本發(fā)明涉及板式換熱器,尤其涉及釬焊板式換熱器中的換熱片及流體分配器。
背景技術(shù):
板式換熱器是液—液、液—汽進(jìn)行熱交換較為理想的設(shè)備,其具有熱交換效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、使用壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、石油、化工、電力、醫(yī)藥、食品、化纖、造紙、輕紡、船舶、供熱等部門。并且,其可用于加熱、冷卻、蒸發(fā)、冷凝、殺菌消毒、余熱回收等各種情況。板式換熱器主要有可拆卸式和焊接式兩大類,相比而言,焊接式換熱器具有承溫、承壓能力強(qiáng),抗腐蝕能力好等優(yōu)點(diǎn),因而焊接式換熱器使用范圍更廣泛。
焊接式換熱器又可分為半焊接式換熱器、全焊接式換熱器、板客式換熱器、釬焊板式換熱器。由于釬焊具有加熱溫度較低、接頭光滑平整、組織和機(jī)械性能變化小、工件尺寸**等優(yōu)點(diǎn),釬焊板式換熱器在制冷行業(yè)可用作冷凝器和蒸發(fā)器,在化工行業(yè)可作為酒精發(fā)酵等的冷卻器.釬焊式換熱器的工作溫度范圍為-160℃~+225℃,工作壓力范圍為0.01MPa~3.2MPa.
盡管釬焊板式換熱器具有上述優(yōu)點(diǎn),但隨著家電等產(chǎn)品小型化、智能化要求越來越高,釬焊板式換熱器作為這些產(chǎn)品中的一個(gè)部件,其具有體積大、流量控制不**,分配塊易堵塞等問題。如何在**保證換熱效率的同時(shí)減小釬焊板式換熱器體積,是行業(yè)內(nèi)的難題。
目前,釬焊板式換熱器換熱片表面常采用人字形波紋、直條形波紋和瘤形波紋,其各有優(yōu)缺點(diǎn)。但從單位體積所占的表面積來看,這三種波紋均不如球形波紋,因此釬焊板式換熱器換熱片采用球形波紋能有效減小換熱器體積。然而,換熱片采用球形波紋雖能有效增大單位體積的換熱面積,但也存在著流體流動(dòng)阻力大等缺點(diǎn),其要求合理設(shè)計(jì)流體分配器以改進(jìn)上述缺點(diǎn)。因而,亟需同時(shí)改進(jìn)釬焊板式換熱器換熱片及流體分配器。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于,針對(duì)普通釬焊板式換熱器體積大、流體分配器流量控制不**等缺點(diǎn)提出一種新型的釬焊板式換熱器。
本發(fā)明提出的一種釬焊式換熱器所采取的技術(shù)方案為:一種釬焊板式換熱器,從下至上分別為下?lián)Q熱片、流體分配器和上換熱片;流體分配器從下至上分別為流體分配器下壓片、流體分配器下限位塊、流體分配管、流體分配器上限位塊和流體分配器上壓片;流體分配器上、下壓片分別與上、下?lián)Q熱片采用一體式?jīng)_壓技術(shù)連接;流體分配器上、下限位塊及流體分配管分別與流體分配器上、下壓片采用釬焊技術(shù)連接。
優(yōu)選地,所述下?lián)Q熱片表面具有半球形凸塊和過渡凸塊;所述下?lián)Q熱片表面根據(jù)半球形凸塊的分布密度分為密集區(qū)域和稀疏區(qū)域,密集區(qū)域內(nèi)半球形凸塊的球心間距尺寸為6.5~7.5mm,稀疏區(qū)域內(nèi)半球形凸塊的球心間距尺寸為5.5~6.1mm,半球形凸塊半徑范圍為1.5~2.5mm;所述過渡凸塊分布于密集區(qū)域半球形凸塊所圍成的間隙中,其形狀為交叉十字凸紋,其根據(jù)是否延伸至半球形凸塊可取多種不同分布方案;所述交叉十字凸紋寬度尺寸為0.4~0.6mm,所述交叉十字凸紋沖壓角度為110°~120°,所述交叉十字凸紋沖壓高度為0.4~0.6mm。
