專(zhuān)利名稱(chēng)：不等邊三分扇形螺旋折流板管殼式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及螺旋折流板管殼式換熱器，尤其涉及正三角排列布管的管殼式換熱 器的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
管殼式換熱器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，承受壓力高的特點(diǎn)依然是熱交換設(shè)備的主流型式。常 用的弓形折流板形式雖然加工制造簡(jiǎn)單，但存在流動(dòng)死區(qū)，流動(dòng)阻力較大，以及在缺口 處管束支撐跨距較大，容易誘導(dǎo)振動(dòng)破壞等缺點(diǎn)，因而催生許多新的管束支撐方案，螺 旋折流板就是其中之一。理論上的螺旋折流板是曲面，難以制作，國(guó)內(nèi)外已有1/4橢圓/ 扇形螺旋折流板改進(jìn)方案，每層折流板由4片l/4橢圓/扇形折流板組成，頭尾相接可組 成殼側(cè)螺旋通道。由于管殼式換熱器中大量使用的是最為緊湊的正三角形布置的管束， 而這就給在1/4橢圓/扇形折流板上進(jìn)行傾斜管孔的劃線(xiàn)定位造成較大的困難，影響了這 種類(lèi)型折流板的普及應(yīng)用。由于目前在1/4扇形折流板設(shè)計(jì)時(shí)都按等邊扇形設(shè)計(jì)，而等 邊1/3扇形折流板也無(wú)法適應(yīng)正三角形排列均勻布管方案。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種換熱效率高、降低阻力損失、適合于正三角形排列布管的不 等邊三分扇形螺旋折流板管殼式換熱器。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明包括圓筒形殼體、管束、左管板、右管板、流體進(jìn)口接管、流體出口接管， 兩塊管板同心布置并焊接在圓筒形殼體的兩端，管束的每根管子都從一端管板穿入，再 從右管板伸出，每個(gè)管子的管端都與管板焊接或脹接；流體進(jìn)口接管、流體出口接管布 置在圓筒形殼體的兩端側(cè)面；其特征在于還包括若干塊折流板，每塊折流板傾斜布置 在圓筒形殼體內(nèi)，每塊扇形折流板的投影約占據(jù)圓筒形殼體的內(nèi)截面圓的三分之一，每
3塊扇形折流板由一條橢圓曲邊和兩條直邊構(gòu)成，兩條直邊分別位于管束的自然間隔中， 兩條直邊的長(zhǎng)度一般不要求相等；以該扇形折流板相切橢圓的半短軸為基準(zhǔn)線(xiàn)，基準(zhǔn)線(xiàn) 與殼體軸線(xiàn)垂直，且與該扇形折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線(xiàn)重合 或平行；兩條直邊與基準(zhǔn)線(xiàn)的夾角相等；每塊扇形折流板以基準(zhǔn)線(xiàn)為軸傾斜；相鄰兩塊 折流板的后一塊扇形折流板的前緣邊與前一塊扇形折流板的后緣邊在折流板外圈首尾相 接，每塊扇形折流板上的管孔與管板上的管孔一一對(duì)應(yīng)。
比較好的是本實(shí)用新型的扇形折流板的直邊呈階梯狀。 比較好的是本實(shí)用新型的相互連接的扇形折流板為雙頭螺旋方式連接。 本實(shí)用新型的扇形折流板實(shí)為橢圓扇形，由一條橢圓曲邊和兩條直邊構(gòu)成，以該折 流板相切橢圓的半短軸為基準(zhǔn)線(xiàn)，基準(zhǔn)線(xiàn)與該折流板包含的正三角形排列布管的一條管 孔中心連線(xiàn)重合或平行；由于兩條直邊的位置都在管束的自然間隔中，長(zhǎng)度一般不相等， 但兩條直邊與基準(zhǔn)線(xiàn)的夾角相等；兩條直邊的夾角隨傾斜角-的不同將稍大于120。；相 鄰兩塊折流板的后一塊折流板的前緣邊與前一塊折流板的后緣邊在折流板外圈首尾相 接，宜有少量重疊，重疊余量以方便鉆孔且不干涉相鄰管束為原則。三分橢圓螺旋折流 板管殼式換熱器的折流板也可不嚴(yán)格按三等分分隔，必要時(shí)可以采用階梯形邊來(lái)適應(yīng)管 束的自然間隔。三分橢圓螺旋折流板還可采用雙頭螺旋方式。
