[发明专利]一种紧凑高效换热器芯体及其焊接工装

说明书

本发明公开了一种紧凑高效换热器芯体，包括上金属盖板、下金属盖板和若干个中间金属板，在上金属盖板的底面、下金属盖板的顶面和中间金属板的顶底两面均纵向蚀刻第一半圆孔结构，横向蚀刻第二半圆孔结构，上金属盖板、若干个中间金属板和下金属盖板上下依次叠放；上下相邻中间金属板之间、最上方中间金属板与上金属盖板之间以及最下方中间金属板与下金属盖板之间的第一半圆孔结构对应组合成第一圆孔，第二半圆孔结构对应组合成第二圆孔。本发明采用横向与纵向均化学蚀刻的半圆孔结构，因而有很强的破坏边界层的能力，可增强流体的扰动，提高换热性能，适合特殊场合下使用。

技术领域

本发明涉及一种可用于石化、航空航天、燃气轮机等领域的耐高温高压且高换热性能的紧凑换热器芯体及其组装焊接一体化工装。

背景技术

紧凑高效换热器在石油化工、汽车制造等领域广泛使用。在特殊服役环境，如高温气冷堆，换热器服役温度达到了约600℃，压力达到了约7MPa，还需要承受循环热应力，且具有高换热性能、紧凑性，这些要求均限制了紧凑高效换热器在类似恶劣工况下的使用。板翅式换热器由叠加钎焊而成，高温高压服役能力有限，而扩散焊的印刷电路板换热器表现出来优异的耐高温高压特性，由此增加印刷电路板换热器的耐高温高压能力和提高传热系数，有重要意义。

由于所设计的印刷电路板换热器由金属板叠加焊接而成，且其具有的微通道结构对装配精度要求较高，同时在约1120℃的高温下进行扩散焊接，需要提供稳定的压力，以满足焊接要求，这对焊接工装的设计提出了挑战。目前，类似的焊接工装还很少见。板翅式换热器的钎焊工装一般采用弹簧或者螺栓预紧，但对不锈钢扩散焊的印刷电路板换热器，在约1120℃焊接温度下，弹簧或者螺栓会因为应力松弛而释放，不能满足扩散焊的压力需求，严重的会造成换热板错位，降低成品率。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种紧凑高效换热器芯体，以及该换热器芯体的焊接工装。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种紧凑高效换热器芯体，包括上金属盖板、下金属盖板和若干个中间金属板，在上金属盖板的底面、下金属盖板的顶面和中间金属板的顶底两面均纵向蚀刻第一半圆孔结构，在上金属盖板的底面、下金属盖板的顶面和中间金属板的顶底两面均横向蚀刻第二半圆孔结构，上金属盖板、若干个中间金属板和下金属盖板上下依次叠放；上下相邻中间金属板之间、最上方中间金属板与上金属盖板之间以及最下方中间金属板与下金属盖板之间的第一半圆孔结构对应组合成第一圆孔，第二半圆孔结构对应组合成第二圆孔。

优选的，所述第一半圆孔结构在上金属盖板的底面、下金属盖板的顶面和中间金属板的顶底两面等间隔布设，相邻第一半圆孔结构之间形成分隔脊梁，所述第二半圆孔结构在分隔脊梁上等间隔布设。

一种焊接工装，用于上述紧凑高效换热器芯体的组装焊接，其包括顶盖、底座、装配夹具和控压质量块，所述装配夹具与底座可拆分连接，在装配夹具内叠放换热器芯体部件，底座与顶盖之间采用螺栓连接，在螺栓的顶部设置有用于提供给换热器芯体部件预紧力的紧固螺母，在顶盖的中部设置有控压孔，在控压孔处设置有活动压板，所述控压质量块放置在活动压板的上方。

优选的，所述顶盖和底座之间还设置有定位杆，在顶盖和底座的边缘处设置有与定位杆相适配的定位孔。

优选的，所述装配夹具包括底板，在底板的上方周边竖向设置有若干个限位直板和限位角板，限位直板和限位角板围拢成用于适合放置换热器芯体部件的空间，在底座上设置有与限位直板相适配的直孔，以及与限位角板相适配的角孔，装配夹具与底座采用插接方式连接。

优选的，所述螺栓包括第一柱体和第二柱体，第一柱体的底端与底座固定连接，第一柱体的顶端与第二柱体的底端连接，第二柱体上设置有与螺母相适配的外螺纹，第一柱体的直径大于第二柱体的直径，在第一柱体和第二柱体的连接处形成有限位台。

优选的，所述底座和活动压板均采用镂空设计。