本發(fā)明涉及節(jié)能環(huán)保及熱交換技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種熱交換器及其連接方法。

背景技術(shù)：

氟塑料是一種性能優(yōu)良的高分子材料，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、低的摩擦系數(shù)、耐化學(xué)腐蝕和較高的機(jī)械強(qiáng)度，氟塑料熱交換器被應(yīng)用在大型火電廠(chǎng)、化工廠(chǎng)、煉金廠(chǎng)等尾部煙氣治理、余熱回收等環(huán)境。氟塑料熱交換器能夠解決換熱器在低溫條件下的耐腐蝕問(wèn)題。

由于氟塑料結(jié)構(gòu)規(guī)整、表面能極低，因此其潤(rùn)滑性能差，不能被粘膠劑所潤(rùn)滑，限制了其應(yīng)用的范圍。目前，氟塑料換熱器的現(xiàn)有制造工藝具有一定局限性，大多數(shù)是由于氟塑料換熱器管與管板的連接、密封性能不穩(wěn)定，使用壽命短，導(dǎo)致連接處松動(dòng)、開(kāi)裂，出現(xiàn)介質(zhì)泄漏現(xiàn)象。

目前，一種典型的氟塑料換熱器換熱管與管板的連接方式為：氟塑料換熱管與管板的密封脹接法，換熱管的直徑略小于管板通孔的直徑，將換熱管插入管板的通孔內(nèi)，再將脹管器壓入氟塑料換熱管內(nèi)，利用脹管器向外擴(kuò)脹的壓力達(dá)到換熱管與管板連接和密封的目的。

該方法的缺點(diǎn)是：由于氟塑料換熱管不具備密封件所必需的彈性，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后，因擠壓、震動(dòng)、疲勞等原因造成氟塑料換熱管受力處變形，出現(xiàn)氟塑料換熱管與管板連接、密封處松動(dòng)，而導(dǎo)致?lián)Q熱器內(nèi)部介質(zhì)泄漏。

因此，如何保證熱交換器中換熱管與管板連接的可靠性，是本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供了一種熱交換器，該熱交換器中換熱管與管板的連接可靠，密封效果好。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種熱交換器的連接方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了一種熱交換器，包括管板和多個(gè)換熱管，還包括多個(gè)氟塑料套管和多個(gè)脹管器；所述管板具有多個(gè)并列的管孔，所述管孔設(shè)有限位臺(tái)階；多個(gè)所述換熱管的連接端分別穿過(guò)多個(gè)所述管孔；所述氟塑料套管套裝在所述連接端，二者的接觸面經(jīng)萘鈉處理后粘貼連接，所述氟塑料套管通過(guò)所述限位臺(tái)階定位；多個(gè)所述脹管器能夠分別與多個(gè)所述換熱管的內(nèi)徑配合，多個(gè)所述脹管器分別安裝在多個(gè)所述連接端內(nèi)。

可選的，各所述管孔與所述氟塑料套管接觸的內(nèi)壁分別設(shè)有多個(gè)并列的環(huán)形卡槽；所述管孔與所述換熱管之間還設(shè)有O型密封圈，所述O型密封圈位于所述管孔的內(nèi)壁。

可選的，所述換熱管為聚四氟乙烯換熱管或者金屬換熱管，所述管板為聚四氟乙烯管板，或者金屬管板，或者復(fù)合管板；所述復(fù)合管板包括金屬?gòu)?fù)合管板，非金屬?gòu)?fù)合管板或者非金屬與金屬?gòu)?fù)合管板。

可選的，所述管板包括上管板和下管板，所述上管板具有多個(gè)上管孔，所述下管板具有多個(gè)下管孔，多個(gè)所述上管孔和多個(gè)所述下管孔能夠分別對(duì)應(yīng)并組成多個(gè)所述管孔。

本發(fā)明還提供了一種熱交換器，包括管板和多個(gè)換熱管，所述管板具有多個(gè)并列的管孔，還包括多個(gè)脹管器；所述管孔與所述換熱管的連接端配合，二者的接觸面經(jīng)萘鈉處理后粘貼連接；多個(gè)所述脹管器能夠分別與多個(gè)所述換熱管的內(nèi)徑配合，多個(gè)所述脹管器分別安裝在多個(gè)所述連接端內(nèi)。

