CN216347944U - 复合材料换热管板结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合材料换热管板结构，管板箱包括管板座和箱盖，管板座和箱盖均由至少一层金属材料层和至少一层耐腐蚀材料层复合而成，且管板座和箱盖的耐腐蚀材料层均覆盖在金属材料层朝向管板箱内侧的表面或均覆盖在金属材料层朝向管板箱外侧的表面；管板座的外层上设有通孔，内层上设有螺纹孔，连接头包括耐腐蚀套，耐腐蚀套呈阶梯轴状，至少一段小直径轴段设有与螺纹孔适配的螺纹，该小直径轴段穿过通孔并和螺纹孔紧固，且其与大直径轴段相接的台阶面贴紧于管板座的外层外表面上。本实用新型的复合材料换热管板结构具有结构简单、制造成本低、耐腐蚀性强和可用于各类流体换热等优点。

Description

复合材料换热管板结构

技术领域

本实用新型涉及换热管板结构技术领域，尤其涉及一种复合材料换热管板结构。

背景技术

现有的换热器材质主要包括碳钢、不锈钢以及耐强腐蚀的合金材料。材质是碳钢不锈钢的金属换热器，因造价较低在工业生产中得到大量应用，但在管程流入腐蚀性较强的气体或液体(HCl、HF、SO2等)的工况条件下会对管板造成腐蚀进而使换热器报废，影响生产正常运行。如果采用耐强腐蚀的合金材料(钛合金、哈氏合金)制造换热器和管板，则造价十分昂贵。尤其在大型换热器的应用场景下造价更是不可承受。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、制造成本低、耐腐蚀性强和可用于各类流体换热的复合材料换热管板结构。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种复合材料换热管板结构，包括与换热管接通的用于储存换热流体的管板箱，还包括用于连接换热管和管板箱的连接头，所述管板箱包括管板座和箱盖，所述管板座和箱盖均由至少一层金属材料层和至少一层耐腐蚀材料层复合而成，且管板座和箱盖的耐腐蚀材料层均覆盖在金属材料层朝向管板箱内侧的表面或均覆盖在金属材料层朝向管板箱外侧的表面；所述管板座的外层上设有通孔，内层上设有螺纹孔，所述连接头包括耐腐蚀套，耐腐蚀套呈阶梯轴状，至少一段小直径轴段设有与螺纹孔适配的螺纹，该小直径轴段穿过通孔并和螺纹孔紧固，且其与大直径轴段相接的台阶面贴紧于管板座的外层外表面上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述连接头还包括密封盖，所述密封盖上设有允许换热管穿过的孔，且密封盖上设有内螺纹，所述耐腐蚀套的端部伸出于管板座的外侧，且该端设有和密封盖配合连接的外螺纹，所述密封盖一端套接在换热管外，另一端套接在耐腐蚀套外并螺纹连接。

所述耐腐蚀套中，贴紧于管板座的外层外表面的台阶面上设置有密封水线。

所述管板座和箱盖均由一层金属材料层和两层耐腐蚀材料层复合而成，且两层耐腐蚀材料层分别覆盖金属材料层的两侧表面。

所述管板座的金属材料层上开设带有一段内螺纹的阶梯孔，两侧耐腐蚀材料层上开设直孔；所述连接头还包括密封套，所述密封套的长度大于管板座内侧耐腐蚀材料层的厚度，且密封套的外部呈阶梯轴状，密封套的小直径段一端穿设在内侧耐腐蚀材料层的孔中，并探入至管板箱内，另一端以及大直径段适配连接在金属材料层的阶梯孔内，阶梯孔大直径段的其余部分连接耐腐蚀套。

所述管板座和箱盖的边缘处设有位置对应的孔，二者通过穿入孔的紧固件紧固连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的复合材料换热管板结构，其管板座和箱盖均由至少一层金属材料层和至少一层耐腐蚀材料层复合而成，且管板座和箱盖的耐腐蚀材料层均覆盖在金属材料层朝向管板箱内侧的表面或均覆盖在金属材料层朝向管板箱外侧的表面。当管板箱和换热管内流动的流体为腐蚀性介质时，可以选用内表面材质为耐腐蚀材质的管板箱，而当外部换热流体为腐蚀性介质时，可以选用外表面材质为耐腐蚀材质的管板箱。由于与介质接触的表面均采用了耐腐蚀的材料，因此在使用强腐蚀性的流体进行换热时也能保证换热器的正常使用运行。并且耐腐蚀材料包覆了金属材料，一来降低了耐腐蚀材料的使用量，从而有效降低了生产制造成本，二来由于耐腐蚀材料的存在，大体上用于起到支撑作用的金属材料的生产使用要求不高，可以采用更便宜的材质，金属材料可以为耐腐蚀材料提供支撑和保护，整体更加结构合理。

