换热器焊接结构设计A

板式换热器的结构设计

摘要：板式换热器的广泛应用加速了我国板式换热器行业的迅速发展。然而目前我国的板式换热器结构设计与发达国家之间仍存在着一定的差距，鉴于此，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。

关键词：板式换热器；结构设计； 框架；传热板；密封垫

前言：

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器，主要由框架和板片两部分组成。框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成，而板片则是由各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹，并在板片的四个角上开有角孔，用于介质的流道。因其结构复杂，必须要正确选准构件，合理设计，才能使得其功能的发挥可靠、高效。

1.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。

本科毕业设计(论文)

题目：焊接机械手的结构设计

系 别： 机电信息系

专 业：机械设计制造及其自动化

班 级：

学 生：

学 号：

指导教师：

2013年5月

I 焊接机械手的结构设计

摘 要

本设计为焊接机械手的结构设计，主要研究内容：腰部回转机构的设计；大、小臂和腕部回转的结构设计。

本设计由整体布局入手，参考现有关节型机械臂的相关设计，初步确定腰部的转动惯量，从而确定电机的选型，安装等相关设计。在机械臂的灵活和精度的前提下完成总体结构的设计，然后根据总体结构，从而确定本设计的机械臂各个主要零部件的设计。

在主要零部件的设计中，主要包括腰部壳体的设计、轴的结构设计、轴承的选择、电机的设计计算、大小臂的结构和固定等。

本设计整体在现有关节型机械臂的结构上做了修改，使得它能够更好的满足本设计的设计要求。本设计结构简单、重量轻、外形尺寸小、设备费用低、运转安全、操作方便、便于维修和管理。

关键词：机械手；谐波减速器；结构设计

II Structure design of robot arm

Abstract

The design for the design of welding structure of the manipulator, the main

research contents: the design of the waist turning mechanism； structure design of

large, small arm and wrist rotation.

This design by the overall layout with reference to the relevant design, the

一 列管换热器工艺设计

1、根据已知条件，确定换热管数目和管程数：

选用.5225的换热管

则换热管数目：5.737019.014.35.2110A0dlnp根

故738n根

管程数：对于固定板式换热器，可选单管程或双管程，为成本计，本设计采用单管程。

2、管子排列方式的选择

（1）采用正三角形排列

（2）选择强度焊接,由表1.1查的管心距t=25mm。

表1.1 常用管心距

管外径/mm 管心距/mm 各程相邻管的管心距/mm

19 25 38

25 32 44

32 40 52

38 48 60

（3）采用正三角形排列，当传热管数超过127根，即正六边形的个数a>6时，最外层六边形和壳体间的弓形部分空间较大，也应该配置传热管。不同的a值时，可排的管数目见表1.2。具体排列方式如图1，管子总数为779根。

表1.2 排管数目

正六角形的数目a 正三角形排列

六角形对角线上的管数b 六角形内的管数 每个弓形部分的管数

第一列 第二列 第三列 弓形部分的管数 管子总数

1 3 7 7

2 5 19 19

3 7 37 37

4 9 61 61

5 11 91 91

6 13 127 127

7 15 169 3 18 187

8 17 217 4 24 241

9 19 271 5 30 10 21 301

11 23 397 7 42 439

12 25 469 8 48 517

13 27 547 9 2 66 613

14 29 631 10 5 90 721

15 31 721 11 6 102 823

16 33 817 12 7 114 931

17 35 919 13 8 126 1045

18 37 1027 14 9 138 1165

19 39 1411 15 12 162 1303

双管板换热器的结构设计

【摘 要】本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨，详细概述了有关设计条件和计算两方面的要点，并给出了几点需要注意的问题，以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。

【关键词】双管板换热器；结构设计；问题

所谓的换热器，就是是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。而双管板换热器比一般的换热器结构复杂，因此在设计过程中要更加重视。基于此，本文就双管板换热器的结构设计进行了探讨，以期能为双管板换热器的结构设计提供参考借鉴。

1.设计条件

某一项目烧碱装置后冷却器设计条件见表1。

该设备壳程介质为氯气，管程介质为循环水，如果两个介质发生泄漏，相接触就会产生强腐蚀性的盐酸或次氯酸，对该设备造成严重的腐蚀。所以该设备选择双管板换热器，为绝对避免壳程介质与管程介质相接触，设置积液程结构，并设有放空口和排净口（取样口）进行泄漏检测，该设备结构如图1所示。

2.设计计算

本文主要介绍管板强度的设计计算及积液程长度L的计算及其相关规定，其他受压元件的计算方法，与普通的单管板换热器计算方法相同，计算时可参考GB151—1999等相关规范···，这里不再赘述。

2.1管板强度计算

双管板换热器的设计计算，在我国现行的标准规范GBl51中，没有该结构形式的管板厚度计算方法。由此，本文参考TEMA标准及文献[2]，认为双管板换热器的管程管板（也称外管板）和壳程管板（也称内管板）都能单独满足相应设计工况的设计前提下，确定该换热器管板厚度的计算方法。

（1）管程管板厚度计算。运用SW6强度计算软件进行换热器的设计时，管板形式选择延长部分兼作法兰的固定式管板，设计参数按以下情况考虑：①设计压力和设计温度按管程工况确定；②壳程和换热管金属壁温按壳程和管程工况确定；③管板与换热管的连接为强度焊；④换热管长度为换热管总长度，换热管有效长度为管程管板内侧间的距离，换热管受压失稳的当量长度Lcr按GB151图32选取。