多金属层换热管及具有其的换热器的制作方法

本实用新型涉及化工机械技术领域，具体而言，涉及一种多金属层换热管及具有其的换热器。

背景技术：

目前，管壳式换热器广泛用于石油、石化等领域。换热管是构成管壳式换热器的主要元件。现有的换热管在使用时，由于换热管的内外壁会接触不同的物料，在长时间使用后易被腐蚀或污染物料，影响换热器的正常运行。

技术实现要素：

本实用新型提供一种多金属层换热管及具有其的换热器，以解决现有技术中的换热管易腐蚀或污染物料的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种多金属层换热管，该多金属层换热管由多层金属层复合而成，至少两层金属层的材质不同，多金属层换热管具有缩放段。

进一步地，缩放段包括多个顺次连接的缩放单元，缩放单元包括相对设置的第一端和第二端，缩放单元的横截面的直径由第一端至第二端逐渐变大。

进一步地，多金属层换热管包括第一金属层和第二金属层，第一金属层设置在第二金属层外侧。

进一步地，第一金属层为碳钢材质。

进一步地，第二金属层为不锈钢材质。

进一步地，多金属层换热管还具有直线段，直线段与缩放段连接。

进一步地，缩放单元的第一端的横截面的直径小于直线段的横截面的直径，缩放单元的第二端的横截面的直径等于直线段的横截面的直径。

进一步地，多金属层换热管包括两个直线段和一个缩放段，其中一个直线段与缩放段的一端连接，另一个直线段与缩放段的另一端连接。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种换热器，包括多金属层换热管束，多金属层换热管束包括多个多金属层换热管，其中，多金属层换热管为上述提供的多金属层换热管。

进一步地，多金属层换热管束还包括：管板，多个多金属层换热管穿设在管板上；支撑板，与管板间隔设置，多个多金属层换热管穿过支撑板；折流板，与管板间隔设置，折流板用于改变物料的流动方向。

应用本实用新型的技术方案，多金属层换热管由至少两种不同金属层复合而成，如此可使多金属层换热管的内壁和外壁能够满足不同物料的耐腐蚀性要求或洁净度要求，进而可以延长多金属层换热管的使用寿命。并且，由于多金属层换热管具有缩放段，在缩放段内可以加强物料的流动，从而加强物料的热传递作用，提高换热效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型提供的多金属层换热管的结构示意图；

图2示出了多金属层换热管中的缩放段的结构示意图；

图3示出了多金属层换热管中的直线段的结构示意图；

图4示出了本实用新型提供的换热器的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、缩放段；11、缩放单元；20、直线段；30、第一金属层；40、第二金属层；100、多金属层换热管；200、管板；300、支撑板；400、折流板；500、拉杆；600、滑道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示，本实用新型的实施例提供了一种多金属层换热管，该多金属层换热管由多层金属层复合而成，至少两层金属层的材质不同，并且多金属层换热管具有缩放段10。在多金属层换热管的内部物料可以流动，并且物料与多金属层换热管的内壁接触。多金属层换热管的外壁可以与多金属层换热管外部的物料接触。多金属层换热管内部的物料和多金属层换热管外部的物料温度不同，物料通过多金属层换热管传递热量，从而进行换热。例如，当多金属层换热管外部物料的温度高于多金属层换热管内部物料的温度时，可通过多金属层换热管传热对多金属层换热管内部的物料进行加热；当多金属层换热管外部物料的温度低于多金属层换热管内部物料的温度时，可通过多金属层换热管传热对多金属层换热管内部的物料进行降温。

在对物料进行换热时，通常多金属层换热管内部的物料与多金属层换热管外部的物料的性质不同。例如，多金属层换热管内部为要生产的产品，多金属层换热管的外部为工艺介质，通过工艺介质对要生产的产品进行加热或降温。而不同的物料通常具有不同的耐腐蚀性要求、不同的洁净度要求。

在本实施例中，多金属层换热管由至少两层材质不同的金属层复合而成。优选地，多金属层换热管最外层的金属层的材质与多金属层换热管最内层的金属层的材质不同。这样多金属层换热管的最外层的金属层和最内层的金属层可以满足不同物料的使用需求。这样可以防止多金属层换热管的内壁或外壁被腐蚀，从而延长多金属层换热管的使用寿命。对于不同洁净度要求的物料，可以防止多金属层换热管污染物料。

