一種單側無觸點直通流道的板片的製作方法
2023-05-25 09:37:31 2
專利名稱:一種單側無觸點直通流道的板片的製作方法
【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，本實用新型作為一種板片結構，解決了現有技術中板片流道堵塞、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板片
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板片。
【背景技術】
[0002]由於板式熱交換器具有傳熱效率高、結構緊湊等優點，近年來，越來越多的傳統管式熱交換器應用工位被板式熱交換器所替代。
[0003]在板式熱交換器中，板片和板片之間通過觸點相互接觸與支撐，在觸點和波紋的雙重作用下，在板片兩側形成複雜的三維網狀流道，流道形狀沿介質流動方向不斷變化，在流體轉向的遠端和波紋觸點處，流動場會變得非常不均勻，在此影響下，對於含有顆粒或者易於積垢的操作介質，易於發生堵塞和積垢。
[0004]為了適應含有顆粒物介質的換熱需求，現有技術大多是通過加大板間距以增加流道高度或通過減小流道長度以提高流動場均勻度的方式來解決，相應地，冷熱介質的流動方式多為交錯流，然而上述的一系列解決方案並不能完全解決現有問題，原因如下:
[0005]1.加大板間距，減小流道長度雖然可以減緩堵塞和結垢的發生，然而由於流道截面的變化、流向的轉變、觸點的存在，流道內不可避免地存在滯流區，長期操作後必然積垢和堵塞。
[0006]2.當冷熱流體存在溫位交叉時，單臺設備無法滿足傳熱要求，需要採用多臺設備串聯，加大了設備投資與佔地面積，無形中削弱了板式熱交換器的優勢。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型所要解決的技術問題是，針對含顆粒介質或易結垢的介質，提供一種解決板間流道堵塞、積垢等問題且能夠適應冷熱介質存在溫位交叉的工況的單側無觸點直通流道的板片。
[0008]現有技術中的板片結構，板片之間依靠觸點相互接觸，在板片波紋與觸點的作用下，介質流道為複雜的三維網狀流，流場的不斷變化、流向的不斷變化，加之觸點的催化作用，板間流道內的流動場會產生較大的不均勻性，在流速較低的滯留區與觸點區域，易於發生顆粒物的堵塞和積垢。基於這個原理，本實用新型獨創性地提出了無觸點直通流道板片結構，即對於易堵塞或易積垢介質的流道，採用無觸點直通流道結構。由於流道是直通流道，流道沿介質流通方向基本保持不變，同時又消除了觸點的影響，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。
[0009]本實用新型是通過以下技術方案予以實現:
[0010]—種單側無觸點直通流道的板片，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。
[0011]所述擾流波紋為球冠形波紋、條形波紋、人字形波紋的一種或者組合併按網格或陣列方式布置，所述承壓波紋為錐臺形、梯臺形、頂部為平面的球冠形中的一種或者組合併按網格或者陣列方式布置，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。
[0012]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。
[0013]—種單側無觸點直通流道的板片，其特徵在於，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。
[0014]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，。
[0015]—種單側無觸點直通流道的板片，其特徵在於，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。
[0016]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。
[0017]—種單側無觸點直通流道的板片，其特徵在於，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I /2。
[0018]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。
[0019]本實用新型的有益效果是:
[0020](I)多張板片組疊在一起後，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。
[0021](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，用於處理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】
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的板片結構示意圖，
[0023]圖2是本實用新型的C-C向剖視圖，
[0024]圖3是本實用新型的D-D向剖視圖，
[0025]圖4是本實用新型組疊後形成的C-C截面剖視圖，
[0026]圖5是本實用新型組疊後形成的D-D截面剖視圖，
[0027]圖6是在板片長度方向一端設置有折程波紋的板片結構示意圖，
[0028]圖7是折程數為大於I的奇數時，沿板長兩端設置有折程波紋的板片結構示意圖，
[0029]圖8是折程數為大於2的偶數時，沿板長兩端設置有折程波紋的板片結構示意圖，
[0030]圖9是設置有支撐波紋或支撐條的板片結構示意圖，
[0031]圖1O是圖9所示板片的E-E向剖視圖，
[0032]圖11是圖9所示板片組疊為板束後沿板寬橫向流道的截面剖視圖。
[0033]圖中:1.主傳熱面，2.擾流波紋，3.承壓波紋，4.分程波紋，5.折程波紋，6.支撐波紋，7.支撐條，A.介質A，B.介質B。
【具體實施方式】
[0034]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。
