CN207703042U - 一种氟塑料管式液-液换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氟塑料管式液‑液换热装置，能使换热介质连续流过氟塑料薄壁微管来加热或冷却受热槽中的大体积的具有强腐蚀性的静态待处理液，并在快速升温或降温到与交换热介质几乎相同的温度，之后在恒温条件下待处理液与其它试剂完成化学反应过程。包括受热槽，该受热槽内安装由多根氟塑料薄壁微管组成的换热管束，其两端为换热介质进口端和出口端，该换热管束呈U型分布；倒U型机架支座横跨在所述受热槽上，该机架支座上安装喇叭状机架，该机架顶部安装有电动机和减速器，该减速器通过联轴器联接搅拌轴，所述搅拌轴上安装有搅拌器，所述搅拌器位于受热槽内、接近换热管束U型底。

Description

一种氟塑料管式液-液换热装置

技术领域

本实用新型涉及化工、轻工、制药、农药、制碱、染料、冶金及电镀生产中具有强腐蚀介质的液-液热交换设备领域，尤其涉及一种氟塑料管式液-液换热装置。

背景技术

随着新型材料的发展和国家对环保的进一步重视，加之节能减排对企业的经济效益的影响，使得传统的金属材料(如碳钢、不锈钢、钛等)换热器在强酸碱性和强氧化性换热体系中易于腐蚀、结垢和使用寿命短等不利因素的影响，氟塑料换热器随着时代的要求应运而生。氟塑料换热器是近几年发展起来的用于强腐蚀介质中的防腐换热设备，目前的研究主要作为高效烟气换热器设备的换热元件，用于烟气余热深度回收和进一步除尘，取得了可喜的效果。

氟塑料换热器采用氟塑料作为换热材质，主要是由于氟塑料具有优良的性能，如：具有极佳的耐腐蚀性能(除熔融金属钠和液氟外，可耐所有酸、碱、盐及其它一切化学药品)、表面不粘性(表面不易沾污结垢，具有自清洁作用)，耐热性能好(使用温度在-200～200℃范围)，耐老化性能好和使用寿命长(户外使用寿命长达20年)、质量轻、摩擦系数小等优点。

目前，氟塑料换热器的研究主要集中在高效烟气换热器设备的换热元件。但氟塑料换热器作为用于化工、轻工、制药、农药、制碱、染料、冶金及电镀生产中具有强腐蚀介质的液-液换热器设备的换热元件的研究鲜见报道，尤其适于大容量恒体积强腐蚀静态液体的恒高温或恒低温要求的热交换处理的氟塑料管式换热器还未见报道。化学惰性材料氟塑料换热器对加热溶液酸碱腐蚀性体系没有特殊要求，用氟塑料薄壁微管制作大容量恒体积强腐蚀液体的换热器具有广阔的应用前景。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种氟塑料管式液-液换热装置，能使换热介质连续流过氟塑料薄壁微管来加热或冷却受热槽中的大体积的具有强腐蚀性的静态待处理液，并在快速升温或降温到与交换热介质几乎相同的温度，之后在恒温条件下待处理液与其它试剂完成化学反应过程。

本实用新型采用技术方案的基本构思是：包括受热槽，该受热槽内安装由多根氟塑料薄壁微管组成的换热管束，其两端为换热介质进口端和出口端，该换热管束呈U型分布；倒U型机架支座横跨在所述受热槽上，该机架支座上安装喇叭状机架，该机架顶部安装有电动机和减速器，该减速器通过联轴器联接搅拌轴，所述搅拌轴上安装有搅拌器，所述搅拌器位于受热槽内、接近换热管束U型底。

所述的换热管束的两臂上设有长方体垂直保护框架，底部设有长方体水平保护框架，该水平保护框架内沿宽度方向固定有限位板，该限位板上设有供换热管束通过的中央穿管槽，所述水平保护框架上面铺设有保护盖板，所述垂直保护框架、水平保护框架、限位板和保护盖板上均开设阵列小圆孔。

