一种U型管换热器折流板组件及其固定密封方法与流程

本发明涉及换热器设备技术领域，尤其涉及一种u型管换热器折流板组件及其固定密封方法。

背景技术：

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，在化工、石油、动力、食品及核电等许多工业生产中占有重要地位，应用广泛。其中使用比较多的是固定管板换热器和u形管换热器，固定管板换热器是将两块管板和多块折流板焊接固定于筒体上之后，将大量换热管依次穿入，固定管板换热器的优点是折流板与筒体之间固定连接，抗振性好，且折流板和筒体之间实现了密封，不会导致流体直接流过导致的短路，但优点也正是其缺点，由于折流板固定于筒体内侧，因此，当管束外表面污垢堆积时，无法将管束抽出进行清洗，而这正是u形管换热器所解决的问题。

u形管换热器每根管子都弯成u形，进出口分别安装在同一管板的两侧，封头用隔板分成两室。每根管子可以自由伸缩，而与其管子和壳体无关。这种型式换热器的结构比较简单，而且由于折流板与筒体之间没有连接关系(安装时，先将管束，也就是管板、折流板和换热管组装完成后，再整体穿入筒体)，因此，当换热管外表面污垢过多时，可将管束整体抽出进行清洗，洁净后再装入筒体。

但由于折流板与筒体之间没有连接，导致折流板只是靠穿在其上的大量换热管来固定，会产生振动问题，而振动问题是换热器破坏的一种主要形式，会对换热管产生严重的磨损。此外，由于折流板和筒体内壁间没有固定也就没有实现密封，部分壳程流体会沿着间隙直接穿过。设置折流板的目的就是要保证流体在折流板处变向后切割流过换热管，从而提高换热效率。而u形管换热器中部分流体直接穿过折流板和筒体内壁之间的间隙，造成短路，降低了换热器的热效率，这是u形管换热器一个长期存在的技术问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种既可以解决拆卸、清洗不便，同时又能满足密封效果的一种u型管换热器折流板组件及其固定密封方法。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种u型管换热器折流板组件，所述折流板组件包括上下交替排列在换热管上的第一折流板和第二折流板，和贯穿第一折流板及第二折流板边缘内侧的拉杆，以及分别设置在每两块折流板和折流板与管板之间且外套于拉杆表面的支撑管；所述第二折流板位于换热管u型弯管区一端的上下两侧，且所述拉杆的一端固定于管板内，另一端通过螺母分别与第二折流板端部固定连接。

进一步的，所述第一折流板包括本体和嵌套在本体边缘的o形密封圈。

进一步的，所述第一折流板本体包括平板区和垂直设置在平板区边缘中部的第二分支，以及对称的设置在第二分支两侧且均向外侧倾斜一定角度的第一分支和第三分支，所述第一分支和第二分支、第二分支和第三分支之间分别设置有垂直于平板区且高度小于第一分支、第二分支及第三分支高度的限位条。

进一步的，所述第二折流板包括本体和嵌套在本体边缘的o形密封圈。

进一步的，所述第二折流板本体包括平板区和垂直设置在平板区边缘一端的第一分支和设置在平板区边缘另一端的第二分支，以及垂直设置在第一分支和第二分支之间且高度小于第一分支及第二分支的限位条。

进一步的，所述限位条的外端部设置为向内凹陷的弧形结构。

进一步的，所述o形密封圈由横截面为o形的橡胶制成。

一种u型管换热器折流板组件的固定密封方法，包括以下步骤：步骤一，采用拉杆将折流板依次连接，折流板之间、折流板与管板之间均采用支撑管顶住，保证相互之间的间距，且拉杆的一端采用螺纹固定连接于管板上，另一端采用螺母与靠近u型弯管区一侧的折流板固定连接；步骤二，上述零部件固定好之后，安装换热管，所有换热管穿过折流板后，固定于管板上，构成管束；步骤三，将管束整体穿入筒体中，管板与筒体端部连接固定；步骤四，操作人员通过人孔进入筒体内部的u形弯管侧，将螺母拧紧，使其紧靠在折流板的侧面上；在拧紧的过程中，相当于把拉杆向外拔，再通过支撑管力的传导，对o形密封圈实现挤压，而由于限位条的限制，o形密封圈只能向外变形，实现与筒体内部的紧密接触，当o形密封圈和筒体之间的接触压力足够大时，即可完成折流板的固定和折流板与筒体内壁之间的密封。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明所提出的一种u形管换热器折流板组件及其固定密封方法，可以实现u形管换热器的折流板固定于筒体上，并实现与筒体之间的密封，同时拆卸方便，便于清洗和更换，使得u形管换热器在保持自身优点的同时，兼具固定管板换热器的优点。

附图说明

图1为本发明所提出的一种u型管换热器折流板组件一个实施例的结构示意图；

图2为图1中i部分放大结构示意图；

图3为图1中ii部分放大结构示意图；

图4为图1中iii部分放大结构示意图；

图5为第一折流板的截面剖视图；

图6为第二折流板的截面剖视图；

图7为拉杆的结构示意图；

图8为上侧折流板的正视结构示意图；

图9为下侧折流板的正视结构示意图。

其中，附图标记：1、第一折流板；2、第二折流板；3、拉杆；4、支撑管；5、o形密封圈；6、通孔；7、限位孔；11、第一折流板本体；111、平板区；112、第一分支；113、第二分支；114、第三分支；115、限位条；21、第二折流板本体；211、平板区；212、第一分支；213、第二滑块；214、限位条；31、光滑杆件；32、长螺纹区；33、短螺纹区；34、螺母；s1、管板；s2、换热管。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1至图4，给出了本发明所提出的一种u型管换热器折流板组件的一个实施例的具体结构。该折流板组件包括第一折流板1、第二折流板2、拉杆3、支撑管4和o形密封圈5。

