CN207180430U - 碳化硅换热器及换热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换热器技术领域，尤其是涉及一种碳化硅换热器及换热系统。该碳化硅换热器，包括封头和壳体；封头与壳体通过卡合件相连接，其中，卡合件具有卡台部和穿孔部，卡台部和穿孔部相连接，封头的周向具有卡槽，卡台部与卡槽相卡合，穿孔部与壳体通过第一螺栓连接。该换热系统，包括碳化硅换热器。本实用新型有效的将大直径的搪玻璃封头与金属壳体固定连接一起，保证了搪玻璃封头与金属壳体连接的密封性，从而保证了碳化硅换热器的使用安全，有利于碳化硅换热器的推广和运用。

Description

碳化硅换热器及换热系统

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，尤其是涉及一种碳化硅换热器及换热系统。

背景技术

碳化硅换热器具有高强度、耐高温、高导热和全面的耐酸碱腐蚀特性，特别适用于高温、高压、强酸强碱腐蚀、高速气体冲刷、颗粒磨损等苛刻工况条件。

由于碳化硅材料不能直接做成封头，很多腐蚀条件下，碳化硅换热器的封头需用其它材质来制作，封头与壳体采用法兰相连接的方式需要参照现有的化工行业标准来操作。

但是，按照现有的化工行业标准对大直径的封头(即直径不小于DN450规格的封头)均不适用，采用法兰的方式不能有效的将封头与壳体固定于一起，以保证碳化硅换热器的使用安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种碳化硅换热器及换热系统，以解决现有技术中存在的对大直径的封头，采用法兰的方式不能有效的将封头与壳体固定于一起，以保证碳化硅换热器的使用安全的技术问题。

本实用新型提供了一种碳化硅换热器，包括封头和壳体；所述封头与所述壳体通过卡合件相连接，其中，

所述卡合件具有卡台部和穿孔部，所述卡台部和所述穿孔部相连接，所述封头的周向具有卡槽，所述卡台部与所述卡槽相卡合，所述穿孔部与所述壳体通过第一螺栓连接。

进一步地，还包括第一管板和第二管板，所述第一管板和所述第二管板位于所述封头与所述壳体之间，且所述第一管板靠近所述封头，所述第二管板远离所述封头；所述第一管板与所述第二管板之间设置有定位销或定位环。

进一步地，所述壳体的内部设置有多根碳化硅换热管，且多根所述碳化硅换热管的轴向相互平行；所述碳化硅换热管的端部穿设于所述第一管板和所述第二管板中。

进一步地，所述卡合件为块状结构或环状结构。

进一步地，所述卡槽内设置有缓冲垫；

和/或，所述卡台部的表面覆有缓冲层。

进一步地，所述封头为搪玻璃封头。

进一步地，所述壳体为金属壳体。

进一步地，所述第一管板的材质为PTFE；所述第二管板的材质为金属。

进一步地，所述卡合件的材质为金属。

本实用新型还提供了一种换热系统，包括所述的碳化硅换热器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的碳化硅换热器，包括封头和壳体；封头与壳体通过卡合件相连接，其中，卡合件具有卡台部和穿孔部，卡台部和穿孔部相连接，封头的周向具有卡槽，卡台部与卡槽相卡合，穿孔部与壳体通过第一螺栓连接。通过使卡合件的卡台部与封头的周向的卡槽相卡合后，再通过卡合件的穿孔部与壳体之间采用第一螺栓连接，以实现封头与壳体的快速安装；另外，由于卡台部与卡槽相卡合后，第一螺栓能够将穿孔部和壳体相向拉紧，从而使得卡台部能够抵压卡槽的槽底，以加强卡合件与封头的固定连接的性能；综上，该碳化硅换热器实现了有效的将大直径的封头与壳体固定连接一起，保证了封头与壳体连接的密封性，从而保证了碳化硅换热器的使用安全，有利于碳化硅换热器的推广和运用。

