CN216745683U - 一种碳化硅双管板换热器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种碳化硅双管板换热器，包括碳化硅换热管、壳体以及分别位于所述壳体两端的封头，封头与壳体之间设有外管板和内管板，封头固定于外管板，壳体固定于内管板，外管板设有第一管孔，内管板设有第二管孔，碳化硅换热管穿过第二管孔并插入第一管孔内以与封头的内部空间连通；碳化硅换热管与第一管孔的内壁之间设有第一密封圈，碳化硅双管板换热器还包括可活动地设于第一管孔内的压紧件，压紧件能够将第一密封圈压持固定在第一管孔的内壁上。本申请所公开的碳化硅双管板换热器具有解决不同材料膨胀系数不同造成热位移不同、及时发现泄露并快速维修、单根管泄露，只更换单根不影响其他换热管等优点。

Description

一种碳化硅双管板换热器

技术领域

本申请涉及换热设备技术领域，具体涉及一种碳化硅双管板换热器。

背景技术

碳化硅换热器是一种利用碳化硅陶瓷材料作为传热介质的新型换热器。由于碳化硅陶瓷具有耐腐蚀、耐高温、高热导、高硬度、耐磨等优良特性，碳化硅陶瓷换热器适合高温、耐腐蚀环境的使用需求，广泛的应用于冶金、机械、建材、化工等领域。

但是，当一根换热管发生损坏时，需要把内、外管板均拆卸下才能更换,不便于换热器的维修；外管板和内管板之间为密封连接，当碳化硅换热管发生泄漏时，不易被及时发现；内外管板与碳化硅换热管的热膨胀系数不同，换热器的冷热变化工况容易使碳化硅管和管板变形量不同，导致碳化硅换热管和管板之间发生相对位移，容易导致密封失效。

实用新型内容

本申请提供了一种碳化硅双管板换热器，以解决上述技术问题中的至少一个技术问题。

本申请所采用的技术方案为：

一种碳化硅双管板换热器，包括碳化硅换热管、壳体以及分别位于所述壳体两端的封头，所述封头与所述壳体之间设有外管板和内管板，所述封头固定于所述外管板，所述壳体固定于所述内管板，所述外管板设有第一管孔，所述内管板设有第二管孔，所述碳化硅换热管穿过所述第二管孔并插入所述第一管孔内以与所述封头的内部空间连通；所述碳化硅换热管与所述第一管孔的内壁之间设有第一密封圈，所述碳化硅双管板换热器还包括可活动地设于所述第一管孔内的压紧件，所述压紧件能够将所述第一密封圈压持固定在所述第一管孔的内壁上。

本申请中的碳化硅双管板换热器还具有下述附加技术特征：

所述第一管孔的内壁具有朝向所述碳化硅换热管外壁延伸的倾斜面，所述压紧件将所述第一密封圈压持固定在所述倾斜面上，所述第一密封圈夹持在所述倾斜面和所述碳化硅换热管的外壁之间。

所述碳化硅换热管与所述第一管孔的内壁之间还设有环形垫，所述环形垫位于所述第一密封圈和所述压紧件之间，所述压紧件压持所述环形垫以通过所述环形垫压持固定所述第一密封圈，所述环形垫具有用于与所述第一密封圈相抵的贴合平面。

