阶梯式螺旋折流板及应用有该折流板的换热器制造技术

本发明专利技术涉及一种阶梯式螺旋折流板，包括多个在轴向上依次衔接的折流单元，折流单元包括有第一折流板及第二折流板，第一折流板为至少两块长度相等的矩形板，第二折流板的数量为第一折流板数量的两倍且为扇形板，各矩形板沿双螺旋折流板的轴向依次排布且均平行于双螺旋折流板的轴心线，各矩形板相互交错并在中部相交处连接从而使各矩形板的短边到双螺旋折流板轴心线的距离相同，各扇形板呈阶梯式安装在相邻两矩形板相交后构成的扇形区域中从而形成双螺旋流道。本发明专利技术类似DNA分子的双螺旋结构把壳体一分为二，既适用于单壳程也适用于双壳程换热器。流体螺旋流动使换热器的a(传热系数)/P(压降)达到普通弓形折流板的1.5～2倍，显著提高换热效果。

Stepped spiral baffles and heat exchanger with the baffles

The invention relates to a stepped spiral baffle plate, which comprises a plurality of baffle units successively connected in axial direction. The baffle unit includes a first baffle plate and a second baffle plate. The first baffle plate is at least two rectangular plates of equal length, and the second baffle plate is twice the number of the first baffle plate and is a sector plate. Each rectangular plate is arranged in sequence along the axial direction of the double spiral baffle plate All of them are parallel to the axis line of the double helix baffles. Each rectangular plate is staggered and connected at the intersection of the middle part, so that the distance between the short side of each rectangular plate and the axis line of the double helix baffles is the same. Each sector plate is installed in the sector area formed by the intersection of the two adjacent rectangular plates in a stepped manner to form a double helix flow channel. The double helix structure similar to DNA molecule divides the shell into two parts, which is suitable for single shell side and double shell side heat exchanger. The spiral flow of fluid makes the a (heat transfer coefficient) / P (pressure drop) of the heat exchanger 1.5-2 times of that of the ordinary bow baffle, which significantly improves the heat transfer effect.

