多管板換熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及化工設備領域，具體地涉及一種多管板換熱器，包括殼體、第一封頭、第二封頭以及多根換熱管。第一封頭與第二封頭分別連接于殼體的兩端，第一封頭與殼體之間設置有至少兩個管板，每個管板均設置有多個換熱管安裝孔，相鄰的兩個管板的多個換熱管安裝孔一一對應同軸設置。至少兩個管板中最靠近殼體的管板的換熱管安裝孔為臺階孔，至少兩個管板中最遠離殼體的管板的換熱管安裝孔為螺紋孔，螺紋孔處設置有與螺紋孔配合的螺紋堵頭。多根換熱管安裝于對應的換熱管安裝孔內且多根換熱管的軸向相互平行，多根換熱管與至少兩個管板連接的外壁套設有第一套環和第一密封件。該多管板換熱器有效地提高了換熱器的密封性能和耐溫耐壓性能。
【專利說明】
多管板換熱器
技術領域
[0001]本實用新型涉及化工設備領域，具體而言，涉及一種多管板換熱器。
【背景技術】
[0002]換熱器廣泛用于工業上熱量交換。換熱器通常是由封頭、管板、法蘭、換熱管、折流板及工藝管口組成。與本實用新型相關的技術中，現有的換熱器主要有金屬換熱器、單管板非焊接式換熱器、非焊接式雙管板換熱器。
[0003]其中，金屬換熱器采用焊接式，某些金屬如鉭材防腐性能雖好，但是對制造能力的要求很高，焊接是技術瓶頸。目前國內掌握此技術的生產廠家很少。因而采購成本很高，影響了市場的推廣和廣泛應用。
[0004]單管板非焊接式換熱器的管板被法蘭夾持，通過螺栓、墊圈、螺母等施加力壓緊墊片以達到主墊片的密封;換熱管外側套有墊片及O型圈以形成換熱管與管板間的密封組件，并通過螺紋堵頭(中心帶孔，不影響介質流通)施加壓緊力壓縮密封組件到達密封。其管板通常為非金屬或金屬表面覆蓋非金屬防腐層，管孔螺紋是在非金屬表面或者較薄的金屬防腐層上加工的。此螺紋無法承受較大壓力或/和較高溫度。在較大壓力和/或較高溫度作用下，密封得不到有效保證，容易失效。換熱管處出現泄漏時，不能夠及時發現，也得不到及時處理，造成了潛在隱患甚至導致事故發生。從而限制了此類產品在行業中的應用。
[0005]非焊接式雙管板換熱器，常見的雙管板換熱器，設置有內、外兩塊管板，可以防止管、殼程種物料間的相互接觸。兩管板間形成一觀察腔，便于及時發現泄漏。當壓力或溫度較高時，管板容易發生變形。對靠近管板中間的螺栓施加力對降低管板的變形起到一定的作用，但是這種力并不能均勻的作用到每根換熱管上，因而各換熱管處密封組件得到的壓緊力大小不等同。靠近螺栓和螺栓處的換熱管密封組件得到的壓緊力大，優先獲得密封。而此時可能存在部分換熱管的墊片得不到足夠的壓緊力，不能實現密封。此時若繼續加大螺柱及螺栓對墊片壓緊力，可能導致已經密封好的墊片過壓而損壞。另一方面，各管板孔及各密封件或協助密封的構件尺寸會存在差異，使得不能用整體施加力的辦法來處理個別點泄漏的問題。換熱管上的密封組件一旦損壞，即使是個別損壞，要想更換也不得不將外管板取下才能更換。即使損壞一個墊片，也要重新安裝所有的換熱管及換熱管上密封組件。因此維修和停產時間長，會給設備用戶帶來較大的停產損失。因此，此結構沒有綜合考慮設備后期的維修、運行成本，結構設計本身存在一定的缺陷。并且該技術提供的雙管板雖有監測泄漏的功能，但是無后續應對措施。發生泄漏后只能停工檢修，導致生產停工，造成經濟損失。
[0006]綜上所述，現有的換熱器普遍存在密封效果差，安全可靠性以及耐溫耐壓性較差的問題。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種多管板換熱器，以有效地提高換熱器的密封性能、安全性能及耐溫耐壓性能。
[0008]本實用新型是這樣實現的:
[0009]—種多管板換熱器，包括殼體、第一封頭、第二封頭以及多根換熱管。第一封頭與第二封頭分別連接于殼體的兩端，第一封頭與殼體之間設置有至少兩個管板，每個管板均設置有多個換熱管安裝孔，相鄰的兩個管板的多個換熱管安裝孔一一對應，且一一對應的任意兩個換熱管安裝孔均同軸設置。至少兩個管板中最靠近殼體的管板的換熱管安裝孔為臺階孔，至少兩個管板中最遠離殼體的管板的換熱管安裝孔為螺紋孔，螺紋孔處設置有與螺紋孔配合的螺紋堵頭。多根換熱管安裝于對應的換熱管安裝孔內且多根換熱管的軸向相互平行，多根換熱管與至少兩個管板連接的外壁套設有第一套環和第一密封件。
