新型板翅式換熱器芯體下壓裝置

蔡蓮蓮 張輔乾 劉中山（佛山神威熱交換器有限公司,廣東 佛山 528000)

板翅式換熱器的研究始于20世紀30年代，由英國的馬爾斯頓·艾克歇爾瑟(Marston Excelsior)公司首次開發出銅及銅合金制板翅式換熱器，并將其用作航空發動機散熱器。此后的板翅式換熱器的制作材料更加的豐富多樣，如不銹鋼、鋁、鋁合金等。板翅式換熱器設備具有高效，輕便，結構緊湊的優點，而傳熱效率上相較于傳統的管殼式換熱器要提高20%—30%，成本上要降低50%。[1]目前板翅式換熱器現已廣泛應用于石油化工、航空航天、電子、原子能和機械等領域，并在利用熱能、回收余熱、節約原料、降低成本以及一些特殊用途上取得了顯著的經濟效益。

板翅式換熱器芯體的制造過程包括：預處理，隔板、翅片、導流片的組裝及調平，釬焊或非焊接的粘接。其中隔板、翅片、導流片的組裝及調平過程目前多以人工組裝以及調平為主，組裝效率較低，組裝形成的板翅式換熱器芯體的精度較差，勞動成本較高。因此，設計一種新型的板翅式換熱器芯體下壓裝置對于目前高效率，低能耗的工業生產來說尤為重要。

1 板翅式換熱器芯體結構

板翅式換熱器的內部結構形式多樣，但基本的組成單元相差不大，一般由翅片、隔板、封條、和導流片組成。在相鄰兩隔板間放置翅片、導流片以及封條組成一夾層，稱為通道，將這樣的夾層根據流體的不同方式疊置起來，釬焊成一整體便組成板束，板束是板翅式換熱器的核心，配以必要的封頭、接管、支撐等就組成了板翅式換熱器。

板翅式換熱器的翅片是其基本組成元件，換熱器的傳熱過程主要是通過翅片完成的，另一部分是由隔板直接傳熱完成。而翅片的形式大致可分為：平直翅片，多孔翅片鋸齒翅片、波紋翅片、釘狀翅片、百葉窗式翅片、片條翅片等[2-5]。.導流片和封頭的主要用途是均勻分配流體流過換熱器。如果導流片和封頭的組裝設計或是焊接不合理，就會影響到換熱器的換熱過程，使得換熱器內局部通道的熱阻發生變化，從而影響到換熱器的換熱效率。因此，在合理設計導流片和封頭的前提下，高效精確的組裝封頭和導流片尤為重要。

2 板翅式換熱器芯體裝配要求

由于板翅式換熱器芯體是由多個零件組合而成，焊接后的板翅式換熱器芯體需要有一定的產品形狀以及產品尺寸，因此焊接前芯體形狀和尺寸的定位尤為重要。

板翅式換熱器芯體是由多層隔板，翅片和封條相間疊加而成的，因此焊接裝配較為困難。很容易出現脫焊，上下平面凹凸不平的情況。如果板翅式換熱器芯體組裝直接在夾具上進行，就很容易使得產品的尺寸及形狀精度出現偏差；如果先于裝配夾具上完成芯體尺寸與形狀的定型，再移至焊接夾具上夾緊，也很容易在移動時出現各組件的偏移，產生偏差。因此，板翅式換熱器芯體組裝時要綜合考慮裝配和焊接的各種因素,在芯體組裝時盡可能的焊接夾具預先至于裝配夾具中，使得裝配芯體完成后可直接于焊接夾具中夾緊，避免由于芯體移動導致的尺寸偏移。焊接時可以使得裝配夾具（組裝裝置）與焊接夾具分離，將焊接夾具與芯體取出即可。

3 新型板翅式換熱器芯體下壓裝置設計

鑒于板翅式換熱器芯體組裝的設計要求，同時考慮到了環境的適應性，設計的可靠性，以及設備的實用經濟性，我廠綜合了各個因素，設計了一臺新型板翅式換熱器芯體下壓裝置。本臺新型板翅式換熱器芯體下壓裝置由11個基本組件構成：1-氣缸；2-C型支架；3-滑桿；

4 結語

新型板翅式換熱器芯體下壓裝置很好的解決了目前板翅式換熱器芯體制造中所出現的精度及效率較低的問題，完美的解決了人工下芯不正，芯體高度不一樣的問題。對于目前的板翅式換熱器芯體的制造具有重要的推動意義。

[1]凌祥,涂善東,陸衛權.板翅式換熱器的研究與應用進展[J].石油機械，2000，28（5）.

[2]漆波.百葉窗翅片式散熱器內對流—導熱耦合傳熱的數值模擬[D].重慶大學,2005.

[3]祝銀海,厲彥忠.C F D技術在平直和鋸齒形板翅式換熱器設計中的運用[J].家電科技,2006,3:52-54.

[4]祝銀海,厲彥忠.板翅式換熱器翅片通道中流體流動與傳熱的計算流體力學模擬[J].化工學報,2006,57(5):1102-1106.

[5]祝銀海,厲彥忠.一種新型板束結構的板翅式換熱器的數值模擬和優化設計[J].低溫工程,2005,3:40-44.