專利名稱：一種固定管板式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種換熱設(shè)備，尤其是一種固定管板式換熱器。
背景技術(shù)：
在工業(yè)化超臨界流體萃取過程中，常常要用到固定管板換熱器?，F(xiàn)有的固定管板換熱器 是按照我國GB151標準設(shè)計的，它包括前端管箱、管板、殼程、管程、后端管箱及介質(zhì)進出 口接管。其結(jié)構(gòu)的前后端管箱均由法蘭、筒節(jié)、封頭鍛焊而成，其與管板之間的密封采用金 屬平墊密封，在工作壓力較高的場合使用時，此結(jié)構(gòu)需要體積較大、壁較厚的前后端管箱， 使得其制造成本較高，而且其密封問題難以解決，在其使用時可靠性較差。到目前為止，解 決高壓場合換熱問題大多是采用套管換熱器，而套管換熱器存在體積較大，制造成本較高， 換熱效率較差的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制造成本較低、密封性較好、使用時可靠性較高、換熱效率 較高，并能配套使用于工業(yè)化超臨界流體萃取過程中、保證流體介質(zhì)相變過程能量平衡的固 定管板式換熱器，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的它包括殼體1和用于支撐殼體1并連接于其外部的鞍式支座2，在 殼體1上設(shè)有可與其內(nèi)部連通的接管3，在殼體1的左右端部通過拉桿4連接有管板5，在兩個 管板5的外側(cè)分別通過螺栓6連接有前端管箱7和后端管箱8，并且在管板5的外側(cè)與前端管箱7 和后端管箱8之間設(shè)有介質(zhì)流動空間9，在兩個管板5之間分別連接有與其外側(cè)的介質(zhì)流動空 間9相通的換熱管10，并且換熱管10設(shè)在殼體1內(nèi)；在前端管箱7和后端管箱8上分別設(shè)有可與 介質(zhì)流動空間9相通的介質(zhì)進口接管11和介質(zhì)出口接管12。
上述的固定管板式換熱器中，在前端管箱7處于介質(zhì)流動空間9的一側(cè)開有錐形凹槽13， 介質(zhì)進口接管11設(shè)在錐形凹槽13的錐形頂端，在后端管箱8處于介質(zhì)流動空間9的一側(cè)開有平 底式凹槽14，介質(zhì)出口接管12設(shè)在平底式凹槽14下底端的邊沿上。
前述的固定管板式換熱器中，連接在兩個管板5之間的換熱管10均勻排布成正三棱柱形
前述的固定管板式換熱器中，在管板5的外端面上開有環(huán)形的密封槽15，在密封槽15內(nèi) 設(shè)有形成徑向密封的O型密封圈16 。
前述的固定管板式換熱器中，前端管箱7和后端管箱8的兩端面均為平蓋平底式封頭，并 且前端管箱7和后端管箱8的直徑與管板5的直徑相同。
由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在管板的外側(cè)與前端管箱和后端管 箱之間設(shè)有介質(zhì)流動空間，并且將前后端管箱均制作成平蓋和平底的封頭，將前后端管箱直 徑制作成與管板直徑相同的整體結(jié)構(gòu)，這樣前后端管箱與管板之間不需要法蘭就能通過螺栓 直接連接，也不需要另行設(shè)置筒節(jié)，并且前后端管箱厚度較薄，這樣不僅大大減小了整個換 熱器的尺寸，而且還節(jié)省了大量的制造材料及焊接、無損檢測等工藝過程，使得本發(fā)明的制 造成本較低。另外，本發(fā)明在前端管箱處于介質(zhì)流動空間的一側(cè)開有錐形凹槽，并將介質(zhì)進 口接管的出口設(shè)在錐形凹槽的錐形頂端，并將換熱管均勻排布成正三棱柱形，這樣可使得進 入管箱內(nèi)的介質(zhì)流體均勻分布，且流速相對較小，大幅提高了換熱效果；本發(fā)明在后端管箱 處于介質(zhì)流動空間的一側(cè)開有平底式凹槽，并將介質(zhì)出口接管的入口設(shè)在平底式凹槽下底端 的邊沿上，使得管程在工作過程中產(chǎn)生的介質(zhì)流體能全部流出。