[0010]進一步地，本實用新型的較佳實施例中，上述至少兩個管板為三個管板，三個所述管板沿遠離所述殼體的方向依次為第一管板、第二管板、第三管板，第三管板的邊緣設置有管板法蘭，殼體的兩端均設置有殼體法蘭，管板法蘭與殼體法蘭之間通過螺柱連接。
[0011 ]進一步地，本實用新型的較佳實施例中，上述第一密封件包括至少兩個第一O型圈，相鄰兩個第一 O型圈之間設置有環形墊片。
[0012]進一步地，本實用新型的較佳實施例中，上述螺紋堵頭為的中間設置有通孔，螺紋堵頭的內壁與換熱管的外壁之間設置有間隙，第一套環設置有第一信號孔，第一信號孔與通孔連通。
[0013]進一步地，本實用新型的較佳實施例中，上述至少兩個管板之間均設置有防止至少兩個管板發生變形的拉撐結構。
[0014]進一步地，本實用新型的較佳實施例中，上述拉撐結構包括第一螺栓、第二螺栓以及拉撐堵頭，第一螺栓的一端螺紋連接于最靠近殼體的管板，另一端設置有帶凸臺的端頭，端頭設置有螺紋連接孔，端頭與拉撐堵頭抵接，拉撐堵頭螺紋連接于最遠離殼體的管板，第二螺栓的一端穿過拉撐堵頭與端頭的螺紋連接孔對應的內壁連接，凸臺與對應的管板的連接處均設置有第二O型圈。
[0015]進一步地，本實用新型的較佳實施例中，上述靠近殼體的兩個管板的連接處的外側設置有第二密封件，靠近殼體的兩個管板與第二密封件之間圍成第一安全腔。
[0016]進一步地，本實用新型的較佳實施例中，上述第二密封件包括浮動環、第二套環、壓環以及兩個第三O型圈，第二套環套設于靠近殼體的兩個管板的外側，兩個第三O型圈分別套設于靠近殼體的兩個管板的外側，浮動環與壓環通過螺栓連接，壓環的底端壓緊兩個第三O型圈。
[0017]進一步地，本實用新型的較佳實施例中，上述壓環與對應的管板分別設置有相互配合的定位槽，定位槽內設置有定位塊。
[0018]進一步地，本實用新型的另一個較佳實施例中，靠近殼體的兩個管板相對的連接面邊緣設置有密封墊片，密封墊片與靠近殼體的兩個管板相對的連接面之間圍成第二安全腔，靠近殼體的兩個管板設置有一個或多個與第二安全腔連通的工藝接口。
[0019]本實用新型實現的有益效果:通過在第一封頭與殼體之間分別設置有至少兩個管板，每個管板均設置有多個換熱管安裝孔，相鄰的兩個管板的多個換熱管安裝孔一一對應，且一一對應的任意兩個換熱管安裝孔均同軸設置，多根換熱管安裝于對應的換熱管安裝孔內且多根換熱管的軸向相互平行。從而通過至少兩個管板對換熱管進行安裝固定，至少兩個管板之間能夠起到相互拉撐作用，使得管板不容易變形，進而換熱管不容易發生泄漏，安全性更強，耐溫耐壓性能也得到了提高。至少兩個管板中最靠近殼體的管板的換熱管安裝孔為臺階孔，至少兩個管板中最遠離殼體的管板的換熱管安裝孔為螺紋孔，螺紋孔處設置有與螺紋孔配合的螺紋堵頭，且多根換熱管與至少兩個管板連接的外壁套設有第一套環和第一密封件。從而使得螺紋堵頭和換熱管之間，在軸向上存在一定預留空間，供換熱管在軸向上自由伸縮，解決了換熱管與管板間由于結構性約束產生的變形不協調，導致泄漏的問題。且每一個螺紋堵頭對應一個換熱管的密封點。當某個密封點出現泄漏時，只需單獨緊固泄漏點處的螺紋堵頭，避免出現現有技術中受力不均勻的問題。且當某一換熱管處密封墊片損壞時，無需整體拆卸管束，無需逐根重新安裝換熱管及其密封組件。從而提高了換熱管和管板之間的密封性能和安全性，也便于對換熱器的換熱管檢修和更換。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖，但從本質上并沒有脫離本實用新型各技術方案的范圍。
[0021]圖1為本實用新型的第一實施例提供的多管板換熱器的結構示意圖；
[0022]圖2為圖1中A處的局部放大圖；
[0023]圖3為本實用新型的第二實施例提供的多管板換熱器的結構示意圖；
[0024]圖4為圖3中B處的局部放大圖；
[0025]圖5為圖3中C處的局部放大圖；
[0026]圖6為圖3中D處的局部放大圖；
[0027]圖7為本實用新型的第三實施例提供的多管板換熱器中安全腔處的局部結構示意圖；
[0028]圖8為本實用新型的第二實施例提供的多管板換熱器中防止第二管板旋轉的定位塊的第一種示意圖；
[0029]圖9為本實用新型的第二實施例提供的多管板換熱器中防止第二管板旋轉的定位塊的第二種示意圖；
[0030]圖10為本實用新型的第四實施例提供的多管板換熱器的安全腔處的局部結構示意圖。
