一种全焊透换热器管箱的制作方法

1.本实用新型涉及换热器技术领域，更具体地说，涉及一种全焊接板式换热器的管箱。


背景技术：

2.换热器在化工、能源等行业有着广泛的应用，目前换热器的常用形式有管壳式、板翅式、板式以及一次表面等形式。其中板式换热器的管箱通常是将一根管材按一定比例剖开，两端折弯成直边段，外部与板束进行组焊，如图4所示，将封板与管子两端组焊形成一个管箱结构，由于该管箱外部闭合，无法在其内部进行施焊，故此类管箱与板束的焊接形式主要采用单侧焊接结构，而这种结构用于高温、高压工况时，因为不是内外全焊透结构，或者不能不用高压(大于30bar)，或者不能用于高温场合(大于350℃以上)。
3.因此，需提供一种能在满足管箱与板束的连接强度的情况下，适用于压力大于30bar，设计温度大于350℃(最高可达640℃)等场合的换热器管箱以解决上述提出的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种全焊透换热器管箱，所述换热器管箱包括半圆管、1/3圆管、直板、第一封板和第二封板，所述半圆管的一侧与板束间双面全焊透焊接，所述半圆管的另一侧与所述1/3圆管的一侧采用外部搭接形式焊接，所述1/3圆管的另一侧与所述直板采用外部搭接形式焊接，所述直板同时与板束通过双面全焊透焊接方式焊接，所述半圆管和所述1/3圆管的两端分别通过单面搭接角焊缝形式焊接有第一封板和第二封板，所述第一封板和第二封板与板束采用双面全焊透焊接。
5.本实用新型所提供的全焊透换热器管箱，还具有这样的特征，所述半圆管的一侧弯折形成直边段。
6.本实用新型所提供的全焊透换热器管箱，还具有这样的特征，所述直边段、所述直板、所述第一封板和所述第二封板的边缘处均设有45
°
外坡口。
7.本实用新型所提供的全焊透换热器管箱，还具有这样的特征，所述直板的宽度与所述直边段的宽度相同，所述直板的厚度与所述半圆管厚度相同。
8.本实用新型所提供的全焊透换热器管箱，还具有这样的特征，所述1/3圆管的一侧外表面与半圆管的内表面贴合弧长为5mm-10mm，另一侧焊接在直板的上表面。
9.本实用新型所提供的全焊透换热器管箱，还具有这样的特征，所述直边段与所述直板之间设有用于焊接的焊接间隙，所述焊接间隙不小于100mm。
10.本实用新型所提供的全焊透换热器管箱，还具有这样的特征，所述双面全焊透焊接为tig焊，tig焊的焊脚高度与所述半圆管厚度相同。
11.本实用新型所提供的全焊透换热器管箱，还具有这样的特征，所述单面搭接角焊缝的焊脚高度与所述半圆管厚度相同
12.本实用新型所提供的全焊透换热器管箱，还具有这样的特征，所述第一封板和所
述第二封板分别与半圆管、1/3圆管和直板组焊，采用单面角焊缝形式。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
14.本实用新型所提供的全焊透换热器管箱，采用分体式结构，实现了内外全焊透焊接，使得管箱与板束的连接满足强度要求，并且能够适用于压力大于30bar，温度大于350℃的场合，进而拓展了板式换热器的使用范围。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型的实施例所提供的全焊透换热器管箱的结构示意图；
17.图2为图1中g-g面的剖面图；
18.图3为本实用新型的实施例所提供的全焊透换热器管箱中的半圆管的弯折示意图；
19.图4为现有技术中的管箱结构的剖面图，
20.其中，
21.1：板束；2：第一封板；3：半圆管；4:1/3圆管；5：直板；φ：半圆管直径；δ：半圆管厚度；a：半圆管与1/3圆管贴合弧长；b：焊接间隙；k1：双面焊焊脚高度；k2：单面焊焊脚高度；m：直边段的宽度；n：直板的宽度。
具体实施方式
22.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型所提供的换热器管箱作具体阐述。
23.在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
25.术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。
26.如图1-3所示，本实用新型提供了一种全焊透换热器管箱，基于管箱长度较长，图1中仅仅示出第一封板所在端的结构示意图，所述换热器管箱包括半圆管3、1/3圆管4、直板
5、第一封板2和第二封板，所述半圆管3的一侧与板束1间双面全焊透焊接，所述半圆管3的另一侧与所述1/3圆管4的一侧采用外部搭接形式焊接，所述1/3圆管4的另一侧与所述直板5采用外部搭接形式焊接，所述直板5同时与板束1通过双面全焊透焊接方式焊接，所述半圆管3和所述1/3圆管4的两端分别通过单面搭接角焊缝形式焊接有第一封板2和第二封板，所述第一封板2和第二封板与板束1采用双面全焊透焊接。半圆管直径φ与1/3圆管4的直径相同，根据换热器介质、流速等参数确定，半圆管3与1/3圆管4的厚度相同，也可由同一根管材经数控切割而成。
