换热元件、换热器及挤出成型换热元件的方法技术

本申请公开了一种换热元件，包括：沿纵向方向延伸的中空管体，和在中空管体两端的进口和出口，其中，所述中空管体至少在中空管体两端中间的部分具有非圆形横截面，所述非圆形横截面的宽度大于高度，且所述换热元件由聚苯硫醚复合材料构成，所述聚苯硫醚复合材料包含以重量百分比计20％

【技术实现步骤摘要】
换热元件、换热器及挤出成型换热元件的方法


[0001]本专利技术属于炼油、化工、环保及电力等行业换热器
，具体地，涉及换热元件、换热器及挤出成型换热元件的方法。

技术介绍

[0002]非金属材料陶瓷、玻璃、石墨、橡胶、聚合物等材料品种，具有良好的耐酸、碱、盐、有机溶剂和很多化学药品的腐蚀。其中玻璃、石墨、陶瓷等脆性材料能抵抗大多数酸腐蚀，但玻璃、石墨、陶瓷等非金属材料存在机械性能差，强度低、塑性韧性差、易破损、可靠性低、加工成型困难、成本高等缺点，作为换热元件材料，应用范围较窄，目前多用于气
‑
气换热、低压及密封要求不太严格的场合。
[0003]因此期望提供具有良好的加工性能、韧性较强、易成型、塑性良好同时具有良好的耐酸、碱、盐、有机溶剂和很多化学药品的腐蚀、换热效率高的聚苯硫醚复合材料换热元件、易于实现其的加工方法及使用其的换热器。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种换热元件、换热器及挤出成型换热元件的方法，以至少部分地克服现有技术中的不足。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供了一种换热元件，包括：
[0006]沿纵向方向延伸的中空管体，和
[0007]在中空管体两端的进口和出口，
[0008]其中，所述中空管体至少在中空管体两端中间的部分具有非圆形横截面，所述非圆形横截面的宽度大于高度，且所述换热元件由聚苯硫醚复合材料构成，所述聚苯硫醚复合材料包含以重量百分比计20％
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90％聚苯硫醚、5％
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75％增强纤维和5％
‑
60％导热填料。
[0009]优选地，所述增强纤维包括玻璃纤维或玻璃纤维与碳纤维混合物。
[0010]优选地，所述聚苯硫醚复合材料还包含弹性体，所述弹性体为马莱酸酐接枝或聚酰胺6，含量在10％
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30％。
[0011]优选地，所述非圆形横截面的宽高比W/H不小于5。
[0012]优选地，所述换热元件内部设置一个或多个支撑肋，所述支撑肋将内部腔体分隔为若干独立腔体。
[0013]优选地，所述支撑肋设置有若干通孔，所述通孔形状为圆孔或非圆孔。
[0014]优选地，所述截面上下边为波浪形，且相互平行。
[0015]优选地，所述截面上下边为波浪形，且相互呈镜像对称。
[0016]优选地，所述换热元件内表面和外表面中至少一者上设置有翅片，且翅片沿换热元件均匀设置有若干个。
[0017]优选地，所述换热元件截面形状由多个独立的梯形截面首尾相连构成。
[0018]优选地，所述换热元件表面设置有多个凹槽，所述凹槽截面形状为U型、V型或梯
形。
[0019]优选地，所述换热元件横截面两端为流线型。
[0020]根据本专利技术另一方面，提供一种换热器，包括壳体、第一板管、第二板管以及设置在第一板管和第二板管之间且外周与第一板管及第二板管上设置的相应孔密封的如前面所述的换热元件，所述壳体上还设置有用于流体进入和流出壳体内部的流体进口和出口。
[0021]根据本专利技术又一方面，提供一种挤出成型换热元件的方法，其中，所述换热元件为前面所述的增强纤维包括玻璃纤维或玻璃纤维与碳纤维混合物和/或所述聚苯硫醚复合材料还包含弹性体，所述弹性体为马莱酸酐接枝或聚酰胺6，含量在10％
‑
30％的换热元件。
[0022]根据本专利技术，能够提供一种换热效率高、耐高温、强度高且耐腐蚀的聚苯硫醚复合材料换热元件及使用该换热元件的换热器，且通过提高聚苯硫醚复合材料的韧性来提供该聚苯硫醚复合材料换热元件的挤出成型方法，使换热元件的加工更简便且高效。
附图说明
[0023]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0024]图1为根据本专利技术第一实施例的换热元件的俯视图；