[0031]附圖標記匯總:螺柱101;第一螺母102;第一墊片103;固定螺栓104;第二螺母105;第二墊片106;殼體110;殼體法蘭111;第一封頭120;封頭法蘭121;管箱法蘭122;換熱管130;第一管板140;臺階孔141;凸臺142;第二管板150;螺紋孔151;第一密封件160;第一O型圈161;環形墊片162;第一套環170;第一信號孔171;螺紋堵頭180;通孔181;契形墊182;第三管板190;管板法蘭191;第一螺栓210;端頭211;第二O型圈212;第二螺栓220;拉撐堵頭230;浮動環301;第二套環302;壓環303;第三O型圈304;第三螺栓305;支耳306;墊環307;第一安全腔308;第二信號孔309;第一工藝接口310;密封墊片311;第二工藝接口 312;定位塊313;第二安全腔314。
【具體實施方式】
[0032]下面通過具體的實施例子并結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0033]第一實施例
[0034]參見附圖1，本實施例提供的一種多管板換熱器，包括殼體110、第一封頭120、第二封頭(圖未示)以及多根換熱管130。
[0035]第一封頭120與第二封頭分別連接于殼體110的兩端，第一封頭120與殼體110之間設置有第一管板140和第二管板150，第一管板140固定連接于殼體110，第二管板150固定連接于第一封頭120。第一管板140和第二管板150之間的板面平行設置，且第一管板140與第二管板150之間設置有用于連接的帶缺口的墊環(圖未示)，使得第一管板140與第二管板150之間具有一定的間隙。第一封頭120設置有用于連接的封頭法蘭121，殼體設置有用于連接的殼體法蘭111，第二管板150與第一封頭120之間還設置有管箱法蘭122。殼體法蘭111、封頭法蘭121以及管箱法蘭122之間通過多根螺柱101連接在一起，多根螺柱101的兩端設置有用于鎖緊的第一螺母102，在第一螺母102與殼體法蘭111以及封頭法蘭121之間均設置有第一墊片103，第一墊片103為環形，以便于連接地更加穩固。第一管板140和第二管板150被夾持在管箱法蘭122和殼體法蘭111之間，第一管板140與殼體法蘭111的連接處設置有第二墊片106。多根螺柱101均勻分布于殼體法蘭111，當旋擰螺母102時，各法蘭間及法蘭與管板間墊片106被壓緊，使得交界面處實現密封。
[0036]第一管板140和第二管板150均設置有多個換熱管安裝孔，第一管板140和第二管板150的多個換熱管安裝孔一一對應，且一一對應的任意兩個換熱管安裝孔均同軸設置。本實施例中，第一管板140的換熱管安裝孔為臺階孔141，臺階孔141遠離殼體110的一端的孔徑較大，從而如圖2所示具有凸臺142。第二管板150的換熱管安裝孔為螺紋孔151，螺紋孔151處設置有與螺紋孔151配合的螺紋堵頭180，多根換熱管130安裝于對應的換熱管安裝孔內且多根換熱管130的軸向相互平行，從而將換熱管130安裝在換熱管安裝孔中時，可以通過螺紋堵頭180對換熱管130進行固定。
[0037]參見附圖2，多根換熱管130對應換熱管安裝孔處的外壁套設有第一密封件160和第一套環170。第一密封件160包括至少兩個第一 O型圈161，相鄰兩個第一 O型圈161之間設置有環形墊片162。具體地，本實施例中，兩個第一O型圈161套設與第一管板140的凸臺142處，其中一個第一 O型圈161與凸臺142之間設置有環形墊片162，第一套環170的一端抵接于第一密封件160，即抵接在一個環形墊片162上對第一O型圈161進行擠壓達到密封的目的。第一套環170的另一端抵住螺紋堵頭180。螺紋堵頭180設置有外螺紋能夠旋擰在螺紋孔151內，從而對第一套環170施加作用力。
[0038]進一步地，參見附圖2，螺紋堵頭180為的中間設置有通孔，螺紋堵頭180的內壁與換熱管130的外壁之間設置有間隙，第一套環170設置有第一信號孔171，第一信號孔171與通孔181連通。螺紋堵頭180和換熱管130之間在軸向上存在一定預留空間，從而可以供換熱管在軸向上自由伸縮，解決了換熱管130與管板間存在的變形不協調而產生的泄漏問題。發生泄漏時，泄漏的物料可以沿第一信號孔171從換熱管130的外壁從螺紋堵頭180的通孔181流出，從而可以很好地判斷是哪根換熱管130發生泄漏，進而直接通過旋擰對應的螺紋堵頭180對換熱管130進行更換和維修。因此，發生泄漏或者某一換熱管130處的密封組件損壞時，無需整體拆卸管束，也無需逐根重新更換換熱管130及第一套環170和第一密封件160組成的密封組件。有效地改善了現有換熱管130的密封組件更換難，停產維修時間長的問題。