可選的，各所述管孔的內(nèi)壁分別設(shè)有多個(gè)并列的環(huán)形卡槽。

可選的，所述換熱管為聚四氟乙烯換熱管或者金屬換熱管，所述管板為聚四氟乙烯管板或者金屬管板，或者復(fù)合管板；所述復(fù)合管板包括金屬?gòu)?fù)合管板，非金屬?gòu)?fù)合管板或者非金屬與金屬?gòu)?fù)合管板。

可選的，所述管板包括上管板和下管板，所述上管板具有多個(gè)上管孔，所述下管板具有多個(gè)下管孔，多個(gè)所述上管孔和多個(gè)所述下管孔能夠分別對(duì)應(yīng)并組成多個(gè)所述管孔。

本發(fā)明還提供了一種熱交換器的連接方法，包括以下步驟：

S1、對(duì)換熱管的連接端的外表面做萘鈉處理；

S2、對(duì)與換熱管配合的孔的內(nèi)壁做萘鈉處理，并使得所述連接端與所述孔粘貼連接；

S3、將脹管器與所述換熱管的內(nèi)徑配合脹緊所述換熱管。

可選的，步驟S2中與換熱管配合的孔為管板的管孔，或者，為與管板的管孔配合的套管的通孔。

本發(fā)明提供的熱交換器，包括管板和多個(gè)換熱管，還包括多個(gè)氟塑料套管和多個(gè)脹管器；管板具有多個(gè)并列的管孔，管孔設(shè)有限位臺(tái)階；多個(gè)換熱管的連接端分別穿過(guò)多個(gè)管孔；氟塑料套管套裝在連接端，二者的接觸面經(jīng)萘鈉處理后粘貼連接，氟塑料套管通過(guò)限位臺(tái)階定位；多個(gè)脹管器能夠分別與多個(gè)換熱管的內(nèi)徑配合，多個(gè)脹管器分別安裝在多個(gè)連接端內(nèi)。

萘鈉處理可以改善氟塑料制品的表面活性、降低接觸角、提高表面能，從而顯著提高可粘接性和浸潤(rùn)性，使得氟塑料套管與換熱管能夠可靠連接；然后再通過(guò)脹管器對(duì)氟塑料套管與管板實(shí)現(xiàn)脹接，從而能夠?qū)崿F(xiàn)換熱管與管板的可靠連接。該熱交換器先使用萘鈉處理粘接技術(shù)，然后使用脹管器，實(shí)現(xiàn)了可靠連接，克服了氟塑料不能使用粘膠劑的缺點(diǎn)，保證了密封的可靠性。進(jìn)一步的利用O型圈密封技術(shù)，更可靠更穩(wěn)定，提升密封性能。

本發(fā)明還提供了一種熱交換器，包括管板和多個(gè)換熱管，管板具有多個(gè)并列的管孔，還包括多個(gè)脹管器；管孔與換熱管的連接端配合，二者的接觸面經(jīng)萘鈉處理后粘貼連接；多個(gè)脹管器能夠分別與多個(gè)換熱管的內(nèi)徑配合，多個(gè)脹管器分別安裝在多個(gè)連接端內(nèi)。

該熱交換器先使用萘鈉處理粘接技術(shù)，然后使用脹管器，實(shí)現(xiàn)了換熱管與管板的可靠連接，克服了氟塑料不能使用粘膠劑的缺點(diǎn)，保證了密封的可靠性。

本發(fā)明還提供了一種上述熱交換器的連接方法，也具有相應(yīng)的有益效果。

附圖說(shuō)明

附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。

圖1為本發(fā)明所提供的熱交換器第一種具體實(shí)施方式的局部剖視圖；

圖2為圖1中熱交換器的管板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中熱交換器的安裝過(guò)程示意圖；

圖4為本發(fā)明所提供的熱交換器第二種具體實(shí)施方式的局部剖視圖；

圖5為圖4中熱交換器的管板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖4中熱交換器的安裝過(guò)程示意圖；