[0035]參閱圖1所示，本實用新型的一種單側無觸點直通流道的板片，由主傳熱面1、擾流波紋2、承壓波紋3及分程波紋4構成。參閱圖2與圖3所示，擾流波紋2相對於主傳熱面I為凸波紋，承壓波紋3與分程波紋4相對於主傳熱面為凹波紋。參閱圖4與圖5所示，多張板片組疊後，在板片的一側，承壓波紋3與承壓波紋3相接觸形成觸點，觸點通過焊接的方式進行連接以滿足承壓要求，分程波紋4與分程波紋4相接觸，可通過焊接方式實現密封以防止折流程的流體短路，在板片的另一側，擾流波紋2的高度小於板間流道間距的1/2，因此組疊後在流道內擾流波紋2雖然相對但不會形成波紋觸點。
[0036]結合圖1及圖2，圖3，圖4，圖5，多張板片組疊後，板片的一側形成無觸點的直通流道，該流道作為易堵塞或者易結垢介質A的流道，而另外一側形成有觸點的流道，該流道作為較為清潔或不易結垢介質B的流道。由於介質A直通通過無觸點的直通流道，介質流道沿流通方向基本不發生偏轉與變化，加之沒有觸點的影響，因此在該流道內不會出現滯留區，因此不會產生結垢或者顆粒物堵塞。此外，由於板片上設置了分程波紋4，多張板片組疊後，分程波紋將介質B流道分成了兩程，介質B通過板片第一程流道的左端流入，從右端流出，通過設置在板疊外部的管箱進行折返後，從第二程流道的右端流入，從左端流出，介質A橫穿通過無觸點流道，介質A與介質B在板片兩側形成錯逆流換熱，無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。
[0037]承壓波紋3通過觸點解決板片的承壓問題，觸點的形狀為錐臺形、梯臺形、頂部為平面的球冠形中的一種或者組合併按網格或者陣列方式布置，加強波紋通過擾流波紋起到加強板片剛度和強化傳熱的作用，其波紋形式可以是沿介質流通方向布置的球冠形波紋、條狀波紋及網格狀波紋的一種或者這三者的組合，波紋高度以小於板間流道高度的1/2且不引起滯留區為限。
[0038]很顯然地，如圖2、圖3所示，當改變承壓波紋3與擾流波紋相對於主傳熱面的方向時，即，承壓波紋相對於主傳熱面調整為凸波紋，擾流波紋相對於主傳熱面調整為凹波紋或者凸波紋時，當多張板片組疊後，沿板長方向的縱向流道即變成了無觸點的直通流道。進一步地，當板片只有承壓波紋、分程波紋而無擾流波紋時，且承壓波紋與分程波紋的特徵與上述描述相同時，依然可以構成具有本實用新型的創新點的板片，該板片也應視為本實用新型的保護範圍。
[0039]參閱圖6所示，分程波紋4在一端開口，在該開口區內設置折程波紋5，折程波紋5對介質B起到導流的作用，介質B不流出板片即完成折返，相應地，板片組裝成板束後在流體折返側不需再設置管箱。相應地，折程波紋4的形狀可以是圓弧形或折線形，波紋為連續的或者間斷的。
[0040]參閱圖7所示，沿板寬方向設置了數量為m(m為偶數)的分程波紋4，在分程波紋4的作用下，將B側流道沿板寬方向分割成為m+1程流道，介質B從第一程的左側流入，經過折程波紋5導流流入第二程，依次流過第三程，......，第m程，最終從第m+Ι程流道的右側流出板片。
[0041]參閱圖8所示，沿板寬方向設置了數量為n(n為奇數)的分程波紋4，在分程波紋4的作用下，將B側流道沿板寬方向分割成為n+1程流道，介質B從第一程的左側流入，經過折程波紋5導流流入第二程，依次流過第三程，......，第η程，最終從第n+1程流道的左側流出板片。
[0042]參閱圖9所示，沿板片長度方向設置了一定間隔的支撐波紋6和/或支撐條7。結合圖10、圖11所示，支撐波紋相對於主傳熱面I為凸波紋，多張板片組疊後，對介質A側流道起支撐作用。支撐波紋6和支撐條7可以是連續的或者斷續的，其數量根據要求可以增減。
[0043]結合圖9、圖10、圖11所示，增設支撐波紋6或支撐條7，A側流道僅僅沿板長方向被分割成了若干個小直通流道，介質A的流動形態與流動均勻性不受任何影響，仍然具備無滯留區、無波紋觸點、流動場均勻、直通流道的特點，即，增設支撐波紋6或支撐條7後，板片的抗堵塞、抗結垢介質與未設置時完全一樣。進一步地，支撐波紋6或者支撐條7可以設計成連續的或者間斷的結構。
[0044]進一步地，構成板片的承壓波紋、擾流波紋、折程波紋、支撐波紋均可以通過柱、筋等結構件替代，由此衍生出新的板片，具有與本實用新型相同的創新性與新穎性，該結構的板片也應被視為本實用新型的保護範圍。
[0045]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中所述的一種單側無觸點直通流道的板片，其特徵在於，所述擾流波紋為球冠形波紋、條形波紋、人字形波紋的一種或者組合併按網格或陣列方式布置，所述承壓波紋為錐臺形、梯臺形、頂部為平面的球冠形中的一種或者組合併按網格或者陣列方式布置，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。3.根據權利要求1至2中任一項所述的一種單側無觸點直通流道的板片，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I /2。4.一種單側無觸點直通流道的板片，其特徵在於，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I /2。5.根據權利要求4所述的一種單側無觸點直通流道的板片，其特徵在於，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1/2。6.—種單側無觸點直通流道的板片，其特徵在於，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。7.根據權利要求6所述的一種單側無觸點直通流道的板片，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，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.—種單側無觸點直通流道的板片，其特徵在於，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I /2。9.根據權利要求8所述的一種單側無觸點直通流道的板片，其特徵在於，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】F28D9/00GK205718632SQ201620100137
【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