本發(fā)明涉及換熱器，具體為一種板式換熱器。

背景技術(shù)：

1、在板式換熱器中，冷、熱兩種換熱介質(zhì)分別在各自的通道內(nèi)流過，與相隔的板片進(jìn)行熱量交換。熱量由熱質(zhì)流體如蒸汽經(jīng)板片傳導(dǎo)給冷質(zhì)流體如水，使二者溫度發(fā)生變化。由于板片之間的波紋形狀設(shè)計(jì)，流體在流動(dòng)過程中產(chǎn)生擾動(dòng)，增加了流體的湍流程度，從而提高了傳熱效率。

2、板式換熱器包括由多個(gè)金屬板堆疊而成的板組、用于支撐和固定板組的固定框架以及用于對板組施加壓力，確保板組之間緊密結(jié)合的壓緊器。兩種不同溫度的流體通過各自的進(jìn)口管道進(jìn)入板式換熱器的不同通道。當(dāng)冷流體進(jìn)入板組的冷側(cè)時(shí)，它會(huì)通過板組中的流道，在流道內(nèi)壁和板之間形成薄膜流。同時(shí)，熱流體進(jìn)入板組的熱側(cè)，也在其流道內(nèi)形成薄膜流。熱量從熱流體通過板片傳導(dǎo)給冷流體。流體在板件通道內(nèi)的流動(dòng)接近動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，流體的流動(dòng)相對穩(wěn)定，沒有產(chǎn)生大的速度變化或渦流，則波紋的沖擊力較小，但流體在穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，與板件通道內(nèi)壁及波紋的接觸時(shí)間相對較長，且換熱過程可能受到流體層流或低速流動(dòng)的限制，導(dǎo)致熱量傳遞不夠充分，則換熱效率較差；反之，流體在板件通道內(nèi)的流動(dòng)處于非動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，流體可能形成渦流、湍流等復(fù)雜流動(dòng)形態(tài)，增加了流體與板件通道內(nèi)壁及波紋的接觸面積和接觸頻率，則換熱效率較高。但由于流體流動(dòng)的不穩(wěn)定性，可能產(chǎn)生較大的速度變化或渦流，從而對波紋產(chǎn)生較大的沖擊力，易對板件通道的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和使用壽命造成一定影響，對波紋的沖擊力較大。

