專利名稱：一種點(diǎn)陣材料換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種點(diǎn)陣材料換熱器，屬于換熱設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種運(yùn)用點(diǎn)陣材料制作的換熱設(shè)備。
背景技術(shù)：
板式換熱器由于其結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱系數(shù)高、清洗或維修方便、節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)大量地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)缺陷一方面是其換熱板片是由具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的，剛度較低；另一方面是墊片的密封周邊較長， 很大程度的限制了板式換熱器的工作壓力，造成壓力較高一側(cè)的介質(zhì)串入壓力較低一側(cè)的介質(zhì)中，形成“串液”現(xiàn)象，系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)壓力和溫度的異常，如果介質(zhì)具有腐蝕性，還可能導(dǎo)致管路中其它設(shè)備的腐蝕，串液通常發(fā)生在導(dǎo)流區(qū)域或者二道密封區(qū)域處，也就影響了板式換熱器的使用范圍；再者壓降較大，介質(zhì)進(jìn)、出口壓降超過設(shè)計(jì)要求，甚至高出設(shè)計(jì)值許多倍，嚴(yán)重影響系統(tǒng)對(duì)流量和溫度的要求，在供暖系統(tǒng)中，若熱側(cè)壓降過大，則一次側(cè)流量將嚴(yán)重不足，即熱源不夠，導(dǎo)致二次側(cè)出溫度不能滿足要求；密封效果不好，主要表現(xiàn)為滲漏(量不大，水滴不連續(xù))和泄漏(量較大，水滴連續(xù))等現(xiàn)象，外漏出現(xiàn)的主要部位為板片與板片之間的密封處、板片二道密封泄漏槽部位以及端部板片與壓緊板內(nèi)側(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種承載能力強(qiáng)、密封性好、壓降小、傳熱效果好的點(diǎn)陣換熱器。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該點(diǎn)陣材料換熱器，包括壓緊板、上導(dǎo)桿、下導(dǎo)桿和接管，其特征在于在兩壓緊板之間安裝點(diǎn)陣材料夾層板，多片點(diǎn)陣材料夾層板疊加而成并由上導(dǎo)桿、下導(dǎo)桿和壓緊螺柱壓緊固定，點(diǎn)陣材料夾層板上通過黏貼密封墊片進(jìn)行密封。所述的點(diǎn)陣材料夾層板包括下面板、封條、點(diǎn)陣材料、擴(kuò)流板和上面板，下面板和左右兩側(cè)設(shè)置的擴(kuò)流板、前后側(cè)設(shè)置的封條密封組合形成設(shè)有凹槽的殼體，殼體上方安裝上面板，凹槽內(nèi)安裝呈金字塔結(jié)構(gòu)設(shè)置的點(diǎn)陣材料。封條與擴(kuò)流板一起實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)陣材料夾層板的周向密封，點(diǎn)陣材料除承擔(dān)主要的傳熱任務(wù)外，還起著兩面板之間的加強(qiáng)作用。所述的擴(kuò)流板呈Z字形設(shè)置，中部外側(cè)設(shè)有導(dǎo)桿槽，在下面板一側(cè)安裝的擴(kuò)流板上設(shè)置流道孔，上面板和下面板的對(duì)應(yīng)位置上設(shè)置相同規(guī)格的流道孔。