所述进口端和出口端通过连接法兰分别连接进口管和出口管，所述进口端和出口端的结构相同，均包括管板和压板，所述管板、压板上均设有与氟塑料薄壁微管相对应的开孔，所述换热管束的氟塑料薄壁微管穿过所述管板开孔并形成翻边，所述压板通过沉头螺钉与所述管板连接，并将所述氟塑料薄壁微管的翻边紧紧压在该压板和管板之间使其固定。

本实用新型的有益效果是，本发明特别适应于腐蚀性极为严重的不宜采用金属换热器的换热工况中，可广泛应用于化工、轻工、制药、农药、制碱、染料、冶金及电镀生产中具有强腐蚀介质的液-液热交换处理；具有结构简单、加工和使用方便、换热效率高、质量轻、耐腐蚀、使用寿命长，适应性好、具有易于模块化的优点。该换热装置，能使换热介质连续流过氟塑料薄壁微管来加热或冷却受槽容器中的大体积的静态的强腐蚀性待处理液，并在快速升温或降温到与交换热介质几乎相同的温度(计算和设计合理时，二者温度相差一般在5℃范围内)，之后在恒温条件下待处理液与其它试剂完成化学反应过程的积极效果。受热槽内的搅拌器可在不同转速下搅拌，能促进氟塑料换热装置中液-液两相更好地微观混合，强化“三传一反”的化学反应过程，确保快速升温并在恒温条件下使的受热槽中的大体积的强腐蚀性待处理液与其它试剂完成化学反应过程。氟塑料换热器管板接头采用氟塑料薄壁微管翻边与压板压紧的方式连接，使得换热管与管板之间的连接变得简单方便，且连接更加可靠，不会泄露换热介质。

附图说明

图1是氟塑料管式液-液换热装置的结构示意图；

图2是换热管束的结构示意图；

图3是限位板的结构示意图。

图中：1-连接法兰I；2-压板I；3-管板I；4-管板II；5-压板II；6-连接法兰II；7-换热管束；8-长方体垂直保护框架II；9-小圆孔；10-氟塑料薄壁微管；11-长方体水平保护框架；12-限位板；13-中央穿管槽；14-保护盖板；15-长方体垂直保护框架I；16-受热槽盖板；17-受热槽；18-电动机；19-减速器；20-机架；21-机架支座；22-联轴器；23-搅拌轴；24-搅拌器。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，呈U型的换热管束7由多根管径细小的氟塑料薄壁微管10组成，换热管束7由长方体垂直保护框架II 8、长方体垂直保护框架I 15、长方体水平保护框架11、保护盖板14等保护装置保护，换热管束7底部水平部分由限位板12支撑固定限位。长方体垂直保护框架II 8、长方体垂直保护框架I 15、长方体水平保护框架11、保护盖板14、限位板12上均开设阵列小圆孔9，便于柔软的换热管束7的保护、限位和进行高效的热量交换。

限位板12使1-3行/列换热管束7恰好穿过中央穿管槽13；在长方体水平保护框架11沿宽度方向内侧焊接固定或插槽固定，沿长度方向设置1～8个限位板12，且定距分布，限位板12数量以换热管束7不下垂到底部为限，最好以微微下垂呈蛇形曲线状为佳，这样可以降低不稳定流动换热介质的冲击力，避免换热管束的冲击破裂风险。

氟塑料薄壁微管10的一端伸出到管板I 3的外部并设有翻边，压板I 2通过沉头螺钉与管板I 3连接，并将压板I 2压紧在管板I 3上，同时将氟塑料薄壁微管10的翻边紧紧压在压板I 2和管板I 3之间使氟塑料薄壁微管10固定。氟塑料薄壁微管10的另一端的连接方式与此完全相同，不再赘述。压板I 2、管板I 3、管板II 4、压板II 5上均设有与氟塑料薄壁微管10相对应的开孔。管板I 3与换热介质进口管通过连接法兰I 1连接，并将其紧靠的压板I 2压向管板I 3，压紧和固定压板I 2和管板I 3之间的氟塑料薄壁微管10的翻边；同理，管板II 4与换热介质出口管通过连接法兰II 6连接。

