專利名稱：管殼式換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種管殼式換熱器。
技術(shù)背景管殼式換熱器包括殼體及殼體內(nèi)壁上的折流板、設(shè)置在殼體內(nèi)的管束和設(shè)置在管束兩端 的端板等。通常將殼體內(nèi)的管束和設(shè)置在管束兩端的端板統(tǒng)稱為管殼式換熱器芯子，以下簡 稱芯子。目前，管殼式換熱器芯子的固定方式有浮頭式、固定管板式、U型管式等形式，此為現(xiàn) 有技術(shù)。但上述的固定方式各有其不足之處。浮頭式換熱器，管束一端的端板通過螺栓等連接件與殼體固定連接，稱為固定端板；而 另一端的端板沒有約束，稱為自由端板； 一般來說，在自由端板一側(cè)的殼體上還設(shè)置有可拆 卸的檢査蓋。芯子處于一端固定， 一端自由垂直懸掛或放于換熱器水平殼體內(nèi)的狀態(tài)，芯子 能自由伸縮，但芯子振動固有頻率低，芯子定位不準確，芯子極易隨冷卻介質(zhì)的沖擊、冷卻 介質(zhì)的脈動而發(fā)生共振，這種直接承受動力載荷的結(jié)構(gòu)，極易發(fā)生換熱器芯構(gòu)件和連接的強 度破壞、喪失穩(wěn)定、疲勞破壞和因過度變形而不能使用，常表現(xiàn)為冷卻管與固定端板脹接處 、焊接處的脫落，冷卻管與折流板發(fā)生相對位移而磨破泄漏。固定管板式換熱器，芯子兩端板和殼體制成一體，換熱器芯子與殼體無相對位移，芯子 的振動較小。在有較大熱應(yīng)力的場合，冷卻器殼體與冷卻器芯子的熱脹冷縮量不一致將造成 脹接處脫落，冷卻管變形裂紋，密封墊泄漏等問題，對于換熱器芯的制造尺寸、安裝技術(shù)要 求也較高，殼程清洗困難，要求殼程流體清潔且不結(jié)垢，兩流體溫差小于7(TC。此種方式在 換熱量較大、流體溫差較大、殼體與芯子熱脹冷縮量差異較大的場合不適用。U型管式換熱器，U型管式換熱器每根管子彎成U型，流體進出口分別安裝在同一端的兩 側(cè)，封頭內(nèi)用隔板分成兩室。每根管子可自由伸縮。適用于高溫、高壓的場合，但管內(nèi)清洗 困難，要求管內(nèi)流體清潔且不結(jié)垢，在流體存在沖擊、脈動的使用條件下也易發(fā)生如浮頭式 換熱器的故障現(xiàn)象。上述三種管殼式換熱器芯子的固定方式受到較多使用條件限制，還與換熱器兩種介質(zhì)的 管路布置方式有關(guān)，三種方式均可造成換熱器芯子的使用壽命縮短，冷卻介質(zhì)泄漏。特別是 應(yīng)用于活塞式壓縮機等存在沖擊、振動、溫差較大的設(shè)備時，芯子壽命大大縮短，檢修頻繁。因此，考慮可從改變芯子固定方式的角度來解決熱脹冷縮、振動等引起換熱器芯使用壽命 縮短的問題。實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有管殼式換熱器的芯子與殼體在熱脹冷縮時變形量不匹配的不足，本實用新 型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠在芯子與殼體變形量不匹配時自動補償以延長使用壽 命的管殼式換熱器。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是管殼式換熱器，包括殼體、管束和自 由端板，在自由端板和殼體之間設(shè)置有彈性定位結(jié)構(gòu)。本實用新型的有益效果是在芯子的自由端增加了彈性約束，利用彈性約束的變形解決 芯子與殼體變形量不匹配的問題；并通過提高芯子振動的固有頻率和抗介質(zhì)沖擊振動能力， 避免發(fā)生共振；在芯子處于垂直懸掛的情況下還能平衡芯子的部分重量，減輕管束與端板連 接處的受力，從而延長芯子的使用壽命。