擴(kuò)流板的厚度與金字塔點(diǎn)陣材料的高度保持一致，故擴(kuò)流板厚度較小，為防止加工過程中，擴(kuò)流板出現(xiàn)較大的變形，故可以采用電火花線切割進(jìn)行加工。所述的上面板和下面板的厚度為2mm，左右兩側(cè)中部設(shè)置導(dǎo)桿槽，下面板與點(diǎn)陣材料、封條和擴(kuò)流板采用擴(kuò)散焊焊接固定。所述的封條寬度為10mm，高度為15mm，封條與擴(kuò)流板之間采用激光焊焊接固定。 為防止封條與面板焊接時(shí)出現(xiàn)較大的熱應(yīng)變，封條與面板之間采用擴(kuò)散焊連接，封條與擴(kuò)流板之間采用激光焊焊接。所述的壓緊板內(nèi)側(cè)設(shè)有矩形凹槽，凹槽上開有接管孔和導(dǎo)桿孔，壓緊板兩側(cè)面上對(duì)稱開有多個(gè)夾緊螺栓槽，頂部設(shè)有聯(lián)接吊耳用的吊耳孔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是1、采用獨(dú)特的換熱元件點(diǎn)陣材料夾層板，點(diǎn)陣材料夾層板是一種新型傳熱材料， 它既有優(yōu)良的傳熱性能，又有良好的承載能力，可以作為板式換熱器波紋板的替代材料，且點(diǎn)陣材料板片如果經(jīng)過合理的組合、排列，可以實(shí)現(xiàn)流體的逆流、并流及錯(cuò)流換熱，流程組合不同；2、在下面板上設(shè)置擴(kuò)流板，擴(kuò)流板的設(shè)置使得流體流道緩慢變寬，從而使流體分布更均勻，當(dāng)流體經(jīng)過擴(kuò)流板時(shí)，其流道緩慢變大，這樣也引起了局部壓力損失，降低了壓降強(qiáng)度，提高了換熱器的整體傳熱性能；3、點(diǎn)陣材料夾層板內(nèi)采用獨(dú)特的金字塔結(jié)構(gòu)的點(diǎn)陣材料，點(diǎn)陣材料的可擴(kuò)大傳熱面，提高換熱效率，促進(jìn)流體湍動(dòng)，另外，點(diǎn)陣材料除承擔(dān)主要的傳熱任務(wù)外，還起著兩面板之間的加強(qiáng)作用，所以盡管面板和點(diǎn)陣材料都很薄，但它的強(qiáng)度很高，故能提高可承受的壓；4、密封性更強(qiáng)，封條與擴(kuò)流板一起實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)陣材料板片的周向密封，為防止封條與面板焊接時(shí)出現(xiàn)較大的熱應(yīng)變，封條與面板之間采用擴(kuò)散焊連接，封條與擴(kuò)流板之間采用激光焊焊接，加上密封墊片的使用，進(jìn)一步提高了換熱器整體的密封性能。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)分解圖示意圖。圖2是本發(fā)明的點(diǎn)陣材料夾層板結(jié)構(gòu)分解示意圖。圖3是本發(fā)明的壓緊板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的點(diǎn)陣材料夾層板的制作工藝部件裝配示意圖。其中1、壓緊板 2、點(diǎn)陣材料夾層板 3、法蘭 4、接管 5、壓緊螺柱 6、下導(dǎo)桿7、上導(dǎo)桿8、螺母9、點(diǎn)陣材料10、夾緊螺栓槽11、接管孔12、導(dǎo)桿孔13、吊耳孔14、下面板15、封條16、擴(kuò)流板17、上面板18、導(dǎo)桿槽19、流道孔20、墊片槽21、墊板22、下支撐板23、上支撐板24、蓋板。圖1 4是本發(fā)明的最佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖1 4對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明
