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(jì)30年代，由英國(guó)的馬爾斯頓·艾克歇爾瑟(Marston Excelsior)公司首次開(kāi)發(fā)出銅及銅合金制板翅式換熱器，并將其用作航空發(fā)動(dòng)機(jī)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(shè)備具有高效，輕便，結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，而傳熱效率上相較于傳統(tǒng)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(xiàn)已廣泛應(yīng)用于石油化工、航空航天、電子、原子能和機(jī)械等領(lǐng)域，并在利用熱能、回收余熱、節(jié)約原料、降低成本以及一些特殊用途上取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

板翅式換熱器芯體的制造過(guò)程包括：預(yù)處理，隔板、翅片、導(dǎo)流片的組裝及調(diào)平，釬焊或非焊接的粘接。其中隔板、翅片、導(dǎo)流片的組裝及調(diào)平過(guò)程目前多以人工組裝以及調(diào)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(dòng)成本較高。因此，設(shè)計(jì)一種新型的板翅式換熱器芯體下壓裝置對(duì)于目前高效率，低能耗的工業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)尤為重要。

1 板翅式換熱器芯體結(jié)構(gòu)

板翅式換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(dǎo)流片組成。在相鄰兩隔板間放置翅片、導(dǎo)流片以及封條組成一夾層，稱為通道，將這樣的夾層根據(jù)流體的不同方式疊置起來(lái)，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(guò)程主要是通過(guò)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(dǎo)流片和封頭的主要用途是均勻分配流體流過(guò)換熱器。如果導(dǎo)流片和封頭的組裝設(shè)計(jì)或是焊接不合理，就會(huì)影響到換熱器的換熱過(guò)程，使得換熱器內(nèi)局部通道的熱阻發(fā)生變化，從而影響到換熱器的換熱效率。因此，在合理設(shè)計(jì)導(dǎo)流片和封頭的前提下，高效精確的組裝封頭和導(dǎo)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(gè)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(chǎn)品形狀以及產(chǎn)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(xiàn)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(jìn)行，就很容易使得產(chǎn)品的尺寸及形狀精度出現(xiàn)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(dòng)時(shí)出現(xiàn)各組件的偏移，產(chǎn)生偏差。因此，板翅式換熱器芯體組裝時(shí)要綜合考慮裝配和焊接的各種因素,在芯體組裝時(shí)盡可能的焊接夾具預(yù)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(dòng)導(dǎo)致的尺寸偏移。焊接時(shí)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(shè)計(jì)

鑒于板翅式換熱器芯體組裝的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)考慮到了環(huán)境的適應(yīng)性，設(shè)計(jì)的可靠性，以及設(shè)備的實(shí)用經(jīng)濟(jì)性，我廠綜合了各個(gè)因素，設(shè)計(jì)了一臺(tái)新型板翅式換熱器芯體下壓裝置。本臺(tái)新型板翅式換熱器芯體下壓裝置由11個(gè)基本組件構(gòu)成：1-氣缸；2-C型支架；3-滑桿；

4 結(jié)語(yǔ)

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(xiàn)的精度及效率較低的問(wèn)題，完美的解決了人工下芯不正，芯體高度不一樣的問(wèn)題。對(duì)于目前的板翅式換熱器芯體的制造具有重要的推動(dòng)意義。

[1]凌祥,涂善東,陸衛(wèi)權(quán).板翅式換熱器的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].石油機(jī)械，2000，28（5）.

[2]漆波.百葉窗翅片式散熱器內(nèi)對(duì)流—導(dǎo)熱耦合傳熱的數(shù)值模擬[D].重慶大學(xué),2005.

[3]祝銀海,厲彥忠.C F D技術(shù)在平直和鋸齒形板翅式換熱器設(shè)計(jì)中的運(yùn)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(dòng)與傳熱的計(jì)算流體力學(xué)模擬[J].化工學(xué)報(bào),2006,57(5):1102-1106.

[5]祝銀海,厲彥忠.一種新型板束結(jié)構(gòu)的板翅式換熱器的數(shù)值模擬和優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].低溫工程,2005,3:40-44.