一種單側無觸點直通流道的波紋板束的製作方法

2023-08-06 06:30:41

專利名稱:一種單側無觸點直通流道的波紋板束的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及板式熱交換器技術領域，尤其涉及一種單側無觸點直通流道的波紋板束，包括多個板片，所述板片包括主傳熱面、均勻分布於主傳熱面的擾流波紋、承壓波紋及沿板片長度方向由一端向另一端延伸的分程波紋，本實用新型解決了現有技術中板式熱交換器流道堵塞、積垢腐蝕、冷熱介質溫度交叉等問題。
【專利說明】
一種單側無觸點直通流道的波紋板束
技術領域
[0001]本實用新型涉及板式熱交換器技術領域，尤其涉及一種單側無觸點直通流道的波紋板束。
【背景技術】
[0002]隨著板式熱交換器技術的發展，板式熱交換器應用的範圍在不斷的擴大。目前，研究人員正試圖將板式熱交換器推廣到易結垢、易堵塞工況。
[0003]對於易結垢、易堵塞應用工況，現有板束結構主要有:
[0004]1.半焊式板束結構。板片兩兩通過焊接方式組成板對，板對與板對之間通過墊片實現密封，需要時可將板束拆解成單個板對進行清洗。
[0005]2.寬流道板束結構。通過加大板間距來提高流道寬度。
[0006]3.帶除汙結構的板束結構。通過在板間設置除汙結構，清除板間流道內的積垢問題。
[0007]板式熱交換器板間流道堵塞和結垢很大原因上因為流道內流動場不均勻，尤其是存在滯留區的結果，板間流道的觸點則進一步加劇了流動場的不均勻，從這個角度說，上述板束結構，僅僅是改善了堵塞或者結垢問題，並沒有實質性解決流動場均勻性和觸點的問題，所以無法從徹底解決堵塞或者結垢的問題。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型所要解決的技術問題是，針對易於發生堵塞的含顆粒介質或易於結垢的介質，提供一種有效解決板間流道堵塞、積垢腐蝕等問題且在不用多臺設備串聯的前提下解決普遍存在的溫位交叉換熱問題的單側無觸點直通流道的波紋板束。
[0009]基於板間流道堵塞和結垢的機理分析，本實用新型獨創性地提出了單側無觸點直通流道波紋板束結構，在板束中，板片一側流道無波紋觸點，流道為直通結構，流道沿介質流通方向基本保持不變，因而從介質入口到出口，流動場基本保持一致，消除了顆粒物堵塞和積垢的前提條件，也就可以徹底地解決顆粒物堵塞和積垢問題。
[0010]本實用新型是通過以下技術方案予以實現:
[0011]—種單側無觸點直通流道的波紋板束，包括多個板片，所述板片包括主傳熱面、均勻分布於主傳熱面的擾流波紋、承壓波紋及沿板片長度方向由一端向另一端延伸的分程波紋，其特徵在於:所述承壓波紋與分程波紋相對於主傳熱面為凹波紋，多張所述板片組疊後，在板片兩側形成沿板片長度方向的縱向通道與沿板片寬度方向的橫向通道，所述擾流波紋的高度小於橫向通道的流道間距的1/2，所述承壓波紋與分程波紋的高度等於縱向通道的流道間距的1/2，所述縱向通道內，承壓波紋與承壓波紋相對且形成觸點、分程波紋與分程波紋相對且形成觸點，在所述橫向通道內，擾流波紋與擾流波紋相對且不形成觸點。
[0012]所述板片四周通過折彎形成進口與出口，所述板片兩兩對扣形成板對，所述波紋板束包括相互組疊的多個板對。
[0013]所述板片四周與所述主傳熱面在同一個平面，通過設置在板片四周的鑲條，依次通過板片-鑲條-板片的順序組疊成板束。