[0025]图2为沿图1中A
‑
A截面截取的换热元件的横截面图；
[0026]图3为第一实施例的换热元件横截面的替代形式；
[0027]图4为第一实施例的换热元件横截面的另一替代形式；
[0028]图5为根据本专利技术第二实施例的换热元件的横截面图；
[0029]图6为第二实施例的换热元件横截面的替代形式；
[0030]图7为第二实施例的换热元件横截面的另一替代形式；
[0031]图8为第二实施例的换热元件横截面的又一替代形式；
[0032]图9为第二实施例的换热元件横截面的又一替代形式；
[0033]图10为根据本专利技术第三实施例的换热元件的俯视图；
[0034]图11为沿图10中B
‑
B截面截取的换热元件的横截面图；
[0035]图12为根据本专利技术第四实施例的换热元件的横截面图；
[0036]图13为第四实施例的换热元件横截面的另一替代形式；
[0037]图14为根据本专利技术第五实施例的换热元件的横截面图；
[0038]图15为第五实施例的换热元件横截面的另一替代形式；
[0039]图16为第五实施例的换热元件横截面的又一替代形式。
具体实施方式
[0040]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。
[0041]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0042]聚苯硫醚具有机械强度高、耐高温、耐化学药品、热稳定性好以及导热性能优良等
优点。但是，化工领域适用的换热元件，特别是用于空气预热器的换热元件需要具有11W/(m.K)上的导热系数(不锈钢材料为16.3W/(m.K))、高达260℃的长期耐温性能以及高达1.6MPa的强度和承压性能。聚苯硫醚本身的性能不能达到上述要求，研发的聚苯硫醚复合材料目前已能够满足上述材料性能的要求，部分投入化工领域换热元件的应用中。例如，聚苯硫醚复合材料圆形截面换热管在海水淡化领域中开始用做换热管。所采用的聚苯硫醚复合材料通常包含以重量百分比计20％
‑
90％聚苯硫醚、5％
‑
75％增强纤维和5％
‑
60％导热填料。
[0043]考虑到聚苯硫醚复合材料的性能以及生产成本、效率，目前的聚苯硫醚复合材料换热管基本上都是圆形横截面换热管。圆形横截面换热管的换热效率不高，因此申请人提出一种由聚苯硫醚复合材料制成的换热元件，该换热元件包括：沿纵向方向延伸的中空管体，和在中空管体两端的进口和出口，其中，中空管体至少在中空管体两端中间的部分具有非圆形横截面，非圆形横截面的宽度大于高度，且换热元件由聚苯硫醚复合材料构成，聚苯硫醚复合材料包含以重量百分比计20％
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换热元件，包括：沿纵向方向延伸的中空管体，和在中空管体两端的进口和出口，其中，所述中空管体至少在中空管体两端中间的部分具有非圆形横截面，所述非圆形横截面的宽度大于高度，且所述换热元件由聚苯硫醚复合材料构成，所述聚苯硫醚复合材料包含以重量百分比计20％
‑
90％聚苯硫醚、5％
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75％增强纤维和5％
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60％导热填料。2.如权利要求1所述的换热元件，其中，所述增强纤维包括玻璃纤维或玻璃纤维与碳纤维混合物。3.如如权利要求2所述的换热元件，其中，所述聚苯硫醚复合材料还包含弹性体，所述弹性体为马莱酸酐接枝或聚酰胺6，含量在10％
‑
30％。4.如权利要求1
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3中任一项所述的换热元件，其中，所述非圆形横截面的宽高比W/H不小于5。5.如权利要求1
‑
3中任一项所述的换热元件，其中，所述换热元件内部设置一个或多个支撑肋，所述支撑肋将内部腔体分隔为若干独立腔体。6.如权利要求5所述的换热元件，其中，所述支撑肋设置有若干通孔，所述通孔形状为圆孔或非圆孔。7.如权利要求1
‑
3中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：程高锋，王伟，王瑞星，
申请(专利权)人：洛阳明远石化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：