具體實(shí)施例方式參照附圖1 3:該點(diǎn)陣材料換熱器，主要由壓緊板1、點(diǎn)陣材料夾層板2、法蘭3、接管4、壓緊螺柱 5、上導(dǎo)桿7、下導(dǎo)桿6和螺母8組成，在兩壓緊板1之間安裝點(diǎn)陣材料夾層板2，多片點(diǎn)陣材料夾層板2疊加而成并通過上導(dǎo)桿7、下導(dǎo)桿6、壓緊螺柱5、接管4、法蘭3和螺母8壓緊固定，點(diǎn)陣材料夾層板2上通過墊片槽20黏貼密封墊片進(jìn)行密封，密封墊片采用橡膠、壓縮石棉纖維、膨脹石墨或聚四氟乙烯材料制作，壓緊板1內(nèi)側(cè)設(shè)有矩形凹槽，凹槽上開有接管孔 11和導(dǎo)桿孔12，壓緊板1兩側(cè)面上對(duì)稱開有多個(gè)夾緊螺栓槽10，頂部設(shè)有聯(lián)接吊耳用的吊耳孔13。
點(diǎn)陣材料夾層板2包括下面板14、封條15、點(diǎn)陣材料9、擴(kuò)流板16和上面板17，下面板14和左右兩側(cè)設(shè)置的擴(kuò)流板16、前后側(cè)設(shè)置的封條15密封組合形成設(shè)有凹槽的殼體， 殼體上方安裝上面板17，凹槽內(nèi)安裝呈金字塔結(jié)構(gòu)設(shè)置的點(diǎn)陣材料9。點(diǎn)陣材料夾層板2 如果經(jīng)過合理的組合、排列，可以實(shí)現(xiàn)流體的逆流、并流及錯(cuò)流換熱，流程組合不同，則點(diǎn)陣材料夾層板2的型式也存在差異，區(qū)別在于上面板17、下面板14或擴(kuò)流板16開孔數(shù)目或位置的不同，但是其總體組成是相同的。擴(kuò)流板16呈Z字形設(shè)置，中部外側(cè)設(shè)有導(dǎo)桿槽18，在下面板14 一側(cè)安裝的擴(kuò)流板 16上設(shè)置流道孔19，上面板17和下面板14的對(duì)應(yīng)位置上設(shè)置相同規(guī)格的流道孔19，擴(kuò)流板16的厚度與金字塔點(diǎn)陣材料9的高 度保持一致，故擴(kuò)流板16厚度較小，為防止加工過程中，擴(kuò)流板16出現(xiàn)較大的變形，故可以采用電火花線切割進(jìn)行加工。上面板17和下面板14的厚度為2mm，左右兩側(cè)中部設(shè)置導(dǎo)桿槽18，下面板14與點(diǎn)陣材料9、封條15和擴(kuò)流板16采用擴(kuò)散焊焊接固定，封條15寬度為10mm，高度為15mm， 封條15與擴(kuò)流板16之間采用激光焊焊接固定。接管孔的一側(cè)與法蘭接管連接，另一側(cè)與點(diǎn)陣材料夾層板流道孔緊密接觸。壓緊螺柱槽與導(dǎo)桿孔通過壓緊螺柱和導(dǎo)桿。吊耳孔是為了吊裝或移動(dòng)點(diǎn)陣換熱器而開設(shè)的。該點(diǎn)陣換熱器中的點(diǎn)陣材料的制造工藝，包括以下幾個(gè)步驟1、將退火處理后的金屬板材采用穿孔剪進(jìn)行剪切、擴(kuò)展后，得到帶有菱形網(wǎng)孔的金屬網(wǎng)板，其菱形狀網(wǎng)孔的節(jié)距為22mm，板厚為0. 5 5mm，梗寬為0. 4 8mm ；2、采用平整機(jī)對(duì)金屬板網(wǎng)進(jìn)行平整，再通過液壓機(jī)和模具在金屬板網(wǎng)的菱形孔上沖壓，獲得金字塔結(jié)構(gòu)的芯體；3、將沖壓形成的金字塔芯體進(jìn)行除油、除銹處理，最后烘干處理，即可完成。