[0014]所述分程波紋為沿板片長度方向貫通的或一端間斷的平直波紋或近似平直波紋，所述分程波紋的間斷處設有呈半圓弧形或折線形排列的折程波紋，所述折程波紋為連續的或者間斷的波紋且相對於主傳熱面為凹波紋。
[0015]所述板片上設有一定間隔的沿板片寬度方向的連續的或者間斷的支撐波紋或支撐條，所述支撐波紋相對於主傳熱面為凸波紋，所述支撐條相對於主傳熱面為凸臺，所述支撐波紋的深度與支撐條的高度等於所述橫向通道的流道間距的I /2。
[0016]一種單側無觸點直通流道的波紋板束，其特徵在於，包括多個板片，所述板片兩兩對扣形成板對，所述波紋板束包括相互組疊的多個板對，板片包括主傳熱面、均勻分布於主傳熱面的擾流波紋與承壓波紋及設於傳熱面一端並向另一端延伸的分程波紋，所述承壓波紋相對於主傳熱面為凸波紋，所述分程波紋相對於主傳熱面為凹波紋，多張所述板片組疊後，在板片兩側形成沿板片長度方向的縱向通道與沿板片寬度方向的橫向通道，所述擾流波紋的高度小於縱向通道的流道間距的1/2，所述承壓波紋高度等於橫向通道的流道間距的1/2，分程波紋的高度等於縱向通道的流道間距的1/2，所述分程波紋為沿板片長度方向貫通的平直波紋，所述板片上設有一定間隔的沿板片寬度方向的連續的或者間斷的支撐波紋或支撐條，所述支撐波紋相對於主傳熱面為凸波紋，所述支撐條相對於主傳熱面為凸臺，所述支撐波紋的深度與支撐條的高度等於橫向通道的流道間距的I /2。
[0017]一種單側無觸點直通流道的波紋板束，其特徵在於:包括多個板片，所述板片包括主傳熱面、均勻分布於主傳熱面的承壓波紋及設於傳熱面一端並向另一端延伸的分程波紋，所述承壓波紋與分程波紋相對於主傳熱面為凹波紋，多張所述板片組疊後，在板片兩側形成沿板片長度方向的縱向通道與沿板片寬度方向的橫向通道，所述承壓波紋與分程波紋的高度等於縱向通道的流道間距的1/2，所述分程波紋為沿板片長度方向貫通的或一端間斷的平直波紋，所述板片上設有一定間隔的沿板片寬度方向的連續的或者間斷的支撐波紋或支撐條，所述支撐波紋相對於主傳熱面為凸波紋，所述支撐條相對於主傳熱面為凸臺，所述支撐波紋的深度與支撐條的高度等於橫向通道的流道間距的1/2，所述一端間斷的分程波紋在波紋間斷處設置有呈半圓弧形或折線形排列的折程波紋，所述折程波紋為連續的或者間斷的波紋且相對於主傳熱面為凹波紋。
[0018]所述板片四周通過折彎形成進口與出口，所述板片兩兩對扣形成板對，所述波紋板束包括相互組疊的多個板對。
[0019]所述板片四周與所述主傳熱面在同一個平面，通過設置在板片四周的鑲條，依次通過板片-鑲條-板片的順序組疊成板束。
[0020]—種單側無觸點直通流道的波紋板束，其特徵在於，包括多個板片，所述板片兩兩對扣形成板對，所述波紋板束包括相互組疊的多個板對，板片包括主傳熱面、均勻分布於主傳熱面的承壓波紋及設於傳熱面一端並向另一端延伸的分程波紋，所述承壓波紋相對於主傳熱面為凸波紋，所述分程波紋相對於主傳熱面為凹波紋，多張所述板片組疊後，在板片兩側形成沿板片長度方向的縱向通道與沿板片寬度方向的橫向通道，所述承壓波紋高度等於橫向通道的板間流道間距的1/2，所述分程波紋高度等於縱向通道的板間流道間距的1/2，所述分程波紋為沿板片長度方向貫通的平直波紋，所述板片上設有一定間隔的沿板片寬度方向的連續的或者間斷的支撐波紋或支撐條，所述支撐波紋的深度與支撐條的高度等於板間流道間距的1/2，所述支撐波紋相對於主傳熱面為凸波紋，所述支撐條相對於主傳熱面為凸臺。