3、在化工生產(chǎn)過程中，許多反應(yīng)需要在高溫高壓條件下進(jìn)行，但化工生產(chǎn)現(xiàn)場空間有限，各種設(shè)備需要緊密布置，對換熱器的體積有限制，則無法通過增加板組數(shù)量來提升換熱效率，若考慮增加金屬板表面波紋的密集度，流體在流經(jīng)波紋表面時(shí)會(huì)遇到更多的阻礙和變化方向的機(jī)會(huì)，這會(huì)導(dǎo)致流體的剪切力、壓力梯度以及湍流強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，雖然提高了換熱效率，但由于板體所配設(shè)人字形波紋是固定壓制在板片表面，隨著波紋密集度的增加，流體在沖擊波紋表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生更加復(fù)雜的壓力分布，這種不均勻分布易導(dǎo)致局部區(qū)域的壓力過高或過低，從而對波紋材料產(chǎn)生額外的應(yīng)力作用，導(dǎo)致波紋之間的間隙逐漸不均勻，間隙不均勻會(huì)導(dǎo)致流體在板片間的分布不均，部分區(qū)域因間隙過大而流速過快，熱量交換不充分，而部分區(qū)域則可能因間隙過小而流速過慢，熱量傳遞困難，則會(huì)縮短板組的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種板式換熱器，解決波紋長時(shí)間承受流體沖擊的壓力變化所導(dǎo)致波紋之間的間隙逐漸不均勻的問題，通過連續(xù)性動(dòng)態(tài)變化的波紋條，改變流體流動(dòng)的路徑和速度分布，使流體均勻地分布在板間通道中。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種板式換熱器，包括固定夾板、活動(dòng)夾板、板片、導(dǎo)桿、滑桿、外角孔通道、支柱以及角孔襯套，所述固定夾板和活動(dòng)夾板位置相對，固定夾板和活動(dòng)夾板之間排列分布有板片，形成多個(gè)板間通道，所述導(dǎo)桿安裝在固定夾板和支柱之間，導(dǎo)桿設(shè)置有兩個(gè)，分別設(shè)置在固定夾板和支柱側(cè)立面的頂端和底端，所述固定夾板、活動(dòng)夾板和板片的兩側(cè)端分別設(shè)置有滑桿，固定夾板、活動(dòng)夾板和板片的四端角均設(shè)置有外角孔通道，冷熱介質(zhì)在對應(yīng)的外角孔通道中流動(dòng)，所述固定夾板和活動(dòng)夾板的外角孔通道內(nèi)側(cè)設(shè)置有角孔襯套，用于防止流體介質(zhì)在外角孔通道位置泄漏，所述活動(dòng)夾板和板片的表面開設(shè)有與導(dǎo)桿和滑桿相匹配的槽口，活動(dòng)夾板通過夾緊螺栓的調(diào)節(jié)，以控制板片的夾緊和松開，所述板片包括板體以及設(shè)置在板體四角端的內(nèi)角孔通道，所述板體的中央安裝有活動(dòng)波紋件，所述活動(dòng)波紋件和兩個(gè)對角內(nèi)角孔通道的外側(cè)設(shè)置有橡膠輪廓墊條，所述橡膠輪廓墊條自上而下依次分為前端、中端和后端，前端和后端呈三角輪廓，中端呈方形輪廓，且橡膠輪廓墊條呈閉合的復(fù)合輪廓，兩個(gè)所述內(nèi)角孔通道位于橡膠輪廓墊條前端和后端的內(nèi)側(cè)，所述活動(dòng)波紋件位于橡膠輪廓墊條中端的內(nèi)側(cè)，所述橡膠輪廓墊條固設(shè)在板體的側(cè)表面，相鄰的板體與二者之間的橡膠輪廓墊條形成板間通道，所述橡膠輪廓墊條內(nèi)側(cè)的兩個(gè)內(nèi)角孔通道為一種介質(zhì)進(jìn)出通道，另兩個(gè)對角內(nèi)角孔通道的表面安裝有橡膠墊圈，所述橡膠輪廓墊條外側(cè)的兩個(gè)內(nèi)角孔通道為另一種介質(zhì)進(jìn)出通道。

4、可知，若考慮增加板片數(shù)量來提高換熱效率，則換熱器的體積隨之增大，則無法不利于化工生產(chǎn)現(xiàn)場空間設(shè)備布置；若考慮增強(qiáng)流體流速來提高換熱效率，則板間通道內(nèi)的壓力同樣會(huì)隨之增大，易影響設(shè)備的使用壽命。

5、上述方案中，流體在波紋條之間形成湍流，增加了流體與板片之間的接觸面積和接觸時(shí)間，流體從橡膠墊圈內(nèi)側(cè)流入板間通道，并以斜對角流動(dòng)至另一橡膠墊圈位置，流動(dòng)路徑促進(jìn)了熱量的充分交換，活動(dòng)波紋件的設(shè)計(jì)使得板體在受到壓力時(shí)能夠保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形態(tài)，通過斜對角通道以及靈活的活動(dòng)波紋件，增加了流體流動(dòng)的復(fù)雜度，在活動(dòng)夾板壓緊后，流體沿著動(dòng)波紋件的紋路和密封槽流動(dòng)，其表面形成大量的觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)承受流體壓力，提高板片波紋觸點(diǎn)率，整體結(jié)構(gòu)緊湊，可有效減少換熱器的體積，且可提升板間通道的換熱效率，更利于化工生產(chǎn)現(xiàn)場的應(yīng)用。

