CN220818694U - 换热板对、换热板束及热交换器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种换热板对、换热板束及热交换器，所述换热板对包括：相对设置的两个换热板，在所述两个换热板之间形成有第一介质流道，在所述换热板对的边角处设有开口槽，所述开口槽沿所述换热板对的长度方向设置；所述开口槽连接有接管，所述接管沿所述换热板对的长度方向设置，所述接管的一端封闭，并与所述开口槽抵接；所述接管上沿所述换热板对的长度方向间隔设有多个通孔，每个所述通孔朝向所述开口槽设置，并与所述第一介质流道连通，用于所述第一介质的进出。本申请提供的换热板对、换热板束及热交换器结构简单，制作方便，换热效果好，密封效果强，使用寿命长，可以在高承压条件下使用。

Description

换热板对、换热板束及热交换器

技术领域

本申请涉及板式热交换器技术领域，尤其涉及一种换热板对、换热板束及热交换器。

背景技术

板式热交换器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，应用在化工、石油、动力、食品等领域，目前的板式热交换器，根据密封形式的不同，可分为垫片式热交换器和焊接式热交换器，焊接式热交换器，因其换热板间采用焊接密封，克服了垫片式热交换器的垫片耐温问题，获得广泛应用。

现有的焊接式换热板对如图1所示，会在换热板对的两侧设置接管，如图2所示，接管和换热板直接连接，第一介质从接管的端口进入换热板对内的第一介质流道，但这样设计接管直径不宜过大，过大的管径会造成板对开口困难，其与管口连接焊接量大，因此在大流量条件时，接管内流速会过大，易发生爆震，并且如图1所示，第一介质从换热板对的一角直接流向对角线方向的另一角，容易在另外两角形成换热盲区，降低换热效果。

一些技术中，对该结构进行了改进，如图3所示，在换热板对的边角处设置接管，如图4所示，接管上设置朝向换热板对的轴向槽，这样轴向槽代替端口作为第一介质的进出口，一方面可以提高管径尺寸设计，降低流速，缓解爆震，另一方面可以使第一介质流向另外两角，改善第一介质分布问题，提高换热效果，但轴向槽破坏了接管的整体强度，如图4所示，换热板受压时易发生向上、向下的变形，降低了接管与换热板对连接位置的强度，导致该位置焊缝会快速失效，使产品在高压力下极易出现泄漏，因此，亟需一种可以同时提高换热效果和密封效果的换热板对。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种换热板对、换热板束及热交换器，以解决背景技术中提及的相关问题。

本申请的第一方面，提供了一种换热板对，包括：相对设置的两个换热板，在所述两个换热板之间形成有第一介质流道，在所述换热板对的边角处设有开口槽，所述开口槽沿所述换热板对的长度方向设置；所述开口槽连接有接管，所述接管沿所述换热板对的长度方向设置，所述接管的一端封闭，并与所述开口槽抵接；所述接管上沿所述换热板对的长度方向间隔设有多个通孔，每个所述通孔朝向所述开口槽设置，并与所述第一介质流道连通，用于所述第一介质的进出。

进一步地，所述换热板对设有两个所述开口槽；两个所述开口槽沿所述换热板对的对角线方向相对设置，或者，两个所述开口槽沿所述换热板对的长度方向依次设置。

进一步地，多个所述通孔的总长度大于或等于所述换热板对的宽度的1/4，多个所述通孔的总截面积大于或等于所述接管的截面积。

进一步地，所述接管的最大管径与所述第一介质的流量呈正相关，与所述第一介质的流速呈负相关；所述接管的壁厚与所述换热板的设计压力呈正相关，与所述接管的最大管径呈正相关，与所述换热板的材料最大许用应力呈负相关。