【技术实现步骤摘要】
阶梯式螺旋折流板及应用有该折流板的换热器
本专利技术涉及换热设备
，具体指一种阶梯式螺旋折流板及应用有该折流板的换热器。
技术介绍
随着经济和工业的快速发展，世界各国面临着能源短缺的问题，所以如何高效利用已有能源是各国人们日益关注的焦点。其中，换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，是提高能源利用率的主要设备之一。目前，应用较广泛的换热器为螺旋折流板换热器，螺旋折流板换热器一般由壳程、换热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。现有的换热器以单壳程换热器较为普及，在介质流速低的情况下需要通过增加壳程数的方式来提高流速。为了解决上述问题，授权公告号为CN206469742U的中国技术专利《双壳程螺旋折流板换热器》(申请号：CN201720120963.4)披露了一种结构，其包括壳体，壳体内腔中同轴设置筒形隔板，筒形隔板包括第一筒体、第二筒体，第一筒体与壳体内壁贴合，第二筒体的内径小于第一筒体，第二筒体与第一筒体之间通过圆环板相连接，第二筒体的外壁与壳体内壁之间设置外螺旋折流板，第二筒体内腔中设置内螺旋折流板；壳体外壁设置壳程出口、壳程进口，其中壳程出口依次穿过壳体、第一筒体连通筒形隔板内腔。上述结构在壳程内加一个圆筒形分程隔板，将原来的单壳程改为双壳程，提高了流体的流速，在壳程压降不变的情况下，提高了换热效率，可减少折流板之间的短路。然而，上述结构实现分程是通过外筒套内筒隔离来实现，并不是通过折流板本身来实现的，成本高，并且构造复杂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种既适用于单壳程也适用于双壳程且制造简单的阶梯式螺旋折流板。本专利技术所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种应用有上述阶梯式螺旋折流板的换热器，该换热器制造简单、成本低。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种阶梯式螺旋折流板，其特征在于：包括多个在轴向上依次衔接的折流单元，所述折流单元包括有第一折流板及第二折流板，所述第一折流板为至少两块长度相等的矩形板，所述第二折流板的数量为第一折流板数量的两倍且为扇形板，各矩形板沿所述阶梯式螺旋折流板的轴向依次排布且均平行于阶梯式螺旋折流板的轴心线，各矩形板相互交错并在中部相交处连接从而使各矩形板的短边到阶梯式螺旋折流板轴心线的距离相同，各扇形板呈阶梯式安装在相邻两矩形板相交后构成的扇形区域中从而形成双螺旋流道。优选地，所述第一折流板包括三块大小相等的且相互垂直的矩形板，第一块矩形板的后边缘中心处与第二块矩形板的前边缘中心处相连接，第三块矩形板的前边缘中心处与第二块矩形板的后边缘中心处相连接，从垂直所述阶梯式螺旋折流板轴心线的方向看，各矩形板的端部位于同一圆周上。优选地，第一块矩形板后边缘与第二块矩形板前边缘在相交处构成对称布置的第一扇形区、第二扇形区，第二块矩形板后边缘与第三块矩形板前边缘在相交处构成对称布置的第三扇形区、第四扇形区，第三块矩形板后边缘与下一折流单元中的第一块矩形板前边缘在相交处构成对称布置的第五扇形区、第六扇形区，所述第一扇形区、第二扇形区、第三扇形区、第四扇形区、第五扇形区、第六扇形区中均对应安装有一扇形板，从垂直所述阶梯式螺旋折流板轴心线的方向看，各扇形板共同拼接成一个圆形区域。优选地，多个所述折流单元在轴向上相互衔接构成所述的阶梯式螺旋折流板，下一折流单元中的第一块矩形板前边缘中心处与上一折流单元中的第三块折流板后边缘中心处相连接，且下一折流单元中的第一块矩形板与上一折流单元中的第一块矩形板相平行。为了便于换热，所述第二折流板上开设有若干个第一通孔。一种应用有上述阶梯式螺旋折流板的换热器，包括壳体，其特征在于：所述壳体中设置有所述的阶梯式螺旋折流板，所述壳体的一端设置有与阶梯式螺旋折流板的第一端相连接的第一管板，所述壳体的另一端设置有与双螺旋折流板的第二端相连接的第二管板，且所述第一管板、第二管板上均开设有若干个第二通孔。该结构构成单壳程的换热器，物料分别从下部第一侧、第二侧进入壳程，分别螺旋流经壳程相应侧，到达上部第一侧、第二侧出壳程，单壳程与双壳程相比，壳程流速慢，传热效果差一点，但是压降小，所以需要根据实际情况进行选择单壳程还是双壳程。一种应用有上述阶梯式螺旋折流板的换热器，包括壳体，其特征在于：所述壳体中设置有所述的阶梯式螺旋折流板，所述壳体的一端设置有与阶梯式螺旋折流板的第一端相连接的第一管板，所述壳体的另一端设置有与阶梯式螺旋折流板的第二端之间留有间隙的第二管板，且所述第一管板、第二管板上均开设有若干个第二通孔。该结构构成双壳程的换热器，物料从下部第一侧入口进入壳程，螺旋流经壳程一侧，到达上部第一侧然后通过折流板与管板之间的间隙，到达上部第二侧，螺旋流经过壳程另一侧，最后到达下部第二侧出壳程，壳程两侧的流体是逆流，减少了对折流板的推动力。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的阶梯式螺旋折流板几乎没有流动死区，压降小，而且在半径方向上会产生涡流效应，使边界层减薄，提高了换热器壳程给热系数，且构造简单、便于制造，类似DNA分子的双螺旋结构能把壳体一分为二，即适用于单壳程也适用于双壳程换热器，使换热器的a(传热系数)/P(压降)达到普通弓形折流板的1.5～2倍，有利于提高换热效果。附图说明图1为本专利技术实施例1中阶梯式螺旋折流板的结构示意图；图2为图1中折流单元的结构示意图；图3为图2另一角度的结构示意图；图4为图2的侧视图(隐藏扇形板)；图5为本专利技术实施例2中换热器的结构示意图；图6为本专利技术实施例1中换热器的结构示意图；图7为本专利技术实施例1中阶梯式螺旋折流板与第一管板、第二管板的连接关系结构示意图；图8为本专利技术实施例2中阶梯式螺旋折流板与第一管板、第二管板的连接关系结构示意图。具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1：如图1～4、6、7所示，本实施例的阶梯式螺旋折流板a包括多个在轴向上依次衔接的折流单元1，该折流单元1包括有第一折流板及第二折流板，第一折流板为至少两块长度相等的矩形板11，第二折流板的数量为第一折流板数量的两倍且为扇形板12，各矩形板11沿阶梯式螺旋折流板的轴向依次排布且均平行于阶梯式螺旋折流板的轴心线，各矩形板11相互交错并在中部相交处连接从而使各矩形板11的短边到阶梯式螺旋折流板轴心线的距离相同，各扇形板12呈阶梯式安装在相邻两矩形板11相交后构成的扇形区域中从而形成双螺旋流道。当矩形板11为两块时，扇形板12数量为4块，且两矩形板11之间的夹角为90°，对应的扇形板12的圆心角为90°。本实施例中的第一折流板包括三块大小相等的且相互垂直的矩形板11，第一块矩形板11的后边缘中心处与第二块矩形板11的前边缘中心处相连接，第三块矩形板11的前边缘中心处与第二块矩形板11的后边缘中心处相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阶梯式螺旋折流板，其特征在于：包括多个在轴向上依次衔接的折流单元(1)，所述折流单元(1)包括有第一折流板及第二折流板，所述第一折流板为至少两块长度相等的矩形板(11)，所述第二折流板的数量为第一折流板数量的两倍且为扇形板(12)，各矩形板(11)沿所述阶梯式螺旋折流板的轴向依次排布且均平行于阶梯式螺旋折流板的轴心线，各矩形板(11)相互交错并在中部相交处连接从而使各矩形板(11)的短边到阶梯式螺旋折流板轴心线的距离相同，各扇形板(12)呈阶梯式安装在相邻两矩形板(11)相交后构成的扇形区域中从而形成双螺旋流道。/n