管板座的外层上设有通孔，内层上设有螺纹孔，连接头包括耐腐蚀套，耐腐蚀套呈阶梯轴状，至少一段小直径轴段设有与螺纹孔适配的螺纹，该小直径轴段穿过通孔并和螺纹孔紧固，且其与大直径轴段相接的台阶面贴紧于管板座的外层外表面上。这种设置结构使连接头在和内层螺纹紧固的过程中，其台阶面不断将外层压紧在内层上，加强内外层的贴合程度，减小内外层之间的间隙，保证连接强度和紧密性。并且耐腐蚀套挡住了内外层之间的间隙，使流体能够直接流入管板箱内，避免泄露到内外层之间造成危险事故。

附图说明

图1是实施例1中的复合材料换热管板结构的示意图；

图2是图1中A处的结构放大图；

图3是实施例2中的复合材料换热管板结构的示意图；

图4是图3中B处的结构放大图。

图例说明：1、换热管；2、连接头；21、耐腐蚀套；22、密封盖；23、密封套；3、管板座；31、通孔；32、螺纹孔；4、箱盖。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型做更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体实施例。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例的复合材料换热管板结构，包括与换热管1接通的用于储存换热流体的管板箱，还包括用于连接换热管1和管板箱的连接头2，管板箱包括管板座3和箱盖4，管板座3和箱盖4均由至少一层金属材料层和至少一层耐腐蚀材料层复合而成，且管板座3和箱盖4的耐腐蚀材料层均覆盖在金属材料层朝向管板箱内侧的表面或均覆盖在金属材料层朝向管板箱外侧的表面。当管板箱和换热管1内流动的流体为腐蚀性介质时，可以选用内表面材质为耐腐蚀材质的管板箱，而当外部换热流体为腐蚀性介质时，可以选用外表面材质为耐腐蚀材质的管板箱。由于与介质接触的表面均采用了耐腐蚀的材料，因此在使用强腐蚀性的流体进行换热时也能保证换热器的正常使用运行。并且耐腐蚀材料包覆了金属材料，一来降低了耐腐蚀材料的使用量，从而有效降低了生产制造成本，二来由于耐腐蚀材料的存在，大体上用于起到支撑作用的金属材料的生产使用要求不高，可以采用更便宜的材质，如Q235，金属材料可以为耐腐蚀材料提供支撑和保护，整体更加结构合理。本实施例以略高于碳钢换热器管板的成本达到相当于甚至优于合金换热器管板的防腐蚀效果。本实施例中，耐腐蚀材料层所采用的耐腐蚀材料为氟塑料。

管板座3的外层上设有通孔31，内层上设有螺纹孔32，连接头2包括耐腐蚀套21，耐腐蚀套21呈阶梯轴状，至少一段小直径轴段设有与螺纹孔32适配的螺纹，该小直径轴段穿过通孔31并和螺纹孔32紧固，且其与大直径轴段相接的台阶面贴紧于管板座3的外层外表面上。这种设置结构使连接头2在和内层螺纹紧固的过程中，其台阶面不断将外层压紧在内层上，加强内外层的贴合程度，减小内外层之间的间隙，保证连接强度和紧密性。并且耐腐蚀套21挡住了内外层之间的间隙，使流体能够直接流入管板箱内，避免泄露到内外层之间造成危险事故。

本实施例中的管板箱包括两层结构，其外层为耐腐蚀材料层，内层为金属材料层，用于外部介质为腐蚀性介质的情形。由于内部介质为非腐蚀性介质，因此耐腐蚀套21和金属材料层配合的长度不大于金属材料层的厚度。如果使用情形为内部介质为腐蚀性介质的情形，那么管板箱应设置为内层为耐腐蚀材料层，外层为金属材料层，且耐腐蚀套21和耐腐蚀材料层配合的长度应当大于耐腐蚀材料层的厚度，即其端部直接探入管板箱内。

本实施例中，连接头2还包括密封盖22，密封盖22上设有允许换热管1穿过的孔，且密封盖22上设有内螺纹，耐腐蚀套21的端部伸出于管板座3的外侧，且该端设有和密封盖22配合连接的外螺纹，密封盖22一端套接在换热管1外，另一端套接在耐腐蚀套21外并螺纹连接。

