一种热交换器的管板烧结方法技术

本发明专利技术涉及一种热交换器的管板烧结方法，中空管的外径大于孔的内径，销的外径不小于中空管的内径，中空管插入孔内，销插入中空管内，销的外壁周向挤压中空管的内壁，中空管的外壁紧密贴着孔的内壁。加热过程中，加热设备内的温度先以较快的第一升温速度快速升温，缩短烧结时间，再以较小的第二升温速度、缓慢升温，此阶段中，端板和中空管受热、膨胀速率均匀、一致，孔的内壁始终贴紧中空管的外壁，形成挤压、支撑作用，进而在降温、冷却过程中，中空管的外壁与孔的内壁逐渐密封地熔接在一起，熔接余量充分、结合力强、熔接强度高且可靠。熔接强度高且可靠。熔接强度高且可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种热交换器的管板烧结方法


[0001]本专利技术涉及热交换器，特别是一种热交换器的管板烧结方法。

技术介绍

[0002]专利号为CN102689437B的中国专利提供一种氟塑料热交换器的管板烧结装置及方法，该方法中，管束插在端板的孔内，防涨销插在管束内，熔结炉内、导入口的边沿固定有限涨环，插有管束及防涨销的端板插接在限涨环内，启动熔结炉，加热至管束及端板的熔点以上的温度，氟塑料温升后体积膨胀，支撑在管束内的防涨销限制了管束向内变形，限涨环则限制了端板向外膨胀，限涨环及防涨销使得端板与管束间产生挤压力，从而管束的外侧与端板的孔内侧充分熔合在一起。
[0003]另外，还在限涨环的上表面设有变形限位板，在下表面设有环形定位板，限涨环夹持在变形限位板与环形定位板之间，且变形限位板和环形定位板通过调节螺杆固定在导入口的内侧边沿上。由于端板的上、下面存在较大的温差，在冷却过程中会产生较大的变形，通过在端板的上表面上设置变形限位板，并可通过调节螺杆来调节变形限位板的位置，使变形限位板始终平压在端板的上表面，从而限制了端板的变形。
[0004]上述烧结装置及方法确实改善了端板和管束间的熔接性能，得到的管板组件熔接可靠，熔接面无缺陷、无泄漏，满足热交换器的应用要求。但是，该烧结装置结构过于复杂、方法的步骤过于繁琐。另外，其对大尺寸和小尺寸的端板和管束均采用相同的烧结装置和烧结方法，未考虑到不同尺寸范围的端板和管束的熔接特性的区别，可能会造成不必要的浪费。
[0005]因此，需要简化管板的烧结装置及烧结方法，同时，考虑不同尺寸范围端板和管束熔接特性的区别，避免造成不必要的浪费。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要达到的目的是提供一种热交换器的管板烧结方法，其通过优化销的外径与中空管的内径、中空管的外径与端板中的孔的内径间尺寸的相对关系，简化了管板的烧结装置和方法，在烧结、熔融过程，中空管和孔受热膨胀，销的外壁与中空管的内壁间、中空管的外壁与孔的内壁间产生相互挤压、支撑作用，最终牢牢地熔接在一起。另外，还充分考虑了不同尺寸范围的端板和中空管的熔接特性的区别，进一步简化烧结方法，避免带来不必要的浪费，节约成本。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种热交换器的管板烧结方法，包括以下步骤：
[0009](1)多根柔性中空管插入端板的多个孔中，所述中空管和端板的材料为含氟聚合物，所述中空管的外径大于孔的内径，多根销插入所述多根中空管的内部，所述销的外径不小于中空管的内径；
[0010](2)将插有多根中空管的端板置于加热设备内部，加热设备内的温度首先经第一
升温阶段上升至端板和中空管的材料的熔点以下30℃至熔点以上20℃之间，再经第二升温阶段上升至高于端板和中空管的材料的熔点以上30℃至熔点以上60℃之间，所述第一升温阶段具有第一升温速度，所述第二升温阶段具有第二升温速度，所述第一升温速度大于第二升温速度，所述中空管和端板充分受热、熔融；
[0011](3)加热设备内的温度下降，熔融的中空管的外壁和端板的孔的内壁逐渐冷却、并密封地熔接在一起。