[0021 ]本實用新型的有益效果是:
[0022](I)多個板對組疊成板束後，在板片一側形成無觸點的直通流道，該直通流道橫截面沿介質流動方向上基本保持不變且沒有觸點，介質流過該流道過程中流動場十分均勻，該流道作為用於處理含顆粒或易結垢介質的通道，徹底解決了現有板式熱交換器中的堵塞和結垢問題。
[0023](2)由於板片上設置了縱向的分程波紋，多張板片組疊後，在板片一側形成縱向折程流道，橫向穿過板片的介質A與沿縱向折程流道流動的介質B呈錯逆流方式換熱，用於存在溫位交叉的介質換熱，解決了現有板式熱交換器必須多臺串聯才能解決溫位交叉的問題。
【附圖說明】

[0024]圖1是構成本實用新型的板片結構示意圖，
[0025]圖2是圖1所示板片的C-C向剖視圖，
[0026]圖3是圖1所示板片的D-D向剖視圖，
[0027]圖4是構成本實用新型的板對結構示意圖
[0028]圖5本實用新型結構不意圖
[0029]圖6是本實用新型板束沿板寬橫向流道C-C向剖視圖，
[0030]圖7是本實用新型板束沿板長縱向流道D-D向剖視圖，
[0031 ]圖8是構成本實用新型的帶折程波紋的板片結構示意圖，
[0032]圖9是構成本實用新型的帶支撐波紋或支撐條的板片結構示意圖，
[0033]圖10是圖9所示板片組疊板束後沿板寬橫向流道E-E向剖視圖。
[0034]圖中:I.板對，2.板片，201主傳熱面,202.擾流波紋，203.承壓波紋，204.分程波紋，205.折程波紋，206.支撐波紋，7.支撐條，A.介質A，B.介質B。
【具體實施方式】
[0035]為了使本技術領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖和最佳實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0036]參閱圖1所示，構成本實用新型板片2包括主傳熱面201、擾流波紋202、承壓波紋203及分程波紋204。結合圖2與圖3所示，擾流波紋202相對於主傳熱面201為凸波紋，承壓波紋203與分程波紋204相對於主傳熱面為凹波紋。
[0037]參閱圖4所示，構成本實用新型波紋板對2由兩張板片對扣而成，板片與板片之間可以通過板片四周的折彎組焊成板對，也可以是板片四周無折彎通過增加密封邊條的方式組焊成板對，或者是通過增加密封邊條的方式組成板對。
[0038]參閱圖5所示並結合圖6、圖7所示，多個板對組疊在一起構成板束，沿板長方向的縱向流道在分程波紋的作用下，板片沿寬度方向被分割成了多個折程流道，流經該折程流道的介質B與橫穿板片寬度方向的介質A形成錯逆流換熱，不需多臺設備串聯即可解決介質A與介質B溫位交叉的問題。在板片一側介質B的縱向流道內，承壓波紋203與承壓波紋203相對，分程波紋204與分程波紋204相對，當承壓波紋203與分程波紋204的高度等於該側流道間距的1/2時，承壓波紋203頂部相接觸而形成觸點，可通過焊接觸點的方式提高板對的承壓能力，通過焊接分程波紋的接觸面以防止折流程的流體短路，在板片另一側介質A的橫向流道內，擾流波紋202與擾流波紋202相對，擾流波紋202高度小於該側流道間距的1/2，組疊後不會形成觸點。綜上，在板束中沿板片寬度方向的橫向流道為無觸點的直通流道，沿板片長度方向的縱向流道為帶觸點的折程流道。