所述压紧件可拆卸地设于所述第一管孔内，所述压紧件具有避让所述碳化硅换热管的避让孔。

所述避让孔设为具有大径段和小径段的阶梯孔，所述碳化硅换热管插入所述大径段，所述小径段用于限制所述碳化硅换热管沿轴向方向的移动。

所述小径段具有与所述大径段相邻的孔端面，所述孔端面与所述碳化硅换热管的管端之间具有间隙。

所述压紧件的外壁设有外螺纹，所述第一管孔的内壁设有内螺纹，所述压紧件与所述第一管孔通过所述内螺纹与所述外螺纹旋拧配合。

所述碳化硅换热管与所述第二管孔的内壁之间设有第二密封圈，所述第二管孔的内壁设有与所述第二密封圈适配的安装槽。

所述外管板与所述内管板之间还设有加强板，所述加强板设有供所述碳化硅换热管穿过的第三管孔。

所述内管板与所述加强板的贴合位置处开设有漏液槽，或者，所述外管板与所述加强板的贴合位置处开设有漏液槽。

由于采用了上述技术方案，本申请所取得的技术效果为：

1.本申请所提供的碳化硅双管板换热器中，首先，采用双管板的设计，能有效的进行分压，防止管板受压变形，影响密封性。

其次，通过在第一管孔内设置压紧件，并通过压紧件将第一密封圈压持固定在第一管孔的内壁上，可以利用第一密封圈的弹性以及压紧件的挤压效果使第一密封圈发生横向膨胀，即便外管板发生一定程度的热膨胀，也能够保证第一密封圈与第一管孔和碳化硅换热管的紧密贴合，进而保证了外管板和碳化硅换热管之间的密封性，大大降低发生介质泄露的可能性。

而且，通过压紧件将密封件压紧，还能够提升密封圈在第一管孔和碳化硅管之间的安装稳定性，避免第一密封圈沿碳化硅换热管的轴向发生移动。此外，通过使压紧件可活动地设于第一管孔中，便于根据不同型号的第一密封圈调整其施加在第一密封圈上的压力，以在保证密封性的同时，避免压紧件将第一密封圈压溃。

2.作为本申请的一种优选实施方式，通过在第一管孔的内壁设有朝向碳化硅换热管外壁延伸的倾斜面，压紧件将第一密封圈压持固定在倾斜面上，倾斜面的设置能够增加第一密封圈径向压紧力，提升密封效果，还能够增加第一管孔底部的结构强度，释放材料受热变形的应力。

3.作为本申请的一种优选实施方式，通过在碳化硅换热管与第一管孔的内壁之间还设有环形垫，压紧件压持环形垫以通过环形垫压持固定第一密封圈，环形垫具有用于与第一密封圈相抵的贴合平面，即通过环形垫的贴合平面与密封圈贴合，相较于压紧件的底面与第一密封圈接触压紧的方式，能够保证对第一密封圈整周的压紧效果，还能够避免密封圈被磨损。

4.作为本申请的一种优选实施方式，通过将压紧件可拆卸地设于第一管孔内，压紧件可拆卸的设计，使得将压紧件取出后方便对发生损坏的碳化硅换热管、第一密封圈、环形垫等零件进行及时更换，以保证密封性和换热器的可靠使用。

作为本实施方式下的一种优选实施例，通过在压紧件具有避让碳化硅换热管的避让孔，避让孔设为具有大径段和小径段的阶梯孔，孔端面与碳化硅换热管的管端之间具有间隙。小径段可以对碳化硅换热管实现轴向限位以避免碳化硅换热管从外管板脱出而影响换热器的正常工作。间隙的设置为碳化硅换热管受热之后留下一定热膨胀空间，防止因为碳化硅换热管热膨胀与压紧件造成挤压而造成碳化硅换热管的损坏。

作为本实施方式下的一种优选实施例，通过在压紧件的外壁设有外螺纹，第一管孔的内壁设有内螺纹，内、外螺纹配合结构简单，压紧件拆装方便，还可以利用内、外螺纹不同的旋拧程度调整对第一密封圈的压紧力度。

作为本实施方式下的一种优选实施例，通过在碳化硅换热管与第二管孔的内壁之间设有第二密封圈，第二管孔的内壁设有与第二密封圈适配的安装槽。第二密封圈的设置，保证了碳化硅换热管与内管板的密封性，此外，通过安装槽固定第二密封圈，相较于采用螺纹套压紧固定的方式，单个换热管损坏时，只需要将外管板处的压紧件拆卸即可实现换热管的更换，不需要将外管板、内管板以及其他的换热管同时拆卸，简化了换管操作。

