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CN102165279B - 板式热交换器 - Google Patents

板式热交换器 Download PDF

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CN102165279B CN2009801381258A CN200980138125A CN102165279B CN 102165279 B CN102165279 B CN 102165279B CN 2009801381258 A CN2009801381258 A CN 2009801381258A CN 200980138125 A CN200980138125 A CN 200980138125A CN 102165279 B CN102165279 B CN 102165279B
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Abstract

本发明涉及用于处理介质的板式热交换器，其包括多个压缩模制的热交换器板，热交换器板连续地设置在板封装中并形成第一板间隙和第二板间隙，其中第一板间空隙和第二板间隙以交替次序设置在板封装中，其中热交换器板的入口和出口位于板式热交换器的中心部，并且其中板封装布置于板封装的每一侧上的端板之间，其中端板中的至少一个具有在至少一个端板的中心部中的连接件，并且连接件在至少一个端板上的位置对应于热交换器板的入口和出口的位置。

Description

板式热交换器
技术领域
本发明大体涉及板式热交换器，其允许两种不同温度的流体之间传热用于各种目的。具体而言，本发明涉及板式热交换器，其构造为使得热交换器板的端口集中在热交换器板的中心部并且具有适合于端口位置的端板。
背景技术
本发明大体涉及用于蒸馏介质(例如，使诸如海水的含盐水脱盐)的板式热交换器。为处理介质，板式热交换器包含多个压缩模制的热交换器板，其连续地设置在板封装中且形成用于介质的第一板间隙和第二板间隙，其中第一板间隙和第二板间隙以交替次序设置在板封装中。
传统上，板式热交换器或脱盐装置包括若干单独板式热交换器，因为所有的脱盐步骤不能在单个标准板式热交换器中执行。为简化用于海水脱盐的设备或者装置，发展了一种新颖的板式热交换器，其描述于EP-A1-1 864 069中。它公开了一种板式热交换器，其构造为包括板封装的脱盐装置，其中热交换器板的若干端口位于热交换器板的中心部。在传统板式热交换器中，端口位于热交换器板的拐角处，在承受应力的系紧螺栓附近。在EP-A1-1 864 069中，使端口位于中心部，由此另外分配机械应力，端板需要不同地构造成承受压力。对于如EP-A1-1 864 069所示的连接件的标准解决方案，另外使热交换器板的主要端口中的若干个在热交换器板的相当有限的空间中且由此也使端板上的相对应的端口出口在端板的有限空间中使得联接到端口出口的连接件的位置相当紧密。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有端板的改进的板式热交换器，该端板适合于具有位于热交换器板的中心部的端口的热交换器板。
这个目的通过最初限定的板式热交换器来实现，板式热交换器的特征在于端板中的至少一个具有在至少一个端板的中心部中的连接件且连接件在至少一个端板上的位置对应于热交换器板的入口和出口的位置。
根据本发明的另一方面，中心轴线基本上中心地在每个热交换器板的两个侧边缘之间延伸并且当板封装安置于正常使用位置时基本上竖直，且热交换器板的端口沿着中心轴线定位。
根据本发明的又一方面，端板的至少一个连接件沿着对应于热交换器板的中心轴线的竖直轴线布置于端板的中心部。
根据本发明的又一方面，端板的至少一个连接件布置于端板上的连接部分中，其中连接部分沿着对应于热交换器板的中心轴线的端板的竖直轴线延伸，并且连接部分在远离板封装的方向上从端板突出。