[0039]很顯然地，當改變承壓波紋203與擾流波紋202相對於主傳熱面201的方向時，SP，承壓波紋203相對於主傳熱面201調整為凸波紋、擾流波紋202相對於主傳熱面201調整為凹波紋時，且當承壓波紋603高度為橫向流道間距的1/2，分程波紋204高度為縱向流道間距的1/2，擾流波紋高度小於縱向流道間距的1/2，在板束中，沿板長方向的縱向流道成為無觸點的直通流道，沿板寬方向的橫向流道成為帶觸點的橫向直通流道。
[0040]參閱圖8所示，構成本實用新型的板片上設置有與分程波紋同向的折程波紋5。當板片上分程波紋數量為m，對應板片縱向流道程數m+1，此時在第η程的出口與第n+1程的入口設置折流波紋，介質B可直接在板束內實現多程折流而無需設置折程管箱，大大增加了板束結構緊湊度。
[0041 ]結合圖9、圖10所示，構成本實用新型的板片上增設支撐波紋6或支撐條7，將板束中原有介質A的橫向流道分隔成了若干個小的橫向流道，橫向流道的高度和原有特性不受任何影響，原有的均勻流動場也不受任何影響。
[0042]進一步地，構成本實用新型的承壓波紋、擾流波紋、分程波紋、折程波紋均可以被柱、筋等結構件替代，由此衍生出的板片組成的板束，具有與本實用新型相同的創新性與新穎性，也應視為本實用新型的保護範圍。
[0043]更進一步的，在保持構成本實用新型板片波紋形式不變的前提下，通過在板片與板片之間增加支撐件或者在板片四周增加支撐件的方式，無需將板片兩兩對扣形成板對，直接將多張相同的板片組疊成板束，該板束具有與本實用新型相同流道結構與流程組合的波紋板束，即該板束具有與本實用新型相同的創新性與新穎性，該結構也應視為本實用新型的保護範圍。
[0044]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
【主權項】
1.一種單側無觸點直通流道的波紋板束，其特徵在於:包括多個板片，所述板片包括主傳熱面、均勻分布於主傳熱面的擾流波紋、承壓波紋及沿板片長度方向由一端向另一端延伸的分程波紋，其特徵在於:所述承壓波紋與分程波紋相對於主傳熱面為凹波紋，多張所述板片組疊後，在板片兩側形成沿板片長度方向的縱向通道與沿板片寬度方向的橫向通道，所述擾流波紋的高度小於橫向通道的流道間距的1/2，所述承壓波紋與分程波紋的高度等於縱向通道的流道間距的1/2，所述縱向通道內，承壓波紋與承壓波紋相對且形成觸點、分程波紋與分程波紋相對且形成觸點，在所述橫向通道內，擾流波紋與擾流波紋相對且不形成觸點。2.根據權利要求1所述的一種單側無觸點直通流道的波紋板束，其特徵在於，所述板片四周通過折彎形成進口與出口，所述板片兩兩對扣形成板對，所述波紋板束包括相互組疊的多個板對。3.根據權利要求1所述的一種單側無觸點直通流道的波紋板束，其特徵在於，所述板片四周與所述主傳熱面在同一個平面，通過設置在板片四周的鑲條，依次通過板片-鑲條-板片的順序組疊成板束。4.根據權利要求1至3中任一項所述的一種單側無觸點直通流道的波紋板束，其特徵在於，所述分程波紋為沿板片長度方向貫通的或一端間斷的平直波紋或近似平直波紋，所述分程波紋的間斷處設有呈半圓弧形或折線形排列的折程波紋，所述折程波紋為連續的或者間斷的波紋且相對於主傳熱面為凹波紋。5.根據權利要求4所述的一種單側無觸點直通流道的波紋板束，其特徵在於，所述板片上設有一定間隔的沿板片寬度方向的連續的或者間斷的支撐波紋或支撐條，所述支撐波紋相對於主傳熱面為凸波紋，所述支撐條相對於主傳熱面為凸臺，所述支撐波紋的深度與支撐條的高度等於所述橫向通道的流道間距的1/2。