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换热器用复合管板及包含该复合管板的换热器的制作方法

换热器是将热流体的(部分)热量传递给冷流体的设备,又称热交换器,它在冶金、石油、化工、电力、食品、制药等领域具有广泛的应用。

现有的换热器中,尤其是碳化硅材料制成的换热管的换热器,其换热管的端部一般通过管板进行固定密封,即换热管的两端一般装设于两块管板上。换热器的腐蚀是大量的普遍存在的;目前在医药、化工行业,含有强酸、强碱性介质的回收是比较大的问题。因此,现有的换热器的管板中,较多的采用了聚四氟乙烯材料制成。

聚四氟乙烯材料可以抗各种酸碱和有机溶剂,具有优异的耐腐蚀介质性能;但是其不耐高温高压,机械强度有限,当制作成为换热器的管板时通常使用温度不超过150℃,使用压力不超过1.0MPa;超过这个范围聚四氟乙烯管板很容易变形,造成密封泄露和换热管(碳化硅换热管)断裂。目前,由于聚四氟乙烯管板变形而造成的使用设备损坏已经成为换热器(碳化硅换热器)不可回避的售后问题,因而大大增加了碳化硅换热器的制造成本,还影响了客户对碳化硅换热器的质量信誉度。

如何增加聚四氟乙烯管板的机械强度,以及提高聚四氟乙烯管板的使用温度成为碳化硅换热器制造的一大难题。因此,若能研究开发出可以大幅提高聚四氟乙烯管板的使用压力和使用温度的解决方案,将可以更好的促进碳化硅换热器在化工行业的应用推广。

鉴于此,特提出本实用新型。



技术实现要素:

本实用新型的第一目的在于提供一种换热器用复合管板,以缓解现有技术中存在的换热器的聚四氟乙烯管板的使用压力和使用温度有限,机械强度有限,容易变形的技术问题。

本实用新型的第二目的在于提供一种换热器,该换热器包括了上述的换热器用复合管板,能够大大增强聚四氟乙烯管板的整体机械强度,能够满足即使在较高压力和温度的工况条件下聚四氟乙烯管板的形变量在可接受范围内,避免因聚四氟乙烯管板形变造成的碳化硅换热器的损坏。

为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案为:

根据本实用新型的一个方面,本实用新型提供一种换热器用复合管板,依次包括金属孔板、聚四氟乙烯管板和金属加强板;

所述金属孔板、聚四氟乙烯管板和金属加强板通过连接件固定成为一个整体结构;

所述金属孔板和聚四氟乙烯管板之间,所述聚四氟乙烯管板和金属加强板之间均设置有密封件;

所述金属孔板和/或金属加强板的外表面喷涂耐腐蚀性材料。

作为进一步优选技术方案,所述耐腐蚀性材料包括PFA、F46、F2、F4和PO中的一种或多种;

优选地,所述耐腐蚀性材料为PFA。

作为进一步优选技术方案,所述连接件包括金属螺栓和非金属螺栓中的一种或两种;

优选地,所述连接件为金属螺栓。

作为进一步优选技术方案,所述密封件的材质包括全氟醚橡胶、氟橡胶、硅橡胶、聚丙酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、丁腈橡胶和膨体四氟带中的一种或多种;

优选地,所述密封件的材质为膨体四氟带。

作为进一步优选技术方案,所述金属孔板和金属加强板的材质分别独立地包括碳钢、不锈钢、铝合金、锌铝镁合金、锆金属和钽金属中的任意一种或多种。

作为进一步优选技术方案,所述聚四氟乙烯管板和所述金属加强板均设有供换热管穿设的通孔;

所述换热管的端部依次穿设于所述金属加强板的通孔和聚四氟乙烯管板的通孔,并通过密封填料组合件和丝堵固定和密封;

优选地,所述丝堵的材质为聚四氟乙烯。

作为进一步优选技术方案,所述金属孔板上设有开孔,所述开孔与所述聚四氟乙烯管板的通孔相适配。

根据本实用新型的另一个方面,提供一种换热器,包括壳体,所述壳体的两端均设置有封头,所述壳体与所述封头之间设置有上述的换热器用复合管板。

作为进一步优选技术方案,所述壳体内部设有多根换热管,多根所述换热管的轴向相互平行;所述换热管包括碳化硅换热管、氮化硅换热管和玻璃换热管中的一种或多种;

优选地,所述换热管为碳化硅换热管。

作为进一步优选技术方案,所述壳体与所述金属加强板之间设有垫片;

优选地,所述垫片的材质为包氟橡胶。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:

1、本实用新型提供的换热器用复合管板,在聚四氟乙烯管板的两侧分别设置了金属孔板和金属加强板,且金属孔板、聚四氟乙烯管板和金属加强板通过连接件固定成为一个整体,两两之间采用密封件进行密封,同时金属孔板和/或金属加强板的外表面喷涂耐腐蚀性材料;这种结构极大增强了聚四氟乙烯管板的整体机械强度,能够满足即使在较高压力和温度的工况条件下聚四氟乙烯管板的形变量在可接受范围内,避免因聚四氟乙烯管板形变造成的换热器的损坏,保证换热器的使用安全性。

2、本实用新型的换热器用复合管板中,作为聚四氟乙烯管板整体加强作用的金属孔板和金属加强板的制造成本可控,在降低整体造价成本的同时,选择具有适宜的金属材质,从而使得换热器能承受更高的压力和温度,提高了换热效果,使用和维护简便,适合大范围应用,更有利于碳化硅换热器的推广应用。

3、本实用新型的换热器安装时,将金属孔板、聚四氟乙烯管板和金属加强板通过连接件固定成为一个整体,且两两之间采用密封件进行密封,然后整体安装到换热器设备上即可,设备结构简单,安装和维护方便,延长了使用寿命且可靠性强,不需要频繁检修,降低了使用成本,使换热器尤其是碳化硅换热器适用的场合更加广泛,有利于碳化硅换热器的推广及应用。

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