金属层的材质可根据物料的性能进行相应设置。考虑到防腐性能或洁净性能较高的金属的成本也比较高，多金属层换热管的最内层和最外层可分别采用不同防腐性能或不同洁净性能的金属制成。与只使用一种性能好的金属制作多金属层换热管相比，本实施例的技术方案能够降低多金属层换热管的制造成本。

并且，多金属层换热管具有缩放段10，在轴线方向缩放段10的横截面的直径是变化的。这样可以增强多金属层换热管内部的物料的流动效果，加强多金属层换热管内部不同位置的物料的热传递以及物料与内壁的热传递，从而提高换热效率。

通过本实施例的技术方案，既能够延长多金属层换热管的使用寿命、降低多金属层换热管的制造成本，又能够提高多金属层换热管的换热效果。而且，与直多金属层换热管相比，在换热效率相同的情况下，可以使用直径较小或长度较短的多金属层换热管，从而可以减小多金属层换热管的占用空间。

具体地，缩放段10包括多个顺次连接的缩放单元11，每个缩放单元11包括相对设置的第一端和第二端，缩放单元11的横截面的直径由第一端至第二端逐渐变大。这样物料在通过每个缩放单元11时，由于缩放单元11横截面直径的变化，物料流速的快慢会发生变化，同时多金属层换热管内部不同位置的物料在直径方向加强交换，从而提高物料内部的换热效果以及物料与多金属层换热管的内壁或外壁的换热效果。

如图1所示，多金属层换热管包括第一金属层30和第二金属层40，其中第一金属层30设置在第二金属层40外侧。通过将多金属层换热管设置为不同材质的两层金属层，即可使多金属层换热管的内部和外部分别满足不同物料的要求。第一金属层30和第二金属层40可通过爆炸焊接工艺复合在一起，这样能够使两层金属层牢固地结合。其中，第一金属层30的外径最大值可以设置为15mm-25mm，第一金属层30的厚度可以设为1mm-3mm。第二金属层40的厚度可以设置为0.3mm-0.8mm。当然，多金属层换热管的金属层的尺寸还可以根据需要设置为其他数值。

其中，多金属层换热管的第一金属层30可以设置为碳钢材质。当多金属层换热管外部为腐蚀性较低或对洁净度要求较低的物料时，通过将第一金属层30设置为碳钢材质，可以降低多金属层换热管的制造成本。当然，还可以将第一金属层30设置为不锈钢材质，以适应其他物料的性能。

多金属层换热管的第二金属层40可以设置为不锈钢材质。当多金属层换热管内部为对洁净度要求较高的物料时，通过将第二金属层40设置为不锈钢材质，可以在保证物料的洁净度的同时降低多金属层换热管的制造成本。当然，还可以将第二金属层40设置为碳钢或其他有特殊要求的材质，以适应其他物料的性能。

具体地，在本实施例中，第一金属层30为碳钢材质，同时第二金属层40为不锈钢材质。例如，可将该多金属层换热管应用到聚乙烯的生产线中。在多金属层换热管的内部通入用于塑料颗粒输送的高压空气。由于工艺的要求高压空气需要保持洁净。不锈钢材质的第二金属层40可以保证高压空气的洁净要求。多金属层换热管的外部为对高压空气进行冷却的冷却水。冷却水内特定杂质离子，例如氯离子，的含量较高，会对不锈钢造成损害。因此碳钢材质的第一金属层30可防止冷却水造成的损害，从而延长多金属层换热管的使用寿命。

如图2和图3所示，多金属层换热管还具有直线段20，直线段20与缩放段10连接。在使用多金属层换热管时，通常需要将多金属层换热管固定到其他零部件上。在将多金属层换热管与零部件连接时，可以将多金属层换热管的直线段20与零部件连接，这样可以便于多金属层换热管与其他零部件的装配。同时，直线段上不需要设置缩放单元11，从而便于多金属层换热管的加工和使用。

具体地，在本实施例中，缩放单元11的第一端的横截面的直径小于直线段20的横截面的直径，缩放单元11的第二端的横截面的直径等于直线段20的横截面的直径。这样在加工多金属层换热管时，可以以直管为原料，将直管的一部分加工出缩放单元11以得到缩放段10，将直管的另一部分直接作为直线段。如此设置可以便于多金属层换热管的加工，从而降低多金属层换热管的加工成本。