優(yōu)選地,所述上換熱片表面具有半球形凹坑和過渡凹坑;所述上換熱片表面根據(jù)半球形凹坑的分布密度分為密集區(qū)域和稀疏區(qū)域,密集區(qū)域內(nèi)半球形凹坑的球心間距尺寸為6.5~7.5mm,稀疏區(qū)域內(nèi)半球形凹坑的球心間距尺寸為5.5~6.1mm,半球形凹坑半徑為1.5~2.5mm;所述過渡凹坑分布于密集區(qū)域半球形凹坑所圍成的間隙中,其形狀為交叉十字凹紋,其根據(jù)是否延伸至半球形凹坑可取多種不同分布方案;所述交叉十字凹紋寬度尺寸為0.4~0.6mm,所述交叉十字凹紋沖壓角度范圍為110°~120°,所述交叉十字凹紋沖壓深度為0.4~0.6mm。
優(yōu)選地,下?lián)Q熱片和上換熱片表面結(jié)構(gòu)對(duì)稱,相對(duì)應(yīng)的尺寸取值相同。
優(yōu)選地,所述流體分配器下壓片表面均勻分布多個(gè)半圓柱凹槽,所述半圓柱凹槽均分角度為30°~60°,所述半圓柱凹槽直徑為3~5mm;上述流體分配器下壓片表面具有環(huán)形凸起,所述環(huán)形凸起沖壓角度為80°~100°,所述環(huán)形凸起沖壓高度尺寸為1.5~2.5mm,所述環(huán)形凸起寬度尺寸2.0~2.4mm。
優(yōu)選地,流體分配器上壓片表面均勻分布多個(gè)半圓柱凸槽,所述半圓柱凸槽均分角度為30°~60°,所述半圓柱凸槽直徑為3~5mm;上述流體分配器上壓片表面具有環(huán)形凹陷,所述環(huán)形凹陷沖壓角度為80°~100°,所述環(huán)形凹陷沖壓高度尺寸為1.5~2.5mm,所述環(huán)形凹陷寬度尺寸2.0~2.4mm。
優(yōu)選地,流體分配器下壓片與流體分配器上壓片為對(duì)稱結(jié)構(gòu),相對(duì)應(yīng)的尺寸取值相同。
優(yōu)選地,所述流體分配管具有錐形內(nèi)孔;所述流體分配管出液口直徑為0.7~1.3mm,所述流體分配管外直徑為2.9~4.9mm,所述流體分配管錐形內(nèi)孔錐度為1:12~1:10,所述流體分配管長(zhǎng)度為6~7mm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1.本發(fā)明中上、下?lián)Q熱片分別采用半球形凹坑與半球形凸塊,其組成的封閉空腔區(qū)域換熱面積大。
2.本發(fā)明中上、下?lián)Q熱片半球形凹坑與半球形凸塊間隙分別采用交叉十字凹紋和交叉十字凸紋,其進(jìn)一步增大換熱面積,提高了換熱片剛度。
3.本發(fā)明上、下?lián)Q熱片采用的半球形凹坑、交叉十字凹紋、半球形凸塊交叉十字凸紋能使流體在較低的雷諾數(shù)下產(chǎn)生湍流,換熱效率高。
4.本發(fā)明中流體分配器上、下壓片與上、下?lián)Q熱片采用一體式?jīng)_壓技術(shù),制造工藝簡(jiǎn)單,成本較低;
5.本發(fā)明中分配管可采用數(shù)控機(jī)加工或精鑄,尺寸**,因而流體分配器流量控制準(zhǔn)確。
6.本發(fā)明中流體分配管采用錐形內(nèi)孔結(jié)構(gòu),液體中雜質(zhì)不易沉積,且流體在流體分配器出液口速度增大,流體在換熱片空腔內(nèi)更易產(chǎn)生湍流。
