CN210051200U - 一种承压型板式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种承压型板式换热器，包括上端板、下端板以及整齐层压在上、下端板之间的系列换热板，相邻换热板之间形成分别供冷/热介质交替流通的换热流道，每张换热板上设有角孔，同一角孔a贯通形成流体通道，流体通道分别对应连通换热流道，上端板设置有连通流体通道的开口，该开口处固定安装接管装置，接管装置的上端露出于上端板，下端向下贯穿整个流体通道并固定连接至下端板，接管装置设置流道孔使流体通道和换热流道连通；接管装置包括外接管、接管头、接管座。接管装置分担了主要的换热板和端板受到的膨胀力，有效防止换热板和端板膨胀变形，整体上提高了板式换热器的承压能力。

Description

一种承压型板式换热器

技术领域

本实用新型涉及由多层换热板组合而成的板式换热器，换热板之间限定供冷热介质流通的相互交错、隔离的流道。

背景技术

板式热交换器在制冷、制热领域中是最常用的换热器，比如空调制冷、热泵制热等，在两个交错且相互隔离的流道内利用制冷剂的蒸发吸收热量或冷凝过程中放出大量热量，将第二流体比如水等制冷或者加热。制冷剂如R22\R23包括最新环保制冷剂R410a等都会对地球臭氧层造成破坏，使得高能的太阳粒子穿过大气层对地球的保护，威胁人类健康。而二氧化碳制冷剂对环境没有影响，同时自然界来源充裕，是目前最理想的制冷剂；但是二氧化碳冷凝时最高需要 14.0MPa左右的压力，所以针对二氧化碳制冷循环系统的部件需要承受14.0MPa 的高压，普通板式热交换器因在承受高压的情况下容易发生制冷剂侧端板膨胀变形(俗称换热器鼓包)，拉伸使板片破裂，造成内漏，甚至破坏整个制冷、制热系统。

开发承压型板式换热器是本领域技术人员需要思考的问题。公布号CN102052874A公开了高承压板式换热器，包括换热板片组，在每隔一个换热板片间隙内设置有连接装置，连接装置沿流体进出/口通道圆周周围分布，该连接装置与换热板片将流体进出/口通道固定连接成一个桶状整体，连接装置圆弧面上径向开有供流体进出的若干数目小孔，若干数目小孔将流体进出/口通道与换热板片组内的换热流道联通。该方案在每隔一个换热板片间隙内设置连接装置，连接装置与换热板片将流体进出/口通道固定连接成桶状整体，在实施过程中发现该连接装置的加工精度要求极高，必须严格与单个流道单元的宽度匹配，且实际安装了该连接装置后，通道内的流体是经过连接装置的“小孔”进入到换热流道中，与未安装该连接装置相比，也增加了通道周围换热板的压力，承压效果不理想。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种新的承压型板式换热器，该换热器主要结构是组装在一起的系列换热板，每副相邻的两板之间形成供冷热介质流通的相互交错、隔离的换热流道。在换热板上设有角孔，系列换热板上的同一角孔贯通，一般地，换热板上的角孔有四个，对应形成供冷/ 热介质流进或流出的共四个流体通道，冷/热介质的流体通道分别连通对应介质的换热流道。本申请在流体通道内设置接管装置，通过接管装置来分担换热器内的压力。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种承压型板式换热器，包括上端板、下端板以及整齐层压在上、下端板之间的系列换热板，相邻换热板之间形成分别供冷/热介质交替流通的换热流道，每张换热板上设有角孔，系列换热板上的同一角孔贯通，对应形成供冷/热介质流进或流出的流体通道，冷/热介质的流体通道分别对应连通换热流道，所述上端板设置有连通流体通道的开口，该开口处固定安装接管装置，接管装置的上端露出于上端板，下端向下贯穿整个流体通道并固定连接至下端板，接管装置设置流道孔使接管装置和换热流道连通。