再就是，經(jīng)過多次試驗證明 ，本發(fā)明在管板上所設(shè)的環(huán)形的密封槽和在密封槽內(nèi)放置可形成徑向密封的O型密封圈，這 種徑向密封結(jié)構(gòu)使得本發(fā)明在工作壓力較高的場合使用時密封性更好，可靠性更高；經(jīng)過測 試，本發(fā)明的工作壓力可達到五十兆帕。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明A部分的放大示意附圖的標記為l-殼體，2-鞍式支座，3-接管，4-拉桿，5-管板，6-螺栓，7-前端管箱 ，8-后端管箱，9-介質(zhì)流動空間，10-換熱管，11-介質(zhì)進口接管，12-介質(zhì)出口接管，13-錐 形凹槽，14-平底式凹槽，15-密封槽，16-0型密封圈。
具體實施例方式
具體實施例方式本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如圖l所示，它包括現(xiàn)有固定管板式換熱器構(gòu)造的殼體l 和用于支撐殼體1并連接于其外部的鞍式支座2 (如圖2所示)，在殼體l的上壁和下壁各安裝 一根可與其內(nèi)部連通的接管3，可供介質(zhì)流體進出殼體l內(nèi)部，且為了使殼體l內(nèi)的介質(zhì)流體 能與管程內(nèi)的介質(zhì)流體充分換熱，將接管3分別安裝在殼體1上壁的左端和殼體1下壁的右端 ，在殼體1的左右端部通過拉桿4各連接一塊管板5，在兩個管板5的外側(cè)分別通過螺栓6連接 上前端管箱7和后端管箱8，并且在管板5的外側(cè)與前端管箱7和后端管箱8之間各設(shè)置一個介 質(zhì)流動空間9，在兩個管板5之間分別連接上換熱管10，使得換熱管10與兩個管板5外側(cè)的介質(zhì)流動空間9相通，并且是將換熱管10安裝在殼體1內(nèi)，為了便于殼程內(nèi)的介質(zhì)流體的均勻分 布，可將連接在兩個管板5之間的換熱管10均勻排布成正三棱柱形；在前端管箱7和后端管箱 8上分別安裝上可與介質(zhì)流動空間9相通的介質(zhì)進口接管11和介質(zhì)出口接管12，為了使管程內(nèi) 的介質(zhì)流體的流速不至于過快，可以在前端管箱7處于介質(zhì)流動空間9的一側(cè)開一個錐形凹槽 13，并將介質(zhì)進口接管11安裝在錐形凹槽13的錐形頂端，為了使管程內(nèi)的介質(zhì)流體能通過介 質(zhì)出口接管12全部流出，在后端管箱8處于介質(zhì)流動空間9的一側(cè)開有平底式凹槽14，并將介 質(zhì)出口接管12安裝在平底式凹槽14下底端的邊沿上；為了使本發(fā)明在工作壓力較高的場合使 用時密封性較好，可以在管板5的外端面上各開一道環(huán)形的密封槽15 (如圖3所示)，在每道 密封槽15內(nèi)放置一條0型密封圈16，使得在前端管箱7和管板5之間、后端管箱8和管板5之間 均形成徑向密封，為了前端管箱7和后端管箱8與管板5之間不需要法蘭就能通過螺栓6直接連 接，可以將前端管箱7和后端管箱8的兩個端面均制作成平蓋平底式封頭，并且使前端管箱7 和后端管箱8的直徑與管板5的直徑相同。
