板式热交换器和关联的端板制造技术

板式热交换器包括两块端板，其中至少一块设有多个孔口（１１）使多种热交换流体能够流入和流出，还有多块设在端板之间的热转移板。端板中的一块包括两个可在端板平面上相对位移的单独部分（１０）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的领域本专利技术涉及一种具有两块端板的板式热交换器，其中至少一块端板设有多个孔口使多种热交换流体能够流入和流出，还具有多块设在端板之间的热转移板。本专利技术并涉及设计包括在板式热交换器内的端板。
技术介绍
传统的板式热交换器由一个支承两块抗挠刚性夹紧板的框架和一组布置在所说两板之间的热转移板构成。框架上的两块板包括一块在装配时可移动的压力板，和一块在装配时固定的框架板，所说两块板被螺栓拉紧在一起，从而将热转移板夹紧。为了简单起见，压力板和框架板在下面都将被称为端板。端板中的一块或两块设有多个贯穿的孔口使多种(常为两种)热交换流体能够流入和流出。而热转移板设有穿通口，形成供第一流体通过板组用的第一流入管道和第一流出管道及供第二流体通过板组用的第二流入管道和第二流出管道。这些延伸通过板组的管道与端板的贯穿的孔口连通。两种热交换流体分别在热转移之间形成的不同的板间净空内流动通过板式热交换器。在大多数情况下，每隔一个这种板间净空都与第一流入和流出管道连通，每一板间净空都适宜成为一个流域并引导在所说流入和流出管道之间的第一热交换流体。相应地，另一组每隔一个板间净空与第二流入和流出管道连通供第二热交换流体在其内流动。在热转移板的穿通口的周围设有密封设施如密封垫或焊缝。在每隔一个板间净空的一些穿通口的周围和在另一组每隔一个板间净空的其他一些穿通口的周围都各交替地设有密封设施，这样来分别形成第一和第二热交换流体的两个分开的通道。由于板式热交换器的目的是要完成两种流体之间的热交换，端板和热转移板都受到温度的显著影响。这个影响会造成下面将要说明的问题。热转移板通常比较薄并直接与热交换流体接触。这样流体的温度就直接影响热转移板的温度，使热转移板的长度变化到一定程度，这取决于板材料的直线热膨胀系数。设在热转移板组任一侧的端板要比热转移板厚得多。另外，端板不象热转移板那样直接与热交换流体接触。但端板的温度在其一侧要受到环绕板式热交换器的环境的影响，在另一侧要受到板组内相关的在最外面的热转移板的温度的影响。由于端板和热转移板所受到的温度影响不同，加上板厚不同，长度变化自然不同。另外，由于端板和热转移板通常是由不同的材料制成，因此具有不同的直线热膨胀系数，这一点也增大两者长度变化的不同，结果在两者之间的连接附件内造成高的拉应力，导致疲劳损坏增加的危险。但疲劳损坏的主要原因为端板和热转移板在热惯性上的不同。流体温度的快速变化能使热转移板的温度立即随之变化，而端板的温度却很缓慢地变化。在许多过程中，例如在批量处理的过程中，温度变化是在操作时发生的。这时一定数量的组分如流体、粉末或弹丸在一定时间段内被处理，之后过程就被中断，将处理好的组分出空、清洗设备，并装入新的一批组分。这样，一个批量处理过程可包括多次开始和停止，随之温度从最大值变化到最小值。在端板和热转移板之间的连接附件内的疲劳损坏是由于多个因素引起的，可导致材料的断裂，从而缩短板式热交换器的使用寿命。为了补偿端板和热转移板在长度变化上的不同，美国专利US6,119,766曾提出在板式热交换器上布置一个或多个折叠盒。折叠盒被连接到设有孔口的端板和相关的在外边的热转移板上，折叠盒适宜吸收在框架和热转移板之间的任何运动。但在好几个应用领域内上述设有折叠盒的板式热交换器是不能使用的。例如折叠盒的设计不允许在板式热交换器内使用高压。为了承受在100-150巴(10-15MPa)范围内的高压，制造折叠盒的材料的厚度必须加大，即折叠盒须有刚性，但这样折叠盒就失去柔性，不能令人满意地吸收在端板和热转移板之间的运动。另外还有些地方，设有折叠盒的板式热交换器是不能使用的，例如在某些型式的化学用途中必须使用能抵挡化学侵蚀的特殊材料，在大多数情况下，不能得到能够胜任的折叠盒，因为各种不同的陶瓷材料常被用来取得化学上的耐用性，而陶瓷材料通常是脆性的，不能用于在美国专利US6,119,766中所说明的那种折叠盒。