丁胞型换热芯体及具有丁胞型换热芯体的板壳式换热器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种丁胞型换热芯体及具有丁胞型换热芯体的板壳式换热器，属于传热【技术领域】。在板壳式换热器上采用该种结构形式的热换芯体能够克服现有板壳式换热器清洗维护困难、不适用于低阻力或介质较脏场合的问题。具体为：在换热板片的表面均匀间隔加工有大小一致的球凸和球凹，球凹和球凸的深度为2～5毫米，直径为8～15毫米。当多个换热板片层叠在一起形成流体通道时，使相邻两个丁胞板片中，其相对面上的球凸与球凸对应，球凹与球凹对应，由此使所形成的通道内较多的流道是畅通的，可以轻松的通过介质较脏的流体。同时对于该种结构的换热芯体，可以采用高压水枪冲洗等机械方法清洗。
【专利说明】丁胞型换热芯体及具有丁胞型换热芯体的板壳式换热器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种换热芯体和一种板壳式换热器，特别涉及一种丁胞型换热芯体及具有丁胞型换热芯体的板壳式换热器，属于传热【技术领域】。
【背景技术】
[0002]板壳式换热器(如图1所示)具有传热效率高，结构紧凑等优点，目前已被广泛应用于化工、制冷、食品和医药等生产流程中。板壳式换热器的板片之间采用焊接方式密封，而不是采用传统可拆式板式换热器中的垫片形式，进而可以用于高温高压的场合，其设计压力最高可以到20MPa，设计温度最高可以到900°C。
[0003]传统的板式换热器较多地采用波纹板片(如图2所示)，两板片之间波纹呈一定角度布置，以强化换热。然而由于两块波纹板间有交错角，使整个流道成为复杂的网状结构，如图3所示，这类换热板片形成的换热芯体的通道如果结垢或者堵塞，只能采用化学方法清洗，无法采用高压水枪冲洗等机械方法清洗。原因在于高压水枪的高压无法传递到板片的中部，在流道进口处压头损耗很大。因此波纹板片只适用于介质较为洁净的场合，在一些要求低阻力场合、或者介质较脏的场合时，波纹板就不适用。为克服这些不足，就需要开发一种在介质较脏场合容易清洗维护的新型换热芯体。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种丁胞型换热芯体及具有丁胞型换热芯体的板壳式换热器，该热换芯体能够克服现有板式换热器清洗维护困难、不适用于低阻力或介质较脏场合的问题。
[0005]所述丁胞型换热芯体由两个以上换热板片层叠固接后形成，在所述换热板片的表面分布有直径和深度一致的球凸和球凹；所述换热芯体的两个相邻换热板片中，其相对面上的球凸与球凸对应，球凹与与球凹对应。
[0006]所述换热板片上球凸和球凹的深度为2?5毫米，直径为8?15毫米。
[0007]所述球凸和球凹沿换热板片的横向和纵向均匀间隔分布。
[0008]具有丁胞型换热芯体的板壳式换热器包括:壳体和换热芯体；所述换热芯体包括两个以上板片对，所述板片对由两个片状环形结构的换热板片组成；所述换热板片的表面均匀间隔分布有球凸和球凹，在换热板片的环形面上加工有两个圆孔，将两个换热板片环形面上的两个圆孔分别焊接在一起形成板片对，保证两个换热板片相对面上的球凸与球凸对应，球凹与与球凹对应；两个以上板片对同轴放置，使相邻两板片对的相对面上球凸与球凸对应，球凹与与球凹对应；分别将相邻两板片对的内圆及外圆焊接，形成换热芯体。
[0009]所述换热芯体固定安装在壳体内部，板片芯体与壳体之间有间隙；在所述壳体的一侧端面上，换热芯体内圆孔所在位置加工壳程流体入口管嘴，所述壳程流体入口管嘴；换热芯体环形面上两个圆孔对应的位置各设置一个管嘴，分别用作板程流体入口管嘴和板程流体出口管嘴；在所述壳体的圆周面上加工有壳程流体出口管嘴，所述壳程流体出口管嘴与板片芯体与壳体之间的环形空间贯通。
[0010]所述换热板片上球凸和球凹的深度为2?5毫米，直径为8?15毫米。
[0011]所述换热板片为钛板片。
[0012]有益效果:
[0013]该种结构形式的换热芯体及板壳式换热器，其内部流道清洗维护方便，且能够减少流动阻力，增加流体流速，减少设备结垢，有助于提高设备的可靠性及寿命。
[0014]将换热板片上球凸和球凹的深度限制为2?5毫米，直径限制为8?15毫米，即能保证板程和壳程内介质有效的换热，又便于流道的清洗维护。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是传统板壳式换热器的结构示意图；
[0016]图2是传统板壳式换热器上采用的波纹板片的结构示意图；
[0017]图3是波纹板片构成的流体通道；
[0018]图4是丁胞板片的结构示意图(实心代表球凸，空心代表球凹)；
[0019]图5为采用丁胞板片构成的流体通道；
[0020]图6是采用丁胞环板构成的板壳式换热器；
[0021]图7是丁胞型板换热器内部流体流动示意图。