[0039]參見附圖1，第一管板140和第二管板150之間還設置有多個固定螺栓104進行連接并用第二螺母105進行鎖緊。具體地，多個固定螺栓104連接的位置為第一管板140和第二管板150的中心到邊緣的中部位置。多根固定螺栓104及其配合的第二螺母105來改善管板中心部位從螺柱101處得到的鎖緊力不足的問題。從而使得第一管板140和第二管板150能夠更好地與換熱管130進行密封。
[0040]同樣地，第二封頭與殼體110之間的連接結構與第一封頭120與殼體110之間的結構相同，其內部換熱管130兩端的固定連接方式相同，該多管板換熱器兩端的結構相互對稱設置。當然，其他實施例中，第二封頭的一端的換熱管130的連接方式也可以采用焊接式。[0041 ] 第二實施例
[0042]參見附圖3及附圖6，本實施例提供的多管板換熱器，也包括殼體110、第一封頭120、第二封頭(圖未示)以及多根換熱管130。
[0043]第一封頭120與第二封頭分別連接于殼體110的兩端，第一封頭120與殼體110之間設置有第一管板140、第二管板150和第三管板190，第一管板140、第二管板150和第三管板190沿遠離殼體110的方向依次設置。第三管板的邊緣設置有管板法蘭。第一管板140和第二管板150、第三管板190的板面均相互平行設置。第一封頭120設置有用于連接的封頭法蘭121，殼體設置有用于連接的殼體法蘭111，第三管板190設置有管板法蘭191，殼體法蘭111、封頭法蘭121以及管板法蘭191之間通過多根螺柱101連接在一起，多根螺柱101的兩端設置有用于鎖緊的第一螺母102，在第一螺母102與殼體法蘭111以及封頭法蘭121之間均設置有第一墊片103，以便于連接地更加穩固。第一管板140和第二管板150被夾持在第三管板190和殼體法蘭111之間。多根螺柱101均勻分布于殼體法蘭111，從而使得連接后夾持在中間的第一管板140和第二管板150的受力能夠更加均勻，當旋擰螺母102時，各管板間及法蘭與管板間墊片106被壓緊，使得交界面處實現密封。
[0044]第一管板140和第二管板150以及第三管板190均設置有多個換熱管安裝孔，第一管板140、第二管板150以及第三管板190的多個換熱管安裝孔在對應的管板上分布的位置相同，即相鄰兩個管板的對應的任意三個換熱管安裝孔均同軸設置。本實施例中，第一管板140的換熱管安裝孔也為臺階孔141，其形狀結構參見第一實施例。本實施例中，第二管板150的換熱管安裝孔為光孔，第三管板190的換熱管安裝孔為螺紋孔，螺紋孔處也設置有與螺紋孔配合的螺紋堵頭180，多根換熱管130安裝于對應的換熱管安裝孔內且多根換熱管130的軸向相互平行，從而將換熱管130安裝在換熱管安裝孔中時，可以通過螺紋堵頭180對換熱管130進行固定。
[0045]參見附圖4，多根換熱管130對應換熱管安裝孔處的外壁套設有第一密封件160和第一套環170。第一密封件160包括至少兩個第一 O型圈161，相鄰兩個第一 O型圈161之間設置有環形墊片162。具體地，本實施例中，包括4個第一O型圈161，其中兩個第一O型圈161套設與第一管板140的凸臺142處，第一 O型圈161與凸臺142之間設置有環形墊片162。第一套環170的數量為兩個，兩個第一套環170之間設置有兩個第一O型圈。其中一個第一套環170的一端抵住螺紋堵頭180。螺紋堵頭180設置有外螺紋能夠旋擰在螺紋孔151內，從而對第一O型圈161及環形墊片162施加壓緊力，實現密封。當然，其他實施例中第一套環170和第一O型圈的數量可以進行調整。
[0046]進一步地，參見附圖4，螺紋堵頭180為的中間設置有通孔，螺紋堵頭180的內壁與換熱管130的外壁之間設置有間隙，靠近螺紋堵頭180的第一套環170設置有第一信號孔171，第一信號孔171與通孔181連通。契形墊182的外側與換熱管安裝孔通過螺紋堵頭180施加壓緊力后緊貼而實現兩者接觸面的密封，契形墊182與換熱管130的外壁具有縫隙，可供流體通過。螺紋堵頭180和換熱管130之間在軸向上存在一定預留空間，從而可以供換熱管在軸向上自由伸縮，解決了換熱管130與管板間存在的變形不協調而產生的泄漏問題。發生泄漏時，泄漏的物料可以沿第一信號孔171從換熱管130的外壁從螺紋堵頭180的通孔181流出，從而可以很好地判斷是哪根換熱管130發生泄漏，進而直接通過旋擰對應的螺紋堵頭180對換熱管130進行更換和維修。因此，發生泄漏或者某一換熱管130處的密封組件損壞時，無需整體拆卸管束，也無需逐根重新更換換熱管130及其有第一套環170和第一密封件160組成的密封組件。有效地改善了現有換熱管130的密封組件更換難，停產維修時間長的問題。
