一種固定管板式換熱器及其制造方法技術(shù)

一種固定管板式換熱器，包括上管板，下管板，以及設(shè)置在上管板和下管板上的若干個(gè)安裝孔，上管板和下管板之間固定設(shè)置有列管，所述列管貫穿安裝孔，所述列管位于下管板底面下方的部分為承重管段，所述承重管段的外形為喇叭口狀，所述承重管段底部的外徑大于承重管段頂部的外徑，相鄰兩個(gè)承重管段的底部固定連接。采用這樣的結(jié)構(gòu)，通過將列管底部的承重管段外擴(kuò)成喇叭口狀、并將其底部固定連接以后，相鄰兩個(gè)承重管段構(gòu)成三角形支撐的結(jié)構(gòu)，不僅焊接牢靠、強(qiáng)度高，而且采用三角形支撐的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，并在不增加管板厚度的情況下提高管板的承重能力。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)一種換熱器及其制造方法，尤其是一種大直徑管板(管板直徑大于Im)的固定管板式換熱器及其制造方法。
技術(shù)介紹
在化工、食品、制藥等行業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常要將高溫物料流體冷卻、低溫物料流體加熱，這些過程一般都要通過換熱器設(shè)備來完成，其中，固定管板式換熱器就是一種。固定管板式換熱器具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、工作方便、占用空間小、制造材料范圍廣以及適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。特別是在高壓、高溫大型換熱器中固定管板式換熱器優(yōu)勢(shì)明顯。 固定管板式換熱器的主要部件為列管和管板，其中，列管主要起到物料流體輸送作用，每一臺(tái)設(shè)備中按需設(shè)置有幾十根，多則數(shù)百根的列管；管板起到支承列管的作用，同時(shí)又兼作法蘭。由于管板兩端常接觸到不同溫度的物料，這些都會(huì)影響到管板的強(qiáng)度，因此，管板與列管排列結(jié)構(gòu)和焊接方式非常重要。2009年18期的《金屬加工(熱加工)》中第50 51頁公開了現(xiàn)有的固定管板式換熱器中，管板與列管常見的幾種焊接方式，如文中所述，出于防止焊縫泄漏的考慮，如圖I所示，焊接并采用將列管向下伸出管板一截的結(jié)構(gòu)最為可靠。但上述結(jié)構(gòu)亦存在以下不足之處 I、管板的強(qiáng)度不足時(shí)，僅采用增加管板厚度的方式來提升管板的強(qiáng)度、防止管板變型，而管板厚度增加以后，會(huì)導(dǎo)致成本增加，難于加工鉆孔，吸熱、放熱速度慢，加熱、冷卻耗時(shí)長(zhǎng)等諸多問題，因此，如何通過結(jié)構(gòu)的改進(jìn)提高管板強(qiáng)度，是人們一直渴望解決但始終未能獲得成功的技術(shù)難題。2、由于高出管板的列管之間無法完全拼接，相鄰的列管之間存在間隙區(qū)域，物料在圖I中α所示的間隙區(qū)域內(nèi)流動(dòng)性較差，物料很容易堆積。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種管板與列管之間連接穩(wěn)定、強(qiáng)度更高的固定管板式換熱器及其制造方法。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了以下技術(shù)方案 一種固定管板式換熱器，包括上管板，下管板，以及設(shè)置在上管板和下管板上的若干個(gè)安裝孔，上管板和下管板之間固定設(shè)置有列管，所述列管貫穿安裝孔，所述列管位于下管板底面下方的部分為承重管段，所述承重管段的外形為喇叭口狀，所述承重管段底部的外徑大于承重管段頂部的外徑，相鄰兩個(gè)承重管段的底部固定連接。