为了便于产品的组装，进一步将接管装置为分体式，包括外接管、接管头、接管座，所述外接管过盈配合固定在上端板的开口处，所述接管头顶端限位固定在系列换热板顶层，外接管与接管头上下直通；所述接管座底端限位固定在系列换热板底层，接管头的下部和接管座的上部互相穿套并连接固定，接管头和接管座的管身上分别开设有孔或缺口结构，这些孔或缺口在二者内外穿套后构成所述的流道孔。

进一步地，所述外接管管身设置有一圈凸肩，所述凸肩支撑在上端板上，且在凸肩与上端板的配合处设置有一圈焊料槽，在焊料槽中嵌设丝状焊料实现凸肩与上端板焊接固定，外接管位于上端板以上，不像换热区域延伸。

优选地，所述接管头顶部成型一圈外沿作为上卡盘，该外沿的厚度为两倍的换热板波纹深度，上卡盘卡在最上层换热流道对应的两换热板的角孔之间，且上卡盘上开设豁口使最上层换热流道与流体通道连通；所述接管座底部设置一底板，底板成型一圈外沿作为下卡盘，该外沿的厚度为两倍的换热板波纹深度，下卡盘卡在最下层换热流道对应的两换热板的角孔之间，且下卡盘上开设豁口使最下层换热流道与流体通道连通。该设计可以让接管座直接卡在底部两换热板之间，让接管头卡在顶部两换热板之间，而省去了接管座和接管头要焊接到上、下端板的操作，简化了组装流程。

优选地，所述流道孔为竖向的条形孔，流道孔的个数为1个或2个以上，均匀布置在接管装置周壁。若接管头和接管座上均需要开设流道孔，那么在二者穿套的时候，应严格控制内外流道孔对准。当然，流道孔的大小和数量还应该视设计流体流量而定。

上述换热器的制备按照如下步骤进行，

(1)准备材料：上端板、下端板、换热板、外接管、接管头、接管座，接管头能够竖插到接管座底部，；

(2)定位：由外接管、接管头、接管座组成的接管装置，该接管装置适合安装的流体通道满足在最上层换热板和最下层换热板分别能够与各自相邻的换热板组成连通换热流道的角孔间进/出口；

(3)在下端板上先安置最下层换热板，在最下层换热板腾空的角孔与下端板之间填充垫片，然后取接管座，将接管座装配到最下层换热板下沉的角孔上，接管座的位置能够刚好竖立在预设的流体通道内，接着由下而上依次整齐层压换热板，组装时注意换热板的角孔要与接管座对应，在安装完倒数第二片换热板后，取接管头，在接管头上缠绕焊料圈，再将接管头对应插入已安装的接管座内，然后层压最后的换热板，在最上层换热板下沉的角孔内填充垫片；

(4)取上端板、外接管，在外接管凸肩的焊料槽内填充丝状焊料，然后将外接管和由上而下直接插设到上端板的开口内，外接管与上端板过盈配合，组装时凸肩抵住上端板；

(5)将步骤(3)和步骤(4)所得工件进行组装，上端板压在层压的换热板上，外接管与接管头里外对应，完成组装后，在将整个换热器放到炉中加热，将部件钎焊焊接在一起，即得到产品。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：提供了一种新型承压型板式换热器，在作为冷凝器使用时，当高温高压的制冷剂气体由接管装置输入换热器内部时，高压气体作用在上下端板上的直接压力完全由焊接成整体的接管装置承受，从而减小了端板和换热板的变形风险。制冷剂通过接管装置的流道孔流入各个流道，完成冷凝。当然，在作为蒸发器使用时，制冷剂在经过接管装置从换热器输出，输出过程产生膨胀力也有接管装置承担，避免上下端板和换热板在输出位置发生鼓包变形。

采用本实用新型能够明显提高板式换热器的耐压能力，而且所设计的接管装置结构简单、易加工，已有的板片模具不用修改或重新设计制造，降低投入成本，设计压力、强度计算需要时，安装此装置。可以在进液的流体通道内安装接管装置，也可以在进/出液的流体通道内都安装接管装置。