日本专利JP1113993曾公开一种在端板上设有缝隙的板式热交换器。当将热应力施加在端板上的流入孔和流出孔时，缝隙适宜吸收小的变形。端板由于涉及制造的原因，往往被制成一个整件，其上设有两条平行的缝隙。缝隙从相对的纵长边延伸到流出孔/流入孔的邻近横越端板宽度的主要部分。在JP1113993中的缝隙设计只允许约为1/100mm的小变形被吸收。较大的变形将会在缝隙的尽头造成裂缝，这样端板就会损坏。因此，在JP1113993中说明的板式热交换器设计不能用于大的板式热交换器，因为其中的热变形可达好几个毫米。板式热交换器和包括在其内的零件的各种设计长期以来早就为人所知。一个例子是欧洲专利EP033,201曾公开一种板式热交换器用的框架。按传统的方式，该框架由两块端板构成，而端板又被划分成多个单元。这个划分的目的一方面是使端板的制造更为简单合理，另一方面是使端板和板式热交换器的搬运和装配便于进行。为了用作传统的端板，在板式热交换器装配时，不同的单元被装配成坚固的端板。如上所述可见目前还没有这样一个板式热交换器，其中热转移板组被夹紧在两块端板之间，而热交换器可在上述条件下令人满意地被使用，例如在高压力下和在化学侵蚀的环境中，并且能够吸收相当大的热变形。本专利技术的综述因此本专利技术的一个目的是要提供一种板式热交换器，它能解决或至少缓解上述这些问题，它的构造简单，能在不同的条件下例如在高压力下和在化学侵蚀的环境中令人满意地被使用，并能吸收热变形。本专利技术的另外一些目的和优点可从下面的说明中获知。本专利技术的目的可用权利要求书前言中所提到的那种板式热交换器来达到，该热交换器的特征为端板具有两个单独的部分，它们可在端板的平面上相对地位移。在热转移板的长度和宽度发生变化的时候，由于端板内没有这么快发生变化或者没有变化，这样，端板的两个部分就能在不同的方向上在端板的平面内作相对的位移，因此能够补偿热转移板的长度变化，从而在端板的孔口与通过热转移板组形成的流入和流出管道之间的连接附件内的应力可被减少。另外，这种板式热交换器并不包含可以阻止在高温下和在化学侵蚀的环境中使用的任何构件，因此这种板式热交换器的创新构造可以给上述这些问题提供解决方案。这种板式热交换器的优选实施例在从属权利要求2-9中被限定。按照一个优选的实施例，端板的每一部分各有一个孔口。因此如上所述，对端板和热转移板之间长度变化之差的补偿可在端板的孔口和通过热转移板形成的管道之间的每一个连接部上完成，这意味着每一个连接附件都只受到最小可能的应力，从而疲劳损坏能进一步被减少。按照另一个优选的实施例，所说孔口都沿着同一条几何中心线定位于端板上。这样定位就制造观点来看是有利的，因为可制出一条狭窄的端板，这样便可得到一个狭窄的板式热交换器。这种端板设计允许热转移板采取相似的设计，这时热转移板可环绕其纵长轴线转动180度与不转动的热转移板互相交替组合。这从制造观点来看也是优选的，因为在板式热交换器内热转移板只需一个实施例便可以了。将这样一个端板分成部分，在其上将孔口沿着几何中心线定位，这样做是有利的。由于其形状，狭长的端板随着温度的变化，其长度会有相当大的变化，由于分成部分，这种变化就被补偿掉了。按照还有另一个优选的实施例，有一增加摩擦的表面被布置在端板中的一个部分上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板式热交换器，包括两块端板（１、３），至少其中一块设有多个孔口（１１、３１），使多种热交换流体能够流入和流出；还包括多块位于端板之间的热转移板，其特征在于，端板（１、３）之一包括两个可在端板的平面相对位移的单独的部分（１０、３０）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫布洛姆格伦，
申请(专利权)人：阿尔法拉瓦尔股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]