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板式换热器框架结构的设计
来源:中国学术期刊网 | 作者:zone | 发布时间: 2023-01-30 | 1343 次浏览 | 分享到:
本文对板式换热器结构设计的要点进行了总结分析,以供参考。

框架结构的设计

1.1 框架结构的组成

板式换热器主要由下列部件组成:两个垂直构件,即尾部支持和固定支持,具有四个流体连接头或接管;顶部和底部的导杆架设在两个垂直构件之间,为板组导向、定位;另有一可动构件讲板组压紧在固定构件上;夹紧部件,其作用是将固定构件和移动构件夹紧。

夹紧部件通常有两类:

1)拉杆

用一定数量的拉杆t把固定和可移动构件夹紧。除了板片和它们的流道中容纳的工质重量外,尾部支撑、顶部和底部的导杆处于无应力状态。

2)压榨式

用两个支持在尾部支撑的紧固丝杆,施加压紧载荷于可移动构件上,丝杆本身受到应力作用,顶部和底部的连杆也受到了应力作用。这是一种较为昂贵和不稳定的结构,因为紧固丝杆处于受压状态,但其安装、拆卸较为容易,并可进一步利用动力紧固装置,如电动或液压装置使操作更加便利。

1.2 框架受力分析

应力和应变是框架设计中应考虑的重要因素,因为过度的变形会降低作用在密封垫上的压力,造成泄漏。当板片组合尺寸减小,单个密封垫的影响增加,这一问题将变得更加显著。因此,在框架设计中应对以下主要载荷给予充分的考虑:

1)头盖、随动版和尾部支撑,由于流体压力和紧固载荷造成的应力和变形;

2)在拉杆中的拉伸应力和紧固丝杆中的压缩应力;

3)顶部承载导杆的刚度,顶部承载杆必须承受板片和它们的流道里面容纳的工质重量,并使板片不与底部导杆接触;

4)顶部导杆的横向强度应保证板组在侧方向的稳定性。

1.3 框架的破坏载荷

在对框架结构进行设计时,还要考虑到框架的破坏载荷。框架的破坏载荷由三部分组成:

1)流体压力载荷p,它是运行压力和密封垫内板片投影面积的函数;

2)密封垫载荷r,可以相当于一个软弹簧;

3)板片之间金属与金属接触载荷m,在紧固的最后阶段起到相当于硬弹簧的作用。

流体压力载荷p的作用,会引起框架结构和紧固机构的某些变形,从而减少了载荷rm,因此,总载将小于荷p+m+r

另外,压力差的存在对多段装置也将会有一的影响,如果某一段的压力比另一段高得多,低压段将在不平衡载荷下被压缩,并减少高压段的密封能力。低压段尺寸比高压段大的越多,其影响就越为显著。但是,良好的设计是可以避免这类弊病的。通常情况下,板式换热器需要按照高于最大工作压力50%的试验压力设计。