參照附圖4:該點(diǎn)陣換熱器中的點(diǎn)陣材料夾層板的制造工藝，包括以下幾個(gè)步驟1、首先，將下面板14放置在墊板21上，墊板21的長寬與下面板14的相同，在下面板14的兩側(cè)對(duì)稱放置兩塊擴(kuò)流板16，然后在下面板14上等距布置下支撐板22，將點(diǎn)陣材料放置在下支撐板22上，在點(diǎn)陣材料節(jié)點(diǎn)處放置上支撐板23，在上支撐板23上方放置上面板17和蓋板24，上面板17與蓋板24、點(diǎn)陣材料9之間，上面板17、下面板14與點(diǎn)陣材料 9、墊板21之間，上、下支撐板23、22與點(diǎn)陣材料9之間均放有氮化硼藥皮，各零件之間應(yīng)垂直堆放，用夾具夾好；2、將裝配好的各部件放到擴(kuò)散焊加熱爐中進(jìn)行焊接，首先將爐膛抽真空，然后以 IO0C /min的速度將裝配體加熱到900°C /min，在3. 5MPa的壓力下保溫40min，再以10°C / min的速度將裝配體冷卻到室溫，焊接完成后，去除墊板21、上支撐板23、下支撐板22和蓋板24 ；3、在上面板17和下面板14之間放入封條15，封條15兩端與擴(kuò)流板16的距離為 0. 3mm，在封條15與上、下面板17、14的間隙中插入表面上涂有氮化硼的薄鋼片，將裝配好的各部件放到擴(kuò)散焊加熱爐中，重復(fù)上述擴(kuò)散焊焊接過程，實(shí)現(xiàn)封條15與上、下面板17、14 之間的焊接；4、封條15與上、下面板17、14焊接好后，采用激光焊對(duì)封條15與擴(kuò)流板16之間的間隙進(jìn)行焊接。
工作過程如下本發(fā)明的點(diǎn)陣換熱器的裝配總裝過程如下1、將換熱器的一個(gè)帶法蘭3的固定壓緊板1放入油壓機(jī)工作平臺(tái)上安裝上導(dǎo)桿7 和下導(dǎo)桿6，擰緊螺母8;2、將粘貼好密封墊片的點(diǎn)陣材料夾層板2逐片裝入上導(dǎo)桿7和下導(dǎo)桿6上；3、將另外一個(gè)壓緊板1對(duì)準(zhǔn)上導(dǎo)桿7和下導(dǎo)桿6通過其板面上的導(dǎo)桿孔12進(jìn)行安裝，然后用油壓機(jī)加壓，把點(diǎn)陣材料夾層板2與壓緊板1壓緊；4、安裝夾緊螺柱，擰緊螺帽；5、進(jìn)行氣壓液壓試驗(yàn)，如試驗(yàn)合格，則對(duì)其進(jìn)行噴漆處理、裝釘銘牌。本發(fā)明在工作時(shí)，點(diǎn)陣材料夾層板2作為傳熱元件，密封墊片為密封元件，點(diǎn)陣材料夾層板2的傳熱過程一部分直接由上面板17和下面板14來完成，另一部分則依靠金字塔結(jié)構(gòu)設(shè)置的點(diǎn)陣材料9來完成，因此大部分熱量由點(diǎn)陣材料、經(jīng)上面板17和下面板14傳到了冷流體，點(diǎn)陣材料9的主要作用是擴(kuò)大傳熱面，促進(jìn)流體湍動(dòng)，另外，點(diǎn)陣材料9除承擔(dān)主要的傳熱任務(wù)外，還起著對(duì)上面板17和下面板14之間的加強(qiáng)作用，所以盡管上面板17、 下面板14和點(diǎn)陣材料都很薄，但它的強(qiáng)度很高，故能承受較高的壓力。點(diǎn)陣材料夾層板2上的流道孔19連通，流體可以在相鄰板片間流動(dòng)，換熱介質(zhì)從壓緊板1的接管4中出入，并相間地進(jìn)入點(diǎn)陣材料夾層板2之間的流體通道中進(jìn)行換熱，流體經(jīng)過壓緊板1、上面板17和下面板14，通過其板面上開設(shè)的流道孔19進(jìn)入點(diǎn)陣材料夾層板2內(nèi)部的流道，這時(shí)流體的流道突然變寬，可能會(huì)存在流道內(nèi)流體分布不均勻的現(xiàn)象，此時(shí)，通過設(shè)置的擴(kuò)流板16使流體在經(jīng)過擴(kuò)流板16時(shí)流道緩慢變寬，從而使流體分布均勻， 這樣也引起了局部壓力損失，流道孔19可以作為流體進(jìn)出夾層板、點(diǎn)陣材料夾層板2及在相鄰板片間流動(dòng)的通道。