根据本发明的又一方面，连接部分沿着它的纵向延伸等边地突出以形成具有朝向端板的底边的大致三角形状。至少一个连接件布置于连接部分的远离板式热交换器的端板的侧部中的每一侧上。
根据本发明的又一方面，连接部分布置为端板的加强部分以耐受在操作期间端板所暴露的应力。连接部分可以是端板的整体部分或它可以通过任何合适紧固装置来单独地安装于端板上。
根据本发明的又一方面，端板可具有在应力暴露部分中的加强部，其中加强部被提供为端板的增加的厚度，即端板的厚度基于应力而不同使得暴露于更多应力的区域更厚而其它区域更薄。
本发明的更多的方面限定在从属权利要求中。
附图说明
现通过描述各种实施例且参考附图来更确切地描述本发明。
图1-2公开了根据本发明实施例的板式热交换器的透视图；
图3公开了根据本发明实施例的板式热交换器的第一端板的正面图；
图4公开了根据本发明实施例的板式热交换器的侧视图；
图5公开了根据本发明实施例的板式热交换器的透视图，其中板式热交换器是打开的；
图6公开了用于根据本发明实施例的板式热交换器的热交换器板的正视透视图；
图7公开了从图4中的线A-A观察的根据本发明实施例的板式热交换器的第二端板的正视图。
图8-9是从图4的线A-A观察的根据本发明实施例的板式热交换器的支撑杆的截面图和第二端板与悬挂布置的局部细节图；以及
图10是根据本发明实施例的板式热交换器的支撑杆和第二端板的局部细节侧视图。
具体实施方式
热交换器用于在由固体分开的两种流体之间传热。热交换器可以具有多种类型，最常用类型为螺旋式热交换器，管状热交换器和板式热交换器。板式热交换器用于在形成于一组热交换器板之间的交替流动通路中流动的热流体与冷流体之间传热。上文所限定的热交换器板的布置封闭于端板之间，端板比热交换器板相对更厚。每个端板的内表面朝向传热板。
图1-2公开了用于处理介质的板式热交换器100，其典型地用于有关海水脱盐的应用，即淡水生成器。板式热交换器100包括大量的压缩模制的热交换器板1，其相互平行且连续地设置使得它们形成板封装2。板封装2设置于第一端板3(也被称作框架板)与第二端板4(也被称作压力板)之间。在热交换器板1之间形成了第一板间隙和第二板间隙。
第一板间隙与第二板间隙以交替顺序设置在板封装2中使得基本上每个第一板间隙由两个第二板间隙包围，且基本上每个第二板间隙由两个第一板间隙包围。板封装2中的不同分段利用每个板间隙中的垫圈而彼此界定。优选地由弹性材料(如橡胶材料)制成的垫圈放置在凹槽内，凹槽沿着构成的热交换器板1的外围且绕端口延伸。垫圈可包括金属或由第二材料(如金属，PTFE等)包围。
如图6所示，每个热交换器板1具有两个相对的基本上平行的侧边缘7和8，上边缘9和下边缘10。中心轴线X基本上中心地在两个侧边缘7与8之间延伸，并且当板封装2位于正常使用位置时基本上竖直。
如图1所示，板封装2，即热交换器板1和设置于它们之间的垫圈(未图示)，通过带螺纹的系紧螺栓11以本身已知的方式在端板3与4之间保持在一起。系紧螺栓11从第一端板3延伸且穿过第二端板4的边缘部分中的孔或凹口。每个系紧螺栓11在其端部之一具有螺栓头装置且在其螺纹部分上携带螺母，螺栓头装置可能位于第一端板3的外部(或整合于其中)，螺母可能位于端板4的外部(或整合于其中)。
热交换器板1布置成悬挂于两个支撑螺栓5和6上，支撑螺栓5和6基本上在第一端板3与支承柱12之间延伸。热交换器板1具有设置于侧边缘7和8中每一个上的切口部分15(参看图6)。第一端板3由支撑杆13连接到支承柱12，支撑杆13在一端固定地附连到第一端板3的上端且在相对端固定地附连到支承柱12的上端。可沿着支撑杆13移动的第二端板4用于将热交换器板1压在一起以形成板封装2。在热交换器板1下端引导热交换器板1的引导杆14连接支承柱12的下部与第一端板3的下部。
上文所讨论的热交换器板1以本身已知的方式包括波纹或图案以增加传热和一些端口孔以形成相对应数量的端口通道，端口通道延伸穿过板封装且与在热交换器板1之间形成的流动通道连接。