6、優(yōu)選的，前端所述橡膠輪廓墊條的內(nèi)表面安裝有安裝件，所述安裝件的表面設(shè)置有導(dǎo)流桿，所述導(dǎo)流桿的一端對接有分流組件，所述分流組件設(shè)置在內(nèi)角孔通道的下端，導(dǎo)流桿和分流組件與板間通道的間隙相匹配，所述分流組件包括設(shè)置在活動(dòng)波紋件與前端橡膠輪廓墊條內(nèi)側(cè)內(nèi)角孔通道之間的轉(zhuǎn)盤以及分布在轉(zhuǎn)盤表面的分流短桿和分流長桿，分流短桿和分流長桿分別設(shè)置有兩個(gè)，分流短桿和分流長桿之間交錯(cuò)安裝，所述分流短桿與左右兩側(cè)的分流長桿之間的夾角分別為100°和80°，且對角相等。

7、上述方案中，通過導(dǎo)流桿和分流組件的設(shè)計(jì)，流體在流經(jīng)板間通道時(shí)會(huì)被多次改變流動(dòng)方向，從而增加流體的湍流度和混合效果，分流短桿與分流長桿之間的夾角設(shè)計(jì)為100°和80°，流體分散具有靈活性，可適應(yīng)化工現(xiàn)場多種介質(zhì)的換熱需求。

8、優(yōu)選的，所述活動(dòng)波紋件包括設(shè)置在板體中心位置的中心盤以及安裝在中心盤上下端的往復(fù)升降條，所述往復(fù)升降條的內(nèi)側(cè)立面與板體側(cè)表面限位連接，所述中心盤的外側(cè)層疊設(shè)置有波紋條，波紋條為等邊回形結(jié)構(gòu)，所述波紋條整體由內(nèi)至外呈等距回形波紋，波紋條以往復(fù)升降條為對稱軸，且波紋之間相互平行。

9、上述方案中，中心盤整體可作為波紋條的支撐結(jié)構(gòu)，保證了波紋條的穩(wěn)定性和可靠性，通過往復(fù)升降條則允許波紋件在受到壓力或溫度變化時(shí)具有一定的變形能力，從而適應(yīng)不同化工現(xiàn)場的工況和流體特性。

10、優(yōu)選的，所述往復(fù)升降條包括限位條體以及均勻排列設(shè)置在限位條體側(cè)立面的第二活動(dòng)球槽，所述限位條體的一端設(shè)置有u型立條，兩個(gè)u型立條的位置相對，所述u型立條的內(nèi)表面設(shè)置有連接彈簧。

11、上述方案中，連接彈簧利用其自身的彈性力，將往復(fù)升降條與中心盤緊密連接在一起，當(dāng)往復(fù)升降條受到外力作用時(shí)，連接彈簧能夠發(fā)生彈性變形，吸收和緩解部分沖擊力，u型橫條和第一滾柱的設(shè)計(jì)使得往復(fù)升降條在移動(dòng)過程中與中心盤之間形成滾動(dòng)接觸，通過滑移雙槽和弧形滑槽為往復(fù)升降條的移動(dòng)提供了明確的導(dǎo)向和限位，有助于確保往復(fù)升降條在移動(dòng)過程中保持正確的位置和姿態(tài)。

12、優(yōu)選的，所述中心盤包括盤體以及設(shè)置在盤體側(cè)表面的封蓋，所述盤體的內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)槽室，所述內(nèi)槽室的上下端分別與兩個(gè)u型立條相對接，所述內(nèi)槽室的中央設(shè)置有牽引臂桿，所述牽引臂桿位于兩個(gè)u型立條之間，所述牽引臂桿的兩端均安裝有導(dǎo)向臂桿，兩個(gè)導(dǎo)向臂桿的位置相對，且導(dǎo)向臂桿的一端與內(nèi)槽室的內(nèi)弧面滾動(dòng)連接，所述盤體的上下端面均開設(shè)有滑移雙槽，滑移雙槽與u型立條相匹配，且連接彈簧的頂端與內(nèi)槽室內(nèi)表面的頂端相對接，所述內(nèi)槽室內(nèi)側(cè)面的上下端均開設(shè)有弧形滑槽，波紋條包括紋路條體以及與往復(fù)升降條相對接的一端安裝有第一活動(dòng)球桿，所述第一活動(dòng)球桿與第二活動(dòng)球槽活動(dòng)卡合連接，兩個(gè)所述紋路條體的對接端分別安裝有第一活動(dòng)球槽和第二活動(dòng)球桿，第一活動(dòng)球槽和第二活動(dòng)球桿活動(dòng)卡合連接。

