CN114719637A - 一种防泄漏板式换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防泄漏板式换热器，包括由若干换热片层叠焊接在一起的板式换热机构，相邻换热片之间构成换热流道，相邻换热流道分别供两种介质流通并在流通过程中实现热交换，换热片具有角孔，相邻换热片上位置相同的角孔间隔着凹凸对顶形成环状的角孔第一密封面或者凸凹相对形成介质进出口，角孔的周围设置有角孔第二密封面，角孔第二密封面位于角孔第一密封面的外周，角孔第一密封面和角孔第二密封面之间形成角孔汇集槽，角孔汇集槽与角孔通过角孔第一密封面隔离，角孔汇集槽与同层换热流道通过所述角孔第二密封面隔离。本申请能够防止换热器内漏和外漏，以及在内漏或外漏发生的情况下，可以及时将泄漏的介质导出，无需立即停止换热器的运行。
Description
技术领域
本发明涉及板式换热器，尤其涉及防泄漏的板式换热器。
背景技术
钎焊板式换热器是用于两种流体介质进行换热，两种流体在换热器中具有互相独立的流道，禁止发生两种介质泄漏的情况。泄漏不仅影响换热器内局部压力，也会造成两种介质互相污染。
在钎焊板式换热器行业中目前还没有一种汽相冷凝换热器可以解决换热介质内漏和外漏带来的安全风险，尤其在化工、医药、乃至军工等行业中，对换热的安全性能要求极高。高危的化工介质内漏和外漏会伴随化学反应，在医药行业亦是如此，带来的损失往往是巨大的甚至是灾难性的。
所以，有必要对板式换热器的结构进行改进，以应对换热器内漏和外漏造成的后果。
发明内容
本发明提供一种防泄漏板式换热器，介质无论是内漏还是外漏都可以避免产生介质互串。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种防泄漏板式换热器，包括由若干换热片层叠焊接在一起构成的板式换热机构，相邻所述换热片之间构成换热流道，相邻换热流道互相隔绝分别供两种介质流通并在流通过程中实现热交换，换热片具有角孔，相邻换热片上位置相同的角孔间隔着凹凸对顶形成环状的角孔第一密封面或者凸凹相对形成介质进出口，所述角孔的周围设置有角孔第二密封面，所述角孔第二密封面位于所述角孔第一密封面的外周，所述角孔第一密封面和角孔第二密封面之间形成角孔汇集槽，角孔汇集槽与角孔通过所述角孔第一密封面隔离，角孔汇集槽与同层换热流道通过所述角孔第二密封面隔离。
优选地，所述角孔第二密封面为闭环结构，相应的，所述角孔汇集槽为闭环结构。
优选地，所述角孔的深度与所述换热流道的深度相同，所述角孔汇集槽的深度小于所述角孔的深度。当角孔汇集槽为闭环结构时，可以仍然确保角孔与换热流道畅通，而节省了需另外将角孔的介质进出口与对应换热流道连通的复杂设计。
角孔汇集孔在换热片之间也是间隔设置的且互不导通，只能用于收集从同层或相邻层换热流道中泄漏的介质。为了方便判断是否发生介质泄漏，有必要将角孔汇集槽综合串通起来。所以，本申请进一步设计角孔周围还设置有角孔信号孔，角孔信号孔位于角孔第一密封面和角孔第二密封面之间且均不超出角孔第一、二密封面，相邻换热片上的角孔信号孔间隔着凹凸对顶或者凸凹相对，形成贯穿换热片的角孔溢流通道，角孔溢流通道与角孔汇集槽连通。在结构上角孔信号孔所在凹凸结构与所述角孔汇集槽互相干涉，全部角孔信号孔同角孔结构类似能够贯通，以此间接的将全部角孔汇集槽连通在一起，方便将各角孔汇集槽收集的泄露介质一并导出。
对于汽相冷凝换热器而言，汽相介质往往需要从板式换热机构的周边进入，此时汽相介质的进出口一般不采用角孔结构，而采用开放式结构，相应的，本申请设计板式换热机构在其周边具有开放的介质进出口，相邻换热片的边缘间隔着凹凸对顶形成周边第一密封面或凸凹相对形成介质进出间隙，所述周边第一密封面的内侧设置有周边第二密封面，所述周边第一密封面和周边第二密封面之间形成周边汇集槽，周边汇集槽与所述介质进出间隙通过所述周边第一密封面隔离，周边汇集槽与同层换热流道通过所述周边第二密封面隔离。