本实用新型还提供的换热系统，包括碳化硅换热器。基于上述分析可知，该换热系统保证了碳化硅换热器的使用安全，有利于碳化硅换热器的推广和运用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的碳化硅换热器的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图3为图1中B处的局部放大示意图；

图4为本实用新型实施例一中卡合件的剖视图(主视)；

图5为本实用新型实施例一中卡合件的结构示意图(俯视)；

图6为本实用新型实施例二提供的碳化硅换热器的局部结构示意图；

图7为本实用新型实施例三提供的碳化硅换热器的结构示意图。

图中：

201-封头；202-壳体；203-卡合件；204-卡台部；205-穿孔部；206-卡槽；207-第一螺栓；208-螺母；209-螺栓通孔；210-第一管板；211-第二管板；212-定位销；213-密封垫片；214-碳化硅换热管；215-定环；216-限位槽；217-抵接凸台；218-折流拉杆；219-挡板；220-支撑板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

由于碳化硅材料不能直接做成封头，很多腐蚀条件下，碳化硅换热器的封头需用其它材料来制作，法兰的连接方式需要参照HG/T 2105-2006《搪玻璃设备活套法兰》和HG/T2054-2007《搪玻璃设备卡子》或者JB/T 4700～4007-2000《压力容器法兰》。现有技术标准HG/T 2105-2006《搪玻璃设备活套法兰》和HG/T 2054-2007《搪玻璃设备卡子》对大直径(≧DN450)碳化硅换热器的封头连接均不适用，其中HG/T 2105-2006《搪玻璃设备活套法兰》适用最大法兰直径为DN400；HG/T 2054-2007《搪玻璃设备卡子》中卡子长度有限不能将壳体一起固定。另外，钢衬四氟封头具有局限性，真空条件下不适合，超过200℃高温条件下不适合。这些现有技术条件限制了碳化硅换热器的推广和运用。因此为了解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种碳化硅热器及换热系统，图1和图7中，只示出了壳体的一部分。

实施例一

参见图1至图5所示，本实用新型实施例提供了一种碳化硅换热器，包括封头201和壳体202；封头201与壳体202通过卡合件203相连接，其中，卡合件203具有卡台部204和穿孔部205，卡台部204和穿孔部205相连接，封头201的周向具有卡槽206，卡台部204与卡槽206相卡合，穿孔部205与壳体202通过第一螺栓207连接。

具体而言，壳体202的两端均连接有封头201。封头201的壳体202连接端具有外翻的卷边，该卷边形成卡槽206，卡槽206呈环形。卡台部204与穿孔部205为一边体结构。穿孔部205上开设有螺栓通孔209，第一螺栓207穿过螺栓通孔209，并与螺母208配合使用。需要说明的是，第一螺栓207上还设置有弹簧垫圈。

本实用新型实施例提供的碳化硅换热器，通过使卡合件203的卡台部204与封头201的周向的卡槽206相卡合后，再通过卡合件203的穿孔部205与壳体202之间采用第一螺栓207连接，以实现封头201与壳体202的快速安装，连接效果好，安装方便。；另外，由于卡台部204与卡槽206相卡合后，第一螺栓207能够将穿孔部205和壳体202相向拉紧，从而使得卡台部204能够抵压卡槽206的槽底，以加强卡合件203与封头201的固定连接的性能；综上，该碳化硅换热器实现了有效的将大直径的封头201与壳体202固定连接一起，保证了封头201与壳体202连接的密封性，从而保证了碳化硅换热器的使用安全，有利于碳化硅换热器的推广和运用。

该实施例可选的方案中，碳化硅换热器还包括第一管板210和第二管板211，第一管板210和第二管板211位于封头201与壳体202之间，且第一管板210靠近封头201，第二管板211远离封头201；第一管板210与第二管板211之间设置有定位销212或定位环。

