非對稱網狀導流板式換熱器的製作方法

2023-05-13 22:06:11

專利名稱：非對稱網狀導流板式換熱器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種非對稱網狀導流板式換熱器，屬於熱交換設備。主要用於處理兩種介質的流量比或溫差比均比較大的場合，也可用於汽一液冷凝或有較小尺寸的顆粒狀、纖維狀等雜質流體之間的傳熱。
常規板式換熱器的兩種介質進出口，角孔直徑相等、波紋的幾何結構完全一樣，當兩種介質的流量相等時性能最佳。而流量相差較大時，兩種介質的板間流速將相差較大。由於壓力降與流速的平方成正比，因而兩流體的壓力降相差更懸殊，致使傳熱板片兩側允許的壓力降不能同時得到充分利用，板間流速低的一側，極易結垢，影響傳熱，而另一側的壓力降往往過大。也就是說，板片兩側流體的傳熱不能處於最佳狀態。為解決這個問題，可在小流量的一側採用多流程布置，以使兩流體的板間流速接近，但這樣一來，一是傳熱性能降低，傳熱面積將增大許多，造成成本過高；二是兩個壓緊板上均布置有接管，給操作維修帶來不便。專利CN 2119632U曾提出一種非對稱型板式換熱器，但只是傳熱區採用非對稱波紋結構，根本未涉及接管和導流區的幾何結構，故上述問題仍未得到徹底解決。
本實用新型的目的是進一步均衡換熱器板片兩側的壓力降，改善兩種流量不等時的傳熱效果；同時針對非對稱性較大的流體工況，提供一種接管直徑、傳熱板片上的導流區及傳熱區均具有非對稱性，並且非對稱流道截面比能達到1.5∶1～3∶1的非對稱網狀導流板式換熱器，使其在接管、導流區及傳熱區的壓力降均減小，流體分布更均勻。
本實用新型是這樣實現的一種用螺柱(10)將大接管(5c、5d)、小接管(4c、4d)，傳熱板片(1)，活動壓緊板(2)，固定壓緊板(3)及墊片組裝成的非對稱網狀導流板式換熱器，其特徵是傳熱板片(1)上設置傳熱區(9)、導流區(6a、6b)及大角孔(5a、5b)、小角孔(4a、4b)，傳熱板片(1)之間的密封連接可用墊片加螺柱或釺焊、雷射焊進行連接。其中，傳熱區(9)由截面積不等，幾何形狀不同的人字形波紋構成，並且人字型的夾角α可為銳角或鈍角；導流區(6a、6b)呈網狀結構，並且小流體的流動通道比大流體的流動通道更窄、更淺、更長；兩個大(小)角孔的直徑相等，即兩個大角孔(5a、5b)的直徑相等，兩個小角孔(4a、4b)的直徑相等。它們可以設在傳熱板片的同一側，即5a、5b在傳熱板片的同一側，形成「單邊流」結構，如圖2；也可設在傳熱板片的對角上，即5a、5b在傳熱板片的對角上，形成「對角流」結構，如圖3；而大小角孔、非對稱的網狀導流區(6a、6b)及波紋式傳熱區組成的非對稱通道截面比為1.5∶1～3∶1，以提供不同工況下選用。
本實用新型可使板式換熱器整體結構的非對稱性更大、更匹配、更為合理，並且壓力降更小。使其在同等非對稱傳熱工況下，可比常規板式換熱器節省換熱面積20～30％。同時，因其流體通道截面積比值範圍的提高，使其應用範圍也得到擴大。此外，對其「單邊流」結構而言，因其只需要一種傳熱板片就可組成非對稱網狀導流板式換熱器，故還可節省一套加工傳熱板片的模具，使加工成本大幅下降。


圖1是非對稱網狀導流板式換熱器示意圖。
圖2是單邊流式傳熱板片。
圖3是對角流式傳熱板片。
圖4是傳熱板片網狀導流區上與大流體通道垂直的A-A剖面。
圖5是傳熱板片網狀導流區上與小流體通道垂直的B-B剖面。
圖中1.傳熱板片 2.活動壓緊板 3.固定壓緊板 4a、4b.小角孔 4c、4d.小接管 5a、5b.大角孔 5c、5d.大接管 6a、6b.導流區 7.網狀導流區大流體通道的凸稜 8.網狀導流區小流體通道的凹稜 9.傳熱區 10.螺柱。
實例一，圖1是本實用型的一臺換熱器，它用螺柱(10)將大接管(5C、5d)、小接管(4C、4d)、傳熱板片(1)、活動壓緊板(2)、固定壓緊板(3)及密封墊片按圖所示組裝而成。其中，傳熱板片選用的是如圖3所示對角流結構；小接管(4C、4d)用於小流量的流體，大接管(5C、5d)用於大流量的流體；傳熱板片之間的密封連接是用密封墊片加螺栓壓緊完成的。當然也可採用釺焊或雷射焊的方法，將傳熱板片之間密封的聯接起來。
實例二，與實例一的主要不同之處，是傳熱板片選用的是如圖2所示的單邊流結構。它只需同一種板片，在組裝時將相鄰板片，沿著水平軸線旋轉180°與未旋轉的板片進行組裝，就可實現非對稱網狀導流板式換熱器。從而減少了一套加工傳熱板片用的模具，使生產成本大大降低。
權利要求1.一種用螺柱(10)將大接管(5c、5d)、小接管(4c、4d)、傳熱板片(1)、活動壓緊板(2)、固定壓緊板(3)及墊片組裝成的非對稱網狀導流板式換熱器，其特徵是傳熱板片(1)上沒有傳熱區(9)、導流區(6a、6b)及大角孔(5a、5b)、小角孔(4a、4b)；傳熱板片(1)之間的密封連接可用墊片加螺柱或釺焊、雷射焊進行連接。
2.根據權利要求1所敘述的非對稱網狀導流板式換熱器，其特徵是傳熱區(9)由截面積不等，幾何形狀不同的人字形波紋構成，並且人字型的夾角α可為銳角或鈍角。
3.根據權利要求1所敘述的非對稱網狀導流板式換熱器，其特徵是導流區(6a、6b)呈網狀結構，並且小流體的流動通道比大流體的流動通道更窄、更淺、更長。
4.根據權利要求1所敘述的非對稱網狀導流板式換熱器，其特徵是兩個大(小)角孔的直徑相等，它們可以設在傳熱板片(1)的同一側，形成「單邊流」結構；也可設在傳熱板片(1)的對角上，形成「對角流」結構。
5.根據權利要求1所敘述的非對稱網狀導流板式換熱器，其特徵是大小角孔、非對稱的網狀導流區(6a、6b)及波紋式傳熱區組成的非對稱通道截面比為1.5∶1～3∶1。
專利摘要非對稱網狀導流板式換熱器屬於熱交換設備。為了提高換熱器對兩種介質流量不等時的傳熱效果。本實用新型提供了一種大小接管、大小角孔的通道斷面不等,導流區為網狀結構,並且小流體的流動通道比大流體的流動通道更窄、更淺、更長,傳熱區的通道斷面也不等的非對稱網狀導流板式換熱器,它的非對稱性為1.5∶1～3∶1。使其在同等工況下,可比常規板式換熱器節省換熱面積,簡化流程。主要用於處理兩種介質的流量比或溫差比均比較大的場合。
文檔編號F28D7/00GK2370371SQ99201850
公開日2000年3月22日 申請日期1999年1月7日 優先權日1999年1月7日
發明者常春梅 申請人:機械工業部蘭州石油機械研究所