專利名稱：自動除垢擾流板式及板殼式換熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于熱交換設備，特別涉及一種自動除垢擾流板式及板殼式換熱器。
在換熱器現有技術中，最近日本千代田化工建設株式會社與德國一家公司合作，制造了一種介于板式換熱器和管殼式換熱器兩者之間的新型換熱器，叫作Hybrid(CHIYODA-BAVEX)；國內大連理工大學與樂清自動化儀表三廠合作制造了“BK型板殼式波面換熱器”。它們是綜合了板式換熱器和管殼式換熱器的優點而開發出來的，比如能用于較高的壓力和溫度、具有傳熱效率高、結構緊湊、金屬耗量小等優點；其缺點就是板間流道狹小易堵塞、清洗困難、檢修不便等，特別是板翅式和板殼式換熱器的板程側這個問題更為嚴重，因而污垢隨運行時間的增加而增厚，導致傳熱效率也越來越低。在板式及板殼式換熱器現有技術中，利用螺旋彈簧的自動除垢擾流技術尚未有專利公開及文獻報導，這是現有技術中的一個缺陷。
本實用新型的目的在于提供一種新型高效板式及板殼式換熱器，以其自動除垢擾流的新技術，解決上述存在的缺點和問題，使之能夠保持終身自潔高熱效。
本實用新型的目的是這樣實現的采用管殼式換熱器的殼體和全焊接結構，可耐高溫高壓；采用板式換熱器的板束取代管殼式換熱器的管束，可具有較高的傳熱效率和較小的設備體積，節省金屬耗量；采用螺旋彈簧的自動除垢擾流技術，可實現板間(板翅間)的自動除垢、防垢和擾流，使之大大提高傳熱系數且保持終身自潔高熱效。
本實用新型的技術原理“自動除垢擾流板式及板殼式換熱器”，由于采用了管殼式換熱器的殼體和全焊接結構，不需要任何墊片，既不存在墊片材料和密封性能失效的問題，又消除了墊片與板片間的間隙腐蝕造成泄漏的可能，故可耐高溫高壓。由于采用了板式換熱器的板束，板片較薄，且兩種流體可實現純逆流，熱量損失小，故傳熱性能好；由于板束的結構緊湊、單位容積的傳熱面積大、體積小，故金屬耗量小；由于板束和殼體間沒有剛性聯接，不會產生溫差應力，故允許換熱流體有較大的溫差，且板束可整體抽出，檢修方便。由于采用了螺旋彈簧的自動除垢擾流技術，在板間(板翅間)插裝了除垢彈簧網，其拉振彈簧和轉振彈簧因其本身所具有的特性使之能夠在流體作用下，產生全方位的連續不斷地振動與轉動，使整個除垢彈簧網對板壁產生不斷地接觸、摩擦和沖撞，能夠對業已形成的污垢予以及時有效地自動清除；同時呈現持續動態的彈簧網又反作用于流體而產生強力的擾流作用，特別對板壁區邊界層層流底層產生有力地破壞并激發湍流，導致板傳熱系數大大提高；而激發的湍流又能更有效地阻止板壁污垢的形成，從而實現自動除垢、防垢和擾流；另外對除垢彈簧網起固定作用的擾流柱，在流體作用下，產生“渦街”效應及取消折流板消除折流所產生的阻力和誘導振動對板束的損傷等，必然導致傳熱系數大大提高，保持終身自潔高熱效、低流阻，耐高溫高壓、節能長壽的優良效果。
本實用新型特別是“自動除垢擾流板殼式換熱器”與現有技術相比，在大大提高傳熱系數保持終身自潔高熱效這點上是現有技術所無法比擬的；而板間(板翅間)插裝的除垢彈簧網及板程擾流架和殼程擾流柵取代折流板，具有結構簡單、安裝方便、穩定可靠、效果顯著的優點。與傳統的管殼式換熱器相比，可以節能10～20％，節省金屬材料25～45％，體積縮小20～30％。
本實用新型的具體結構由以下實施例及其附圖給出。
實施例自動除垢擾流板殼式換熱器。
自動除垢擾流板殼式換熱器的傳熱板結構型式可以是平板式、波面板式、螺旋板式、園形板式和板翅式等。


圖1是本實用新型設計的“自動除垢擾流板殼式換熱器”的典型結構示意圖。
圖2是圖1的Ⅰ－Ⅰ視圖，給出板束元件和固定板結構示意圖。
圖3是板間插裝除垢彈簧網的結構示意圖。
圖中1.殼體2.傳熱板3.板程擾流架4.殼程擾流柵5.除垢彈簧網6.回流分配箱7.殼程檔板8.固定板9.擾流柱10.板箱11.隔板12.板程13.殼程14.拉振彈簧15.轉振彈簧16.中軸拉桿鋼絲17.限位檔板18.固定桿
以下結合附圖詳細說明依據本實用新型提出的具體裝置的細節及工作情況。