[0022]其中，1-壳体；2_板程流体入口管嘴；3_壳程流体入口管嘴；4_板程流体出口管嘴；5_换热芯体；6_壳程流体出口管嘴。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0024]本实施例提供一种丁胞型换热芯体及具有丁胞型换热芯体的板壳式换热器。丁胞型换热芯体由对个换热板片同轴固接后形成。换热板片的结构如图4所示，换热板片为环形板，其环形面上对称加工有两个圆孔。在换热板片的两表面沿横向和纵向均匀间隔加工有大小一致的球凸和球凹，球凹和球凸的深度为3毫米，直径为10毫米。加工球凸和球凹时，同时压制换热板片基体的两个端面，使换热板片基体一个端面的球凹对应为另一端面的球凸。形成换热芯体5时，先两个换热板片同轴放置，并使两个换热板片相对面的球凹与球凹对应，球凸与球凸对应。然后两个换热板片环形面上同一位置的圆孔焊接在一起，形成板片对。最后将多个板片对同轴放置，分别将相邻两板片对的内圆及外圆焊接在一起，构成换热芯体5。所形成的换热芯体5中，任意两个相邻板片的相对面中均为球凹与球凹对应，球凸与球凸对应，如图5所示。由此使所形成的通道内较多的流道是畅通的，可以轻松的通过介质较脏的流体。同时对于该种结构的换热芯体，可以采用高压水枪冲洗等机械方法清洗。换热芯体5的中心孔及每个板片对中两板片之间通道构成壳程通道，换热芯体5中心孔两侧的圆孔及板片对与板片对之间流道构成板程流道。
[0025]具有上述结构形式的换热芯体的板壳式换热器如图6所示，壳体I为中空的柱形结构，换热芯体5同轴放置在壳体I内部，换热芯体5的上下表面分别与壳体I的上下内表面抵触，为保证板程流道与壳程通道的隔离，位于换热芯体5底部的换热板片的环形面上不加工圆孔，使板程流道密封。在壳体I的上表面:换热芯体5中心孔所在位置同轴加工圆孔用作壳程流体入口管嘴3，壳程流体入口管嘴3与换热芯体5的壳程流道贯通；换热芯体5中心孔两侧圆孔对应的位置各同轴加工一个管嘴，分别用作板程流体入口管嘴2和板程流体出口管嘴4，板程流体入口管嘴2和板程流体出口管嘴4与换热芯体5的板程流道贯通。同时在壳体I圆周面上加工两个壳程流体出口管嘴6，壳程流体出口管嘴6与壳体I和换热芯体5之间的环形空间贯通。
[0026]图7给出了采用该种结构形式换热器内流体流动的示意图:壳程流体自壳程流体入口管嘴3进入壳程流道，与自板程流体入口管嘴2进入的板程流道的循环水进行换热。壳程流体自壳程流体出口管嘴6排出，而板程流体自壳程流体出口管嘴4排出。
[0027]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.丁胞型换热芯体，其特征在于，所述换热芯体由两个以上换热板片层叠固接后形成，在所述换热板片的表面分布有直径和深度一致的球凸和球凹；所述换热芯体的两个相邻换热板片中，其相对面上的球凸与球凸对应，球凹与与球凹对应。
2.如权利要求1所述的丁胞型换热芯体，其特征在于，所述换热板片上球凸和球凹的深度为2?5毫米，直径为8?15毫米。
3.如权利要求1所述的丁胞型换热芯体，其特征在于，所述球凸和球凹沿换热板片的横向和纵向均匀间隔分布。
4.具有丁胞型换热芯体的板壳式换热器，其特征在于，包括:壳体(I)和换热芯体(5);所述换热芯体(5)包括两个以上板片对，所述板片对由两个片状环形结构的换热板片组成；所述换热板片的表面均匀间隔分布有球凸和球凹，在换热板片的环形面上加工有两个圆孔，将两个换热板片环形面上的两个圆孔分别焊接在一起形成板片对，保证两个换热板片相对面上的球凸与球凸对应，球凹与与球凹对应；两个以上板片对同轴放置，使相邻两板片对的相对面上球凸与球凸对应，球凹与与球凹对应；分别将相邻两板片对的内圆及外圆焊接，形成换热芯体(5)； 所述换热芯体(5)固定安装在壳体(I)内部，板片芯体(6)与壳体(I)之间有间隙；在所述壳体(I)的一侧端面上，换热芯体(5)内圆孔所在位置加工壳程流体入口管嘴(3)，所述壳程流体入口管嘴(3);换热芯体(5)环形面上两个圆孔对应的位置各设置一个管嘴，分别用作板程流体入口管嘴(2)和板程流体出口管嘴(4);在所述壳体(I)的圆周面上加工有壳程流体出口管嘴，所述壳程流体出口管嘴与板片芯体(6)和壳体(I)之间的环形空间贯通。
5.如权利要求4所述的具有丁胞型换热芯体的板壳式换热器，其特征在于，所述换热板片上球凸和球凹的深度为2?5毫米，直径为8?15毫米。
6.如权利要求4所述的具有丁胞型换热芯体的板壳式换热器，其特征在于，所述换热板片为钛板片。
【文档编号】F28F3/08GK103808190SQ201410040765
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】栾辉宝, 夏晓宇, 郑伟业, 迟浩淼, 王崧, 张世程 申请人:中国船舶重工集团公司第七一一研究所