优选地，所述介质进出间隙的深度与所述换热流道的深度相同，所述周边汇集槽的深度小于所述介质进出间隙的深度。该设置可以仍然确保介质进出间隙与同层换热流道畅通，而节省了需另外将介质进出间隙与对应换热流道连通的复杂设计。
优选地，换热片上开设周边信号孔，周边信号孔位于周边第一密封面和周边第二密封面之间且均不超出周边第一、二密封面，相邻换热片上的周边信号孔间隔着凹凸对顶或者凸凹相对，形成贯穿换热片的周边溢流通道，周边溢流通道与周边汇集槽连通。以此间接的将全部周边汇集槽连通在一起，方便将各周边汇集槽收集的泄露介质一并导出。
进一步地，本申请换热片采用双层结构，由两换热板叠加而成，在邻近角孔汇集槽的两换热板之间形成泄漏探测空隙。在邻近所述周边汇集槽的两换热板之间形成泄漏探测空隙。
优选地，换热片的两换热板造型一致，两换热板之间至少在对应两换热介质的所述角孔第一密封面的间隙中填有焊料实现密封。对于汽相冷凝换热器，换热片的两换热板造型一致，两换热板之间至少在对应液相介质的所述角孔第一密封面的间隙中填有焊料实现密封、在对应汽相介质的所述周边第一密封面的间隙中填有焊料实现密封。本申请采用双板换热片，在对应角孔第一密封面和或周边第一密封面区域的双板间隙中用焊料密封，当板片腐蚀和或出现裂纹时候，不会形成内漏混介质，即避免出现内漏的介质进一步向另一介质所在侧泄漏，而造成意想不到的危害。
优选地，换热片的两换热板在所述换热片的边缘局部相对张开形成蜂窝口，每张换热片的周边均匀成型着多个蜂窝口，相邻两换热片的蜂窝口互相抵紧。本申请利用双板换热片在周边成型出层间可互相抵紧的蜂窝口结构来保证汽相冷凝板式换热器的钎焊强度和钎焊工艺的实施，解决了此类换热板在钎焊过程中换热片容易变形的难题。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
针对板式换热器，在角孔周围设置第一道密封面和第二道密封面，并在两道角孔密封面之间形成角孔汇集槽；和在换热片周边设置第一道密封面和第二道密封面，并在两道周边密封面之间形成周边汇集槽。若汽相介质突破的角孔第二道密封面而发生泄漏，则泄漏的汽相介质或汽相介质的冷凝液汇集到角孔汇集槽内；同理，若液相介质突破角孔第一道密封面发生泄漏，则泄漏的液相介质也汇集到角孔汇集槽内。若汽相介质突破周边第一密封面，则泄漏的汽相介质或其冷凝液进入周边汇集槽；同样的，若液相介质突破周边第二密封面，则泄漏的液相介质进入周边汇集槽。
为了避免发生介质间内漏混合，本申请进一步设计采用双板换热片即双层换热片，并分别对应两介质进出口位置处的第一密封面的双板间隙进行密封焊接，该设置同时实现了当一种介质发生内漏或外漏时，换热机构可继续运行，避免了泄漏介质与另一介质发生互串，避免需突然停止***运行带来损失。
本申请进一步设计了信号孔，将汇集槽连通，将内漏和外漏的介质进行汇集、回收利用或集中处理。
附图说明
图1为本发明实施例中双板换热片的结构示意图；
图2为图1中AA剖视图；
图3为图1中双板换热片进行竖直方向翻身后的结构示意图；
图4为图1和图3所述双板换热片叠加在一起的透视图；
图5为图4中BB剖视图；
图6为四张图1所示双板换热片叠加在一起的角孔处的内部图；
图7为本发明实施例中气相冷凝换热器的立体图；
图8为图7所示气相冷凝换热器的后视图；
图9为图8中CC剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细描述，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。本实施例中的文字描述是与附图对应的，涉及方位的描述也是基于附图的描述，不应理解为是对本发明保护范围的限制。
实施例1