端板3适当地具有对应于热交换器板1的端口25、33、17、18、42、43和50的多个端口出口或连接件27、33、19、20、44、45、55和56。由于板式热交换器100的特定作用，板封装2封闭蒸发分段E，分离分段S和冷凝分段C(参看图9)。蒸发分段E布置为允许流过第一板间隙的介质的至少一部分蒸发。分离分段S布置为分离未蒸发液体与介质的蒸发部分。冷凝分段C布置为冷凝流过第一板间隙的蒸发部分。中心轴线X基本上中心地延伸穿过蒸发分段E，分离分段S和冷凝分段C。如在图9中可以看出，当板式热交换器100在正常使用位置时，蒸发分段E处于最低位置，冷凝分段C处于最高位置且分离分段S位于蒸发分段E与冷凝分段C之间。
板式热交换器100的若干功能，即蒸发、冷凝和分离，需要在端板或框架3上具有比传统板式热交换器更多的连接件。特别地，为端板3上相当有限的空间的沿着中心轴线X的端口17、18、42、43和50需要一种创新性的解决方案。出于这个原因，端板3的从下端延伸到上端的中心部形成有连接或突出部分60。等边地或者从端板3的主表面延伸的端板3的连接部分60基本上为等边三角形或者等腰三角形，其底边朝向端板3。在三角形连接部分60的侧部或翼部上布置有连接件19-20和44-45，其可相对较窄地布置，因为它们交替地布置在大致三角形60的两侧上。因此，即使使用相对较短或紧凑的热交换器板1，也能使用标准连接件。在使用平坦端板3的情况下这将不可能的，因为当五个连接件，也可能更多的连接件沿着端板中心的竖直轴线布置时和当具有相对较短的热交换器板1时，空间不足以用于标准连接件。还向端板3提供另外的多个连接件，例如，在突出部分60上的另外两个连接件55，56和在端板3的其它部分上的连接件27，33。端板3的连接件中的每一个连接到热交换器板1上的相对应端口。
端板3还被定制成在暴露于额外或增加应力的端板3的那些部分上包含加强件。这通过只在暴露于应力的端板3的那些部分(如系紧螺栓11的安装位置和连接件)上向端板3添加材料或添加厚度来实现。通过定制端板3的设计以在端板3的不同部分中耐受不同应力，而不是过度扩大整个端板3的尺寸，在减少材料需要和因此减少成本方面取得了显著节省。
为实现具有不同厚度和突出连接件60的第一端板3，端板3优选地通过浇铸，模制，铸造或任何其它类似且合适的制造工艺而制成。
在图7中示出第二端板4和支撑杆13的截面。端板4布置成悬挂在支撑杆13上。在现有技术的板式热交换器中，热交换器板和可移动的端板都布置成悬挂在T型材上，T型材布置于支撑杆的底侧上。由于本发明的热交换器板1布置成悬挂在支撑螺栓5，6上，对沿着支撑杆的整个底侧布置的T型材的需要较小，而只需要用于悬挂第二端板4的布置30。在图7中，这种布置30形成为较短的型材，如IPF型材，其可移动地连接端板4与支撑杆13。悬挂型材30沿着支撑杆13的纵向的长度对应于端板4的厚度。
在图8和9中示出悬挂型材30，支撑杆13和端板4的局部细节截面。悬挂型材30的一部分接纳于第二端板4的上端的切口部分31中，并能通过使用本领域中已知的各种附连手段(例如，螺钉、螺栓、焊接等)附连到第二端板4上。切口部分31的形状对应于悬挂型材30的下部32，且基本上形成为倒置的T。同样，悬挂型材30的另一部分可移动地接纳于支撑杆13的下部的切口部分36中。支撑杆13的切口部分36的形状对应于悬挂型材30的上部34，且基本上形成为T。悬挂型材30的上部34在T型的每个“腿”上具有塑料支承35使得当悬挂型材30接纳于支撑杆13的切口部分36中时悬挂型材30可在支承35上滑动。塑料支承35在其上滑动的支撑杆13的切口部分的相对应表面优选地由低磨擦材料(例如阳极氧化铝型材)制成。
在图10中示出沿着支撑杆13的纵向的局部细节截面。从图10显然塑料支承35具有与悬挂型材30基本上相同的长度。切口部分36基本上沿着支撑杆13的整个长度延伸，且在图10中示出由支撑杆13的下部中的切口部分36形成的通道的一部分，且悬挂型材30在该通道中运行或滑动。切口部分36在外部表现为在支撑杆13的底侧上的狭缝。支承柱12和支撑杆13具有相同的截面并且在图1、2和5中狭缝36示出为在支承柱12上，这对应于支撑杆13的狭缝/切口部分36。
本发明不限于上文所述和附图所示的实施例，而是可在所附权利要求限定的本发明的范围内以任何方式补充和修改。