5.作为本申请的一种优选实施方式，通过在外管板与所述内管板之间还设有加强板，提高了外管板的抗蠕变能力，提高了换热器的整体结构强度，也有助于提升密封性。

进一步地，通过在内管板与加强板的贴合位置处开设有漏液槽或在外管板与加强板的贴合位置处开设有漏液槽，使得当内管板或者外管板的任何一处发生泄露时，漏液会积聚在漏液槽处，便于工作人员及时发现泄漏情况并及时处理，防止因气体、液体的泄露造成危险，减少损失。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例所提供的碳化硅双管板换热器的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的压紧件的结构示意图。

附图标记：换热管1、外管板2、倾斜面21、第一管孔22、压紧件3、阶梯孔31、大径段311、小径段312、孔端面32、外螺纹33、环形垫4、第一密封圈5、加强板6、漏液槽61、内管板7、安装槽71、第二管孔72、第二密封圈8。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本申请的实施例中，提供了如图1所示的一种碳化硅双管板换热器，为便于说明和理解，本申请所提供的下述内容，均是在图示产品结构基础上进行的阐述。为方便描述，本申请附图中仅截取了碳化硅换热器靠近上封头一侧的外管板、内管板以及碳化硅换热管的结构示意图，当然，在碳化硅换热器靠近下封头的一侧可以采用相同的结构，此外，本领域技术人员可以理解的是，上述结构仅作为一种具体的示例和示意性的说明，并不能构成对于本申请所提供技术方案的具体限定。

如图1所示，碳化硅双管板换热器，包括碳化硅换热管1、壳体以及分别位于壳体两端的封头(壳体和封头在图中未示出)，封头与壳体之间设有外管板2和内管板7，封头固定于外管板2，壳体固定于内管板7，外管板2设有第一管孔22，内管板7设有第二管孔72，碳化硅换热管1穿过第二管孔72并插入第一管孔22内以与封头的内部空间连通；碳化硅换热管1与第一管孔22的内壁之间设有第一密封圈5，碳化硅双管板换热器还包括可活动地设于第一管孔22内的压紧件3，压紧件3能够将第一密封圈5压持固定在第一管孔22的内壁上。

本申请所提供的碳化硅双管板换热器中，首先，采用外管板2和内管板7的双管板的设计，能有效的进行分压，防止管板受压变形，影响密封性。

其次，通过在第一管孔22内设置压紧件3，并通过压紧件3将第一密封圈5压持固定在第一管孔22的内壁上，可以利用第一密封圈5的弹性以及压紧件3的挤压效果使第一密封圈5发生横向膨胀，即便外管板2发生一定程度的热膨胀，也能够保证第一密封圈5与第一管孔22和碳化硅换热管1的紧密贴合，进而保证了外管板2和碳化硅换热管1之间的密封性，大大降低发生介质泄露的可能性。

而且，通过压紧件3将密封件压紧，还能够提升密封圈在第一管孔22和碳化硅管之间的安装稳定性，避免第一密封圈5沿碳化硅换热管1的轴向发生移动。

此外，通过使压紧件3可活动地设于第一管孔22中，便于根据不同型号的第一密封圈5调整其施加在第一密封圈5上的压力，以在保证密封性的同时，避免压紧件3将第一密封圈5压溃。

具体实施时，可以使所述第一密封圈5采用全氟醚材质制作，压紧件3和外管板2可以采用四氟材质制作，以提高耐腐蚀性，内管板7可以采用碳钢材质制作。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，可以使第一管孔22的内壁具有朝向碳化硅换热管1外壁延伸的倾斜面21，压紧件3将第一密封圈5压持固定在倾斜面21上，第一密封圈5夹持在倾斜面21和碳化硅换热管1的外壁之间。