附图说明

图1为现有普通板式换热器的结构示意图；

图2为图1中AA剖视图；

图3为本实用新型实施例1板式换热器的剖视图；

图4为本实用新型接管头的剖视图；

图5为本实用新型焊接型接管座的剖视图；

图6为本实用新型接管头和接管座的组装示意图；

图7为图6中B部放大图；

图8为本实用新型实施例2板式换热器的剖视图；

图9为本实用新型实施例2中接管底座的俯视图；

图10为本实用新型实施例3板式换热器剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

本实施例涉及一种承压型板式换热器，包括上端板3、下端板4以及整齐层压在上、下端板之间的系列换热板2，相邻换热板2之间形成分别供冷/热介质交替流通的换热流道15，每张换热板2上设有四个角孔a，系列换热板上的同一角孔贯通，对应形成供冷/热介质流进或流出的共四个流体通道20，冷/热介质的流体通道20分别对应连通各自的换热流道15，上端板3设置有连通流体通道的开口，该开口处固定安装接管装置1。

接管装置1包括接管头101和接管座102，接管座102底端固定一底板103，底板103焊接固定在下端板4上。接管头101的下部插设在接管座102的内部且在接触面焊接固定，接管头101和接管座102。上端板3上对着流体通道设置一开口，接管头101设置在该开口内并与上端板3过盈配合，接管头101的上端露出于上端板3以上，接管头101的上部设置有一圈凸肩104，凸肩104支撑在上端板3上，且在凸肩104与上端板3的接触面上设置有一圈焊料槽105，在焊料槽105中嵌设丝状焊料实现凸肩与上端板焊接固定，如图7所示，焊料槽105 的截面为虎口状，能够卡住丝状焊料。

为了保持流体通道20和换热通道15的始终连通，在接管头101和接管座 102上分别开设条形孔，在二者组合后，内外条形孔对合形成贯通的流道孔，流道孔将流体通道20与换热流道15联通，流道孔的个数为1个或2个以上，均匀布置在接管装置周壁。

本实施例承压型板式换热器的制备方法，步骤如下

(1)准备材料：上端板3、下端板4、换热板2、接管头101、接管座102，接管头101能够竖插到接管座102底部；

(2)将接管座102的底板103外圈通过氩弧焊焊接在下端板4表面，接管座102的焊接位置要满足接管座能够刚好竖立在预设的流体通道内；

(3)在步骤(2)的基础上，再在下端板4上依次整齐层压换热板2，组装时注意换热板2的角孔a要与接管座102对应，腾空的角孔与下端板之间填充垫片6；

(4)取上端板3和四个接管头101，在接管头凸肩的焊料槽105内填充丝状焊料5，然后将接管头101由上而下插设到上端板3的开口内，接管头101与上端板3过盈配合，组装时注意让凸肩104抵住上端板3，然后在接管头101位于上端板3下方的管身上缠绕环装弹簧状焊料圈7；

(5)将步骤(4)和步骤(3)所得工件进行组装，上端板3压在层压的换热板上，接管头101与接管座102对应穿套，下沉的角孔a与上端板3之间填充垫片6，完成组装后，在将整个换热器放到炉中加热，加热温度根据焊料的熔融温度设定，焊料熔融将部件焊接在一起，得到产品。

实施例2

本实施例的换热器与实施例1的换热器结构类似，不同之处在于接管装置的接管座有所区别，根据板式换热器换热板的层压结构，利用上下相邻换热板角孔之间的进出间隙对接管座进行固定，而省去焊接操作。具体的区别在于，接管座 102的底部为一底板103，底板成型一圈外沿作为卡盘103’，该外沿的厚度为两倍的换热板波纹深度，这样，卡盘103’就能够刚好卡入最下面的两角孔a之间的进出液间隙内，卡盘103’上开设豁口b使最下层的换热流道仍然能够与流体通道连通。

本实施例承压型板式换热器的制备方法，步骤如下

(1)准备材料：上端板3、下端板4、换热板2、接管头101、接管座102，接管头101能够竖插到接管座101底部，其中，接管座准备两种型号(各两个)：型号I为焊接型接管座，型号II对应卡接型接管座；