所述折流板组件除了靠近u形弯管区一端上下两侧的折流板为第二折流板，其余折流板均为第一折流板，且位于上侧的折流板和位于下侧的折流板结构相同且方向对称；本实施例中，所述折流板组件包括上下交替排列的三个第一折流板1和上下交替排列在第一折流板1最右侧的两个第二折流板2，所述拉杆3分别贯穿上侧折流板和下侧折流板的边缘内侧，将上下两侧的折流板串联起来，该拉杆3的数量和位置可根据实际情况进行调整；参见图7，所述拉杆3的中部区域为光滑杆件31，两端分别为长螺纹区32和短螺纹区33，且所述短螺纹区33一端固定在管板s1内，长螺纹区32一端通过螺母34与第二折流板2固定连接，本实施例中，在同一位置采用两个螺母34叠加使用，所述第一折流板1与管板s1之间、每两块第一折流板1之间、第一折流板1与第二折流板2之间以及每两块第二折流板2之间均设置有支撑管4，所述支撑管4外套于拉杆3的表面，且所述支撑管4的外径大于折流板开孔内径和拉杆3的外径，起到支撑作用，同时保证折流板与管板s1、折流板与折流板之间的间距；所述上下两侧的第二折流板2位于折流板组件的最右侧，靠近换热管s2的u型弯管区一端。

参见图5，所述第一折流板1包括本体11和嵌套在本体边缘的两个o形密封圈5，其中，所述第一折流板本体11为整体结构部件，包括平板区111和垂直设置在平板区111边缘中部的第二分支113，以及对称的设置在第二分支11两侧且均向外侧倾斜一定角度的第一分支112和第三分支114，所述第一分支112和第二分支113、第二分支113和第三分支114之间分别设置有垂直于平板区111且高度小于第一分支112、第二分支113及第三分支114高度的限位条115，所述两个o形密封圈5分别嵌套在第一分支112和第二分支113、第二分支113和第三分支114之间。

参见图6，所述第二折流板2包括本体21和嵌套在本体边缘的一个o形密封圈5，其中，所述第二折流板本体21为整体结构部件，包括平板区211和垂直设置在平板区211边缘一端的第一分支212和设置在平板区211边缘另一端且向外倾斜一定角度的第二分支213，以及垂直设置在第一分支212和第二分支213之间且高度小于第一分支212及第二分支213的限位条214；所述限位条115和限位条214的外端部均为向内弯曲的弧形结构，用于支撑o形密封圈5；所述第一分支212朝向u形弯管区一端，便于螺母的端面与其垂直面紧密贴合，锁紧拉杆3。

参见图8和图9，所述第一折流板本体11和第二折流板本体21的中部区域根据换热管s2的数量设置有对应均匀排布的通孔6，所述第一折流板本体11和第二折流板本体21的边缘内侧根据拉杆3的位置和数量开设有相应限位孔7，本实施例中，所述每块折流板的边缘内侧设置有五个限位孔7，且所述限位孔7均匀的排布在通孔6的外侧。

所述支撑管4可根据其接触的是管板还是折流板来确定其切割角度，且切割角度可根据o形密封圈5的压缩量进行计算；所述o形密封圈5由横截面为o形的橡胶制成。

一种u型管换热器折流板组件的固定密封方法，包括步骤一，采用拉杆3将第一折流板1和第二折流板2依次连接，每两块折流板之间、折流板与管板s1之间均采用支撑管4顶住，保证相互之间的间距，且拉杆3的一端采用螺纹固定连接于管板s1上，另一端采用螺母34与靠近u型弯管区一侧的第二折流板2固定连接；步骤二，上述零部件固定好之后，安装换热管s2，所有换热管依次穿过第二折流板2和第一折流板1后，固定于管板s1上，构成管束；步骤三，将管束整体穿入筒体中，管板s1与筒体端部连接固定；步骤四，操作人员通过人孔进入筒体内部的u形弯管侧，将螺母34拧紧，使其紧靠在第二折流板2的侧面上；在拧紧的过程中，相当于把拉杆3向外拔，再通过支撑管4力的传导，对o形密封圈5实现挤压，而由于限位条115和限位条214的限制，o形密封圈5只能向外变形，实现与筒体内部的紧密线接触，当o形密封圈5和筒体之间的接触压力足够大时，即可完成折流板的固定以及折流板与筒体内壁之间的密封。

当运行一段时候后需要对管束进行清洗时，将螺母34松开，撤去o形密封圈5与筒体内壁之间的接触压力，将管束抽出在外部进行清洗，清洗完成后重复步骤三和步骤四，将管束重新装入和固定即可；拆卸清洗后，为了保证密封效果，可以对o形密封圈5进行更换，而且在拧紧螺母34的过程中，为保证各部分o形密封圈5的变形量近似，各螺母34应分批次逐步拧紧，而不是将一个螺母34完全拧紧后再去拧下一个螺母，避免o形密封圈5受力不均导致的密封效果降低。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。