本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 殼側(cè)流體由弓形折流板方案的蛇形流動(dòng)變?yōu)楸痉桨傅穆菪鲃?dòng)。前者的流動(dòng)方向 不斷改變，造成對(duì)傳熱沒(méi)有貢獻(xiàn)的局部阻力損失，而后者的流動(dòng)方向基本不變，沒(méi)有額 外的阻力損失。由于各折流板覆蓋了全部流體通道，且支撐點(diǎn)間距不變，位置逐步變化， 避免了弓形折流板方案的流動(dòng)死區(qū)和部分管束支撐跨距過(guò)大容易產(chǎn)生共振而造成振動(dòng)破 壞的問(wèn)題，使得本方案不僅傳熱效率提高，流動(dòng)阻力減小，而且強(qiáng)度條件改善。對(duì)于殼 側(cè)容積流速較大的場(chǎng)合，可采用雙頭螺旋折流板，以減小層距，縮小管束的支撐間距。
2、 對(duì)于正三角形布置管孔的方案，由于同一層的三塊折流板分別布置在圓的三分之 一扇形區(qū)的位置，以該折流板相切橢圓的半短軸為基準(zhǔn)線(xiàn)，基準(zhǔn)線(xiàn)與殼體軸線(xiàn)垂直，并 與該折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線(xiàn)重合或平行，由于基準(zhǔn)線(xiàn)與軸 線(xiàn)垂直，折流板以基準(zhǔn)線(xiàn)為軸傾斜，折流板上與基準(zhǔn)線(xiàn)平行方向的尺寸沒(méi)有改變，而與 基準(zhǔn)線(xiàn)垂直方向的管孔間距尺寸則略有放大，需要除以COS"，兩條直角邊的夾角是傾斜 角"的單值函數(shù)，所以對(duì)不等邊三分扇形折流板的下料和折流板上傾斜管孔的定位劃線(xiàn)加工也是可以實(shí)現(xiàn)的，但由于定位基準(zhǔn)與邊沒(méi)有直接關(guān)聯(lián)，孔加工時(shí)不能像三分橢圓螺 旋折流板那樣將折流板的邊作為定位基準(zhǔn)，因此其制造工藝不如三分橢圓螺旋折流板方 案方便。在均勻布管情況下，管孔布置方案同樣可以設(shè)計(jì)成三等分對(duì)稱(chēng)布置，使劃線(xiàn)和 加工更為簡(jiǎn)化。在同樣的傾斜角下，三分扇形折流板方案比三分橢圓折流板方案的螺距 約增大15.5%。
3、與四分之一橢圓/扇形螺旋折流板相比，三分扇形螺旋折流板與三分橢圓螺旋折 流板一樣適合正三角形布置管孔的方案，可以根據(jù)現(xiàn)有布管方式靈活確定分隔方案，由 于兩條直邊都在管束的自然間隔中，不必采取為邊而讓路，減少管子數(shù)目的措施；而且 以更少的折流板數(shù)目來(lái)完成指定任務(wù)，給折流板的加工、裝配帶來(lái)方便，由于正三角形 排列布管的方案占管殼式換熱器的絕大多數(shù)，本實(shí)用新型方案將大大促進(jìn)其發(fā)展和普及 應(yīng)用。


圖1是本實(shí)用新型的一種立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型折流板首尾相接布置立體示意圖。
圖3是本實(shí)用新型扇形折流板投影主視圖。
圖4是本實(shí)用新型扇形折流板的俯視圖。
圖5是圖4的A向剖視圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例2的扇形折流板在換熱器中布置的投影視圖。 圖7是本發(fā)明實(shí)施例3的扇形折流板在換熱器中布置的投影視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明
實(shí)施例l:如圖1一5所示，本發(fā)明包括圓筒形殼體l、管束2、左管板31、右管板
32、流體進(jìn)口接管5、流體出口接管6，左管板31、右管板32同心布置并焊接在圓筒形 殼體1的兩端，管束2的每根管子都從左管板31穿入，再?gòu)挠夜馨?2伸出，每個(gè)管子 的管端都與管板3焊接或脹接；流體進(jìn)口接管5、流體出口接管6方便流體進(jìn)入殼體后的 均勻分布和方便匯集流體為原則，分別布置在圓筒形殼體1的兩端側(cè)面位置；還包括若 干塊扇形折流板4，每塊扇形折流板4傾斜布置在圓筒形殼體1內(nèi)，每塊扇形折流板4的投影約占據(jù)圓筒形殼體1的內(nèi)截面圓的三分之一；每塊扇形折流板4由一條橢圓曲邊 和兩條直邊構(gòu)成，兩條直邊分別位于管束的自然間隔中，兩條直邊的長(zhǎng)度一般不要求相 等；以該扇形折流板相切橢圓的半短軸為基準(zhǔn)線(xiàn)，基準(zhǔn)線(xiàn)與殼體軸線(xiàn)垂直，且與該扇形 折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線(xiàn)重合或平行；每塊扇形折流板以基 準(zhǔn)線(xiàn)為軸傾斜；兩條直邊與基準(zhǔn)線(xiàn)的夾角相等，兩條直邊的夾角隨傾斜角^的不同將稍 大于120度；相鄰兩塊扇形折流板4的后一塊扇形折流板的前緣邊與前一塊扇形折流板 的后緣邊在折流板外圈首尾相接，每塊扇形折流板4上的管孔與管板3上的管孔一一對(duì) 應(yīng)。