(2)定位：由接管头101和型号II的接管座组成的接管装置，该接管装置适合安装的流体通道满足在最上层换热板和最下层换热板分别能够与各自相邻的换热板组成连通换热流道的角孔间进/出口；而由型号I的接管座和接管头组成的接管装置能够安装任一流体通道内；

(3)取型号I的接管座，将接管座的底板外圈通过氩弧焊焊接在下端板表面，接管座的焊接位置要满足接管座能够刚好竖立在预设的流体通道内；

(4)在下端板上先安置最下层换热板2，在最下层换热板腾空的角孔与下端板之间填充垫片6，然后取型号II的接管座102，将接管座102装配到最下层换热板下沉的角孔a上，接管座102的位置能够刚好竖立在预设的流体通道20 内，接着由下而上依次整齐层压换热板2，组装时注意换热板的角孔a要与接管座102对应，在安装完全部换热板2后，在最上层换热板下沉的角孔内填充垫片 6；

(5)取上端板3和接管头101，在接管头凸肩104的焊料槽105内填充丝状焊料5，然后将接管头101由上而下直接插设到上端板3的开口内，接管头101 与上端板3过盈配合，组装时凸肩104抵住上端板3；

(6)将步骤(4)和步骤(5)所得工件进行组装，上端板压到层压的换热板上，接管头101与接管座102上下对应穿套，完成组装后，在将整个换热器放到炉中加热，焊料熔融将部件焊接在一起，即得到产品。

实施例3

本实施例的换热器与实施例1的换热器结构类似，不同之处在于接管装置的接管座有所区别，根据板式换热器换热板的层压结构，利用上下相邻换热板角孔之间的进出间隙对接管座进行固定，而省去焊接操作。具体的区别在于，接管座 102的底部为一底板103，底板成型一圈外沿作为卡盘103’，该外沿的厚度为两倍的换热板波纹深度，这样，卡盘103’就能够刚好卡入最下层换热流道对应的两换热板的角孔a之间的进出液间隙内，卡盘103’上开设豁口b使最下层的换热流道仍然能够与流体通道连通。

接管头采用分体式，将外接管与接管头设为两个独立的部件，接管头101 顶部成型一圈外沿作为上卡盘104’，该外沿的厚度为两倍的换热板波纹深度，上卡盘104’就能够刚好卡在最上层换热流道对应的两换热板的角孔a之间的间隙内，且上卡盘104’上开设豁口b使最上层换热流道与流体通道连通。

外接管101’管身设置有一圈凸肩104，凸肩104支撑在上端板3上，且在凸肩104与上端板3的配合处设置有一圈焊料槽105，在焊料槽105中嵌设丝状焊料实现凸肩与上端板3焊接固定，外接管101’与实施例1中的接管头结构类似，不同的在于外接管101’并不向换热层延伸。

本实施例换热器的制备按照如下步骤进行

(1)准备材料：上端板、下端板、换热板、外接管、接管头、接管座，接管头能够竖插到接管座底部，其中，接管座准备两种型号：型号I为焊接型接管座，型号II对应卡接型接管座；接管头准备两种型号：型号I对应实施例1的预外接管一体式的接管头，型号II对应与外接管分体的接管头；

(2)定位：由外接管、型号II的接管头、型号II的接管座组成的接管装置，该接管装置适合安装的流体通道满足在最上层换热板和最下层换热板分别能够与各自相邻的换热板组成连通换热流道的角孔间进/出口；而由型号I的接管头和型号I的接管座组成的接管装置能够安装任一流体通道内；