在圖1中，板殼式換熱器的殼體(1)內，裝有由傳熱板(2)、板程擾流架(3)、殼程擾流柵(4)、除垢彈簧網(5)、回流分配箱(6)和殼程擋板(7)組成的板束。板程擾流架(3)由支持板、擾流柱(9)構成，擔當板程側的板束支持作用和除垢彈簧網(5)的固定架作用。殼程擾流柵(4)由支持板、擾流柱(9)和旁路擋板構成，擔當殼程側和整個板束的支持作用及除垢彈簧網(5)的固定架作用，旁路擋板能夠防止殼程流體走短路而提高換熱效率。
在圖2中，板束元件由兩塊成型的傳熱板(2)成雙組對并縫焊而成，其扁平狀板管流道構成了板殼式換熱器的板程(12)；在板束兩端各元件之間嵌進金屬條并與板束焊成一體，形成固定板(8)和回流分配箱(6)中的固定板，并維持兩端板束的間距，同時依靠板束元件上的凸窩和擾流柱(9)來維持傳熱板(2)間的間距，板束與殼體之間的流通空間則構成了板殼式換熱器的殼程(13)。
在圖3中，傳熱板(2)間插裝的除垢彈簧網(5)由多個彈簧組構成，每個彈簧組由擾流柱(9)和固定桿(18)分別把它們穩定在各板間的板程(12)和殼程(13)中，每個彈簧組由至少一段拉振彈簧(14)及至少一段套裝于中軸拉桿鋼絲(16)上的轉振彈簧(15)組成；各段轉振彈簧(15)之間由固定在中軸拉桿鋼絲(16)上的限位擋板(17)將它們分開而互不干擾，中軸拉桿鋼絲(16)的兩端由拉振彈簧(14)拉緊，拉振彈簧(14)再分別與擾流柱(9)和固定桿(18)聯接好；彈簧長短不一，絲徑不同，簧徑變異，間斷設置，彈簧組間以網絡聯系，構成一個自動除垢擾流的簡單的機械系統。
當兩種溫度不同的流體在板殼式換熱器內進行熱交換時，板程流體在板束中經板程(12)與殼程流體換熱，其板程(12)的程數(單、雙或多板程)是由板箱(10)和回流分配箱(6)中的隔板(11)的型式確定的；殼程流體進入換熱器殼體(1)后，由導流筒導流從板束的一端開始流入殼程(13)與板程流體換熱，其殼程(13)的程數(單、雙或多殼程)是由殼程擋板(7)的型式確定的，根據需要可設計成純逆流結構。
插裝在板程(12)和殼程(13)的除垢彈簧網(5)能夠在流體作用下成為一個持續進行全方位振動的機械系統，實現自動除垢擾流功能，同時加上擾流柱(9)產生的“渦街”效應以及對折流板的取消等，顯然導致傳熱系數的大大提高且保持終身自潔高熱效，并消除流程中因折流而產生的阻力增加和誘導振動對板束產生的傷害等優良效果。
自動除垢擾流板殼式換熱器，具有在線自動除垢防垢，擾動湍流，強化傳熱，保持終身自潔、低耗、高效，適應高參數大容量要求，結構緊湊，安全可靠，既易于新設備制造，又適于舊設備改造更新等性能特點。
權利要求1.一種“自動除垢擾流板式及板殼式換熱器”，采用全焊接結構，其特征是在傳熱板間(板翅間)插裝除垢彈簧網，該除垢彈簧網由至少一個螺旋彈簧組構成，各彈簧組錯開布置，由部分擾流柱予以固定。
2.根據權利要求1所述的“自動除垢擾流板式及板殼式換熱器”，其特征在于傳熱板的結構型式可以是平板式、波面板式、螺旋板式、園形板式和板翅式等。
3.根據權利要求1所述的“自動除垢擾流板式及板殼式換熱器”，其特征在于螺旋彈簧組由至少一段拉振彈簧和轉振彈簧構成。
4.根據權利要求1所述的“自動除垢擾流板式及板殼式換熱器”，其特征在于擾流柱立于板間，除垢彈簧網固定其上，并于支持板和旁路擋板分別構成板程擾流架和殼程擾流柵，把整個板束穩定在換熱器殼體中，取消殼程折流板。
5.根據權利要求1所述的“自動除垢擾流板式及板殼式換熱器”，其特征在于除垢彈簧網中的拉振彈簧和轉振彈簧，其長短不一，絲徑不同，簧徑變異，間斷設置，彈簧組間以網絡聯系，構成一個自動除垢擾流的簡單的機械系統。
專利摘要一種“自動除垢擾流板式及板殼式換熱器”，屬熱交換設備。其特征是傳熱板間插裝除垢彈簧網，在流體作用下，該彈簧網持續地發揮其動態的機械功能，實現自動除垢擾流，解決了全焊接板式特別是板殼式換熱器板程除垢難的問題，加之擾流柱產生的“渦街”效應及取消折流板消除折流所產生的阻力和誘導振動對板束的損傷等，顯然導致板殼式換熱器具有傳熱性能好、終身自潔高熱效、耐高溫高壓、節能長壽、結構緊湊、節省鋼材等優點。
文檔編號F28D9/00GK2210373SQ9420365
公開日1995年10月18日 申請日期1994年2月19日 優先權日1994年2月19日
發明者呂剛, 呂志元 申請人:呂志元