[发明专利]板式交换器中输入流匀化装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于流体热处理的热交换系统的设计和制造的领域，特别是用于处理非均质流体的板式交换器的领域。

本发明更具体地涉及这种板式交换器中所述流体的输入流的匀化装置。

背景技术

在上述领域中，带焊接板的热交换器的使用者已经注意到，对于某些流体、特别是非均质流体例如气-液混合物或液-固混合物的处理，产出很低且最主要地是造成交换器板束的迅速和永久性磨损，从而导致频繁停产以便维修或更换交换器，并因此导致大量额外的生产成本。

申请人研究了特别是在用于冷却矿浆的湿法冶金领域中遇到的这些现象，以理解其原因。研究结果表明，磨损和低产出现象主要是由于交换器输入腔位置处的要被处理的流体束(fluid veins)的分布差，特别是在处理粘性和/或非均质产品的情况下，材料局部集中在交换器的板束的输入表面上，导致负荷(charge)大量损失，并使这些局部区域中的板束过早磨损。还应注意，流体束在垂直于交换腔进口方向上的入射角对于能够迅速达到大尺寸范围的局部腐蚀区域的迅速发展非常重要。

发明内容

本发明的目的是解决与板式交换器进口处流体分布差有关的这些问题，特别是在非均质流体处理的范围内，流体分布差本身能由板束上游的管道和/或输入元件的管嘴的不好的布置造成。

本发明的另一目的在于寻求一种经济且操作、使用简单的解决上述问题的方法。

本发明的另一目的在于寻求一种不需对现有板式交换器进行任何改造或只需进行非常小的改造的解决上述问题的方法。

因此，本发明的不同目的通过一种用于板式交换器进口处的材料流、特别是流体束的匀化装置实现，所述装置设计成和适配成布置在所述板式交换器的输入腔中，且基本靠着所述交换器的板束。该装置包括厚度足以承受材料流压力的板，所述板包括优选为圆形的孔眼，这些孔眼均匀分布在所述板的整个表面上，并在板式交换器的板束的进口表面上产生均匀且平行分布的流体束。

这种匀化装置的优点在于，当被引入板式交换器的输入腔中时，将流体束朝向板式交换器的板束再加速、再混合、分布和引导。通过在板式交换器的进口处引入本发明的装置，可将流体束对交换器板束进口的正面(right)的冲击角减至最小。

因此，流过该装置的穿孔的流体在流出所述穿孔时和因此在交换器板束进口处具有均匀、平行的流率。

此外，要处理的流体不再有集中于板束表面的少数部位的危险，也不再有猛烈冲击后者的危险，而是由于匀化装置中精心布置的穿孔而在整个截面中均匀分布。

最初的试验表明，当在交换器输入腔中引入本发明的装置时，负荷损失和板束位置处的磨损现象减少。

根据本发明的装置的第一优选特征，孔眼总面积占穿孔板的总面积的35％-45％，优选基本为40％。

另外，根据本发明的另一优选特征，穿孔板的孔眼的直径为20-30mm，优选基本等于25mm。

根据本发明，孔眼按三角形构型(pitch)设置在板表面上是有利的。

在一优选实施例中，本发明的装置的穿孔板由金属制成，并通过材料成型在或者固定在板式交换器输入腔的进口框架中的一加强楔框上。

本发明的装置的穿孔金属板优选地在背面上通过至少相对于该装置的一个中间横向平面对称定位的刚性元件加强。在该实施例中，固定在穿孔板上的加强框和刚性元件优选地也由相同的模制或锻造金属件形成，并例如由钢制成。在一种变型中，刚性元件和加强框也可由机械焊接的(mécano-souder/mecano-welded)金属板制成。

附图说明

从下面参照附图的说明中将能显见许多其它特征，这些附图以非限制性示例的方式示出了本发明的装置的优选实施例，其中：

图1示出了本发明的匀化装置的透视图；

图2示出了图1的装置的后视图；

图3示出了沿图2中轴线III-III的剖视图；

图4示出了一种板式交换器，其中所述交换器输入腔中的本发明图1的匀化装置以分解视图示出；

图5与图4类似，其中该板式交换器的输入腔中的本发明的匀化装置处于使用位置；

图6与图4和图5类似，其中，交换器在使用状态下闭合，交换器的输入和输出腔与交换器的进口和出口管嘴相通。

具体实施方式

本发明提出了一种带焊接板的交换器的输入腔中流体流的匀化装置。

这种匀化装置1在图1-3中详细示出，并设计成用于结合在板式交换器3的输入腔2中，如图4-6所示。如图4-6所示的板式交换器从现有技术中已知，下面将不再详细说明其具体结构。