通过在第一管孔22的内壁设有朝向碳化硅换热管1外壁延伸的倾斜面21，压紧件3将第一密封圈5压持固定在倾斜面21上，能够增加第一密封圈5径向压紧力，提升密封效果，还能够增加第一管孔22底部的结构强度，释放材料受热变形的应力。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，可以在碳化硅换热管1与第一管孔22的内壁之间还设有环形垫4，环形垫4位于第一密封圈5和压紧件3之间，压紧件3压持环形垫4以通过环形垫4压持固定第一密封圈5，环形垫4具有用于与第一密封圈5相抵的贴合平面。

压紧件3的底面由于加工误差以及热变形可能会不平整，如果采用压紧件3的底面与密封圈接触压紧的方式，容易因压紧件3的底面不平造成部分密封圈未被压紧以及第一密封圈5被压紧件3的底面毛刺磨损。而本申请通过压紧件3压持环形垫4以通过环形垫4压持固定第一密封圈5，即通过环形垫4的贴合平面与密封圈贴合，相较于压紧件3的底面与第一密封圈5接触压紧的方式，能够保证对第一密封圈5整周的压紧效果，还能够避免第一密封圈5被磨损。

具体实施时，所述环形垫4可以采用四氟材质制作，以提高环形垫4的耐腐蚀性，进而提升碳化硅双管板换热器的耐用性。

作为本申请的一种优选实施方式，可以使压紧件3可拆卸地设于第一管孔22内，压紧件3具有避让碳化硅换热管1的避让孔。

通过压紧件3可拆卸的设计，使得将压紧件3取出后方便对发生损坏的碳化硅换热管1、第一密封圈5、环形垫4等零件进行及时更换，以保证密封性和换热器的可靠使用。

作为本实施方式下的一种优选实施例，如图1所示，可以使避让孔设为具有大径段311和小径段312的阶梯孔31，碳化硅换热管1插入大径段311，小径段312用于限制碳化硅换热管1沿轴向方向的移动。

通过阶梯孔31的设计，能使小径段312对碳化硅换热管1实现轴向限位，避免碳化硅换热管1从外管板2脱出而影响换热器的正常工作。

进一步地，如图1所示，小径段312具有与大径段311相邻的孔端面32，孔端面32与碳化硅换热管1的管端之间具有间隙。

间隙的存在，为碳化硅换热管1受热之后留下一定热膨胀空间，防止碳化硅换热管1因为热膨胀而造成顶部与压紧件3发生挤压导致换热管1发生碎裂或者损坏。

具体实施时，本申请对间隙的尺寸不做限定，作为优选，其可以为3-5mm。

作为本实施方式下的一种优选实施例，如图1和图2所示，压紧件3的外壁设有外螺纹33，第一管孔22的内壁设有内螺纹，压紧件3与第一管孔22通过内螺纹与外螺纹33旋拧配合。

内、外螺纹配合结构简单，压紧件3拆装方便，还可以利用内、外螺纹不同程度的旋拧调整对第一密封圈5的压紧力度。

作为本实施方式下的一种优选实施例，如图1所示，碳化硅换热管1与第二管孔72的内壁之间设有第二密封圈8，第二管孔72的内壁设有与第二密封圈8适配的安装槽71。

通过第二密封圈8的设计，保证了碳化硅换热管1与内管板7的密封性，此外，通过安装槽71固定第二密封圈8，相较于采用螺纹套压紧固定的方式，单个换热管1损坏时，只需要将外管板2处的压紧件3拆卸即可实现换热管1的更换，不需要将外管板2、内管板7以及其他的换热管1同时拆卸，简化了换管操作。