[0047]換熱管130與第一管板140、第二管板150間不采用約束式(如焊接或脹接)連接，常常是因為介質腐蝕性很強。為了具備較好的防腐蝕能力，第一管板140以及第二管板150或/和換熱管130采用的是非金屬，或者第一管板140和第二管板150為金屬，換熱管130為非金屬。而其與第一管板140和第二管板150間的連接存在不能采用約束式連接或采用約束式連接，成本太高不經濟的缺點。并且防腐管板經常采用非金屬，其剛性較差，不能耐高壓和/或高溫。本實施例中，通過設置第三管板190，第三管板190是一個結構管板，其與換熱管130本身不存在直接的密封關系。當管程介質走非腐蝕性物料時，第三管板190可以采用廉價且剛性好的金屬，此時用于換熱管130處密封的螺紋堵頭180可以采用金屬件。這樣相互咬合的螺紋為金屬，能夠傳遞的力比非金屬螺紋緊固件更大。其相較于非金屬的管板上的螺紋能夠承受的壓力和溫度會得到顯著的提高。從而通過第三管板190的設置可以更好的對第一管板140和第二管板150起到緊固和壓合的作用，能夠有效地防止第一管板140和第二管板150在溫度和/或壓力載荷的作用下發生形變，從而增強了換熱管130與第一管板140和第二管板150連接的密封性，不容易使得換熱管130處發生泄漏。
[0048]進一步地，參見附圖3，附圖5，第一管板140、第二管板150以及第三管板190之間設置有防止第一管板140、第二管板150以及第三管板190發生變形的拉撐結構。
[0049]具體地，拉撐結構包括第一螺栓210、第二螺栓220以及拉撐堵頭230，第一螺栓210的一端螺紋連接于第一管板140，第一管板140設置有與第一螺栓210的螺紋端配合的螺紋孔，螺紋孔的一端封閉。第一螺栓210的另一端設置有具有多個凸臺的端頭211，多個凸臺設置在端頭211靠近第一管板140的一端，第二管板150設置有與多個凸臺匹配的臺階通孔。端頭211遠離第一管板140的一端設置有螺紋連接孔，端頭211與拉撐堵頭230的一端抵接，拉撐堵頭230螺紋連接于第三管板190，拉撐堵頭230設置有通孔，第二螺栓220的一端穿過拉撐堵頭230的通孔與端頭211的螺紋連接孔對應的內壁連接，同時第二螺栓220也對拉撐堵頭230進行鎖緊，多個凸臺與第二管板150的連接處均設置有第二O型圈212。本實施例中，端頭211設置有兩個凸臺，兩個凸臺與第二管板150之間設置有兩個第二O型圈。當然，其他實施例中，凸臺及第二O型圈的數量不限于圖中所示。
[0050]當第三管板190與第一封頭120形成的管程側為換熱介質熱水(腐蝕性弱)，第一管板140與殼體法蘭111等形成的殼程為工藝物料時，第三管板190可以采用純金屬管板碳鋼或不銹鋼，第二管板150可以采用非金屬管板，第一管板140采用防腐蝕材料。第二管板150及第一管板140如果均為易形變的非金屬材料(即容易發生密封失效)。同等厚度下，金屬材質的第三管板190的剛性遠好于非金屬的第一管板140及第二管板150的剛性，因而其抵抗變形的能力強，在在溫度和/或壓力載荷的作用下，第三管板190向兩側形變的傾向小。
[0051]在分析拉撐結構的密封實現時，視剛性好的金屬材料第三管板190為理想的剛性體，其在軸向上不發生形變。此時，第一管板140和第二管板150存在以下幾種相對位移趨勢:當第二管板150相對第一管板140靠攏且遠離第三管板190時，第二管板150被第三管板190通過第二螺栓220拉住，此時兩個第二 O型圈212處于松弛的趨勢。通過緊固拉撐堵頭230即可進一步壓緊兩個第二O型圈212，實現密封。上述過程中，第三管板190對第二管板150有拉的作用，第二管板150對第一管板140有拉的作用，從而使得第二管板150和第一管板140的變形受到第三管板190的約束，進而二者不容易發生形變。
[0052]第一管板140和第三管板190均相對遠離第二管板150時，此時兩個第二 O型圈212趨于壓緊，第一管板140被第一螺栓210拉住，從而第二管板150對第一管板140具有拉的作用，第三管板190對第二管板150具有拉的作用，從而使得第二管板150和第一管板140的變形也受到第三管板190的約束，進而二者不容易發生形變。