进一步地，所述通孔的最大孔径以及所述接管的壁厚之和为第一长度，相邻两个所述通孔的间距大于或等于所述第一长度。

进一步地，所述接管的壁厚大于或等于1.5倍的所述通孔的最大孔径，所述通孔沿所述换热板对的厚度方向的孔径小于所述第一介质流道的深度。

进一步地，所述换热板的壁厚为2mm至5mm，所述第一介质流道的深度为4mm至10mm。

进一步地，每个所述换热板上间隔设有错位排布的多个凸起，相邻两个所述凸起的间距为30mm至50mm，两个所述换热板上的所述凸起相抵接。

本申请第二方面，提供了一种换热板束，包括多个堆叠的如上第一方面所述的换热板对，在相邻两个所述换热板对之间形成有第二介质流道。

本申请第三方面，提供了一种热交换器，包括如上第二方面所述的换热板束。

从上面所述可以看出，本申请提供的换热板对、换热板束及热交换器，换热板对包括相对设置的两个换热板，在两个换热板之间形成有第一介质流道，在换热板对的边角处设有开口槽，开口槽沿换热板对的长度方向设置，用于与接管相配合；开口槽连接有接管，接管沿换热板对的长度方向设置，与开口槽相配合；接管的一端封闭，并与开口槽抵接；接管上沿换热板对的长度方向间隔设有多个通孔，每个通孔朝向开口槽设置，并与第一介质流道连通，用于第一介质的进出，多个通孔作为第一介质流道的进出口，可以降低流速，消除爆震，并且通孔使第一介质在进入换热板对内部时流动分配更加均匀，提高换热效果；此外，接管上的多个通孔互不相连，形成了间隔拉筋结构，从而提高接管与换热板对连接处的强度，避免发生泄漏，提高了密封效果，从而提高了换热板对在高压下的使用寿命；该换热板对、换热板束及热交换器结构简单，制作方便，换热效果好，密封效果强，使用寿命长，可以在高承压3MPa至10MPa条件下使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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。

图1为相关技术中一种换热板对的结构示意图；

图2为图1中A处的截面示意图；

图3为相关技术中第二种换热板的结构示意图；

图4为图3中B处的截面示意图；

图5为本申请实施例中一种换热板对的结构示意图；

图6为图5中C处的截面示意图；

图7为图6的立体结构示意图；

图8为图5中E处的放大结构示意图。

附图标记：1、换热板；1-1、凸起；2、第一介质流道；3、开口槽；4、接管；4-1、端口；4-2、通孔；5、轴向槽。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

板式热交换器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，应用在化工、石油、动力、食品等领域，目前的板式热交换器，根据密封形式的不同，可分为垫片式热交换器和焊接式热交换器，焊接式热交换器，因其换热板间采用焊接密封，克服了垫片式热交换器的垫片耐温问题，获得广泛应用。

现有的焊接式换热板对如图1所示，会在换热板对的两侧设置接管4，如图2所示，接管4和换热板1直接连接，第一介质从接管4的端口4-1进入换热板对内的第一介质流道2，但这样设计接管4直径不宜过大，过大的管径会造成板对开口困难，其与管口连接焊接量大，因此在大流量条件时，接管4内流速会过大，易发生爆震，并且如图1所示，第一介质从换热板对的一角直接流向对角线方向的另一角，容易在另外两角形成换热盲区，降低换热效果。

一些技术中，对该结构进行了改进，如图3所示，在换热板对的边角处设置接管4，如图4所示，接管4上设置朝向换热板对的轴向槽5，这样轴向槽5代替端口4-1作为第一介质的进出口，一方面可以提高管径尺寸设计，降低流速，缓解爆震，另一方面可以使第一介质流向另外两角，改善第一介质分布问题，提高换热效果，但轴向槽5破坏了接管4的整体强度，如图4所示，换热板1受压时易发生向上、向下的变形，降低了接管4与换热板对连接位置的强度，导致该位置焊缝会快速失效，使产品在高压力下极易出现泄漏，因此，亟需一种可以同时提高换热效果和密封效果的换热板对。

以下，通过具体的实施例并结合图5至图8来详细说明本申请的技术方案。

本申请的一些实施例中提供了一种换热板1，如图5至图8所示，包括：相对设置的两个换热板1，在所述两个换热板1之间形成有第一介质流道2，在所述换热板对的边角处设有开口槽3，所述开口槽3沿所述换热板对的长度方向设置；所述开口槽3连接有接管4，所述接管4沿所述换热板对的长度方向设置，所述接管4的一端封闭，并与所述开口槽3抵接；所述接管4上沿所述换热板对的长度方向间隔设有多个通孔4-2，每个所述通孔4-2朝向所述开口槽3设置，并与所述第一介质流道2连通，用于所述第一介质的进出。