實(shí)施例2:
如圖6所示， 一種均勻布管方式，管板中心無(wú)管位，使之剛好位于3個(gè)管孔的中心， 一個(gè)螺距的扇形折流板按三等分分隔成A、 B、 C三塊，它們的幾何尺寸相同；此時(shí)每塊
扇形折流板的兩條直邊長(zhǎng)度不相等，每塊扇形折流板的基準(zhǔn)線(xiàn)都與一條管孔的中心連線(xiàn)
平行而不重合。
實(shí)施例3:
如圖7所示， 一種均勻布管方式，這是最常見(jiàn)的以管板中心為一個(gè)管位對(duì)稱(chēng)排列布
管的方案。扇形折流板按三等分分隔，折流板兩條直邊長(zhǎng)度不相等，從三等分對(duì)稱(chēng)角度，
需要將折流板中心管排除在傳熱管束之外； 一個(gè)螺距的扇形折流板按三等分分隔成A、 B、 C三塊，它們的幾何尺寸相同，此時(shí)每塊扇形折流板的基準(zhǔn)線(xiàn)都與一條管孔的中心連線(xiàn)重
權(quán)利要求1、一種不等邊三分扇形螺旋折流板管殼式換熱器，包括圓筒形殼體(1)、管束(2)、左管板(31)、右管板(32)、流體進(jìn)口接管(5)、流體出口接管(6)，兩塊管板(3)同心布置并焊接在圓筒形殼體(1)的兩端，管束(2)的每根管子都從左管板(31)穿入，再?gòu)挠夜馨?32)伸出，每個(gè)管子的管端都與管板(3)焊接或脹接；流體進(jìn)口接管(5)、流體出口接管(6)布置在圓筒形殼體(1)的兩端側(cè)面；其特征在于還包括若干塊扇形折流板(4)，每塊扇形折流板(4)傾斜布置在圓筒形殼體(1)內(nèi)，每塊扇形折流板(4)的投影約占據(jù)圓筒形殼體(1)的內(nèi)截面圓的三分之一；每塊扇形折流板(4)由一條橢圓曲邊和兩條直邊構(gòu)成，兩條直邊分別位于管束的自然間隔中，兩條直邊的長(zhǎng)度不相等；以該折流板相切橢圓的半短軸為基準(zhǔn)線(xiàn)，基準(zhǔn)線(xiàn)與殼體軸線(xiàn)垂直，且與該折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線(xiàn)重合或平行；每塊扇形折流板以基準(zhǔn)線(xiàn)為軸傾斜；兩條直邊與基準(zhǔn)線(xiàn)的夾角相等；相鄰兩塊扇形折流板(4)的后一塊折流板的前緣邊與前一塊折流板的后緣邊在折流板外圈首尾相接，每塊扇形折流板(4)上的管孔與管板(3)上的管孔一一對(duì)應(yīng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不等邊三分扇形螺旋折流板管殼式換熱器，其特征在于上 述扇形折流板(4)的直邊呈階梯狀。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不等邊三分扇形螺旋折流板管殼式換熱器，其特征在于上 述相互連接的扇形折流板(4)為雙頭螺旋方式連接。
專(zhuān)利摘要不等邊三分扇形螺旋折流板管殼式換熱器，涉及螺旋折流板管殼式換熱器的技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型的管板同心布置并焊接在圓筒形殼體的兩端，每塊折流板傾斜布置在圓筒形殼體內(nèi)，每塊折流板的投影約占據(jù)圓筒形殼體的內(nèi)截面圓的三分之一，每塊折流板由一條橢圓曲邊和兩條直邊構(gòu)成，兩條直邊分別位于管束的自然間隔中，以該折流板相切橢圓的半短軸為基準(zhǔn)線(xiàn)，基準(zhǔn)線(xiàn)與殼體軸線(xiàn)垂直，且與該折流板包含的正三角形排列布管的一條管孔中心連線(xiàn)重合或平行；每塊折流板以基準(zhǔn)線(xiàn)為軸傾斜；兩條直邊與基準(zhǔn)線(xiàn)的夾角相等。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了換熱效率高、降低阻力損失、適合于正三角形排列布管的目的。
文檔編號(hào)F28D7/10GK201246980SQ200820038528
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者陳亞平 申請(qǐng)人:東南大學(xué)