倒U型机架支座21横跨在受热槽17的外壳上面，机架支座21上安装喇叭状机架20，机架20顶部安装有电动机18和减速器19，减速器19的转轴穿过受热槽盖板16、通过联轴器22联接搅拌轴23，搅拌轴23上安装有搅拌器24，搅拌器24位于受热槽17内、接近换热管束7的U型底。搅拌器24在电动机18的带动下能够在不同转速下搅拌，能促进氟塑料换热装置中液-液两相更好地微观混合。

换热介质进口管中的换热介质经连接法兰I 1、压板I 2、管板I 3进入换热管束7，并在换热管束7中与受热槽中的待处理的腐蚀性的液体介质发生热交换过程，之后依次通过管板II 4、压板II 5、连接法兰II 6排出至换热介质出口管。其过程实现非接触式换热，在受热槽17中的强腐蚀性待处理溶液温度降低时，靠近换热面区域，溶液吸收热量温度升高，而换热管束7内的热介质放热而被冷却，实现热量交换，反之亦然。确保强腐蚀性待处理液在恒温条件下与其它试剂完成化学反应过程。

氟塑料薄壁微管10起换热管的作用，采用的氟塑料为聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)中的一种或两种。其直径为4～20mm范围内，最佳在4～10mm范围内，管壁厚度≤1.0mm，这样热交换效率更高。

受热槽17可以是圆柱形、长方体形或正方体形，最佳为与换热管束7更易匹配的长方体形或正方体形，受热槽17整体或受热槽内层衬里材料选用耐腐蚀的材质(如PP、PE塑料)制作。

长方体垂直保护框架II 8、长方体垂直保护框架I 15、长方体水平保护框架11、保护盖板14、限位板12的材质可选氟塑料，也可采用其它工程塑料(PE、PP塑料等)；长方体垂直保护框架II 8、长方体垂直保护框架I 15、长方体水平保护框架11采用热胀熔合焊接方式连接，保护盖板14在长方体水平保护框架11上端且二者采用热胀熔合焊接方式连接。管板I 3、管板II 4的材质可选与氟塑料薄壁微管10一致的氟塑料，也可采用其它工程塑料(PE、PP塑料等)；压板I 2、压板II 5采用柔软而且弹性好的氟橡胶板制作。

一个换热管束7含有50～500根氟塑料薄壁微管10，一个受热槽内可并列放置1-3个换热管束7，换热面积可达40m²以上，具体视换热容量而定；本氟塑料管式液-液换热器可串联安装在相邻受热槽之间使用，这样可以大大降低动力能耗和提高换热效率。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，其零部件的形状、所取名称等可以不同，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化、变动、修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型技术方案要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种氟塑料管式液-液换热装置，包括受热槽，该受热槽内安装由多根氟塑料换热管组成的换热管束，其两端为换热介质进口端和出口端，其特征在于，该换热管束呈U型分布；倒U型机架支座横跨在所述受热槽上，该机架支座上安装喇叭状机架，该机架顶部安装有电动机和减速器，该减速器通过联轴器联接搅拌轴，所述搅拌轴上安装有搅拌器，所述搅拌器位于受热槽内、接近换热管束U型底。

2.根据权利要求1所述的氟塑料管式液-液换热装置，其特征在于，所述的换热管束的两臂上设有长方体垂直保护框架，底部设有长方体水平保护框架，该水平保护框架内沿宽度方向固定有限位板，该限位板上设有供换热管束通过的中央穿管槽，所述水平保护框架上面铺设有保护盖板，所述垂直保护框架、水平保护框架、限位板和保护盖板上均开设阵列小圆孔。

3.根据权利要求1所述的氟塑料管式液-液换热装置，其特征在于，所述进口端和出口端通过连接法兰分别连接进口管和出口管，所述进口端和出口端的结构相同，均包括管板和压板，所述管板、压板上均设有与氟塑料薄壁微管相对应的开孔，所述换热管束的氟塑料薄壁微管穿过所述管板开孔并形成翻边，所述压板通过沉头螺钉与所述管板连接，并将所述氟塑料薄壁微管的翻边紧紧压在该压板和管板之间使其固定。