6.—種單側無觸點直通流道的波紋板束，其特徵在於，包括多個板片，所述板片兩兩對扣形成板對，所述波紋板束包括相互組疊的多個板對，板片包括主傳熱面、均勻分布於主傳熱面的擾流波紋與承壓波紋及設於傳熱面一端並向另一端延伸的分程波紋，所述承壓波紋相對於主傳熱面為凸波紋，所述分程波紋相對於主傳熱面為凹波紋，多張所述板片組疊後，在板片兩側形成沿板片長度方向的縱向通道與沿板片寬度方向的橫向通道，所述擾流波紋的高度小於縱向通道的流道間距的1/2，所述承壓波紋高度等於橫向通道的流道間距的I/2，分程波紋的高度等於縱向通道的流道間距的1/2，所述分程波紋為沿板片長度方向貫通的平直波紋，所述板片上設有一定間隔的沿板片寬度方向的連續的或者間斷的支撐波紋或支撐條，所述支撐波紋相對於主傳熱面為凸波紋，所述支撐條相對於主傳熱面為凸臺，所述支撐波紋的深度與支撐條的高度等於橫向通道的流道間距的I /2。7.—種單側無觸點直通流道的波紋板束，其特徵在於:包括多個板片，所述板片包括主傳熱面、均勻分布於主傳熱面的承壓波紋及設於傳熱面一端並向另一端延伸的分程波紋，所述承壓波紋與分程波紋相對於主傳熱面為凹波紋，多張所述板片組疊後，在板片兩側形成沿板片長度方向的縱向通道與沿板片寬度方向的橫向通道，所述承壓波紋與分程波紋的高度等於縱向通道的流道間距的1/2，所述分程波紋為沿板片長度方向貫通的或一端間斷的平直波紋，所述板片上設有一定間隔的沿板片寬度方向的連續的或者間斷的支撐波紋或支撐條，所述支撐波紋相對於主傳熱面為凸波紋，所述支撐條相對於主傳熱面為凸臺，所述支撐波紋的深度與支撐條的高度等於橫向通道的流道間距的1/2，所述一端間斷的分程波紋在波紋間斷處設置有呈半圓弧形或折線形排列的折程波紋，所述折程波紋為連續的或者間斷的波紋且相對於主傳熱面為凹波紋。8.根據權利要求7所述的一種單側無觸點直通流道的波紋板束，其特徵在於，所述板片四周通過折彎形成進口與出口，所述板片兩兩對扣形成板對，所述波紋板束包括相互組疊的多個板對。9.根據權利要求7所述的一種單側無觸點直通流道的波紋板束，其特徵在於，所述板片四周與所述主傳熱面在同一個平面，通過設置在板片四周的鑲條，依次通過板片-鑲條-板片的順序組疊成板束。10.一種單側無觸點直通流道的波紋板束，其特徵在於，包括多個板片，所述板片兩兩對扣形成板對，所述波紋板束包括相互組疊的多個板對，板片包括主傳熱面、均勻分布於主傳熱面的承壓波紋及設於傳熱面一端並向另一端延伸的分程波紋，所述承壓波紋相對於主傳熱面為凸波紋，所述分程波紋相對於主傳熱面為凹波紋，多張所述板片組疊後，在板片兩側形成沿板片長度方向的縱向通道與沿板片寬度方向的橫向通道，所述承壓波紋高度等於橫向通道的板間流道間距的1/2，所述分程波紋高度等於縱向通道的板間流道間距的1/2，所述分程波紋為沿板片長度方向貫通的平直波紋，所述板片上設有一定間隔的沿板片寬度方向的連續的或者間斷的支撐波紋或支撐條，所述支撐波紋的深度與支撐條的高度等於板間流道間距的1/2，所述支撐波紋相對於主傳熱面為凸波紋，所述支撐條相對於主傳熱面為凸臺。
【文檔編號】F28F3/04GK205718592SQ201620094878
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年2月1日
【發明人】宋秉棠, 趙殿金, 何磊
【申請人】天津華賽爾傳熱設備有限公司