13、上述方案中，第一活動(dòng)球桿與第二活動(dòng)球槽以及第一活動(dòng)球槽與第二活動(dòng)球桿的活動(dòng)卡合連接，確保了波紋條在受到流體壓力時(shí)能夠靈活變形，活動(dòng)波紋件在受到壓力時(shí)均勻受力，通過導(dǎo)向臂桿在內(nèi)槽室內(nèi)的滾動(dòng)連接來分散應(yīng)力，封蓋保護(hù)了內(nèi)槽室及其內(nèi)部構(gòu)件，通過牽引臂桿和導(dǎo)向臂桿使活動(dòng)波紋件在受到壓力時(shí)能夠保持力學(xué)平衡，導(dǎo)向臂桿在內(nèi)槽室內(nèi)的滾動(dòng)連接，分散和傳遞應(yīng)力，第一活動(dòng)球桿與第二活動(dòng)球槽以及第一活動(dòng)球槽與第二活動(dòng)球桿的活動(dòng)卡合連接，以一種靈活的連接方式允許波紋條在受到流體壓力時(shí)發(fā)生一定程度的變形。

14、優(yōu)選的，所述導(dǎo)向臂桿包括第一桿體以及開設(shè)在第一桿體一端的u型口，所述第一桿體的另一端設(shè)置有第一中心軸，所述u型口的內(nèi)側(cè)設(shè)置有滾動(dòng)盤，滾動(dòng)盤與弧形滑槽滾動(dòng)連接，所述第一桿體的表面開設(shè)有預(yù)留長槽和預(yù)留短槽，預(yù)留長槽位于預(yù)留短槽的一側(cè)，預(yù)留長槽的開槽長度大于預(yù)留短槽，所述u型立條一端的側(cè)表面設(shè)置有u型橫條，u型橫條內(nèi)側(cè)的一端安裝有第一滾柱，第一滾柱與預(yù)留長槽滾動(dòng)連接。

15、上述方案中，u型口內(nèi)側(cè)的滾動(dòng)盤與弧形滑槽滾動(dòng)連接，確保了導(dǎo)向臂桿在移動(dòng)過程中能夠沿著預(yù)定的軌跡穩(wěn)定地滑動(dòng)，滾動(dòng)盤與弧形滑槽之間的滾動(dòng)接觸相比滑動(dòng)接觸具有更低的摩擦系數(shù)，導(dǎo)向臂桿的整體緊湊，通過u型口和滾動(dòng)盤等結(jié)構(gòu)促進(jìn)有效的空間利用。

16、優(yōu)選的，所述牽引臂桿包括第二桿體以及設(shè)置在第二桿體中端的第二中心軸，所述第二中心軸的一端與內(nèi)槽室內(nèi)側(cè)立面中央相對接，所述第二桿體以第二中心軸為軸心進(jìn)行擺動(dòng)，所述第二桿體的兩端均設(shè)置有活動(dòng)軸，所述第二桿體的兩端通過活動(dòng)軸安裝有第二滾柱，第二滾柱與預(yù)留短槽滾動(dòng)連接。

17、上述方案中，牽引臂桿通過活動(dòng)軸上的第二滾柱與預(yù)留短槽保持滾動(dòng)連接，第二滾柱與預(yù)留短槽之間的滾動(dòng)連接是減少摩擦和磨損的關(guān)鍵，在牽引臂桿擺動(dòng)過程中，滾柱沿著短槽滾動(dòng)，避免了滑動(dòng)接觸帶來的高摩擦和磨損問題，通過支撐與定位的結(jié)合確保了牽引臂桿在擺動(dòng)過程中能夠準(zhǔn)確地到達(dá)預(yù)定位置，并保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