采用這樣的結(jié)構(gòu)，通過將列管底部的承重管段外擴(kuò)成喇叭口狀、并將其底部固定連接以后，相鄰兩個(gè)承重管段構(gòu)成三角形支撐的結(jié)構(gòu)，不僅焊接牢靠、強(qiáng)度高，而且采用三角形支撐的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，并在不增加管板厚度的情況下提高管板的承重能力。優(yōu)選的，所述承重管段的底部外形為六邊形。采用這樣的結(jié)構(gòu)，相鄰兩個(gè)承重管段底部的鄰邊彼此平行并距離更短，焊接時(shí)焊縫更窄，整體強(qiáng)度更高。優(yōu)選的，所述承重管段的外形沿軸向由圓形漸變?yōu)榱呅?，所述承重管段的頂部外形為圓形。采用這樣的結(jié)構(gòu)，可減少應(yīng)力集中情況，且更便于外擴(kuò)加工。優(yōu)選的，所述承重管段的底部外形為承重管段的頂部外形的外切六邊形。采用這樣的結(jié)構(gòu)，加工量時(shí)形變小、加工難度小。優(yōu)選的，所述相鄰兩個(gè)承重管段的底部具有公共邊，所述相鄰兩個(gè)承重管段的底部通過所述公共邊固定連接。采用這樣的結(jié)構(gòu)，連接的間隙區(qū)域小，強(qiáng)度更大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。優(yōu)選的，所述相鄰兩個(gè)承重管段的公共邊焊接密封，位于邊緣的承重管段與外圍的封頭焊接密封。采用這樣的結(jié)構(gòu)，易于將兩個(gè)承重管段穩(wěn)固連接并密封，位于其底部的物料不會(huì)反沖至承重管段之間的間隙內(nèi)，從而避免了物料在其中流動(dòng)性差而容易堆積的問題。優(yōu)選的，所述下管板上相鄰的兩個(gè)安裝孔之間的間距相等。采用這樣的結(jié)構(gòu)，列管等間距填充設(shè)置于管板的平面區(qū)域內(nèi)，不僅受熱均勻，而且有利于其承重管段底部連接，各連接處強(qiáng)度均勻。一種上述固定管板式換熱器的制造方法，包括以下幾個(gè)步驟a、在下管板上的安裝孔內(nèi)穿入列管，并在下管板底面的下方預(yù)留一段列管；b、將沖模設(shè)置于列管的下方，并向上沖壓使列管自底部外擴(kuò)；C、重復(fù)步驟a、步驟b，直至各安裝孔內(nèi)均安裝好列管、并將各列管底端均沖壓呈喇叭口狀；d、將彼此相鄰的列管的底部通過焊接密封。采用這樣的方法制造固定管板式換熱器，焊接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，與管板焊接后的列管可輔助管板承重，整體強(qiáng)度更優(yōu)；同時(shí)，由于列管的底部通過焊接密封，物料不會(huì)進(jìn)入到管板底面以下的列管的間隙之間，從而避免了該間隙區(qū)域內(nèi)物料流動(dòng)性差所導(dǎo)致的物料堆積、加熱過度等問題。優(yōu)選的，所述步驟a之前，在下管板上用天然氣切割的方法加工出所述安裝孔。采用天然氣切割加工安裝孔，具有切割效率高、操作簡(jiǎn)便的有益效果。優(yōu)選的，所述步驟b之前，將位于下管板底面下方的列管加熱至100°C 550°C。采用這樣的方法在沖壓前對(duì)列管進(jìn)行加熱軟化，有利于提高沖壓加工的成品率，并提高列管壽命。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果如下I、由于承重管段呈喇叭口狀設(shè)置，區(qū)別與現(xiàn)有的僅在承重管段的頂部與下管板焊接加固的方式，彼此相鄰的承重管段的底部還焊接固定在一起，因此，焊接強(qiáng)度更加好、連接更牢靠。2、區(qū)別于現(xiàn)有的僅以管板承載列管、熱介質(zhì)液以及物料的重量的方式，承重管段在下管板的下方構(gòu)成三角形斜撐的形式托起管板并輔助管板承重，在不增加管板厚度的前提下提高了裝置整體承重能力，避免了管板厚度增加所帶來的諸多缺陷。3、由于承載列管的底部均通過焊接密封，封頭內(nèi)的物料無法流入至相鄰的承載列管之間的間隙區(qū)域內(nèi)，從而避免了物料進(jìn)入其中以后因流動(dòng)性較差、物料堆積于間隙中的情況。