具体而言，第一管板210与封头201之间设置密封垫片213。第二管板211与壳体202之间设置有密封垫片213。第一管板210的板面上开设有第一定位槽，第二管板211的板面上开设有第二定位槽，定位销212或定位环限位于第一定位槽和第二定位槽内。通过设置定位销212或定位环，能够实现第一管板210与第二管板211之间不会发生径向的错位；并且增加了第一管板210与第二管板211之间的受力面。第一螺栓207还分别穿过第一管板210和第二管板211，进一步保证了第一管板210与第二管板211之间不会发生径向借位。需要说明的是，当采用定位环时，第一定位槽和第二定位槽均为环状的凹槽，这样定位环由于第一定位槽和第二定位槽所限定时，能够更有效的防止第一管板210与第二管板211之间的径向错位的发生。该实施例中，第一管板210与第二管板211之间设置有定位销212。

该实施例可选的方案中，定位销212或定位环的数量为多个。

该实施例可选的方案中，壳体202的内部设置有多根碳化硅换热管214，且多根碳化硅换热管214的轴向相互平行，碳化硅管换热管与封头201的内腔相连通；碳化硅换热管214的端部穿设于第一管板210和第二管板211中，且碳化硅换热管214与第一管板210之间通过密封圈密封，碳化硅换热管214与第二管板211之间通过密封圈密封。由于设置了定位销212或定位环，从而保证了在碳化硅换热管214的安装和拆卸时，碳化硅换热管214能够精确穿过第一管板210和第二管板211，防止了在安装和拆卸碳化硅换热管214时，双管板的错位引起的碳化硅换热管214的损坏。

需要说明的是，另外，第一管板210与第二管板211之间还可以穿设多根拉杆，将第一管板210和第二管板211连接在一起，拉杆分别穿设于第一管板210和第二管板211中，拉杆分别与第一管板210和第二管板211密封连接；通过设置拉杆可以使双管板的板面上也能够直接受力(也就是说双管板的中部也能够得到足够的压力)，从而保证并增加了双管板与封头201及壳体202的密封性能，从而有利于换热器的大型化。

该实施例可选的方案中，卡合件203为块状结构或环状结构。具体而言，该实施例中，卡合件203为块状结构，卡合件203的数量为多个，多个卡合件203沿卡槽206的圆周均匀分布。需要说明的是，当卡合件203为环状结构，即卡合件203的圆心与卡槽206圆心同心。

需要说明的是，还可以在卡槽206内设置有缓冲垫；卡台部204的表面覆有缓冲层。这样可以防止卡槽206的槽缘由于卡台部204施加的压力而损坏。缓冲层可为以四氟垫片或弹性材质层。

该实施例可选的方案中，封头201为搪玻璃封头。

该实施例可选的方案中，壳体202为金属壳体或钢衬四氟壳体。

该实施例可选的方案中，第一管板210的材质为PTFE；第二管板211的材质为金属，制作第二管板211的金属可以为碳钢、钽金属或锆金属。

该实施例可选的方案中，卡合件203的材质为金属，这样可以抗拉强度及抗冲击强度性能优异。制作卡合件203的金属可以为碳钢、钽金属或锆金属。需要说明的是，卡合件203的可以为铸件工艺、板材工艺或锻件工艺制成，其中锻件工艺的性能最优；另外，卡合件由车床加工制作，这样可以更好地贴合搪玻璃封头的卡槽。

综上所述，该碳化硅换热器实现了有效的将大直径的搪玻璃封头与金属壳体固定连接一起，保证了搪玻璃封头与金属壳体相连接的密封性。

实施例二

本实施例二中的碳化硅换热器是在实施例一基础上的改进，实施例一中公开的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例二公开的内容。

参见图6所示，该实施例中，第一管板210的周缘开设有环形槽，环形槽内设置有定环215，定环215的外周缘开设有限位槽216。卡合件203的穿孔部205连接有抵接凸台217，抵接凸台217与限位槽216的槽壁相抵接，这样当卡合件203第一螺栓207的拉紧下，抵接凸台217能够沿限位槽216的槽壁运动，即起到导向作用；由于抵接凸台217与限位槽216相配合，因此卡合件203的卡台部204压紧卡槽206时，整个卡合件203不会发生倾斜，避免了卡台部204可能损坏卡槽206的情况发生。