18、優(yōu)選的，所述內(nèi)槽室內(nèi)部的上弧面和下弧面為半徑為r的圓弧，兩個(gè)第一中心軸位于兩個(gè)圓心位置，兩個(gè)第一中心軸和二者之間的第二中心軸處于同一垂線位置。

19、上述方案中，第一中心軸和第二中心軸位于同一垂線位置，并分別位于兩個(gè)圓心，通過力學(xué)平衡，使板式換熱器工作時(shí)，各部件之間的相互作用力能夠相互抵消或達(dá)到平衡狀態(tài)，從而確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

21、1.本發(fā)明提出的一種板式換熱器，通過兩個(gè)導(dǎo)向臂桿相對擺動(dòng)，其兩端的第二滾柱沿著預(yù)留短槽進(jìn)行滾動(dòng)，且牽引臂桿以第二中心軸為軸心進(jìn)行擺動(dòng)，利用滾動(dòng)牽引，保持兩個(gè)活動(dòng)的導(dǎo)向臂桿始終保持平行，波紋條所形成的由外至內(nèi)的若干組平行四邊形，其內(nèi)角發(fā)生變化，四邊形隨著作用力發(fā)生變化，引導(dǎo)流體在板片間均勻分布，通過自發(fā)順應(yīng)流體流動(dòng)而變化，不僅可減少流體沖擊所帶來的作用力，且波紋條之間的變化始終保持平行，波紋之間的間隙均勻，在提升換熱效率的情況下，最大程度降低對波紋條的沖擊。

22、2.本發(fā)明提出的一種板式換熱器，波紋條所形成的由外至內(nèi)的若干組平行四邊形，其內(nèi)角發(fā)生變化，四邊形隨著作用力發(fā)生變化，引導(dǎo)流體在板片間均勻分布，活動(dòng)的波紋改變流體在板間通道內(nèi)的流動(dòng)路徑，使其更加復(fù)雜和不規(guī)則，不規(guī)則的流動(dòng)路徑有助于產(chǎn)生紊流和湍流，從而增加流體與板片表面的接觸面積和接觸時(shí)間，提高傳熱效率，活動(dòng)的波紋會(huì)根據(jù)流體的流動(dòng)情況自適應(yīng)地調(diào)整其形狀和位置，從而優(yōu)化流體在板間通道內(nèi)的分布，這種優(yōu)化有助于減少流體流動(dòng)的盲區(qū)或死區(qū)，提高傳熱均勻性和效率。

23、3.本發(fā)明提出的一種板式換熱器，第二活動(dòng)球槽與對應(yīng)位置的第一活動(dòng)球桿相對接，端頭對接的波紋條呈可活動(dòng)的回形結(jié)構(gòu)，且為平行四邊形，隨著流體溫度和壓力的變化，可活動(dòng)的波紋自適應(yīng)地調(diào)整其形狀和位置，以保持最佳的波紋傾角，由于波紋設(shè)計(jì)促使流體呈湍流狀態(tài)，流體在流動(dòng)過程中不斷沖刷板片表面，從而減輕沉淀物或污垢的形成，此外，紊流和湍流也有助于沖刷掉已經(jīng)沉積在板片表面的污垢，增加自潔效果，保持換熱器的清潔和運(yùn)行。

24、4.本發(fā)明提出的一種板式換熱器，內(nèi)槽室內(nèi)部的上弧面和下弧面為半徑為r的圓弧，兩個(gè)第一中心軸位于兩個(gè)圓心位置，兩個(gè)第一中心軸和二者之間的第二中心軸處于同一垂線位置，則兩個(gè)導(dǎo)向臂桿的作用力平衡，波紋條可快速恢復(fù)原狀，隨著流體的流動(dòng)，波紋條保持連續(xù)性的動(dòng)態(tài)變化，活動(dòng)的波紋通過改變其形狀和位置來影響流體流動(dòng)的阻力，通過調(diào)節(jié)波紋的活動(dòng)性來優(yōu)化流體流動(dòng)的阻力和傳熱性能之間的自發(fā)平衡。