Claims (7)

1.一种用于处理介质的板式热交换器(100)，其包括多个压缩模制的热交换器板(1)，所述热交换器板(1)连续地设置在板封装(2)中并且形成第一板间隙和第二板间隙，其中，所述第一板间隙和所述第二板间隙以交替次序设置在所述板封装(2)中，其中，所述热交换器板(1)的入口和出口位于所述板式热交换器的中心部，并且其中，所述板封装(2)布置于所述板封装(2)的每一侧上的端板之间，其特征在于，所述端板中的至少一个具有在至少一个端板的中心部中的连接件，并且所述连接件在所述至少一个端板上的位置对应于所述热交换器板(1)的入口和出口的位置；
其中，所述端板(3)的至少一个连接件(19, 20, 44, 45)布置在所述端板上的连接部分(60)中，其中，所述连接部分(60)沿着与热交换器板(1)的中心轴线(X)相对应的端板的竖直轴线延伸，并且所述连接部分(60)在远离所述板封装(2)的方向上从所述端板(3)突出；并且其中，至少一个连接件(19, 20, 44, 45)布置在所述连接部分(60)的侧部中的每一个上。
2.根据权利要求1所述的板式热交换器，其特征在于，中心轴线(X)基本上中心地在每个热交换器板(1)的两个侧边缘(7, 8)之间延伸并且当所述板封装(2)安置于正常使用位置时基本上竖直，并且所述热交换器板(1)的端口(17, 18, 42, 43, 50)沿着所述中心轴线(X)定位。
3.根据权利要求1所述的板式热交换器，其特征在于，所述连接部分(60)沿着其纵向延伸等边地突出，以形成具有朝向所述端板(3)的底边的大致三角形状。
4.根据权利要求1所述的板式热交换器，其特征在于，所述连接部分(60)布置为所述端板(3)的加强部分。
5.根据权利要求4所述的板式热交换器，其特征在于，所述连接部分(60)是所述端板(3)的整体部分。
6.根据前述权利要求中任一项所述的板式热交换器，其特征在于，所述端板(3)具有在应力暴露部分中的加强部，其中，所述加强部被提供为所述端板(3)的增加的厚度。
7.一种用于根据权利要求1至6中的任一项所述的板式热交换器的端板(3)；所述端板具有在端板的中心部中的连接件，并且所述连接件在所述端板上的位置对应于所述热交换器板(1)的入口和出口的位置；
其中，所述端板(3)的至少一个连接件(19, 20, 44, 45)布置在所述端板上的连接部分(60)中，其中，所述连接部分(60)沿着与热交换器板(1)的中心轴线(X)相对应的端板的竖直轴线延伸，并且所述连接部分(60)在远离所述板封装(2)的方向上从所述端板(3)突出；并且其中，至少一个连接件(19, 20, 44, 45)布置在所述连接部分(60)的侧部中的每一个上。
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