[0053]第二管板150相對第一管板140靠近，且同時相對第三外管板靠近時，此時兩個第二O型圈212趨于松弛，第三管板190通過拉撐堵頭230撐住第二管板150阻止其靠近，同時，第二管板150通過第一螺栓210撐住第一管板140并阻止其靠近。此時如果發生泄漏，可以緊固拉撐堵頭230來進一步壓緊第二 O型圈212。上述過程，第三管板190對第二管板150起到撐的作用，第二管板150對第一管板140起到撐的作用，從而使得第一管板140和第二管板150的變形受到約束。
[0054]第二管板150相對第一管板140遠離，且相對第三管板190靠近時，此時第二 O型圈趨于壓緊，第二管板150被緊固在第一管板140上的第一螺栓210拉住，且同時被固定在第三管板190上的拉撐堵頭撐住。上述過程第三管板190對第二管板150具有撐的作用，第一管板140對第二管板150具有拉的作用，從而使得第二管板150的形變受到約束。
[0055]綜上所述，通過上述的拉撐結構可以使得三個管板之間能夠相互約束，更有效地防止第一管板140和第二管板150發生形變，從而更有利于換熱管130和第一管板140以及第二管板150之間的密封，且耐溫耐壓性能得到較大提高，增強了換熱器的安全性。需要說明的是所提及的管板材料只是用于更清楚的說明拉撐結構的實現原理，不能作為對管板材料的指定或限制。
[0056]此外，該多管板換熱器的兩端的管板上均可以設置多個拉撐結構。
[0057]進一步地，附圖3，參見附圖6，附圖7，本實施例中，第一管板140和第二管板150的連接處的外側設置有第二密封件，第一管板140、第二管板150和第二密封件之間圍成第一安全腔308。具體地，第二密封件包括浮動環301、第二套環302、壓環303以及兩個第三O型圈304。
[0058]第二套環302套設于第一管板140和第二管板150的外側，并且第二套環302能夠在第一管板140和第二管板150的外壁上自由滑動。兩個第三O型圈304分別套設于第一管板140和第二管板150的外側且位于第二套環302的兩端，壓環303套設在第二管板150的外壁，且浮動環301與壓環303通過圓周方向的多個第三螺栓305進行連接，壓環303的底端設置有凸臺，該凸臺壓緊兩個第三O型圈304，從而將第三螺栓305的螺栓力傳遞給第二套環302和兩個第三O型圈304，實現第三O型圈的壓縮，進而實現浮動環301的內壁第二管板150以及第一管板140的外壁間形成密封。
[0059]第一管板140和第二管板150連接面的邊緣設置有墊環307，墊環307帶有缺口，不是一個整圓，從而通過墊環307使得第一管板140和第二管板150之間具體一定的空隙，從而能夠形成密閉的第一安全腔308。
[0060]本實施例中，第一安全腔308設置有多個工藝接口，從工藝接口可以通入一定壓力的氮氣(或其它介質，但需確保此介質與設備內的工藝介質或換熱介質接觸時，不產生任何的負面影響)，因此，第一安全腔308中便具備一定的壓力。當壓力高于其兩側腔時，就可以有效阻止兩側腔的流體介質流入高壓的第一安全腔308，進而使得管、殼程介質無法接觸。當無法使第一安全腔308的壓力同時高于其兩側腔的壓力時，可以優先考慮高于其中某一腔體的壓力。這樣可以阻止或降低第一安全腔308兩側物料接觸的機會，避免接觸后產生爆炸事故或其它不良后果。同時，第一安全腔308通入一定壓力的氮氣后，在一定情況下，還可以降低各管板兩側壓力差，從而有利于防止管板變形，對密封也起到積極作用。
[0061 ] 第一安全腔308有浮動環301和壓環303，將第一管板140和第二管板150環抱在內。尤其是當第一管板140和第二管板150為非金屬材料時，非金屬材料在較大載荷和/或較高溫度的作用下，形狀不穩定。浮動環301和壓環303的存在有利于維持管板的形狀，減弱外力對管板作用而產生的變形，從而有助于密封。
[0062]當無浮動環301和壓環303時，兩各自獨立的管板，在自重的影響，會相對設備軸線下垂。下垂的量不能保持完全一致，導致第一管板140和第二管板150相對應換熱管安裝孔同心度差，影響了換熱管130的安裝。特別是容易造成碳化硅或石墨管等易損材質的換熱管130的折斷損壞。而設置有浮動環301和壓環303后，通過將浮動環301與壓環303緊固后，使得浮動環301與壓環303與第一管板140和第二管板150形成一個整體。各相關件尺寸設計合理時，有助于第一管板140和第二管板150的各換熱管安裝孔保持同心，使換熱管安裝孔不會出現錯位的情況，這樣便于安裝和保護換熱管130。且第一管板140和第二管板150形成整體后，其部分重量由支耳306(若干)傳遞給螺柱101，減輕了第一管板140和第二管板150重量對換熱管130的載荷，也有利于密封和保護換熱管130。
