CN205718632U - 一种单侧无触点直通流道的板片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及板式热交换器技术领域，尤其涉及一种单侧无触点直通流道的板片，包括主传热面、均匀分布于主传热面的扰流波纹、承压波纹及沿板片长度方向由一端向另一端延伸的分程波纹，本实用新型作为一种板片结构，解决了现有技术中板片流道堵塞、积垢腐蚀、冷热介质温度交叉等问题。

Description

一种单侧无触点直通流道的板片

技术领域

本实用新型涉及板式热交换器技术领域，尤其涉及一种单侧无触点直通流道的板片。

背景技术

由于板式热交换器具有传热效率高、结构紧凑等优点，近年来，越来越多的传统管式热交换器应用工位被板式热交换器所替代。

在板式热交换器中，板片和板片之间通过触点相互接触与支撑，在触点和波纹的双重作用下，在板片两侧形成复杂的三维网状流道，流道形状沿介质流动方向不断变化，在流体转向的远端和波纹触点处，流动场会变得非常不均匀，在此影响下，对于含有颗粒或者易于积垢的操作介质，易于发生堵塞和积垢。

为了适应含有颗粒物介质的换热需求，现有技术大多是通过加大板间距以增加流道高度或通过减小流道长度以提高流动场均匀度的方式来解决，相应地，冷热介质的流动方式多为交错流，然而上述的一系列解决方案并不能完全解决现有问题，原因如下：

1.加大板间距，减小流道长度虽然可以减缓堵塞和结垢的发生，然而由于流道截面的变化、流向的转变、触点的存在，流道内不可避免地存在滞流区，长期操作后必然积垢和堵塞。

2.当冷热流体存在温位交叉时，单台设备无法满足传热要求，需要采用多台设备串联，加大了设备投资与占地面积，无形中削弱了板式热交换器的优势。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对含颗粒介质或易结垢的介质，提供一种解决板间流道堵塞、积垢等问题且能够适应冷热介质存在温位交叉的工况的单侧无触点直通流道的板片。

现有技术中的板片结构，板片之间依靠触点相互接触，在板片波纹与触点的作用下，介质流道为复杂的三维网状流，流场的不断变化、流向的不断变化，加之触点的催化作用，板间流道内的流动场会产生较大的不均匀性，在流速较低的滞留区与触点区域，易于发生颗粒物的堵塞和积垢。基于这个原理，本实用新型独创性地提出了无触点直通流道板片结构，即对于易堵塞或易积垢介质的流道，采用无触点直通流道结构。由于流道是直通流道，流道沿介质流通方向基本保持不变，同时又消除了触点的影响，因而从介质入口到出口，流动场基本保持一致，消除了颗粒物堵塞和积垢的前提条件，也就可以彻底地解决颗粒物堵塞和积垢问题。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现：

一种单侧无触点直通流道的板片，包括主传热面、均匀分布于主传热面的扰流波纹、承压波纹及沿板片长度方向由一端向另一端延伸的分程波纹，其特征在于：所述承压波纹与分程波纹相对于主传热面为凹波纹，多张所述板片组叠后，在板片两侧形成沿板片长度方向的纵向通道与沿板片宽度方向的横向通道，所述扰流波纹的高度小于横向通道的流道间距的1/2，所述承压波纹与分程波纹的高度等于纵向通道的流道间距的1/2，所述纵向通道内，承压波纹与承压波纹相对且形成触点、分程波纹与分程波纹相对且形成触点，在所述横向通道内，扰流波纹与扰流波纹相对且不形成触点。

所述扰流波纹为球冠形波纹、条形波纹、人字形波纹的一种或者组合并按网格或阵列方式布置，所述承压波纹为锥台形、梯台形、顶部为平面的球冠形中的一种或者组合并按网格或者阵列方式布置，所述分程波纹为沿板片长度方向贯通的或一端间断的平直波纹或近似平直波纹，所述分程波纹的间断处设有呈半圆弧形或折线形排列的折程波纹，所述折程波纹为连续的或者间断的波纹且相对于主传热面为凹波纹。

所述板片上设有一定间隔的沿板片宽度方向的连续的或者间断的支撑波纹或支撑条，所述支撑波纹相对于主传热面为凸波纹，所述支撑条相对于主传热面为凸台，所述支撑波纹的深度与支撑条的高度等于所述横向通道的流道间距的1/2。