本实施例中，耐腐蚀套21中，贴紧于管板座3的外层外表面的台阶面上设置有密封水线，如图2箭头所指位置，因此耐腐蚀套21拧紧时，还能通过密封水线起到进一步密封接触处的作用。

本实施例中，管板座3和箱盖4的边缘处设有位置对应的孔，二者通过穿入孔的紧固件紧固连接，实现可拆卸连接方式，方便对内部结构进行检查。

实施例2：

本实施例与实施例1大致相同，不同之处在于，如图3和图4所示，本实施例中，管板座3和箱盖4均由一层金属材料层和两层耐腐蚀材料层复合而成，且两层耐腐蚀材料层分别覆盖金属材料层的两侧表面。因此本实施例的管板箱同样具备实施例1的管板箱的优点，同时还能用于内外介质均为腐蚀性介质的情形。

本实施例中，管板座3的金属材料层上开设带有一段内螺纹的阶梯孔，两侧耐腐蚀材料层上开设直孔；连接头2还包括密封套23，密封套23的长度大于管板座3内侧耐腐蚀材料层的厚度，且密封套23的外部呈阶梯轴状，密封套23的小直径段一端穿设在内侧耐腐蚀材料层的孔中，并探入至管板箱内，另一端以及大直径段适配连接在金属材料层的阶梯孔内，阶梯孔大直径段的其余部分连接耐腐蚀套21。该设置方式中，密封套23挡住了内侧耐腐蚀材料层和金属材料层的接缝，耐腐蚀套21挡住了外侧耐腐蚀材料层和金属材料层的接缝，因此即便采用多层材料复合，管板箱的密封性仍然能够得到保证。且耐腐蚀套21的连接方式在螺纹紧固过程中还能够将密封套23进一步压紧在阶梯孔的台阶上，提高连接强度和紧密性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种复合材料换热管板结构，包括与换热管(1)接通的用于储存换热流体的管板箱，还包括用于连接换热管(1)和管板箱的连接头(2)，所述管板箱包括管板座(3)和箱盖(4)，其特征在于：所述管板座(3)和箱盖(4)均由至少一层金属材料层和至少一层耐腐蚀材料层复合而成，且管板座(3)和箱盖(4)的耐腐蚀材料层均覆盖在金属材料层朝向管板箱内侧的表面或均覆盖在金属材料层朝向管板箱外侧的表面；所述管板座(3)的外层上设有通孔(31)，内层上设有螺纹孔(32)，所述连接头(2)包括耐腐蚀套(21)，耐腐蚀套(21)呈阶梯轴状，至少一段小直径轴段设有与螺纹孔(32)适配的螺纹，该小直径轴段穿过通孔(31)并和螺纹孔(32)紧固，且其与大直径轴段相接的台阶面贴紧于管板座(3)的外层外表面上。

2.根据权利要求1所述的复合材料换热管板结构，其特征在于：所述连接头(2)还包括密封盖(22)，所述密封盖(22)上设有允许换热管(1)穿过的孔，且密封盖(22)上设有内螺纹，所述耐腐蚀套(21)的端部伸出于管板座(3)的外侧，且该端设有和密封盖(22)配合连接的外螺纹，所述密封盖(22)一端套接在换热管(1)外，另一端套接在耐腐蚀套(21)外并螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的复合材料换热管板结构，其特征在于：所述耐腐蚀套(21)中，贴紧于管板座(3)的外层外表面的台阶面上设置有密封水线。

4.根据权利要求1所述的复合材料换热管板结构，其特征在于：所述管板座(3)和箱盖(4)均由一层金属材料层和两层耐腐蚀材料层复合而成，且两层耐腐蚀材料层分别覆盖金属材料层的两侧表面。

5.根据权利要求4所述的复合材料换热管板结构，其特征在于：所述管板座(3)的金属材料层上开设带有一段内螺纹的阶梯孔，两侧耐腐蚀材料层上开设直孔；所述连接头(2)还包括密封套(23)，所述密封套(23)的长度大于管板座(3)内侧耐腐蚀材料层的厚度，且密封套(23)的外部呈阶梯轴状，密封套(23)的小直径段一端穿设在内侧耐腐蚀材料层的孔中，并探入至管板箱内，另一端以及大直径段适配连接在金属材料层的阶梯孔内，阶梯孔大直径段的其余部分连接耐腐蚀套(21)。

6.根据权利要求1所述的复合材料换热管板结构，其特征在于：所述管板座(3)和箱盖(4)的边缘处设有位置对应的孔，二者通过穿入孔的紧固件紧固连接。

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