(3)取型号I的接管座，将接管座的底板外圈通过氩弧焊焊接在下端板表面，接管座的焊接位置要满足接管座能够刚好竖立在预设的流体通道内；

(4)在下端板上先安置最下层换热板，在最下层换热板腾空的角孔与下端板之间填充垫片，然后取型号II的接管座，将接管座装配到最下层换热板下沉的角孔上，接管座的位置能够刚好竖立在预设的流体通道内，接着由下而上依次整齐层压换热板，组装时注意换热板的角孔要与接管座对应，在安装完倒数第二片换热板后，取型号II的接管头，在接管头上缠绕焊料圈，再将接管头对应插入已安装的型号II的接管座内，然后层压最后的换热板，在最上层换热板下沉的角孔内填充垫片；

(5)取上端板、外接管和型号I的接管头，分别在接管头和外接管的凸肩的焊料槽内填充丝状焊料，然后将外接管和接管头由上而下直接插设到上端板的开口内，外接管、接管头分别与上端板过盈配合，组装时凸肩抵住上端板，在型号I的接管头的管身上缠绕焊料圈；

(6)将步骤(4)和步骤(5)所得工件进行组装，上端板压在层压的换热板上，型号I的接管头与型号I的接管座对应穿套，外接管与型号II的接管头里外对应，完成组装后，在将整个换热器放到炉中加热，将部件钎焊焊接在一起，即得到产品。

当然，对于实施例3也可以只安装卡接式的接管装置，不安装实施例1对应的接管装置。

以上实施例1和实施例2、实施例3的关键部件为接管装置，其中接管装置分担了主要的换热板和端板受到的膨胀力，有效防止换热板和端板膨胀变形，整体上提高了板式换热器的承压能力。

除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种承压型板式换热器，包括上端板(3)、下端板(4)以及整齐层压在上、下端板之间的系列换热板(2)，相邻换热板之间形成分别供冷/热介质交替流通的换热流道，每张换热板(2)上设有角孔，系列换热板上的同一角孔a贯通，对应形成供冷/热介质流进或流出的流体通道(20)，冷/热介质的流体通道(20)分别对应连通换热流道(15)，其特征在于：所述上端板(3)设置有连通流体通道(20)的开口，该开口处固定安装接管装置(1)，接管装置(1)的上端露出于上端板(3)，下端向下贯穿整个流体通道并固定连接至下端板(4)，接管装置(1)设置流道孔使接管装置内部的流体通道(20)和换热流道(15)连通；

所述接管装置(1)包括外接管(101’)、接管头(101)、接管座(102)，所述外接管(101’)过盈配合固定在上端板(3)的开口处，所述接管头(101)顶端限位固定在系列换热板(2)顶层，外接管(101’)与接管头(101)上下直通；所述接管座(102)底端限位固定在系列换热板(2)底层，接管头(101)的下部和接管座(102)的上部互相穿套并连接固定，接管头(101)和接管座(102)的管身上分别开设有孔或缺口结构，这些孔或缺口在二者内外穿套后构成所述的流道孔。

2.根据权利要求1所述的承压型板式换热器，其特征在于：所述外接管(101’)管身设置有一圈凸肩(104)，所述凸肩(104)支撑在上端板(3)上，且在凸肩(104)与上端板(3)的配合处设置有一圈焊料槽(105)，在焊料槽(105)中嵌设丝状焊料实现凸肩与上端板(3)焊接固定。

3.根据权利要求1所述的承压型板式换热器，其特征在于：所述接管头(101)顶部成型一圈外沿作为上卡盘(104’)，该外沿的厚度为两倍的换热板波纹深度，上卡盘(104’)卡在最上层换热流道对应的两换热板的角孔之间，且上卡盘(104’)上开设豁口b使最上层换热流道与流体通道连通；所述接管座(102)底部设置一底板(103)，底板成型一圈外沿作为下卡盘(103’)，该外沿的厚度为两倍的换热板波纹深度，下卡盘(103’)卡在最下层换热流道对应的两换热板的角孔之间，且下卡盘(103’)上开设豁口b使最下层换热流道与流体通道连通。

4.根据权利要求1所述的承压型板式换热器，其特征在于：所述流道孔(8)为竖向的条形孔，流道孔(8)的个数为1个或2个以上，均匀布置在接管装置周壁。

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