【技术特征摘要】
1.一种阶梯式螺旋折流板，其特征在于：包括多个在轴向上依次衔接的折流单元(1)，所述折流单元(1)包括有第一折流板及第二折流板，所述第一折流板为至少两块长度相等的矩形板(11)，所述第二折流板的数量为第一折流板数量的两倍且为扇形板(12)，各矩形板(11)沿所述阶梯式螺旋折流板的轴向依次排布且均平行于阶梯式螺旋折流板的轴心线，各矩形板(11)相互交错并在中部相交处连接从而使各矩形板(11)的短边到阶梯式螺旋折流板轴心线的距离相同，各扇形板(12)呈阶梯式安装在相邻两矩形板(11)相交后构成的扇形区域中从而形成双螺旋流道。


2.根据权利要求1所述的阶梯式螺旋折流板，其特征在于：所述第一折流板包括三块大小相等的且相互垂直的矩形板(11)，第一块矩形板(11)的后边缘中心处与第二块矩形板(11)的前边缘中心处相连接，第三块矩形板(11)的前边缘中心处与第二块矩形板(11)的后边缘中心处相连接，从垂直所述阶梯式螺旋折流板轴心线的方向看，各矩形板(11)的端部位于同一圆周上。


3.根据权利要求2所述的阶梯式螺旋折流板，其特征在于：第一块矩形板(11)后边缘与第二块矩形板(11)前边缘在相交处构成对称布置的第一扇形区(111)、第二扇形区(112)，第二块矩形板(11)后边缘与第三块矩形板(11)前边缘在相交处构成对称布置的第三扇形区(113)、第四扇形区(114)，第三块矩形板(11)后边缘与下一折流单元(1)中的第一块矩形板(11)前边缘在相交处构成对称布置的第五扇形区(115)、第六扇形区(116)，所述第一扇形区(111)、第二扇形区(112)、第三扇形区(113)、第四扇形区(114)、第五扇形区(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹，顾英，陈金锋，王海瑾，耿淑远，韩志萍，司荣双，
申请(专利权)人：中石化宁波工程有限公司，中石化宁波技术研究院有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33