如图1所示，本实施例中的防泄漏板式换热器，属于汽相冷凝换热器，主要用于汽相介质和液相介质如水进行换热，以实现汽相介质的冷凝。它包括前端板6、后端板7以及若干换热片8，若干换热片8层叠焊接在一起构成板式换热机构，板式换热机构位于前、后端板之间。相邻两换热片是由一张换热片和该换热片竖向翻转的换热片构成，相邻换热片之间构成换热流道，相邻换热流道互相隔绝分别供液相介质和汽相介质独立间隔着流通并在流通过程中实现热交换。换热片具有两个角孔1，相邻换热片8上位置相同的角孔1间隔着凹凸对顶形成环状的角孔第一密封面101或者凸凹相对形成液相进出口4，角孔1的周围设置有角孔第二密封面102，角孔第二密封面102为闭环结构，角孔第二密封面102位于角孔第一密封面101的外周，角孔第一密封面101和角孔第二密封面102之间形成角孔汇集槽104，角孔汇集槽104也为闭环结构，角孔汇集槽104与角孔1通过角孔第一密封面101隔离，相邻换热片之间的角孔汇集槽104与换热流道通过角孔第二密封面102隔离。
角孔1周围还设置有角孔信号孔103，角孔信号孔103位于角孔第一密封面101和角孔第二密封面102之间且均不超出角孔第一、二密封面，相邻换热片上的角孔信号孔103间隔着凹凸对顶或者凸凹相对，同角孔的结构类似，角孔信号孔103形成贯穿板式换热机构的角孔溢流通道，相邻换热片之间的角孔信号孔103和角孔汇集槽104贯通，多个角孔汇集槽104由此通过角孔溢流通道连通，从而将角孔汇集槽104中汇集的泄露介质经信号孔导出，也可通过角孔信号孔103对角孔汇集槽进行探测，判断泄露的发生，为此，后端板7上对应角孔信号孔103开设探测孔9。
较合理的设置是，角孔1的深度与换热流道的深度相同，角孔汇集槽的深度为角孔深度的一半，避免了角孔汇集槽影响液相介质在角孔中的正常流通，简化了结构。
板式换热机构在其四周的周边具有开放的汽相介质进出口2，相邻换热片的边缘前后间隔着凹凸对顶形成汽相介质的周边第一密封面201或凸凹相对形成汽相进出间隙5，周边第一密封面201的内侧设置有周边第二密封面202，周边第一密封面201和周边第二密封面202之间形成周边汇集槽204，周边第一密封面201、周边第二密封面202和周边汇集槽204均匀闭环结构，周边汇集槽204与汽相进出间隙5通过周边第一密封面201隔离，相邻换热片之间的周边汇集槽204与换热流道通过周边第二密封面202隔离。
换热片周边设置周边信号孔203，周边信号孔203位于周边第一密封面201和周边第二密封面202之间且均不超出周边第一、二密封面的靠外的边界，相邻换热片上的周边信号孔203间隔着凹凸对顶或者凸凹相对，其结构类似角孔信号孔，形成贯穿换热机构的周边溢流通道，相邻换热片之间的周边信号孔203与周边汇集槽204贯通，多个周边汇集槽204由此与周边溢流通道连通，从而将周边汇集槽中汇集的泄露介质经周边信号孔导出，也可通过周边信号孔203对周边汇集槽进行探测，判断泄露的发生，后端板7上对应所述周边信号孔203开设有探测孔9。
较合理的设置是，汽相进出间隙5的深度与换热流道的深度相同，周边汇集槽204的深度为汽相进出间隙5深度的一半，避免了周边汇集槽影响汽相介质在汽相进出间隙5中的正常流通，简化了结构。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例进一步设计换热片8采用双板换热片，即每个换热片是由两个换热板8'叠加而成，两个换热板8'由模具压制成型，造型一致。两换热板8'在对应角孔第一密封面101的双板间隙中填有焊料3实现密封，所述焊料可以选择铜箔，在压制前在两换热板之间铺设铜箔并点焊固定，在对应周边第一密封面201的双板间隙中填有焊料3实现密封，这样，即使在板片腐蚀和或出现裂纹导致泄漏的时候，也可避免出现内漏的介质进一步向另一介质所在侧泄漏，发生介质互串。同时，当只有一种介质发生内漏或外漏时，***仍可继续运行，避免需突然停止换热器工作而带来的损失。