一种单侧无触点直通流道的板片，其特征在于，包括主传热面、均匀分布于主传热面的扰流波纹与承压波纹及设于传热面一端并向另一端延伸的分程波纹，所述承压波纹相对于主传热面为凸波纹，所述分程波纹相对于主传热面为凹波纹，多张所述板片组叠后，在板片两侧形成沿板片长度方向的纵向通道与沿板片宽度方向的横向通道，所述扰流波纹的高度小于纵向通道的流道间距的1/2，所述承压波纹高度等于横向通道的流道间距的1/2，分程波纹的高度等于纵向通道的流道间距的1/2。

所述分程波纹为沿板片长度方向贯通的平直波纹，所述板片上设有一定间隔的沿板片宽度方向的连续的或者间断的支撑波纹或支撑条，所述支撑波纹相对于主传热面为凸波纹，所述支撑条相对于主传热面为凸台，所述支撑波纹的深度与支撑条的高度等于横向通道的流道间距的1/2，。

一种单侧无触点直通流道的板片，其特征在于，包括主传热面、均匀分布于主传热面的承压波纹及设于传热面一端并向另一端延伸的分程波纹，所述承压波纹与分程波纹相对于主传热面为凹波纹，多张所述板片组叠后，在板片两侧形成沿板片长度方向的纵向通道与沿板片宽度方向的横向通道，所述承压波纹与分程波纹的高度等于纵向通道的流道间距的1/2。

所述分程波纹为沿板片长度方向贯通的或一端间断的平直波纹，所述板片上设有一定间隔的沿板片宽度方向的连续的或者间断的支撑波纹或支撑条，所述支撑波纹相对于主传热面为凸波纹，所述支撑条相对于主传热面为凸台，所述支撑波纹的深度与支撑条的高度等于横向通道的流道间距的1/2，所述一端间断的分程波纹在波纹间断处设置有呈半圆弧形或折线形排列的折程波纹，所述折程波纹为连续的或者间断的波纹且相对于主传热面为凹波纹。

一种单侧无触点直通流道的板片，其特征在于，包括主传热面、均匀分布于主传热面的承压波纹及设于传热面一端并向另一端延伸的分程波纹，所述承压波纹相对于主传热面为凸波纹，所述分程波纹相对于主传热面为凹波纹，多张所述板片组叠后，在板片两侧形成沿板片长度方向的纵向通道与沿板片宽度方向的横向通道，所述承压波纹高度等于横向通道的板间流道间距的1/2。

所述分程波纹高度等于纵向通道的板间流道间距的1/2，所述分程波纹为沿板片长度方向贯通的平直波纹，所述板片上设有一定间隔的沿板片宽度方向的连续的或者间断的支撑波纹或支撑条，所述支撑波纹的深度与支撑条的高度等于板间流道间距的1/2，所述支撑波纹相对于主传热面为凸波纹，所述支撑条相对于主传热面为凸台。

本实用新型的有益效果是：

(1)多张板片组叠在一起后，在板片一侧形成无触点的直通流道，该直通流道横截面沿介质流动方向上基本保持不变且没有触点，介质流过该流道过程中流动场十分均匀，该流道作为用于处理含颗粒或易结垢介质的通道，彻底解决了现有板式热交换器中的堵塞和结垢问题。

(2)由于板片上设置了纵向的分程波纹，多张板片组叠后，在板片一侧形成纵向折程流道，横向穿过板片的介质A与沿纵向折程流道流动的介质B呈错逆流方式换热，用于处理存在温位交叉的介质换热，解决了现有板式热交换器必须多台串联才能解决温位交叉的问题。附图说明

附图说明

图1是本实用新型的板片结构示意图，

图2是本实用新型的C-C向剖视图，

图3是本实用新型的D-D向剖视图，

图4是本实用新型组叠后形成的C-C截面剖视图，

图5是本实用新型组叠后形成的D-D截面剖视图，

图6是在板片长度方向一端设置有折程波纹的板片结构示意图，

图7是折程数为大于1的奇数时，沿板长两端设置有折程波纹的板片结构示意图，

图8是折程数为大于2的偶数时，沿板长两端设置有折程波纹的板片结构示意图，

图9是设置有支撑波纹或支撑条的板片结构示意图，

图10是图9所示板片的E-E向剖视图，

图11是图9所示板片组叠为板束后沿板宽横向流道的截面剖视图。

图中：1.主传热面，2.扰流波纹，3.承压波纹，4.分程波纹，5.折程波纹，6.支撑波纹，7.支撑条，A.介质A，B.介质B。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

参阅图1所示，本实用新型的一种单侧无触点直通流道的板片，由主传热面1、扰流波纹2、承压波纹3及分程波纹4构成。参阅图2与图3所示，扰流波纹2相对于主传热面1为凸波纹，承压波纹3与分程波纹4相对于主传热面为凹波纹。参阅图4与图5所示，多张板片组叠后，在板片的一侧，承压波纹3与承压波纹3相接触形成触点，触点通过焊接的方式进行连接以满足承压要求，分程波纹4与分程波纹4相接触，可通过焊接方式实现密封以防止折流程的流体短路，在板片的另一侧，扰流波纹2的高度小于板间流道间距的1/2，因此组叠后在流道内扰流波纹2虽然相对但不会形成波纹触点。