圖7為本發(fā)明所提供的熱交換器第三種具體實(shí)施方式的局部剖視圖；

圖8為圖7中熱交換器的管板的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，圖1至圖8中的附圖標(biāo)記和部件名稱(chēng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

管板1；管孔10；上管板11；下管板12；上管孔13；下管孔14；

換熱管2；O型密封圈3；氟塑料套管4；脹管器5；

環(huán)形卡槽6；環(huán)形密封槽7；限位臺(tái)階8。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

請(qǐng)參考圖1至圖3，圖1為本發(fā)明所提供的熱交換器第一種具體實(shí)施方式的局部剖視圖，圖2為圖1中熱交換器的管板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖1中熱交換器的安裝過(guò)程示意圖。

在一種具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種熱交換器，包括管板1和多個(gè)換熱管2，還包括多個(gè)氟塑料套管4和多個(gè)脹管器5；管板1具有多個(gè)并列的管孔10，管孔10設(shè)有限位臺(tái)階8；多個(gè)換熱管2的連接端分別穿過(guò)多個(gè)管孔10；氟塑料套管4套裝在連接端，二者的接觸面經(jīng)萘鈉處理后粘貼連接，氟塑料套管4通過(guò)限位臺(tái)階8定位；多個(gè)脹管器5能夠分別與多個(gè)換熱管4的內(nèi)徑配合，多個(gè)脹管器5分別安裝在多個(gè)連接端內(nèi)。

萘鈉處理可以改善氟塑料制品的表面活性、降低接觸角、提高表面能，從而顯著提高可粘接性和浸潤(rùn)性，使得氟塑料套管4與換熱管2能夠可靠連接；然后再通過(guò)脹管器5對(duì)氟塑料套管4與管板1實(shí)現(xiàn)脹接，從而能夠?qū)崿F(xiàn)換熱管2與管板1的可靠連接。

通過(guò)上述方式，換熱管2和管板1可以直接連接，也可以通過(guò)氟塑料套管4間接連接，圖1至圖3所示的實(shí)施例中，換熱管2和管板1通過(guò)氟塑料套管4間接連接。安裝時(shí)，先將換熱管2的連接端穿過(guò)管孔10，在換熱管2的連接端采用萘鈉處理連接技術(shù)安裝氟塑料套管4；然后將連接端退回到管孔10中，氟塑料套管4通過(guò)限位臺(tái)階8定位；之后安裝脹管器5，實(shí)現(xiàn)脹接。

萘鈉處理后，使換熱管2和套管4的表面形成容易粘貼的表面。該熱交換器先使用萘鈉處理粘接技術(shù)，然后使用脹管器，實(shí)現(xiàn)了可靠連接，克服了氟塑料不能使用粘膠劑的缺點(diǎn)，保證了熱交換器密封的可靠性。

進(jìn)一步具體的實(shí)施方式中，各管孔10與氟塑料套管4接觸的內(nèi)壁分別設(shè)有多個(gè)并列的環(huán)形卡槽6；管孔10與換熱管2之間還設(shè)有O型密封圈3，O型密封圈3位于管孔10的內(nèi)壁。

安裝脹管器5后，氟塑料套管4受到擠壓產(chǎn)生變形，能夠填充到管孔10的各環(huán)形卡槽6中，實(shí)現(xiàn)了與管孔10的緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了連接和密封。

安裝脹管器5后，O型密封圈3被壓縮，填充了環(huán)形密封槽7，保證了更好的密封，實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱交換器換熱介質(zhì)的高效密封。

具體的，換熱管為聚四氟乙烯換熱管或者金屬換熱管，管板為聚四氟乙烯管板，或者金屬管板，或者復(fù)合管板；復(fù)合管板包括金屬?gòu)?fù)合管板，非金屬?gòu)?fù)合管板或者非金屬與金屬?gòu)?fù)合管板。

