CN1122813C - 焊接的板式换热器及将传热板焊接成板式换热器的方法 - Google Patents

焊接的板式换热器及将传热板焊接成板式换热器的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种板式换热器(1)，用于两种流体之间的传热。它至少包含一个永久性地接合的组合件(2)，该组合件由若干块基本上呈矩形的传热板(3)组成，这些传热板相等地分布在该组合件的一个设想的中心平面(M)的每一边，该中心平面与各传热板(3)的平面相平行。传热板(3)在其角部(15)都有供相应流体进出用的入口和出口(13，14)，有一个传热部位(16)位于相应入口和出口之间。在这个部位上，一块中间传热板(3B)对着相邻的第一块传热块(3A)有一条焊缝(17A)，它至少环绕上述传热部位和环绕用于其中一种流体的入口和出口而延伸；中间传热板对着相邻的第二块传热板(3C)也有一条焊缝(17B)，它至少环绕上述传热部位和环绕用于第二种流体的入口和出口而延伸。在上述中心平面每一侧至少一对相邻的传热板的上述焊缝(17A，17B)当中的至少一条焊缝，是在朝上述中心平面的方向上焊成的。

Description

焊接的板式换热器及将传热板焊接成 板式换热器的方法
本发明涉及一种板式换热器，用于在两种流体之间传热。它至少包含一个永久性接合的组合件，该种组合件由若干块基本上呈矩形的传热板组成，这些传热板相等地分布在该组合件的一个设想的中心平面的每一边。该中心平面是与各传热板的平面相平行的。传热板在其角部都有供相应流体进出用的入口和出口，其传热部位处于相应的入口和出口之间。在这个部位上，一块中间传热板对着相邻的第一块传热板有一条焊缝，它至少环绕上述传热部位和环绕用于其中一种流体的入口与出口而延伸；中间传热板对着相邻的第二块传热板也有一条焊缝，至少环绕上述传热部位和环绕用于第二种流体的入口和出口而延伸。
永久性接合的板式换热器例如已由英国专利GB0580368和GB2126703公开过。这类换热器可以按下述方法以通焊的板式换热器形式来制造：传热板首先沿一条内线成对地焊接在一起，然后再将两个这些成对的传热板沿一条外线焊接起来。一种通焊的板式换热器也可以这样来加以制造，即若干块传热板是同时地焊接起来的，不过，这种板式换热器的尺寸受到当时可以同时焊接的传热板数量的限制。
此前所知的通焊板式换热器，一旦出现渗漏现象，是不能进行拆卸的，换言之，万一出现毛病，就只得废弃整个板式换热器。
作为通焊的板式换热器的一个替代方案是，可把由1020块传热板组合成的各组合件焊接起来。在对各组合件进行检测之后，就可利用中间密封垫将它们组装成一个完整的板式换热器，这些密封垫可以让各个组合件在万一出现故障时进行分别拆卸，并用新的组合件替换。这类板式换热器是此前从专利SE304293和WO92/11501得知的。这类换热器的缺点在于：中间密封垫限制了它们的适用性。
传统的焊接方法一般都要求：焊接工具在焊接两块传热板时须贴着这两块板进行焊接。然而，新式焊接法如激光焊接法和电子束焊接法，只在两块板的一侧上施用焊接工具将紧密对合的两块板焊接起来，从而方便了焊接。新式焊接法的一个优点还在于：在待焊接的传热板中产生的热量较少。
采用新式焊接法可以将若干块传热板焊接起来，其过程是逐步地将传热板依次叠放着，用焊接工具仅从一个方向逐次地将这些传热板焊接起来。为此，将第一块传热板先放置在一个水平的表面上，然后将其余的板一块接一块地摞在其上，并将它们牢固地焊在各自下面的一块板上。
这里的一个问题是：传热板所用的材料在焊接过程中由于焊接时产生的热量而有局部的伸胀。经组合焊接之后，传热板材料在冷却过程中会产生皱纹，因而在焊接之后必然产生焊接应力，从而导致传热板变形。当只把两块传板板焊接成一个组合件时，焊接应力则作用于该组合件的中心平面上，因而不会出现实际变形。当加上第三块板时，新的焊接应力就会作用在该组合件的中心平面之外，从而有使组合件弯曲的倾向。每加一块传热板就会使组合件进一步弯曲。最后，弯曲度变得过大，若不将这些传热板的波纹破坏掉，就不可能弄直该组合件。
本发明的目的是改进将传热板焊接成一个板式换热器所用的焊接方法，以便减少上述产生焊接应力所造成的后果。
借助本发明达到了此目的，本发明的主要特征在于：在该中心平面的每一侧至少一对相邻传热板的至少一次焊接是朝着上述中心平面进行的。
依本发明，传热板组合件在焊接过程中在出现任何严重弯曲之前，就已被翻转过来。接着从组合件的另一侧进行焊接。这一过程重复进行，直到组合件焊接完成。由于组合件的翻转，焊接应力便会彼此抵销，它们使组合件弯曲的作用力亦得以消除。
虽然只要从一侧进行一次焊接就足以获得可靠的效果，但是上述中心平面一侧的传热板的至少一半焊接在朝着该中心平面方向中进行是合适的。
更为可取的是，上述中心平面每一侧的传热板的所有焊接都在朝着该中心平面方向中进行。
本发明还涉及一种将若干块传热板焊接成一个板式换热器的方法，依此法，各传热板依次彼此焊接，而且从所设想的组合件的一个中心平面的一侧和另一侧交替地进行焊接。所设想的中心平面是与各传热板的平面相平行的。
下面将参照附图对本发明做较详细的说明，如图：
图1是根据本发明的板式换热器的示意侧视图，以及
图2是根据图1的板式换热器中所包含的三块传热板示意图。
图1示明一种板式换热器1，用于在两种流体之间进行传热。它包含若干个永久性地接合在一起的组合件2，在相应组合件的所设想的一个中心平面M每一侧都有若干块相等地分布、基本上呈矩形的传热板3。中心线M所处位置与传热板3的平面相平行，而且居于组合件的正中。板式换热器1具有通道4，以用于相应的流体。组合件2安置在一个常规的框架5中，该框架至少包含一块前端板6和一块后端板7以及一些固定螺栓8。前端板6有连接件9，以之与通道4相连通。
图2示明三块传热板3A、3B和3C，这些传热板通过压制而具备波纹10，其形似脊和沟。交替布置的传热板的脊部是彼此相接触的。各传热板是彼此焊起来的，而且在每第二块传热板的间隙11中限定出一个供第一种流体用的流动空间，而在其余的传热板间隙12中则限定出供第二种流体用的流动空间。传热板在其角部15处都有入口和出口13和14，供相应流体进出；在各自的入口和出口之间有一传热部位16，在这里一块中间传热板3B显示出对着第一块相邻的传热板3A的焊缝17A，此焊缝至少环绕上述传热部位16和环绕供流体之一用的入口和出口13和14而延伸；对着第二块相邻的传热板3C的焊缝17B至少环绕上述传热部位16和环绕供第二种流体用的入口和出口13和14而延伸。两条焊缝17A和17B相对地彼此稍微错开，这一点在示意图2中没有显示出来。
传热板3是窄长的，本体呈矩形；不过，其他形状如圆形的传热板也是可行的，可用薄金属板制成，薄金属板通过压制而具备传统的波纹。
第一种流体用的入口和出口13和14位于传热板3的一个长边；而用于第二种流体的入口和出口13和14则位于传热板3的另一个长边，这是指所谓的平行流动而言，也就是说，在传热板每边流动着的流体的主流方向趋于平行。当然，根据需要传热板也可以采取适应对角流动的形式。
将传热板3组合成一个板式换热器1的过程是逐步完成的，方法是各传热板从设想的一个中心平面的一侧和另一侧交替地彼此焊在一起，该中心平面是与传热板3的平面相平行的。在一个完成的板式换热器1上，根据本发明，在上述中心平面M的每一侧至少一对相邻传热板3的焊缝17A或17B当中的至少一条焊缝是在朝该中心平面的方向上焊成的。
当然，传热板组合件在焊接过程中在任何严重弯曲出现之前就被翻转过来了，随后从组合件的另一边继续进行焊接。这一过程重复进行，直到组合件完成。借助组合件的翻转，各种焊接应力将彼此抵销，从而消除它们导致组合件弯曲的作用力。
虽然从一侧只用一条焊缝就足以获得积极的效果，但是在上述中心平面每一侧的传热板的至少一半焊缝在朝该中心平面方向中焊成是合适的。
更为可取的是，上述中心平面每一边的传热板的所有焊缝都在朝该中心平面方向上焊成，就是说，从中心平面的一侧和另一侧交替地进行焊接。