实施例3
在实施例1或实施例2的基础上，换热片采用双板换热片，换热片8的两换热板8'在换热片的边缘局部相对张开形成朝外的蜂窝口10，每张换热片的周边均匀成型着多个蜂窝口10，相邻两换热片在焊接叠压时，二者的蜂窝口10再互相对应抵紧，以此保证汽相冷凝板式换热器的钎焊强度和钎焊工艺的实施，避免此类换热板在钎焊过程中换热片容易变形的难题。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种防泄漏板式换热器，包括由若干换热片层叠焊接在一起构成的板式换热机构，相邻所述换热片之间构成换热流道，相邻换热流道互相隔绝分别供两种介质流通并在流通过程中实现热交换，换热片具有角孔，相邻换热片上位置相同的角孔间隔着凹凸对顶形成环状的角孔第一密封面或者凸凹相对形成介质进出口，其特征在于：所述角孔的周围设置有角孔第二密封面，所述角孔第二密封面位于所述角孔第一密封面的外周，所述角孔第一密封面和角孔第二密封面之间形成角孔汇集槽，角孔汇集槽与角孔通过所述角孔第一密封面隔离，角孔汇集槽与同层换热流道通过所述角孔第二密封面隔离。
2.根据权利要求1所述的防泄漏板式换热器，其特征在于：所述角孔第二密封面为闭环结构，所述角孔汇集槽为闭环结构。
3.根据权利要求1所述的防泄漏板式换热器，其特征在于：所述角孔的深度与所述换热流道的深度相同，所述角孔汇集槽的深度小于所述角孔的深度。
4.根据权利要求3所述的防泄漏板式换热器，其特征在于：所述角孔周围还设置有角孔信号孔，所述角孔信号孔位于角孔第一密封面和角孔第二密封面之间且均不超出角孔第一、二密封面，相邻换热片上的角孔信号孔间隔着凹凸对顶或者凸凹相对，形成贯穿换热片的角孔溢流通道，所述角孔溢流通道与所述角孔汇集槽连通。
5.根据权利要求1所述的防泄漏板式换热器，其特征在于：所述板式换热机构在其周边具有开放的介质进出口，相邻换热片的边缘间隔着凹凸对顶形成周边第一密封面或凸凹相对形成介质进出间隙，所述周边第一密封面的内侧设置有周边第二密封面，所述周边第一密封面和周边第二密封面之间形成周边汇集槽，周边汇集槽与所述介质进出间隙通过所述周边第一密封面隔离，周边汇集槽与同层换热流道通过所述周边第二密封面隔离。
6.根据权利要求5所述的防泄漏板式换热器，其特征在于：所述介质进出间隙的深度与所述换热流道的深度相同，所述周边汇集槽的深度小于所述介质进出间隙的深度。
7.根据权利要求6所述的防泄漏板式换热器，其特征在于：换热片上开设周边信号孔，所述周边信号孔位于周边第一密封面和周边第二密封面之间且均不超出周边第一、二密封面，相邻换热片上的周边信号孔间隔着凹凸对顶或者凸凹相对，形成贯穿换热片的周边溢流通道，所述周边溢流通道与所述周边汇集槽连通。
8.根据权利要求1-4中任一权项所述的防泄漏板式换热器，其特征在于：所述换热片采用双层结构，由两换热板叠加而成。
9.根据权利要求8所述的防泄漏板式换热器，其特征在于：换热片的两换热板造型一致，两换热板之间至少在对应两换热介质的所述角孔第一密封面的间隙中填有焊料实现密封。
10.根据权利要求5-7中任一权项所述的防泄漏板式换热器，其特征在于：所述换热片采用双层结构，由两换热板叠加而成。
11.根据权利要求10所述的防泄漏板式换热器，其特征在于：换热片的两换热板造型一致，两换热板之间至少在对应一种介质的所述角孔第一密封面的间隙中填有焊料实现密封、在对应另一介质的所述周边第一密封面的间隙中填有焊料实现密封。
12.根据权利要求10所述的防泄漏板式换热器，其特征在于：换热片的两换热板在所述换热片的边缘局部相对张开形成蜂窝口，每张换热片的周边均匀成型着多个蜂窝口，相邻两换热片的蜂窝口互相抵紧。
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