具體的安裝過(guò)程如下：在管板1上開(kāi)有若干管孔10，管板1的材料可以是金屬材質(zhì)和非金屬材質(zhì)，如圖2所示，管孔10上設(shè)有環(huán)形卡槽6，環(huán)形密封槽7和限位臺(tái)階8；將O型密封圈3放入環(huán)形密封槽7中；換熱管2從近O型密封圈3一端插入，直至穿過(guò)管板1；換熱管2的連接端做萘鈉處理，將氟塑料套管4管內(nèi)壁做萘鈉處理，二者涂抹粘接劑，該粘接劑耐高低溫耐酸堿鹽，實(shí)現(xiàn)氟塑料套管4管內(nèi)壁與換熱管2的牢靠粘接，如圖3所示；將換熱管2退回到管板1上的限位臺(tái)階8，實(shí)現(xiàn)限位；將脹管器5壓入換熱管2中，如圖1所示，采用脹接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)O型密封圈3被壓縮，氟塑料套管4被壓縮與管板1上的環(huán)形卡槽6實(shí)現(xiàn)連接和密封；最終實(shí)現(xiàn)熱交換器換熱介質(zhì)的高效密封，其換熱管2與管板1連接與密封的強(qiáng)度達(dá)11Mpa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于換熱管2的固有使用強(qiáng)度。

上述各具體的實(shí)施方式中，管板可以由兩部分組成或多部分組成。管板包括上管板和下管板，上管板具有多個(gè)上管孔，下管板具有多個(gè)下管孔，多個(gè)上管孔和多個(gè)下管孔能夠分別對(duì)應(yīng)并組成多個(gè)管孔。

請(qǐng)參考圖4至圖6，圖4為本發(fā)明所提供的熱交換器第二種具體實(shí)施方式的局部剖視圖，圖5為圖4中熱交換器的管板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為圖4中熱交換器的安裝過(guò)程示意圖。

另一種具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明還提供了一種熱交換器，包括管板1和多個(gè)換熱管2，所述管板1具有多個(gè)并列的管孔10，還包括多個(gè)脹管器5；所述管孔10與所述換熱管2的連接端配合，二者的接觸面經(jīng)萘鈉處理后粘貼連接；多個(gè)所述脹管器5能夠分別與多個(gè)所述換熱管2的內(nèi)徑配合，多個(gè)所述脹管器5分別安裝在多個(gè)所述連接端內(nèi)。

萘鈉處理可以改善氟塑料制品的表面活性、降低接觸角、提高表面能，從而顯著提高可粘接性和浸潤(rùn)性，使得換熱管2與管板1能夠可靠連接；然后再通過(guò)脹管器5實(shí)現(xiàn)脹接，從而能夠?qū)崿F(xiàn)換熱管2與管板1的可靠連接。通過(guò)上述方式，換熱管2和管板1可以直接連接，也可以通過(guò)氟塑料套管4間接連接，圖4至圖6所示的實(shí)施例中，換熱管2和管板1通過(guò)氟塑料套管4直接連接。

該熱交換器先使用萘鈉處理粘接技術(shù)，然后使用脹管器，實(shí)現(xiàn)了換熱管2與管板1的可靠連接，克服了氟塑料不能使用粘膠劑的缺點(diǎn)，保證了密封的可靠性。

進(jìn)一步具體的實(shí)施方式中，各管孔10的內(nèi)壁分別設(shè)有多個(gè)并列的環(huán)形卡槽6。

安裝脹管器5后，換熱管4受到擠壓產(chǎn)生變形，能夠填充到管孔10的各環(huán)形卡槽6中，實(shí)現(xiàn)了與管孔10的緊密結(jié)合，結(jié)合萘鈉連接實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度的抗拉和密封效果。

更進(jìn)一步具體的實(shí)施方式中，換熱管為聚四氟乙烯換熱管或者金屬換熱管，管板為聚四氟乙烯管板或者金屬管板，或者復(fù)合管板；復(fù)合管板包括金屬?gòu)?fù)合管板，非金屬?gòu)?fù)合管板或者非金屬與金屬?gòu)?fù)合管板。