如图2所示，多金属层换热管包括两个直线段20和一个缩放段10，其中一个直线段20与缩放段10的一端连接，另一个直线段20与缩放段10的另一端连接。在使用多金属层换热管时，分别固定住多金属层换热管的两端以满足装置的结构强度要求和工艺要求。通过设置两个直线段20，在多金属层换热管的两端都能够方便地与其他零部件连接。

本实施例中的多金属层换热管可采用以下方法制作：采用两个直径相匹配的直管为原料，将直径较小的直管作为第一金属层30，将直径较大的直管作为第二金属层40。将直径较小的直管穿入直径较大的直管中，然后通过爆炸焊接工艺将两个直管牢固地复合在一起。然后在复合后的一部分直管上轧制出带有缩放单元11的缩放段10，未轧制的另一部分作为直线段20。例如，第一金属层30可使用外径为19mm厚度为2mm的直管，第二金属层40可使用外径为15mm厚度为0.5mm的直管。

如图4所示，本实用新型的另一实施例提供了一种换热器，换热器包括多金属层换热管束，多金属层换热管束包括多个多金属层换热管100，其中，多金属层换热管100为上述实施例提供的多金属层换热管。换热器还包括壳体，多金属层换热管束设置在壳体内，多金属层换热管100外部的物料位于壳体内。由于多金属层换热管100由至少两层材质不同的金属层复合而成，因此在多金属层换热管100的内部和外部可以满足不同物料的使用需求。

例如，对于不同腐蚀性的物料，可以防止多金属层换热管100的内壁或外壁被腐蚀，从而延长多金属层换热管100的使用寿命。对于不同洁净度要求的物料，可以防止多金属层换热管污染物料。并且，由于多金属层换热管100具有缩放段10，这样可以增强多金属层换热管100内部的物料的热传递，从而提高换热效率。因此通过本实施例的技术方案，既能够延长换热器的使用寿命，又能够提高换热器的换热效果。而且，与现有技术相比，在换热效率相同的情况下，可以使用数量较少或长度较短的换热管，从而可以使换热器更加紧凑，减小换热器的占用空间。

具体地，多金属层换热管束还包括管板200、支撑板300和折流板400。其中，管板200上间隔设置有多个通孔，管板200用于固定多金属层换热管100，多个多金属层换热管100穿设在管板200上。管板200可以设置为一个或两个，当管板200设置为两个时，多金属层换热管100的一端穿过一个管板200的通孔并通过焊接与管板200连接，多金属层换热管100的另一端穿过另一个管板200的通孔并通过焊接与管板200连接。支撑板300与管板200间隔设置，支撑板300可以设置在两个管板200之间，多个多金属层换热管100分别穿过支撑板300，支撑板300用于支撑多金属层换热管100。折流板400与管板200间隔设置，折流板400可以设置在两个管板200之间，折流板400用于改变物料的流动方向。通过设置折流板400可以改变多金属层换热管100外部的物料的流动方向，从而进一步加强换热效果。

而且，多金属层换热管束还包括拉杆500和滑道600。拉杆500设置在多个多金属层换热管100的外侧，拉杆500起支撑和定位的作用，以加强多金属层换热管束的结构强度。滑道600设置在多个多金属层换热管100的下方。通过设置滑道600，在设备维护时可方便地将多金属层换热管束从壳体中拉出或装入。

应用本实用新型的技术方案，由于多金属层换热管由至少两层材质不同的金属层复合而成，因此在多金属层换热管的内部和外部可以满足不同物料的使用需求。例如，对于不同腐蚀性的物料，可以防止多金属层换热管的内壁或外壁被腐蚀，从而延长多金属层换热管的使用寿命。对于不同洁净度要求的物料，可以防止多金属层换热管污染物料。并且，由于多金属层换热管具有缩放段10，这样可以增强多金属层换热管内部的物料的热传递，从而提高换热效率。因此通过本实施例的技术方案，既能够延长多金属层换热管的使用寿命，又能够提高多金属层换热管的换热效果。而且，与现有技术相比，在换热效率相同的情况下，可以使用数量较少或长度较短的换热管，从而可以减小换热管的占用空间。具体地，通过将缩放段10设置为多个顺次连接的缩放单元11，利用缩放单元11横截面直径的变化，改变局部物料的流动速度和流动方向，从而提高物料内部的换热效果。通过将第一金属层30设置为碳钢材质，同时将第二金属层40设置为不锈钢材质，既能够防止多金属层换热管外部的物料腐蚀多金属层换热管，又能够防止多金属层换热管污染内部的物料，而且还能够降低多金属层换热管的制造成本。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。