[0012]本专利技术提供的热交换器的管板烧结方法中，中空管的外径大于孔的内径，销的外径不小于中空管的内径，中空管插入孔内，销插入中空管内，销的外壁周向挤压中空管的内壁，中空管的外壁紧密贴着孔的内壁，端板和中空管受热、熔融，销可防止中空管的管壁向中空管的内部收缩，孔内壁朝着销的方向向内挤压软化的中空管的外壁；加热熔融的过程中，加热设备内的温度首先以较快的第一升温速度快速升温至端板和中空管材料的熔点以下30℃至熔点以上20℃之间，缩短烧结时间，再以较小的第二升温速度、缓慢升温至高于材料熔点以上30℃至熔点以上60℃之间，第二升温阶段中，加热设备内的温度缓慢、均匀上升，端板和中空管受热、膨胀速率均匀、一致，孔的内壁始终贴紧中空管的外壁，二者间不存在空隙，形成挤压、支撑作用，进而在降温、冷却过程中，中空管的外壁与孔的内壁逐渐密封地熔接在一起，熔接余量充分、结合力强、熔接强度高且可靠。
[0013]进一步的，步骤(3)中，加热设备内的温度经第一降温阶段下降至端板和中空管的材料的熔点以下30℃至熔点以上20℃之间，再经第二降温阶段下降至室温25℃，所述第一降温阶段具有第一降温速度，所述第二降温阶段具有第二降温速度，所述第二降温速度大于第一降温速度。
[0014]经第一降温阶段和第二降温阶段，加热设备内的温度下降至室温25℃，第一降温阶段中，加热设备内的温度以较小的第一降温速度下降至端板和中空管的材料的熔点以下30℃至熔点以上20℃之间，加热设备内降温速度缓慢、均匀，从而端板和中空管的降温、冷却速率也均匀、一致，有利于释放内部应力，中空管的外壁和孔的内壁始终紧密贴合，形成挤压、支撑作用，再经第二降温阶段以较大的第二降温速度降温、冷却，二者逐渐密封地熔接在一起，熔接强度高。
[0015]进一步的，步骤(2)中，所述第一升温速度为第二升温速度的40-70倍，步骤(3)中，所述第二降温速度为第一降温速度的4.5-5.3倍。
[0016]步骤(2)中，所述第一升温速度为第二升温速度的40-70倍，即第一升温速度远大于第二升温速度，第一升温阶段快速升温，缩短整个烧结过程的时间，第一升温阶段末，加热设备内的温度到达中空管和端板的材料的熔点以下30℃至熔点以上20℃之间，再通过较小的第二升温速度，继续加热，中空管和端板受热、熔融充分且均一，以确保中空管的外壁和孔的内壁处处紧密贴合，不留空隙，并形成挤压、支撑作用。
[0017]步骤(3)中，第二降温速度为第一降温速度的4.5-5.3倍，同样地，加热设备内的温度首先通过较小的第一降温速度下降至中空管和端板的材料的熔点以下30℃至熔点以上20℃之间，该第一降温阶段中，加热设备内降温速度缓慢、均匀，从而端板和中空管的降温、冷却速率也均匀、一致，有利于释放内部应力，中空管的外壁和孔的内壁始终紧密贴合，形成挤压、支撑作用，再经较快的第二降温阶段，充分熔融的中空管的外壁和孔的内壁密封地熔接在一起，熔接余量足够大，熔接强度高。
[0018]进一步的，在25℃下，所述销的外径与中空管的内径的比值设为X，所述中空管的外径与孔的内径的比值设为Y，X的取值在1-1.1之间，Y的取值在1.02-1.2之间。
[0019]销的外径与中空管的内径的比值设为X，中空管的外径与孔的内径的比值设为Y，X的取值在1-1.1之间，Y的取值在1.02-1.2之间时，中空管能够比较顺利地插入端板的孔内，并且，销也比较容易插入中空管内；同时，确保烧结过程中，销的外壁沿周向向外挤压软化的中空管的内壁，而孔的内壁朝着销的方向向内挤压软化的中空管的外壁，烧结完成后，中空管的外壁能够与孔的内壁牢牢地熔接在一起。
[0020]进一步的，X的取值在1-1.05之间，Y的取值在1.03-1.1之间。
[0021]X在1-1.05之间取值，Y在1.03-1.1之间取值时，中空管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
℃，第二降温阶段：加热设备内的温度由300 ℃-350 ℃以第二降温速度、经6 h-9 h降至室温25℃。11.根据权利要求1所述的热交换器的管板烧结方法，其特征在于，所述销的材质为不锈钢或者镍基钢，其主体部分为圆柱状，其插入中空管内部的一端部包括圆弧面，所述销插入中空管的内部后，其圆柱状的主体部分的外壁挤压中空管的内壁。12.根据权利要求1所述的热交换器的管板烧结方法，其特征在于，所述端板包括烧结圆盘和突出形成于烧结圆盘一端面边沿的一圈凸缘，所述孔为圆柱状、并同心、均匀分布于烧结圆盘中。13.根据权利要求12所述的热交换器的管板烧结方法，其特征在于，步骤（1）中，所述销插入中空管的内部的长度至少为烧结圆盘的厚度的70...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾建东，胡斌，张佳锋，
申请(专利权)人：杭州科百特过滤器材有限公司，
类型：发明
国别省市：