道及下夹板1、中间隔板3与金属板片A、B的媒质外进口孔联通，热水出口10通过管道及下夹板1与金属板片A、B的媒质内出口孔联通，高温气体入口6通过管道及上夹板2的孔与金属板片A、B的媒质内进口孔联通，低温气体出口7通过管道及上夹板2的孔与金属板片A、B的媒质外出口孔联通，冷水先与气体热交换再通过中间隔板的孔与热油热交换。金属板片A与金属板片B经定位点定位上下依次层叠安装在下夹板1上，后安装中间隔板3，再在中间垫板3上面安装金属板片A、B及上夹板2，然后用压紧螺杆4将上下夹板压紧。

在图2、图3中，首先按一定的外型尺寸将薄壁金属板冲剪下料，在用模板分别压制成螺旋状槽沟的金属板片A、金属板片B，金属板片A与金属板片B的大小相同，两种板片同等位置压制的螺旋槽沟的方向相反，在两板片外沿相同位置设置了媒质外进出口孔18、19，在两板片中心相同位置设置了媒质内进出口孔16、21，并设置了压紧螺杆孔15、17，在两板片的媒质外进出口孔与媒质内进出口孔外侧及板片的外沿设置了蜜封垫板槽沟14、20，在两板片外沿媒质外进出口孔对称位置设置了定位开口孔12、23，在A型板片上压制了螺旋凸槽13与螺旋凹槽22，在B型板片上压制了螺旋凸槽25与螺旋凹槽24。

在图4中，金属板片A与金属板片B分别粘好层间密封垫板27，再经定位点定位上下依次层叠安装，金属板片A的凸槽顶面与金属板片B的凹槽底面相接触，形成了蜂窝状换热区26。

在图5中，密封垫板的形状与金属板片A、金属板片B的密封垫板槽沟的形状相同，并用模板一次压制成外沿密封垫板29，媒质外进出口孔密封垫板30，媒质泄露信号孔31，外沿密封垫板双面开口槽32，媒质内进出口孔密封垫板双面开口槽33，媒质内进出口孔二道密封垫板34，媒质内进出口孔密封垫板35，加紧螺杆孔密封垫板36，媒质内进出口孔密封垫板双面开口槽37，媒质内进出口孔二道密封垫板双面开口槽38，A-A是媒质泄露信号孔的横截面剖视图，B-B是密封垫板双面开口槽横截面剖视图，D-D是密封垫板横截面剖视图。

Claims (3)

1.一种螺杆空压机余热回收专用的螺旋蜂窝板片式换热器，由尺寸相同的压制成螺旋状槽沟的薄壁金属板片A和金属板片B及两种金属板片层间蜜封垫板、换热器中间隔板、上下夹板、加紧螺杆、媒质进口管道、出口管道组成；其特征是：下夹板与中间隔板之间安装的A、B两种金属板片是热媒质润滑油、冷媒质水的换热区，中间隔板与上夹板之间安装的A、B两种金属板片是热煤质气体、冷媒质水的换热区，热媒质气体的入口管道与气体的出口管道安装在换热器的上方，热媒质油的入口管道与出口管道及冷媒质水的入口管道与出口管道安装在换热器的同一侧的下方。

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征是：金属板片A、金属板片B的大小尺寸相同，两种金属板片同等位置压制的螺旋槽沟凸凹的方向相反；在两只金属板片外沿相同处设置了两个媒质外进、出口孔，在两只金属板片中心相同处设置了两个媒质内进、出口孔，并在两只金属板片中心相同处设置了压紧螺杆孔，在两只板片的媒质外进、出口孔外侧及媒质内进、出口孔外侧、两只板片的外沿内侧设置了蜜封垫板槽，在两只板片媒质外进、出口孔对称位置设置了定位开口孔，自媒质内进、出口孔至媒质外进、出口孔以媒质内进、出口孔为中心压制了多道螺旋凸凹槽沟，凸凹槽沟的横截面形状为弧形或多边形。

3.根据权利要求1所述的换热器，其特征是：层间密封垫板分为媒质外进、出口孔密封垫板与外沿密封垫板及媒质内进、出口孔密封垫板与媒质内进、出口孔二道密封垫板，其尺寸大小与形状分别同两只板片的媒质外进、出口孔外侧及两只板片的外沿内侧设置的蜜封垫板槽、两只板片的媒质内进、出口孔外侧设置的密封垫板槽相同，并在媒质外进出口孔一只密封垫板上及外沿密封垫板上的一段设置了双面开口槽让媒质流通，同时在与其同一侧的媒质内进出口孔的密封垫板上及媒质内进出口孔二道密封垫板上的一段设置了双面开口槽让媒质流通，而且在另一个全密封的媒质内进出口孔密封垫板外面、媒质内进出口孔二道密封垫板内侧的加紧螺杆孔密封垫板段设置了媒质泄露信号孔及全密封的媒质外进出口孔密封垫板的外测的外沿密封垫板段上设置了媒质泄露信号孔。