具體的安裝過(guò)程如下：在管板1上開(kāi)有若干管孔10，如圖5所示，管孔10的內(nèi)部經(jīng)過(guò)萘鈉處理，均勻涂抹粘接劑；換熱管2的連接端做萘鈉處理，并涂抹粘接劑；將做好萘鈉處理并涂有粘接劑的換熱管2插入管板1的管孔10中，并與管板1通孔內(nèi)壁粘合，如圖6所示；再將脹管器5壓入換熱管2中，最終實(shí)現(xiàn)換熱管2與管板1緊密牢靠連接。

該實(shí)施例的安裝方式，部件加工簡(jiǎn)易，工藝可靠性高，裝配工序簡(jiǎn)易，成本低和制造周期短等。

請(qǐng)參考圖7和圖8，圖7為本發(fā)明所提供的熱交換器第三種具體實(shí)施方式的局部剖視圖，圖8為圖7中熱交換器的管板的結(jié)構(gòu)示意圖。

上述各具體的實(shí)施方式中，管板1包括上管板11和下管板12，上管板11具有多個(gè)上管孔13，下管板12具有多個(gè)下管孔14，多個(gè)上管孔13和多個(gè)下管孔14能夠分別對(duì)應(yīng)并組成多個(gè)管孔10。管板1可以由兩部分組成或多部分組成，如圖8所示，該實(shí)施例以?xún)刹糠譃槔?/p>

具體的，在上管板11的上管孔13的內(nèi)壁和下管板12下管孔14的內(nèi)壁做萘鈉處理，并涂抹粘接劑；換熱管2的連接端做萘鈉處理，并涂抹粘接劑；將做好萘鈉處理并涂有粘接劑的換熱管2插入管板1的管孔10中，利用萘鈉粘接技術(shù)，使得換熱管2與管板1緊密牢靠的粘接；將脹管器5壓入換熱管2中，如圖7所示，最終實(shí)現(xiàn)換熱管2與管板1的管孔10的粘接，并利用脹管器5的向外擴(kuò)張的張力，將換熱管2壓入管板1上的環(huán)形卡槽6中，結(jié)合萘鈉粘接實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的抗拉和密封效果。

另外，管板1的材料可以是金屬?gòu)?fù)合材料，非金屬符合材料和金屬與非金屬?gòu)?fù)合材料等。

本發(fā)明還提供了一種熱交換器的連接方法，包括以下步驟：

步驟S1、對(duì)換熱管的連接端的外表面做萘鈉處理；

步驟S2、對(duì)與換熱管配合的孔的內(nèi)壁做萘鈉處理，并使得所述連接端與所述孔粘貼連接；

步驟S3、將脹管器與所述換熱管的內(nèi)徑配合脹緊所述換熱管。

該連接方法實(shí)現(xiàn)了氟塑料換熱器中換熱管與管板連接、密封性能的優(yōu)化，不增加制造成本反，并且制造周期短，生產(chǎn)勞動(dòng)效率高。并且加工工藝簡(jiǎn)易，工藝可靠性高，產(chǎn)品性能更穩(wěn)定。

顯著提高氟塑料換熱器管與管板連接的密封性能，不會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間使用發(fā)生的震動(dòng)、擠壓、疲勞和環(huán)境溫度驟變等因素導(dǎo)致氟塑料換熱管與管板的連接、密封處松動(dòng)、開(kāi)裂，而導(dǎo)致介質(zhì)泄露，并且其密封連接處耐壓最高可達(dá)到11Mpa。

顯著提高氟塑料換熱管與管板的連接抗拉強(qiáng)度。除非氟塑料換熱管斷裂，否則不會(huì)出現(xiàn)氟塑料換熱管與管板分離。大大延長(zhǎng)熱交換器無(wú)故障運(yùn)轉(zhuǎn)周期和使用壽命，減少或消除用戶(hù)因熱交換器故障停產(chǎn)造成的損失，提高設(shè)備使用效率，更經(jīng)濟(jì)、高效。后期設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)程序簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，有利于設(shè)備的安裝和維護(hù)。

進(jìn)一步具體的實(shí)施方式中，步驟S2中與換熱管配合的孔為管板的管孔，或者，為與管板的管孔配合的套管的通孔。

換熱管與管板可以直接連接，也可以通過(guò)套管間接連接。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。