27.在上述实施例中，该实用新型所提供的全焊透换热器管箱，通过1/3圆管4的增添，采用分体式结构，实现了内外全焊透焊接，该管箱与板束1连接处的强度增强，同时通过板束外部壳体与管箱的结合，有效地将板束冷、热两侧通道分离，不发生泄漏，提升两个不同温度介质在换热器内的传热效率，延长使用寿命，并且该管箱与板束的连接满足强度要求，并且能够适用于压力大于30bar，温度大于350℃的场合，进而拓展了板式换热器的使用范围。
28.在部分实施例中，所述半圆管3的一侧弯折形成直边段。所述直边段、所述直板5、所述第一封板1和所述第二封板的边缘处均设有45
°
外坡口。开坡口的设置确保了这几个零件分别与板束组件的焊接为全焊透结构，否则仅为普通角焊缝结构，未焊透。
29.在部分实施例中，所述直板的宽度n与所述直边段的宽度m相同，所述直板的厚度与所述半圆管厚度δ相同。
30.在部分实施例中，所述1/3圆管的一侧外表面与半圆管的内表面贴合弧a长为5mm-10mm，另一侧焊接在直板的上表面。
31.在部分实施例中，所述直边段与所述直板之间设有用于焊接的焊接间隙b，所述焊接间隙b不小于100mm。焊接间隙b的设置便于半圆管3、直板5与板束1之间的双面焊接。
32.在部分实施例中，所述双面全焊透焊接为tig焊，tig焊的焊脚高度k1与所述半圆管厚度δ相同。
33.在部分实施例中，所述单面搭接角焊缝的焊脚高度k2与所述半圆管厚度δ相同
34.在部分实施例中，所述第一封板2和所述第二封板分别与半圆管3、1/3圆管4和直板5组焊，采用单面角焊缝形式。
35.上述实施例所提供的全焊透换热器管箱的焊接流程如下：
36.(1)将半圆管3的一侧进行折弯，形成一段直边段；
37.(2)将带直边段的半圆管3与板束1进行组焊，直边段与板束1之间采用双面全焊透焊接形式；
38.(3)将直板5与板束1进行组焊，直板厚度与半圆管厚度δ一致，直板宽度n与半圆管直边段宽度m相近，其与半圆管的直边段之间具有一定的焊接间距b，同样采用双面全焊透焊接形式；
39.(4)将两端封板与板束1组焊，同样采用双面全焊透焊接形式；
40.(5)将1/3圆管4分别与半圆管3、直板5进行组焊，将1/3圆管4的一侧外表面与半圆管3的内表面贴合一定弧长，另一侧外表面与直板5的上表面接触，二处连接均采用外部搭接焊接形式，单面角焊缝成形；
41.(6)最后将封板2分别与半圆管3、1/3圆管4、直板5组焊，采用外部单面角焊缝形
式，全部组焊完成后即形成了换热器管箱。
42.随后将板束1外部壳体与管箱组焊，则将板束冷、热两侧通道隔离分开，使得两个不同温度的介质在换热器内进行有效地传热。
43.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种全焊透换热器管箱，其特征在于，所述换热器管箱包括半圆管、1/3圆管、直板、第一封板和第二封板，所述半圆管的一侧与板束间双面全焊透焊接，所述半圆管的另一侧与所述1/3圆管的一侧采用外部搭接形式焊接，所述1/3圆管的另一侧与所述直板采用外部搭接形式焊接，所述直板同时与板束通过双面全焊透焊接方式焊接，所述半圆管和所述1/3圆管的两端分别通过单面搭接角焊缝形式焊接有第一封板和第二封板，所述第一封板和第二封板与板束采用双面全焊透焊接。2.根据权利要求1所述的全焊透换热器管箱，其特征在于，所述半圆管的一侧弯折形成直边段。3.根据权利要求2所述的全焊透换热器管箱，其特征在于，所述直边段、所述直板、所述第一封板和所述第二封板的边缘处均设有45
°
外坡口。4.根据权利要求2所述的全焊透换热器管箱，其特征在于，所述直板的宽度与所述直边段的宽度相同，所述直板的厚度与所述半圆管厚度相同。5.根据权利要求1所述的全焊透换热器管箱，其特征在于，所述1/3圆管的一侧外表面与半圆管的内表面贴合弧长为5mm-10mm，另一侧焊接在直板的上表面。6.根据权利要求2所述的全焊透换热器管箱，其特征在于，所述直边段与所述直板之间设有用于焊接的焊接间隙，所述焊接间隙不小于100mm。7.根据权利要求1所述的全焊透换热器管箱，其特征在于，所述双面全焊透焊接为tig焊，tig焊的焊脚高度与所述半圆管厚度相同。8.根据权利要求1所述的全焊透换热器管箱，其特征在于，所述单面搭接角焊缝的焊脚高度与所述半圆管厚度相同。9.根据权利要求1所述的全焊透换热器管箱，其特征在于，所述第一封板和所述第二封板分别与半圆管、1/3圆管和直板组焊，采用单面角焊缝形式。

技术总结
本实用新型提供了一种全焊透换热器管箱，所述换热器管箱包括半圆管、1/3圆管、直板、第一封板和第二封板，所述半圆管的一侧与板束间双面全焊透焊接，所述半圆管的另一侧与所述1/3圆管的一侧采用外部搭接形式焊接，所述1/3圆管的另一侧与所述直板采用外部搭接形式焊接，所述直板同时与板束通过双面全焊透焊接方式焊接，所述半圆管和所述1/3圆管的两端分别通过单面搭接角焊缝形式焊接有第一封板和第二封板，所述第一封板和第二封板与板束采用双面全焊透焊接。该全焊透换热器管箱，采用分体式结构，实现了内外全焊透焊接，使得管箱与板束的连接满足强度要求，并且能够适用于压力大于30bar，温度大于350℃的场合，进而拓展了板式换热器的使用范围。换热器的使用范围。换热器的使用范围。


技术研发人员：董玉新 张婧婧 雷国庆
受保护的技术使用者：上海新奥节能技术有限公司
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2022/5/25