7.本發(fā)明采用多根流體分配管,有效克服換熱片空腔流阻,分配器更不易堵塞。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖,其中1為下蓋板、2為流體分配管、3為上蓋板。
圖2是本發(fā)明的裝配示意圖,其中A為進(jìn)液角孔、B為封閉角孔、C為封閉角孔、D為出液角孔。
圖3是本發(fā)明中下蓋板示意圖,其中1.1為流體分配器下蓋板、1.2為下?lián)Q熱片、1.2.1為下?lián)Q熱片半球形凸塊、1.2.2為下?lián)Q熱片過渡凸塊。
圖4是本發(fā)明中下?lián)Q熱片半球形凸塊斷面圖。
圖5是本發(fā)明中下?lián)Q熱片過渡凸塊布置方案I(過渡凸塊不延伸至半球形凸塊)。
圖6是本發(fā)明中下?lián)Q熱片過渡凸塊布置方案II(過渡凸塊延伸至半球形凸塊)。
圖7是本發(fā)明中下?lián)Q熱片過渡凸塊斷面圖。
圖8是本發(fā)明中流體分配器下蓋板示意圖,其中1.1.1為流體分配器下壓片、1.1.2為流體分配器下限位塊。
圖9是本發(fā)明中流體分配器下壓片正視圖。
圖10是本發(fā)明中流體分配器下蓋板斷面圖。
圖11是本發(fā)明中上蓋板示意圖,其中3.1為流體分配器上蓋板、3.2為上換熱片、3.2.1為上換熱片半球形凹坑、3.2.2為上換熱片過渡凹坑。
圖12是本發(fā)明中上換熱片半球形凹坑斷面圖。
圖13是本發(fā)明中上換熱片過渡凹坑布置方案I(過渡凹坑不延伸至半球形凹坑)。
圖14是本發(fā)明中上換熱片過渡凹坑布置方案II(過渡凹坑驗(yàn)證至半球形凹坑)。
圖15是本發(fā)明中上換熱片過渡凹坑斷面圖。
圖16是本發(fā)明中流體分配器上蓋板示意圖,其中3.1.1為流體分配器上壓片。
圖17是本發(fā)明中流體分配器上壓片正視圖。
圖18是本發(fā)明中流體分配器上蓋板斷面圖,其中3.1.1為流體分配器上壓片、3.1.2為流體分配器上限位塊。
圖19是本發(fā)明中流體分配管剖視圖。
具體實(shí)施例
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本發(fā)明提出的一種釬焊板式換熱器,所采取的具體技術(shù)方案為:包括依次層疊釬焊在一起的換熱板,且在相鄰兩個(gè)換熱板之間設(shè)有流體分配器,整個(gè)換熱器以兩塊上下釬焊的換熱板和流體分配器的單元構(gòu)成,其從下至上分別為下蓋板1、流體分配管2和上蓋板3,如圖1所示。流體分配管2分別與下蓋板1和上蓋板2采用釬焊方式連接,如圖2所示,其中A為進(jìn)液角孔、B為封閉角孔、C為封閉角孔、D為出液角孔。
上述下蓋板包括流體分配器下蓋板1.1和下?lián)Q熱片1.2,如圖3所示。所述下?lián)Q熱片1.2表面有半球形凸塊1.2.1和過渡凸塊1.2.2。上述下?lián)Q熱片1.2表面根據(jù)半球形凸塊1.2.1的分布密度分為X、Y、Z三個(gè)區(qū)域,X、Z區(qū)域半球形凸塊1.2.1的球心間距尺寸bX、Z=7mm,Y區(qū)域半球形凸塊1.2.1的球心間距尺寸bY=5.8mm,上述半球形凸塊1.2.1的半徑a=2mm,如圖4所示。上述過渡凸塊1.2.2分布在Y區(qū)域半球形凸塊1.2.1圍成的間隙中。上述過渡凸塊1.2.2俯視圖為交叉十字凸紋,其根據(jù)是否延伸至半球形凸塊1.2.1,可分為圖5和圖6兩種方案。