如图5所示，L方向为换热板对的长度方向，W方向为换热板对的宽度方向，换热板对包括相对设置的两个换热板1，换热板1的形状例如为矩形，两个换热板1例如通过焊接连接，在两个换热板1之间形成有第一介质流道2，第一介质例如为热水等，具体不做限定，在换热板对的边角处设有开口槽3，开口槽3沿换热板对的长度方向设置，用于与接管4相配合。

开口槽3连接有接管4，例如通过焊接连接，接管4例如为圆管或方管等，具体不做限定，接管4沿换热板对的长度方向设置，与开口槽3相配合；接管4的一端封闭，并与开口槽3抵接；接管4上沿换热板对的长度方向间隔设有多个通孔4-2，通孔4-2例如为圆孔、方孔或椭圆孔等，具体不做限定，每个通孔4-2朝向开口槽3设置，并与第一介质流道2连通，用于第一介质的进出，多个通孔作为第一介质流道2的进出口，可以降低流速，消除爆震，并且通孔4-2使第一介质在进入换热板对内部时流动分配更加均匀，提高换热效果；此外，接管4上的多个通孔4-2互不相连，形成了间隔拉筋结构，从而提高接管4与换热板对连接处的强度，避免发生泄漏，提高了密封效果，从而提高了换热板对在高压下的使用寿命。

该换热板对结构简单，制作方便，换热效果好，密封效果强，使用寿命长，可以在高承压3MPa至10MPa条件下使用。

在一些实施例中，所述换热板对设有两个所述开口槽3；两个所述开口槽3沿所述换热板对的对角线方向相对设置，或者，两个所述开口槽3沿所述换热板对的长度方向依次设置。

如图5所示，换热板对沿对角线方向的两侧分别设有一个开口槽3，分别作为第一介质的进出口，使流动效果更好；根据需求也可以将两个开口槽3同侧设置，具体不做限定。

在一些实施例中，如图8所示，多个所述通孔4-2的总长度大于或等于所述换热板对的宽度的1/4，多个所述通孔4-2的总截面积大于或等于所述接管4的截面积。

如图8所示，L1为多个通孔4-2的总长度，设置L1≥1/4换热板对的宽度，使第一介质流动更均匀；设置多个通孔4-2的总截面积≥接管4的截面积，同样使第一介质流动更加均匀。

在一些实施例中，通孔4-2的最大孔径为d，单位为mm，当通孔4-2为圆孔时，通孔4-2的最大孔径即通孔4-2的直径，通孔4-2的数量为n，接管4的最大管径为D，单位为mm，当接管4为圆管时，接管4的最大管径即接管4的直径。

设置可以最大限度地保留接管4自身强度，由于接管4所能承受的极限压力要远远大于换热板对承受的极限压力，接管4与换热板对相连接后，接管4能够对换热板对进出口位置起到加强作用，提高该位置的承压能力。

在一些实施例中，所述接管4的最大管径与所述第一介质的流量呈正相关，与所述第一介质的流速呈负相关；所述接管4的壁厚与所述换热板的设计压力呈正相关，与所述接管4的最大管径呈正相关，与所述换热板1的材料最大许用应力呈负相关。

第一介质的流量为Q，单位为mm³/s，第一介质的流速为V，单位为mm/s，设置接管4的最大管径与第一介质的流量呈正相关，与第一介质的流速呈负相关，例如设置从而避免大流量时接管4出现爆震，其中V≤30m/s。

接管4的壁厚为t，单位为mm，换热板1的设计压力为P，材料最大许用应力为S，接管4的半径为R＝D/2，设置接管4的壁厚与换热板1的设计压力呈正相关，与接管4的最大管径呈正相关，与换热板1的材料最大许用应力呈负相关，例如设置或者可以选择两种计算方式中的较大值作为接管4的壁厚，以适应较高压力的工况环境。

在一些实施例中，所述通孔4-2的最大孔径以及所述接管4的壁厚之和为第一长度，相邻两个所述通孔4-2的间距大于或等于所述第一长度。

相邻两个所述通孔4-2的间距为L’，设置L’≥d+t，在保证流通截面积的前提下，确保接管4强度。

在一些实施例中，所述接管4的壁厚大于或等于1.5倍的所述通孔4-2的最大孔径，所述通孔4-2沿所述换热板对的厚度方向的孔径小于所述第一介质流道2的深度。

设置t≥1.5d，同样确保接管4强度；如图6所示，H方向代表换热板对的厚度方向，设置通孔4-2沿H方向的孔径小于第一介质流道2的深度，使第一介质通过通孔4-2全部进入第一介质流道2。