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種點(diǎn)陣材料換熱器，包括壓緊板(1)、上導(dǎo)桿(7)、下導(dǎo)桿(6)和接管0)，其特征在于在兩壓緊板(1)之間安裝點(diǎn)陣材料夾層板O)，多片點(diǎn)陣材料夾層板(2)疊加而成并由上導(dǎo)桿(7)、下導(dǎo)桿(6)和壓緊螺柱( 壓緊固定，點(diǎn)陣材料夾層板( 上通過黏貼密封墊片進(jìn)行密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種點(diǎn)陣材料換熱器，其特征在于所述的點(diǎn)陣材料夾層板 (2)包括下面板(14)、封條(15)、點(diǎn)陣材料(9)、擴(kuò)流板(16)和上面板(17)，下面板(14)和左右兩側(cè)設(shè)置的擴(kuò)流板(16)、前后側(cè)設(shè)置的封條(1 密封組合形成設(shè)有凹槽的殼體，殼體上方安裝上面板(17)，凹槽內(nèi)安裝呈金字塔結(jié)構(gòu)設(shè)置的點(diǎn)陣材料(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種點(diǎn)陣材料換熱器，其特征在于所述的擴(kuò)流板(16)呈Z 字形設(shè)置，中部外側(cè)設(shè)有導(dǎo)桿槽(18)，在下面板(14) 一側(cè)安裝的擴(kuò)流板(16)上設(shè)置流道孔 (19)，上面板(17)和下面板(14)的對(duì)應(yīng)位置上設(shè)置相同規(guī)格的流道孔(19)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種點(diǎn)陣材料換熱器，其特征在于所述的上面板(17) 和下面板(14)的厚度為2mm，左右兩側(cè)中部設(shè)置導(dǎo)桿槽(18)，下面板(14)與點(diǎn)陣材料(9)、 封條(1 和擴(kuò)流板(16)采用擴(kuò)散焊焊接固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種點(diǎn)陣材料換熱器，其特征在于所述的封條(15)寬度為10mm，高度為15mm，封條(1 與擴(kuò)流板(16)之間采用激光焊焊接固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種點(diǎn)陣材料換熱器，其特征在于所述的壓緊板(1)內(nèi)側(cè)設(shè)有矩形凹槽，凹槽上開有接管孔(11)和導(dǎo)桿孔(12)，壓緊板(1)兩側(cè)面上對(duì)稱開有多個(gè)夾緊螺栓槽(10)，頂部設(shè)有聯(lián)接吊耳用的吊耳孔(13)。
全文摘要
一種點(diǎn)陣材料換熱器，屬于換熱設(shè)備領(lǐng)域。包括壓緊板(1)、上導(dǎo)桿(7)、下導(dǎo)桿(6)和接管(4)，其特征在于在兩壓緊板(1)之間安裝點(diǎn)陣材料夾層板(2)，多片點(diǎn)陣材料夾層板(2)疊加而成并由上導(dǎo)桿(7)、下導(dǎo)桿(6)和壓緊螺柱(5)壓緊固定，點(diǎn)陣材料夾層板(2)上通過黏貼密封墊片進(jìn)行密封。本發(fā)明具有承載能力強(qiáng)、密封性好、壓降小、傳熱效果好等優(yōu)點(diǎn)，顯著的提高換熱效率和密封強(qiáng)度。
文檔編號(hào)F28F9/24GK102384678SQ20111030913
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者鞏建鳴, 張玉財(cái), 楊濱, 涂善東, 蔣文春 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(華東)