需要说明的是，本申请对所述第二密封圈8的材质不做具体限定，其可以采用氟橡胶、全氟醚等等。

作为本申请的一种优选实施例，如图1所示，可以在外管板2与内管板7之间还设有加强板6，加强板6设有供碳化硅换热管1穿过的第三管孔。

通过在外管板2与所述内管板7之间还设有加强板6，提高了外管板2的抗蠕变能力，提高了换热器的整体结构强度，也有助于提升密封性。

需要说明的是，在本请中加强板6可以采用碳钢板，当然，只要但只要能满足提高抗变形能力，也可以采用其他材质的加强板6。

进一步地，如图1所示，还可以在内管板7与加强板6的贴合位置处开设有漏液槽61。

通过漏液槽61的设计，内管板7或者外管板2的任何一处发生泄露时，漏液会积聚在漏液槽61处，便于工作人员及时发现泄漏情况并及时处理，防止因气体、液体的泄露造成危险，减少财产的损失。

作为替换，在未绘示的实现方式中，还可以在外管板2与加强板6的贴合位置处开设有漏液槽，同样能够起到积聚漏液的作用。

本申请中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种碳化硅双管板换热器，包括碳化硅换热管、壳体以及分别位于所述壳体两端的封头，其特征在于，

所述封头与所述壳体之间设有外管板和内管板，所述封头固定于所述外管板，所述壳体固定于所述内管板，所述外管板设有第一管孔，所述内管板设有第二管孔，所述碳化硅换热管穿过所述第二管孔并插入所述第一管孔内以与所述封头的内部空间连通；

所述碳化硅换热管与所述第一管孔的内壁之间设有第一密封圈，所述碳化硅双管板换热器还包括可活动地设于所述第一管孔内的压紧件，所述压紧件能够将所述第一密封圈压持固定在所述第一管孔的内壁上。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅双管板换热器，其特征在于，

所述第一管孔的内壁具有朝向所述碳化硅换热管外壁延伸的倾斜面，所述压紧件将所述第一密封圈压持固定在所述倾斜面上，所述第一密封圈夹持在所述倾斜面和所述碳化硅换热管的外壁之间。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅双管板换热器，其特征在于，

所述碳化硅换热管与所述第一管孔的内壁之间还设有环形垫，所述环形垫位于所述第一密封圈和所述压紧件之间，所述压紧件压持所述环形垫以通过所述环形垫压持固定所述第一密封圈，所述环形垫具有用于与所述第一密封圈相抵的贴合平面。

4.根据权利要求1所述的一种碳化硅双管板换热器，其特征在于，

所述压紧件可拆卸地设于所述第一管孔内，所述压紧件具有避让所述碳化硅换热管的避让孔。

5.根据权利要求4所述的一种碳化硅双管板换热器，其特征在于，

所述避让孔设为具有大径段和小径段的阶梯孔，所述碳化硅换热管插入所述大径段，所述小径段用于限制所述碳化硅换热管沿轴向方向的移动。

6.根据权利要求5所述的一种碳化硅双管板换热器，其特征在于，

所述小径段具有与所述大径段相邻的孔端面，所述孔端面与所述碳化硅换热管的管端之间具有间隙。

7.根据权利要求4所述的一种碳化硅双管板换热器，其特征在于，

所述压紧件的外壁设有外螺纹，所述第一管孔的内壁设有内螺纹，所述压紧件与所述第一管孔通过所述内螺纹与所述外螺纹旋拧配合。

8.根据权利要求4所述的一种碳化硅双管板换热器，其特征在于，

所述碳化硅换热管与所述第二管孔的内壁之间设有第二密封圈，所述第二管孔的内壁设有与所述第二密封圈适配的安装槽。

9.根据权利要求1所述的一种碳化硅双管板换热器，其特征在于，

所述外管板与所述内管板之间还设有加强板，所述加强板设有供所述碳化硅换热管穿过的第三管孔。

10.根据权利要求9所述的一种碳化硅双管板换热器，其特征在于，

所述内管板与所述加强板的贴合位置处开设有漏液槽，或者，所述外管板与所述加强板的贴合位置处开设有漏液槽。

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