在一些实施例中，所述换热板1的壁厚为2mm至5mm，所述第一介质流道2的深度为4mm至10mm。

换热板1的壁厚为2mm至5mm，例如为2mm、3mm、4mm或5mm等，具体不做限定，提高换热板对的承压能力；第一介质流道2的深度为4mm至10mm，例如为4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等，具体不做限定。

在一些实施例中，如图5所示，每个所述换热板1上间隔设有错位排布的多个凸起1-1，相邻两个所述凸起1-1的间距为30mm至50mm，两个所述换热板1上的所述凸起1-1相抵接。

如图5所示，换热板1上间隔设有错位排布的多个凸起1-1，例如为呈正三角形阵列排布，具体不做限定，凸起1-1可以通过冲压成形或液压鼓胀成形实现，具体不做限定，相邻两个凸起1-1的间距为30mm至50mm，例如为30mm、40mm或50mm等，具体不做限定，如图7所示，两个换热板1上的凸起1-1相抵接，形成交错的第一介质流道2，提高换热板对的承压能力及换热效率。

本申请的一些实施例中，提供了一种换热板束，包括多个堆叠的如上任意实施例所述的换热板对，在相邻两个所述换热板对之间形成有第二介质流道。

换热板束包括堆叠的换热板对，在相邻两个换热板对之间形成有第二介质流道，第二介质例如为冷水，具体不做限定，该换热板束换热效果好，密封效果强。

本申请的一些实施例中，提供了一种热交换器，包括如上任一实施例所述的换热板束。

该热交换器结构简单，使用方便，使用寿命长，适合在高承压工况环境下使用。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，在阐述了细节以描述本申请的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些细节的情况下或者这些细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本申请的实施例对本申请进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换热板对，其特征在于，包括：相对设置的两个换热板，在所述两个换热板之间形成有第一介质流道，在所述换热板对的边角处设有开口槽，所述开口槽沿所述换热板对的长度方向设置；

所述开口槽连接有接管，所述接管沿所述换热板对的长度方向设置，所述接管的一端封闭，并与所述开口槽抵接；所述接管上沿所述换热板对的长度方向间隔设有多个通孔，每个所述通孔朝向所述开口槽设置，并与所述第一介质流道连通，用于所述第一介质的进出。

2.根据权利要求1所述的换热板对，其特征在于，所述换热板对设有两个所述开口槽；

两个所述开口槽沿所述换热板对的对角线方向相对设置，或者，两个所述开口槽沿所述换热板对的长度方向依次设置。

3.根据权利要求1所述的换热板对，其特征在于，多个所述通孔的总长度大于或等于所述换热板对的宽度的1/4，多个所述通孔的总截面积大于或等于所述接管的截面积。

4.根据权利要求1所述的换热板对，其特征在于，所述接管的最大管径与所述第一介质的流量呈正相关，与所述第一介质的流速呈负相关；所述接管的壁厚与所述换热板的设计压力呈正相关，与所述接管的最大管径呈正相关，与所述换热板的材料最大许用应力呈负相关。

5.根据权利要求1所述的换热板对，其特征在于，所述通孔的最大孔径以及所述接管的壁厚之和为第一长度，相邻两个所述通孔的间距大于或等于所述第一长度。

6.根据权利要求1所述的换热板对，其特征在于，所述接管的壁厚大于或等于1.5倍的所述通孔的最大孔径，所述通孔沿所述换热板对的厚度方向的孔径小于所述第一介质流道的深度。

7.根据权利要求1所述的换热板对，其特征在于，所述换热板的壁厚为2mm至5mm，所述第一介质流道的深度为4mm至10mm。

8.根据权利要求1所述的换热板对，其特征在于，每个所述换热板上间隔设有错位排布的多个凸起，相邻两个所述凸起的间距为30mm至50mm，两个所述换热板上的所述凸起相抵接。

9.一种换热板束，其特征在于，包括多个堆叠的如权利要求1-8中任意一项所述的换热板对，在相邻两个所述换热板对之间形成有第二介质流道。

10.一种热交换器，其特征在于，包括如权利要求9所述的换热板束。