圖l是本實用新型管殼式換熱器的局部示意圖。 圖2是本實用新型的另一示意圖。圖3是本實用新型適用于沒有檢査孔的換熱器示意圖。圖中標記為，殼體l，管束2，自由端板3，檢査孔蓋4，彈性元件5，彈性連接件6，導(dǎo)向 桿7，滑塊8。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。如圖l、圖2和圖3所示，本實用新型的管殼式換熱器，包括殼體l、管束2和自由端板3， 在自由端板3和殼體1之間設(shè)置有彈性定位結(jié)構(gòu)。彈性定位結(jié)構(gòu)使其芯子的自由端增加了彈性 約束，利用彈性約束的變形解決芯子與殼體變形量不匹配的問題，提高了在溫差較大的工況 下管殼式換熱器芯子的使用壽命。如圖1所示，所述彈性定位結(jié)構(gòu)可以簡單采用分別與自由端板3和殼體1連接的彈性元件 5，彈性元件5的強度和彈性適宜時，就可以起到彈性約束芯子端部的作用，但在受到頻繁振 動時，彈性元件5的使用壽命較短。更好的方案是，如圖2和圖3所示，所述彈性定位結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在自由端板3上的導(dǎo)向桿 7和與導(dǎo)向桿7滑動連接的滑塊8，滑塊8通過彈性連接件6與自由端板3連接，安裝后彈性連接 件6須保持一定的預(yù)應(yīng)力，導(dǎo)向桿7的長度小于自由端板3到殼體1內(nèi)壁之間的間距。導(dǎo)向桿7和滑塊8提高了芯子振動的固有頻率和抗介質(zhì)沖擊振動能力，提高了在沖擊、振動的工況下 管殼式換熱器芯子的使用壽命。如圖3所示，沒有檢査孔時，滑塊8與殼體1的內(nèi)壁通過接觸的方式定位。 如圖2所示，當(dāng)殼體1上設(shè)置有檢査孔和檢査孔蓋4時，滑塊8應(yīng)與檢査孔蓋4適配，此時 ，滑塊8最好為錐狀塊的結(jié)構(gòu)，直徑較大的一端靠近自由端板3，以便在芯子與殼體l之間的 變形量不匹配時自動補償。振動時，導(dǎo)向桿7用于芯子的定位，保證受到?jīng)_擊時芯子與殼體l不致發(fā)生碰撞而損壞， 同時滑塊8與導(dǎo)向桿7之間的摩擦力可以減少振動對于芯子和殼體1之間固定連接部分的沖擊 ，延長芯子的使用壽命，導(dǎo)向桿7的長度應(yīng)小于自由端板3到殼體1內(nèi)壁之間的間距，以保證 當(dāng)芯子有小量位移時導(dǎo)向桿7不會與殼體1內(nèi)壁磨擦而使滑塊8不起作用，調(diào)整導(dǎo)向桿7和滑塊 8之間的滑動間隙可使換熱器適應(yīng)不同程度的振動。無論換熱器水平還是垂直安裝，都能夠 起到減輕沖擊的作用。所述彈性連接件6宜采用彈簧，在芯子處于垂直懸掛的情況下還可以利用彈簧力平衡芯 子的部分重量，延長芯子的使用壽命。
權(quán)利要求1.管殼式換熱器，包括殼體(1)、管束(2)和自由端板(3)，其特征是在自由端板(3)和殼體(1)之間設(shè)置有彈性定位結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求l所述的管殼式換熱器，其特征是所述彈性定位結(jié)構(gòu) 包括分別與自由端板(3)和殼體(1)連接的彈性元件(5)。
3.如權(quán)利要求l所述的管殼式換熱器，其特征是所述彈性定位結(jié)構(gòu) 包括設(shè)置在自由端板(3)上的導(dǎo)向桿(7)和與導(dǎo)向桿(7)滑動連接的滑塊(8)，滑塊( 8)通過彈性連接件(6)與自由端板(3)連接，導(dǎo)向桿(7)的長度小于自由端板(3)到 殼體(1)內(nèi)壁之間的間距。
4.如權(quán)利要求3所述的管殼式換熱器，其特征是滑塊(8)為錐狀 塊，直徑較大的一端靠近自由端板(3)。
5.如權(quán)利要求3所述的管殼式換熱器，其特征是所述彈性連接件( 6)采用彈簧。
6.如權(quán)利要求3、 4或5所述的管殼式換熱器，其特征是殼體(1) 上設(shè)置有檢査孔和檢査孔蓋(4)，滑塊(8)與檢査孔蓋(4)適配。
專利摘要本實用新型公開了一種能夠在芯子與殼體變形量不匹配時自動補償以延長使用壽命的管殼式換熱器，該換熱器包括殼體、管束和自由端板，在自由端板和殼體之間設(shè)置有彈性定位結(jié)構(gòu)。本實用新型通過在芯子的自由端增加彈性約束，利用彈性約束的變形解決芯子與殼體變形量不匹配的問題，提高芯子振動的固有頻率和抗介質(zhì)沖擊振動能力，避免發(fā)生共振，在芯子處于垂直懸掛的情況下還能平衡芯子的部分重量，減輕管束與端板連接處的受力，延長芯子的使用壽命，特別適合于在沖擊、振動、溫差較大的工況下使用。
文檔編號F28D7/10GK201218677SQ200820300840
公開日2009年4月8日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者明 虞 申請人:攀枝花新鋼釩股份有限公司