实施例三

本实施例三中的碳化硅换热器是在实施例一或实施例二基础上的改进，实施例一或实施例二中公开的技术内容不重复描述，实施例一或实施例二公开的内容也属于本实施例三公开的内容。

参见图7所示，该实施例中，壳体202内设置有折流装置，折流装置包括折流拉杆218；折流拉杆218上固定有挡板219；碳化硅换热管214穿设于挡板219上；折流拉杆218的两端分别固定连接有支撑板220，用以支撑折流拉杆218和挡板219。碳化硅换热管还穿过支撑板，且碳化硅换热管的管径小于支撑板上供碳化硅换热管穿过的通孔的孔径。

具体而言，挡板219上设置有导向孔，碳化硅换热管214穿设于导向孔中，且导向孔的孔径大于碳化硅换热管214的管径。

该实施例可选的方案中，支撑板220与壳体202之间设置有导向件，用于使支撑板220沿碳化硅换热管214的轴向方向定向移动；折流拉杆218和挡板219能够随着支撑板220沿碳化硅换热管214的轴向方向移动。

具体而言，导向件为设置于壳体202内的导轨，导轨的延伸方向与碳化硅换热管214的轴向方向平行，支撑板220上设置与导轨相对应的导向槽；或，导向件为设置于支撑板220上的导向块，壳体202内设置与导向块相对应的导向槽，导向槽的延伸方向与碳化硅换热管214的轴向方向平行。

该实施例提供的碳化硅换热器，通过将挡板219固定折流拉杆218上，并在折流拉杆218的两端固定支撑板220，这样挡板219的重量便由折流拉杆218和支撑板220所支撑，挡板219对碳化硅换热管214起支撑作用，而不是碳化硅换热管214支撑挡板219，从而避免了损坏碳化硅换热管214的情况发生，并且简化了安装结构，降低了成本，安装方便，便于维修。

实施例四

本实用新型实施例四提供了一种换热系统，包括实施例一至实施例三中任一实施例提供的碳化硅换热器。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

Claims (10)

1.一种碳化硅换热器，其特征在于，包括封头和壳体；所述封头与所述壳体通过卡合件相连接，其中，

所述卡合件具有卡台部和穿孔部，所述卡台部和所述穿孔部相连接，所述封头的周向具有卡槽，所述卡台部与所述卡槽相卡合，所述穿孔部与所述壳体通过第一螺栓连接。

2.根据权利要求1所述的碳化硅换热器，其特征在于，还包括第一管板和第二管板，所述第一管板和所述第二管板位于所述封头与所述壳体之间，且所述第一管板靠近所述封头，所述第二管板远离所述封头；所述第一管板与所述第二管板之间设置有定位销或定位环。

3.根据权利要求2所述的碳化硅换热器，其特征在于，所述壳体的内部设置有多根碳化硅换热管，且多根所述碳化硅换热管的轴向相互平行；所述碳化硅换热管的端部穿设于所述第一管板和所述第二管板中。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的碳化硅换热器，其特征在于，所述卡合件为块状结构或环状结构。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的碳化硅换热器，其特征在于，所述卡槽内设置有缓冲垫；

和/或，所述卡台部的表面覆有缓冲层。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的碳化硅换热器，其特征在于，所述封头为搪玻璃封头。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的碳化硅换热器，其特征在于，所述壳体为金属壳体。

8.根据权利要求2或3任一项所述的碳化硅换热器，其特征在于，所述第一管板的材质为PTFE；所述第二管板的材质为金属。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的碳化硅换热器，其特征在于，所述卡合件的材质为金属。

10.一种换热系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的碳化硅换热器。