[0063]由此可見，第一安全腔308的結構具備多種強大功能，既保護了換熱管130，又大大提高了密封的可靠性。
[0064]同樣地，第二封頭與殼體110之間的連接結構與第一封頭120與殼體110之間的結構相同，其內部換熱管130兩端的固定連接方式相同，該多管板換熱器兩端的結構相互對稱設置。當然，其他實施例中，第二封頭的一端的換熱管130的連接方式也可以采用約束式，以減少潛在的泄漏點。
[0065]第三實施例
[0066]本實施例中提供的多管板換熱器是在第二實施例的基礎上的改進，第一實施例中公開的技術內容在此不再贅述，第一實施例公開的內容也屬于本實施例公開的內容。
[0067]參見附圖7，設置有與第一安全腔308連通的多個第一工藝接口310。具體地，第一工藝接口 310通過設置在第二套環302上的第二信號孔309與第一安全腔308連通。將第一安全腔308在常壓或一定壓力下封閉各第一工藝接口 310，在某個第一工藝接口 310連接壓力開關或者危險介質的探測器。壓力開關可以獲取壓力變化，同時考慮在密閉環境下，溫度的升降對原有氣態介質壓力升降的影響，來得知是否產生泄漏。當連接危險介質探測器時，可獲取泄漏的相關?目息，并提醒米取相關措施。
[0068]此外，還可以從第一工藝接口310通入某種介質，去中和或吸收(或其它的某種化學作用)從兩側泄漏至第一安全腔308中的危險物料。將危險或腐蝕物料轉化為安全的物料，并從其它第一工藝接口310排出。這樣，在發生泄漏時我們可以視泄漏的物料來判斷是否需要停工檢修。甚至出現小泄漏時，即使不處理，設備依然可以安全穩定運行，無需停產便可應對不太嚴重的泄漏問題。
[0069]進一步地，參見附圖7，附圖8，附圖9，壓環303與第二管板150分別設置有相互配合的定位槽，定位槽內設置有定位塊313，以防止第一管板140和第二管板150發生扭轉而損壞換熱管130。
[0070]如圖7中L1、L2、L3的尺寸，使浮動環301與第二套環302、壓環303以及第三O型圈304組成的第二密封件在管板外側自由滑動，且每個第三O型圈304始終位于各自管板上。并考慮管板件的多個墊片的累計壓縮量，合理設置LI，使其不影響螺柱101的緊固，不妨礙墊片的壓縮。
[0071]第四實施例
[0072]參見附圖10，本實施例中提供的多管板換熱器是在第二實施例的基礎上的改進，第一實施例中公開的技術內容在此不再贅述，第一實施例公開的內容也屬于本實施例公開的內容。
[0073]本實施例中不同于第二實施例之處在于，本實施例中取消了壓環結構，第一管板140和第二管板150相對的連接面邊緣設置有密封墊片311，密封墊片311與第一管板140和第二管板150共同圍成第二安全腔314，第一管板140或第二管板150設置多個與第二安全腔314連通的第二工藝接口 312。通過上述的安全腔結構也能夠實現第三實施例中的第一安全腔308的功能。
[0074]綜上所述，通過在第一封頭與殼體之間設置有至少兩個管板，每個管板均設置有多個換熱管安裝孔，相鄰的兩個管板的多個換熱管安裝孔一一對應，且一一對應的任意兩個換熱管安裝孔均同軸設置，多根換熱管安裝于對應的換熱管安裝孔內且多根換熱管的軸向相互平行。從而通過至少兩個管板對換熱管進行安裝固定，至少兩個管板之間能夠起到拉或撐的作用，使得管板不容易變形，進而換熱管不容易發生泄漏，安全性更強，且提高了耐溫耐壓性能。至少兩個管板中最靠近殼體的管板的換熱管安裝孔為臺階孔，至少兩個管板中最遠離殼體的管板的換熱管安裝孔為螺紋孔，螺紋孔處設置有與螺紋孔配合的螺紋堵頭，且多根換熱管與至少兩個管板連接的外壁套設有第一套環和第一密封件。從而使得螺紋堵頭和換熱管之間，在軸向上存在一定預留空間，供換熱管在軸向上自由伸縮，解決了換熱管與管板間存在的上述變形不協調而產生的泄漏問題。且每一個螺紋堵頭對應一個換熱管的密封點。當某個密封點出現泄漏時，只需單獨緊固泄漏點處的螺紋堵頭，避免出現現有技術中受力不均勻的問題。且當某一換熱管處密封墊片損壞時，無需整體拆卸管束，無需逐根重新安裝換熱管及其密封組件。從而提高了換熱管和管板之間的密封性能和安全性，也便于對換熱器的換熱管檢修和更換。