Claims (5)

1.制造一种为两种流体之间传热用的板式换热器(1)的方法，该换热器包含至少一个具有若干块基本上呈矩形的传热板(3)的组合件(2)，这些传热板永久性地接合在一起并相等地分布在该组合件的一个与各传热板(3)的平面相平行的假想的中心平面(M)的每一侧，传热板在其角部(15)处都有供相应流体进出用的入口和出口(13，14)，以及处于相应的入口和出口之间的传热部位(16)，将每块中间传热板(3B)环绕上述传热部位(16)和环绕第一种所述流体的入口和出口焊接(17A)在第一相邻传热板(3A)上，并将中间传热板(3B)环绕上述传热部位(16)和环绕第二种所述流体的入口和出口焊接(17B)在第二相邻传热板(3C)上，其特征在于：在朝着所述中心平面(M)的方向上，将在上述中心平面(M)每一侧的至少两个相邻的传热板焊在一起。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：将在上述中心平面(M)每一侧的传热板(3)之间的焊缝(17A，17B)当中的至少半数在朝所述中心平面(M)的方向上焊成。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于：将在上述中心平面(M)每一侧的传热板(3)之间的所有焊缝(17A，17B)都在朝该中心平面(M)的方向上焊成。
4.根据权利要求1至3中任何一项的方法，其特征在于：将所述组合件的传热板从所述中心平面(M)的一侧和另一侧交替地焊接起来。
5.一种用权利要求1至4中任何一项的方法所制造出来的板式换热器。
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