上述交叉十字凸紋的寬度尺寸c=0.5mm,沖壓角度d=110°,沖壓高度e=0.5mm,如圖5、圖6、圖7所示。上述流體分配器下蓋板1.1包括流體分配器下壓片1.1.1和流體分配器下限位塊1.1.2,流體分配器下壓片1.1.1與下?lián)Q熱片1.2采用一體式?jīng)_壓技術(shù),而分配器下限位塊1.1.2采用釬焊技術(shù)與流體分配器下壓片1.1.1連接,如圖8所示。上述流體分配器下壓片1.1.1正視圖和斷面圖如圖9和圖10所示,上述流體分配器下壓片1.1.1均勻分布3個(gè)半圓柱凹槽,所述半圓柱凹槽均分角度f=45°,所述半圓柱凹槽直徑g=4mm;上述流體分配器下壓片1.1.1具有環(huán)形凸起,所述環(huán)形凸起沖壓角度h=90°,所述環(huán)形凸起沖壓高度尺寸i=2mm,所述環(huán)形凸起寬度尺寸j=2.2mm。
上述上蓋板包括流體分配器上蓋板3.1和下?lián)Q熱片3.2,如圖11所示。所述上換熱片3.2表面有半球形凹坑3.2.1和過渡凹坑3.2.2。上述上換熱片3.2表面根據(jù)半球形凹坑3.2.1的分布密度分為U、V、W三個(gè)區(qū)域,U、W區(qū)域半球形凹坑3.2.1的球心間距尺寸lU、W=7mm,V區(qū)域半球形凹坑3.2.1的球心間距尺寸lV=5.8mm,上述半球形凹坑3.2.1的半徑k=2mm,如圖12所示。上述過渡凹坑3.2.2分布在V區(qū)域半球形凹坑3.2.1圍成的間隙中,上述過渡凹坑3.2.2俯視圖為交叉十字凹紋,其根據(jù)是否延伸至半球形凹坑3.2.1,可分為圖13和圖14兩種方案。上述交叉十字凹紋的寬度尺寸m=0.5mm,沖壓角度n=110°,沖壓深度o=0.5mm,如圖13、圖14、圖15所示。上述流體分配器上蓋板3.1包括流體分配器上壓片3.1.1和流體分配器上限位塊3.1.2,流體分配器上壓片3.1.1與上換熱片3.2采用一體式?jīng)_壓技術(shù),而分配器上限位塊3.1.2采用釬焊技術(shù)與流體分配器上壓片3.1.1連接,如圖16和圖18所示。上述流體分配器上壓片3.1.1正視圖和斷面圖如圖17和圖18所示,上述流體分配器上壓片3.1.1均勻分布3個(gè)半圓柱凸槽,所述半圓柱凸槽均分角度p=45°,所述半圓柱凸槽直徑q=4mm;上述流體分配器上壓片1.1.1具有環(huán)形凹陷,所述環(huán)形凹陷沖壓角度r=90°,所述環(huán)形凹陷沖壓深度尺寸s=2mm,所述環(huán)形凹陷寬度尺寸t=2.2mm。
上述流體分配管內(nèi)孔為錐形內(nèi)孔,如圖19所示。上述流體分配管出液口直徑u=1mm;上述流體分配管外直徑v=3.9mm;上述流體分配管錐形孔錐度w=1:11;上述流體分配管長(zhǎng)度x=6.6mm。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下,可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等同替換。另外,在本發(fā)明的教導(dǎo)下,可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此,本發(fā)明不受此處所公開的具體實(shí)施例的限制,所有落入本申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
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