结合图1及图2，图3，图4，图5，多张板片组叠后，板片的一侧形成无触点的直通流道，该流道作为易堵塞或者易结垢介质A的流道，而另外一侧形成有触点的流道，该流道作为较为清洁或不易结垢介质B的流道。由于介质A直通通过无触点的直通流道，介质流道沿流通方向基本不发生偏转与变化，加之没有触点的影响，因此在该流道内不会出现滞留区，因此不会产生结垢或者颗粒物堵塞。此外，由于板片上设置了分程波纹4，多张板片组叠后，分程波纹将介质B流道分成了两程，介质B通过板片第一程流道的左端流入，从右端流出，通过设置在板叠外部的管箱进行折返后，从第二程流道的右端流入，从左端流出，介质A横穿通过无触点流道，介质A与介质B在板片两侧形成错逆流换热，无需多台设备串联即可解决介质A与介质B温位交叉的问题。

承压波纹3通过触点解决板片的承压问题，触点的形状为锥台形、梯台形、顶部为平面的球冠形中的一种或者组合并按网格或者阵列方式布置，加强波纹通过扰流波纹起到加强板片刚度和强化传热的作用，其波纹形式可以是沿介质流通方向布置的球冠形波纹、条状波纹及网格状波纹的一种或者这三者的组合，波纹高度以小于板间流道高度的1/2且不引起滞留区为限。

很显然地，如图2、图3所示，当改变承压波纹3与扰流波纹相对于主传热面的方向时，即，承压波纹相对于主传热面调整为凸波纹，扰流波纹相对于主传热面调整为凹波纹或者凸波纹时，当多张板片组叠后，沿板长方向的纵向流道即变成了无触点的直通流道。进一步地，当板片只有承压波纹、分程波纹而无扰流波纹时，且承压波纹与分程波纹的特征与上述描述相同时，依然可以构成具有本实用新型的创新点的板片，该板片也应视为本实用新型的保护范围。

参阅图6所示，分程波纹4在一端开口，在该开口区内设置折程波纹5，折程波纹5对介质B起到导流的作用，介质B不流出板片即完成折返，相应地，板片组装成板束后在流体折返侧不需再设置管箱。相应地，折程波纹4的形状可以是圆弧形或折线形，波纹为连续的或者间断的。

参阅图7所示，沿板宽方向设置了数量为m(m为偶数)的分程波纹4，在分程波纹4的作用下，将B侧流道沿板宽方向分割成为m+1程流道，介质B从第一程的左侧流入，经过折程波纹5导流流入第二程，依次流过第三程，……，第m程，最终从第m+1程流道的右侧流出板片。

参阅图8所示，沿板宽方向设置了数量为n(n为奇数)的分程波纹4，在分程波纹4的作用下，将B侧流道沿板宽方向分割成为n+1程流道，介质B从第一程的左侧流入，经过折程波纹5导流流入第二程，依次流过第三程，……，第n程，最终从第n+1程流道的左侧流出板片。

参阅图9所示，沿板片长度方向设置了一定间隔的支撑波纹6和/或支撑条7。结合图10、图11所示，支撑波纹相对于主传热面1为凸波纹，多张板片组叠后，对介质A侧流道起支撑作用。支撑波纹6和支撑条7可以是连续的或者断续的，其数量根据要求可以增减。

结合图9、图10、图11所示，增设支撑波纹6或支撑条7，A侧流道仅仅沿板长方向被分割成了若干个小直通流道，介质A的流动形态与流动均匀性不受任何影响，仍然具备无滞留区、无波纹触点、流动场均匀、直通流道的特点，即，增设支撑波纹6或支撑条7后，板片的抗堵塞、抗结垢介质与未设置时完全一样。进一步地，支撑波纹6或者支撑条7可以设计成连续的或者间断的结构。