本發(fā)明在使用時，A介質(zhì)流體從安裝在殼體l下壁的接管3流入殼體內(nèi)，與殼體l內(nèi)部的換 熱管10外壁充分接觸后，從安裝在殼體1上壁的接管3流出；B介質(zhì)流體從安裝在前端管箱7內(nèi) 的介質(zhì)進口接管ll流入，經(jīng)過換熱管10內(nèi)部后，從安裝在后端管箱8內(nèi)的介質(zhì)出口接管12流 出。如果A介質(zhì)流體的溫度高于B介質(zhì)流體，熱量便通過換熱管10的管壁由A介質(zhì)流體傳遞給B 介質(zhì)流體；反之，熱量則通過換熱管10的管壁由B介質(zhì)流體傳遞給A介質(zhì)流體。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種固定管板式換熱器，它包括殼體(1)和用于支撐殼體(1)并連接于其外部的鞍式支座(2)，在殼體(1)上設(shè)有可與其內(nèi)部連通的接管(3)，其特征在于在殼體(1)的左右端部通過拉桿(4)連接有管板(5)，在兩個管板(5)的外側(cè)分別通過螺栓(6)連接有前端管箱(7)和后端管箱(8)，并且在管板(5)的外側(cè)與前端管箱(7)和后端管箱(8)之間設(shè)有介質(zhì)流動空間(9)，在兩個管板(5)之間分別連接有與其外側(cè)的介質(zhì)流動空間(9)相通的換熱管(10)，并且換熱管(10)設(shè)在殼體(1)內(nèi)；在前端管箱(7)和后端管箱(8)上分別設(shè)有可與介質(zhì)流動空間(9)相通的介質(zhì)進口接管(11)和介質(zhì)出口接管(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的固定管板式換熱器，其特征在于在前端管 箱(7)處于介質(zhì)流動空間(9)的一側(cè)開有錐形凹槽(13)，介質(zhì)進口接管(11)設(shè)在錐形 凹槽(13)的錐形頂端，在后端管箱(8)處于介質(zhì)流動空間(9)的一側(cè)開有平底式凹槽( 14)，介質(zhì)出口接管(12)設(shè)在平底式凹槽(14)下底端的邊沿上。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的固定管板式換熱器，其特征在于連接在兩 個管板(5)之間的換熱管(10)均勻排布成正三棱柱形。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的固定管板式換熱器，其特征在于在管板( 5)的外端面上開有環(huán)形的密封槽(15)，在密封槽(15)內(nèi)設(shè)有形成徑向密封的O型密封圈 (16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的固定管板式換熱器，其特征在于前端管箱 (7)和后端管箱(8)的兩端面均為平蓋平底式封頭，并且前端管箱(7)和后端管箱(8) 的直徑與管板(5)的直徑相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種固定管板式換熱器，它包括殼體、鞍式支座、接管，殼體連接管板，管板的外側(cè)連接前后端管箱，在管板的外側(cè)與前后端管箱之間設(shè)有介質(zhì)流動空間，在管板之間連接有換熱管，換熱管在殼體內(nèi)，在前后端管箱上設(shè)有介質(zhì)進口接管和介質(zhì)出口接管。本發(fā)明能使前后端管箱厚度較薄，能節(jié)省大量的制造材料及焊接、無損檢測等工藝過程，并使得本發(fā)明的制造成本較低。本發(fā)明可使得進入管箱內(nèi)的介質(zhì)流體均勻分布，且流速相對較小，大幅提高了換熱效果；本發(fā)明還使得管程在工作過程中產(chǎn)生的介質(zhì)流體能全部流出。本發(fā)明的這種徑向密封結(jié)構(gòu)使得其在工作壓力較高的場合使用時密封性較好，可靠性較高，其工作壓力可達到五十兆帕。
文檔編號F28D7/10GK101377390SQ200710201558
公開日2009年3月4日 申請日期2007年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者張紅梅 申請人:貴州航天烏江機電設(shè)備有限責任公司