[0075]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，上面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行了清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和表示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。
[0076]因此，以上對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0077]在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0078]在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“安裝”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
【主權項】
1.一種多管板換熱器，其特征在于，包括殼體、第一封頭、第二封頭以及多根換熱管，所述第一封頭與所述第二封頭分別連接于所述殼體的兩端，所述第一封頭與所述殼體之間設置有至少兩個管板，每個所述管板均設置有多個換熱管安裝孔，相鄰的兩個所述管板的多個換熱管安裝孔一一對應，且一一對應的任意兩個所述換熱管安裝孔均同軸設置，所述至少兩個管板中最靠近所述殼體的所述管板的換熱管安裝孔為臺階孔，所述至少兩個管板中最遠離所述殼體的所述管板的換熱管安裝孔為螺紋孔，所述螺紋孔處設置有與所述螺紋孔配合的螺紋堵頭，所述多根換熱管安裝于對應的所述換熱管安裝孔內且所述多根換熱管的軸向相互平行，所述多根換熱管與所述至少兩個管板連接的外壁套設有第一套環和第一密封件。2.根據權利要求1所述的多管板換熱器，其特征在于，所述至少兩個管板為三個所述管板，三個所述管板沿遠離所述殼體的方向依次為第一管板、第二管板、第三管板，所述第三管板的邊緣設置有管板法蘭，所述殼體的兩端均設置有殼體法蘭，所述管板法蘭與所述殼體法蘭之間通過螺柱連接。3.根據權利要求1所述的多管板換熱器，其特征在于，所述第一密封件包括至少兩個第一O型圈，相鄰兩個所述第一O型圈之間設置有環形墊片。4.根據權利要求1所述的多管板換熱器，其特征在于，所述螺紋堵頭的中間設置有通孔，所述螺紋堵頭的內壁與所述換熱管的外壁之間設置有間隙，所述第一套環設置有第一信號孔，所述第一信號孔與所述通孔連通。5.根據權利要求1所述的多管板換熱器，其特征在于，所述至少兩個管板之間設置有防止所述至少兩個管板發生變形的拉撐結構。6.根據權利要求5所述的多管板換熱器，其特征在于，所述拉撐結構包括第一螺栓、第二螺栓以及拉撐堵頭，所述第一螺栓的一端螺紋連接于最靠近所述殼體的所述管板，另一端設置有帶凸臺的端頭，所述端頭設置有螺紋連接孔，所述端頭與所述拉撐堵頭抵接，所述拉撐堵頭螺紋連接于最遠離所述殼體的所述管板，所述第二螺栓的一端穿過所述拉撐堵頭與所述端頭的螺紋連接孔對應的內壁連接，所述凸臺與對應的所述管板的連接處均設置有第二 O型圈。7.根據權利要求1所述的多管板換熱器，其特征在于，靠近所述殼體的兩個所述管板的連接處的外側設置有第二密封件，靠近所述殼體的兩個所述管板與所述第二密封件之間圍成第一安全腔。8.根據權利要求7所述的多管板換熱器，其特征在于，所述第二密封件包括浮動環、第二套環、壓環以及兩個第三O型圈，所述第二套環套設于靠近所述殼體的兩個所述管板的外側，兩個所述第三O型圈分別套設于靠近所述殼體的兩個所述管板的外側，所述浮動環與所述壓環通過螺栓連接，所述壓環的底端壓緊兩個所述第三O型圈。9.根據權利要求8所述的多管板換熱器，其特征在于，所述壓環與對應的所述管板分別設置有相互配合的定位槽，所述定位槽內設置有定位塊。10.根據權利要求1所述的多管板換熱器，其特征在于，靠近所述殼體的兩個所述管板相對的連接面邊緣設置有密封墊片，所述密封墊片與靠近所述殼體的兩個所述管板相對的連接面之間圍成第二安全腔，所述靠近所述殼體的兩個所述管板設置有一個或多個與所述第二安全腔連通的工藝接口。
【文檔編號】F28F9/013GK205718591SQ201620666687
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】李志典
【申請人】李志典