进一步地，构成板片的承压波纹、扰流波纹、折程波纹、支撑波纹均可以通过柱、筋等结构件替代，由此衍生出新的板片，具有与本实用新型相同的创新性与新颖性，该结构的板片也应被视为本实用新型的保护范围。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种单侧无触点直通流道的板片，包括主传热面、均匀分布于主传热面的扰流波纹、承压波纹及沿板片长度方向由一端向另一端延伸的分程波纹，其特征在于：所述承压波纹与分程波纹相对于主传热面为凹波纹，多张所述板片组叠后，在板片两侧形成沿板片长度方向的纵向通道与沿板片宽度方向的横向通道，所述扰流波纹的高度小于横向通道的流道间距的1/2，所述承压波纹与分程波纹的高度等于纵向通道的流道间距的1/2，所述纵向通道内，承压波纹与承压波纹相对且形成触点、分程波纹与分程波纹相对且形成触点，在所述横向通道内，扰流波纹与扰流波纹相对且不形成触点。

2.根据权利要求1中所述的一种单侧无触点直通流道的板片，其特征在于，所述扰流波纹为球冠形波纹、条形波纹、人字形波纹的一种或者组合并按网格或阵列方式布置，所述承压波纹为锥台形、梯台形、顶部为平面的球冠形中的一种或者组合并按网格或者阵列方式布置，所述分程波纹为沿板片长度方向贯通的或一端间断的平直波纹或近似平直波纹，所述分程波纹的间断处设有呈半圆弧形或折线形排列的折程波纹，所述折程波纹为连续的或者间断的波纹且相对于主传热面为凹波纹。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的一种单侧无触点直通流道的板片，其特征在于，所述板片上设有一定间隔的沿板片宽度方向的连续的或者间断的支撑波纹或支撑条，所述支撑波纹相对于主传热面为凸波纹，所述支撑条相对于主传热面为凸台，所述支撑波纹的深度与支撑条的高度等于所述横向通道的流道间距的1/2。

4.一种单侧无触点直通流道的板片，其特征在于，包括主传热面、均匀分布于主传热面的扰流波纹与承压波纹及设于传热面一端并向另一端延伸的分程波纹，所述承压波纹相对于主传热面为凸波纹，所述分程波纹相对于主传热面为凹波纹，多张所述板片组叠后，在板片两侧形成沿板片长度方向的纵向通道与沿板片宽度方向的横向通道，所述扰流波纹的高度小于纵向通道的流道间距的1/2，所述承压波纹高度等于横向通道的流道间距的1/2，分程波纹的高度等于纵向通道的流道间距的1/2。

5.根据权利要求4所述的一种单侧无触点直通流道的板片，其特征在于，所述分程波纹为沿板片长度方向贯通的平直波纹，所述板片上设有一定间隔的沿板片宽度方向的连续的或者间断的支撑波纹或支撑条，所述支撑波纹相对于主传热面为凸波纹，所述支撑条相对于主传热面为凸台，所述支撑波纹的深度与支撑条的高度等于横向通道的流道间距的1/2。

6.一种单侧无触点直通流道的板片，其特征在于，包括主传热面、均匀分布于主传热面的承压波纹及设于传热面一端并向另一端延伸的分程波纹，所述承压波纹与分程波纹相对于主传热面为凹波纹，多张所述板片组叠后，在板片两侧形成沿板片长度方向的纵向通道与沿板片宽度方向的横向通道，所述承压波纹与分程波纹的高度等于纵向通道的流道间距的1/2。

7.根据权利要求6所述的一种单侧无触点直通流道的板片，其特征在于，所述分程波纹为沿板片长度方向贯通的或一端间断的平直波纹，所述板片上设有一定间隔的沿板片宽度方向的连续的或者间断的支撑波纹或支撑条，所述支撑波纹相对于主传热面为凸波纹，所述支撑条相对于主传热面为凸台，所述支撑波纹的深度与支撑条的高度等于横向通道的流道间距的1/2，所述一端间断的分程波纹在波纹间断处设置有呈半圆弧形或折线形排列的折程波纹，所述折程波纹为连续的或者间断的波纹且相对于主传热面为凹波纹。

8.一种单侧无触点直通流道的板片，其特征在于，包括主传热面、均匀分布于主传热面的承压波纹及设于传热面一端并向另一端延伸的分程波纹，所述承压波纹相对于主传热面为凸波纹，所述分程波纹相对于主传热面为凹波纹，多张所述板片组叠后，在板片两侧形成沿板片长度方向的纵向通道与沿板片宽度方向的横向通道，所述承压波纹高度等于横向通道的板间流道间距的1/2。

9.根据权利要求8所述的一种单侧无触点直通流道的板片，其特征在于，所述分程波纹高度等于纵向通道的板间流道间距的1/2，所述分程波纹为沿板片长度方向贯通的平直波纹，所述板片上设有一定间隔的沿板片宽度方向的连续的或者间断的支撑波纹或支撑条，所述支撑波纹的深度与支撑条的高度等于板间流道间距的1/2，所述支撑波纹相对于主传热面为凸波纹，所述支撑条相对于主传热面为凸台。