4、采用上述方法制造固定管板式換熱器，焊接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，與管板焊接后的列管可輔助管板承重，整體強(qiáng)度更優(yōu)；同時(shí)，由于列管的底部通過焊接密封，物料不會(huì)進(jìn)入到管板底面以下的列管的間隙之間，從而避免了該間隙區(qū)域內(nèi)物料流動(dòng)性差所導(dǎo)致的物料堆積、加熱過度等問題。附圖說明圖I為現(xiàn)有技術(shù)中管板與列管焊接結(jié)構(gòu)的示意圖2為本專利技術(shù)中列管與管板連接結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖3為本專利技術(shù)中列管與管板連接結(jié)構(gòu)的另一視向的立體結(jié)構(gòu)示意圖4為本專利技術(shù)中列管與管板連接結(jié)構(gòu)的主視圖5為本專利技術(shù)中列管與管板連接結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖6為本專利技術(shù)中列管與管板連接結(jié)構(gòu)的仰視圖7為本專利技術(shù)中固定管板式換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖8為本專利技術(shù)中固定管板式換熱器的又一實(shí)施方式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記如下上管板一Ia ;下管板一Ib ;安裝孔一2 ;列管一3 ;承重管段一3a ；加強(qiáng)管段一3b ;公共邊一4 ;封頭一5 ;殼體一6 ;熱介質(zhì)進(jìn)口一7 ;熱介質(zhì)出口一8。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的說明。本專利技術(shù)的實(shí)施方式不限于以下實(shí)施例，在不脫離本專利技術(shù)宗旨的前提下做出的各種變化均屬于本專利技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。實(shí)施例I如圖2至圖7所示，本實(shí)施例固定管板式換熱器，包括設(shè)置于殼體6內(nèi)部的上管板Ia和下管板Ib,殼體6的上方設(shè)置有熱介質(zhì)出口 8,殼體6的下方設(shè)置有熱介質(zhì)進(jìn)口 7,上管板Ia和下管板Ib上均設(shè)置有若干個(gè)安裝孔2，上管板Ia和下管板Ib之間固定設(shè)置有列管3，列管3的數(shù)量與安裝孔2的數(shù)量相同、并且各列管3均貫穿相應(yīng)的安裝孔2，列管3與上管板la、以及下管板Ib的上表面和下表面均焊接固定、密封，列管3位于下管板Ib底面下方的部分為承重管段3a，承重管段3a的外形為喇叭口狀，承重管段3a底部的外徑大于承重管段3a頂部的外徑，即承重管段3a整體由頂至底逐漸外擴(kuò)的上小下大的結(jié)構(gòu)，或類似于錐形的其他結(jié)構(gòu)。相鄰兩個(gè)承重管段3a的底部固定連接，在承重管段3a底部增加這樣的焊接結(jié)構(gòu)以后，列管3之間、以及列管3與管板之本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種固定管板式換熱器，包括上管板（1a），下管板（1b），以及設(shè)置在上管板（1a）和下管板（1b）上的若干個(gè)安裝孔（2），上管板（1a）和下管板（1b）之間固定設(shè)置有列管（3），所述列管（3）貫穿安裝孔（2），其特征在于：所述列管（3）位于下管板（1a）底面下方的部分為承重管段（3a），所述承重管段（3a）的外形為喇叭口狀，所述承重管段（3a）底部的外徑大于承重管段（3a）頂部的外徑，相鄰兩個(gè)承重管段（3a）的底部固定連接。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周祥，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：周祥，
類型：發(fā)明
國別省市：