一种换热板片投用数量可调的板式换热器及调节方法 |
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| 申请号 | CN202311849212.2 | 申请日 | 2023-12-29 | 公开(公告)号 | CN117870415A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 广州城投综合能源投资经营管理有限公司; | 发明人 | 巫术胜; 刘习康; 黎大鹏; 吕琪铭; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种换热板片投用数量可调的 板式换热器 及调节方法，其若干个换热板片组合连接，形成两种 流体 通道，两种流体通道都设置有相应的调节装置，调节装置包括螺杆、 活塞 、活塞导杆以及 支撑 件，螺杆一端与执行机构传动连接，另一端与支撑件转动连接，支撑件和执行机构分别位于对应流体通道的内部与外部，活塞套设在螺杆上，活塞导杆贯穿活塞且与螺杆平行设置，执行机构带动螺杆运动，使活塞在对应流体通道中前后运动，从而调节活塞在对应流体通道中的 位置 ，实现换热板片投用数量的调节，保证板间流速不低于高效换热的最低限值，使板式换热器始终保持高效和稳定运行，无需再对换热器重新拆装，降低了人工成本，省时省 力 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种换热板片投用数量可调的板式换热器，其特征在于：包括换热器本体，以及第一调节装置和第二调节装置； |
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| 说明书全文 | 一种换热板片投用数量可调的板式换热器及调节方法技术领域[0001] 本发明涉及换热器技术领域，更具体的是，本发明涉及一种换热板片投用数量可调的板式换热器及调节方法。 背景技术[0002] 换热器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其他许多工业部门广泛使用的一种通用设备，在生产中占有重要地位，在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。换热器是用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热及热传导的一种工业应用。 [0003] 板式换热器是一种由具有波纹形状的金属片叠装而成的高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。板式换热器是液‑液、液‑汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。 [0004] 板式换热器板片主要有三种：突起状板、渡纹板和人字型板，在暖通空调领域采用人字型板居多。流体在板间的流速，影响换热性能和压力降。流速高，传热系数高，阻力降也增大，反之，则相反。换热器板间流道的流速(以下简称板间流速)一般取0.2～0.8m/s，且尽量使两种流体板间速度一致。板间流速小于0.15m/s时，流体达不到湍流状态，会形成较大的死角区，换热效果差且不稳定。 [0005] 板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔，四周通过垫片密封，并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成的一种高效换热器，各板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换，是液‑液、液‑汽进行热交换的理想设备，它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。 [0006] 现有板式换热器的安装结构一般都是固定的，其换热板片的数量也是固定的，整体换热面积可按换热板片的数量乘以单片换热器换热板片的换热面积进行计算，这使得换热器的总换热面积固定，不能充分满足不同流量的换热需求，无法根据需要进行调节。对一台成品板式换热器而言，如果用户需要调整换热板片投用数量，可通过加装或减装换热板片实现，而加装或减装换热板片往往需要停产才能实现，一般用户只有在板式换热器的最大换热能力达不到要求时才会要求厂家对板式换热器进行加装换热片或更换更大的板式换热器，这样就会导致板式换热器不能一直保持最佳工作状态，系统运行不节能，造成成本提升，且重新拆装较为复杂，费时费力的问题。 [0007] 在换热板片投用数量不可调的条件下，每台换热器的换热量除了受换热温差影响外，还受板间流速影响，整体上是流速越大，换热系数越大，相同温差下换热量越大，但这是在一定的流速范围内才有效。目前，各厂家的板式换热器都有一个正常工作的板间流速下限，当板间流速低于这个值时，换热系数会变的很不稳定，导致板式换热器不能正常工作，即板式换热器的换热量调节范围并不是0～100％。如果换热量需求超出了单台板式换热器的调节范围，通常的做法是根据需要安装多台相同或大小不一样的板式换热器，通过调节投入板式换热器的数量来解决。这样就会导致：一、板式换热器不能一直保持最佳工作状态，系统运行不节能；二、换热器的数量增加，初投资增加；三、控制精度降低，影响末端使用质量。随着科技的发展和生产水平的提高，对板式换热器的工作控制精度、调节范围都提出了更高的要求。目前的板式换热器与实际需求的矛盾越来越明显。 [0008] 我司作为区域供冷和集中供热企业，板式换热器是供冷和供热的重要产品。考虑到该问题对我司主营业务的影响，我司技术人员对如何实现板式换热器在换热量0～100％范围内都能高效和稳定运行进行了专项研究，本发明为研究成果之一。 发明内容[0009] 有鉴于此，本发明提供了一种换热板片投用数量可调的板式换热器及调节方法，以解决上述技术问题。 [0010] 为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案： [0011] 一种换热板片投用数量可调的板式换热器，包括换热器本体，以及第一调节装置和第二调节装置； [0012] 所述换热器本体包括若干个换热板片，若干个所述换热板片组合连接，形成第一流体通道和第二流体通道； [0014] 所述第一螺杆一端与所述第一执行机构传动连接，另一端与所述第一支撑件转动连接；所述第一支撑件和所述第一执行机构分别位于所述第一流体通道的内部与外部；所述第一活塞套设在所述第一螺杆上，所述第一活塞导杆贯穿所述第一活塞且与所述第一螺杆平行设置； [0015] 所述第二螺杆一端与所述第二执行机构传动连接，另一端与所述第二支撑件转动连接；所述第二支撑件和所述第二执行机构分别位于所述第二流体通道的内部与外部；所述第二活塞套设在所述第二螺杆上，所述第二活塞导杆贯穿所述第二活塞且与所述第二螺杆平行设置； [0016] 所述第一执行机构带动所述第一螺杆运动，使所述第一活塞在所述第一流体通道中前后运动，用于调节所述第一活塞在所述第一流体通道中的位置；所述第二执行机构带动所述第二螺杆运动，使所述第二活塞在所述第二流体通道中前后运动，用于调节所述第二活塞在所述第二流体通道中的位置。 [0017] 进一步地，所述每个换热板片以及所述前固定端板、后固定端板上均开设有第一流体进口、第二流体进口、第一流体出口以及第二流体出口；若干个所述换热板片组合连接后，所述前固定端板、所述换热板片以及所述后固定端板的所述第一流体进口依次连接，所述后固定端板、所述换热板片以及所述前固定端板的所述第一流体出口依次连接，与靠近所述后固定端板的所述换热板片组成所述第一流体通道；所述前固定端板、所述换热板片以及所述后固定端板的第二流体进口依次连接，所述后固定端板、所述换热板片以及所述前固定端板的所述第二流体出口依次连接，与靠近所述后固定端板的所述换热板片组成所述第二流体通道。 [0018] 进一步地，所述第一活塞包括第一钢板、第一橡胶圈以及第一橡胶膜片，所述第一橡胶圈包裹在所述第一钢板外部，所述第一橡胶膜片设置在所述第一橡胶圈的外圈；所述第二活塞包括第二钢板、第二橡胶圈以及第二橡胶膜片，所述第二橡胶圈包裹在所述第二钢板外部，所述第二橡胶膜片设置在所述第二橡胶圈的外圈。 [0019] 进一步地，所述第一支撑件包括若干个第一支撑条、第一轴承，所述第一轴承的内圈与所述第一螺杆连接，所述第一轴承的外圈通过所述第一支撑条与所述前固定端板内壁固定连接；所述第二支撑件包括若干个第二支撑条、第二轴承，所述第二轴承的内圈与所述第二螺杆连接，所述第二轴承的外圈通过所述第二支撑条与所述前固定端板内壁固定连接。 [0020] 进一步地，所述第一活塞导杆一端与所述第一支撑件连接固定，另一端与所述后固定端板进行连接固定；所述第二活塞导杆一端与所述第二支撑件连接固定，另一端与所述后固定端板进行连接固定。 [0021] 进一步地，还包括第一密封装置和第二密封装置，所述第一密封装置和所述第二密封装置均位于所述后固定端板上； [0022] 所述第一密封装置和所述第二密封装置均有两个，所述第一螺杆与所述第一活塞导杆分别贯穿两个所述第一密封装置设置，并与所述第一密封装置密封连接；所述第二螺杆与所述第二活塞导杆分别贯穿两个所述第二密封装置设置，并与所述第二密封装置密封连接。 [0023] 进一步地，所述第一执行机构包括第一驱动电机、第一涡轮箱以及第一手轮，所述第一涡轮箱与所述第一螺杆连接，所述第一驱动电机和所述第一手轮与所述第一涡轮箱连接，所述第一驱动电机转动或所述第一手轮转动时，通过所述第一涡轮箱带动所述第一螺杆转动；所述第二执行机构包括第二驱动电机、第二涡轮箱以及第二手轮；所述第二涡轮箱与所述第二螺杆连接，所述第二驱动电机和所述第二手轮与所述第二涡轮箱连接，所述第二驱动电机转动或所述第二手轮转动时，通过所述第二涡轮箱带动所述第二螺杆转动。 [0025] 本发明还包括一种板式换热器的换热板片投用数量调节方法，基于前述的板式换热器实现，包括步骤： [0026] S1：所述控制器判断当前调节模式是否为自动模式，若是，则执行步骤S3；若否，则执行步骤S2； [0027] S2：收取手动调节指令并生成对应的调节控制指令，所述第一调节装置和所述第二调节装置自动执行所述调节控制指令，使得所述板式换热器的换热板片投用数量实现调节；结束后返回步骤S1； [0028] S3：获取预先设定的最大流速阈值、最小流速阈值以及所述流速传感器测量的板间流速的值，并判断所述板间流速的值是否在最大流速阈值和最小流速阈值之间，若是，则执行步骤S1；若否，则执行步骤S4； [0029] S4：判断所述板间流速的值是否小于所述最小流速阈值，若是，则执行步骤S5；若否，则执行步骤S7； [0030] S5：判断所述第一调节装置和所述第二调节装置是否已经达到推进极限，若是，则返回步骤S1，若否，则执行步骤S6； [0031] S6：计算所述第一调节装置和所述第二调节装置的推进行程X1、X2，并根据所述流体流速的值以及预设的流速控制策略计算对应的推进距离△X1、△X2，然后第一调节装置与第二调节装置按推进距离△X1、△X2推进到位；结束后返回步骤S1； [0032] S7：判断所述第一调节装置和所述第二调节装置是否已经达到后退极限，若是，则返回步骤S1，若否，则执行步骤S8； [0033] S8：计算所述第一调节装置和所述第二调节装置的推进行程Y1、Y2，并根据所述流体流速的值以及预设的流速控制策略计算对应的后退距离△Y1、△Y2，然后第一调节装置与第二调节装置按后退距离△Y1、△Y2后退到位；结束后返回步骤S1； [0034] 还包括步骤： [0035] S9：收取操作人员设定的流量目标值，并将所述流量目标值与当前流体流速的值相比较，若流量目标值等于当前所述流体流速，则返回步骤S1，若流量目标值小于当前所述流体流速，则执行步骤S8，若流量目标值大于当前所述流体流速，则执行步骤S6； [0036] 其中，所述流速控制策略为结合人工智能技术以及神经网络技术训练得出。 [0037] 借由上述技术方案，本发明至少具有以下优点： [0038] 本发明的板式换热器在换热板片组成的第一流体通道和第二流体通道上都设置有相应的调节装置，调节装置包括执行机构、螺杆、活塞、活塞导杆以及支撑件，螺杆一端与执行机构传动连接，另一端与支撑件转动连接，支撑件和执行机构分别位于对应流体通道的内部与外部，活塞套设在螺杆上，活塞导杆贯穿活塞且与螺杆平行设置，执行机构带动螺杆运动，使活塞在对应流体通道中前后运动，从而调节活塞在对应流体通道中的位置，实现换热板片投用数量的调节，无需再对换热器进行重新拆装就能够有效实现换热板片投用数量的调节，提高了换热效率，同时降低了成本，节能环保，且省时省力。 [0039] 本发明的换热板片投用数量调节方法，基于换热板片投用数量可调的板式换热器实现，根据预先设定的最大流速阈值、最小流速阈值以及流速传感器测量的流体流速的值、操作人员设定的流量目标值，分别对第一调节装置、第二调节装置进行对应的控制，从而实现板式换热器换热板片投用数量的自动化调节，可在换热量需求小、板间流速低于高效换热的最低限值时，通过调整参与换热的板片数量，保证、板间流速不低于高效换热的最低限值，从而使板式换热器保持高效和稳定运行，以及可保证板式换热器在换热量0～100％范围内都能高效和稳定运行，即无需再额外增加板式换热器的数量或设置小换热量的板式换热器，相当于减少了部分板式换热器及其管道、阀门等，大大的节省了工程造价，并一定程度减小换热机房面积；另外，还可以保证板式换热一直处在最佳工作状态，从而降低系统运行能耗；而且，控制精度提高，末端使用质量相应提高。附图说明 [0040] 为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。 [0041] 图1为本发明提出的一种换热板片投用数量可调的板式换热器的结构示意图； [0042] 图2为本发明提出的一种换热板片投用数量可调的板式换热器的另一结构示意图； [0043] 图3为本发明提出的一种换热板片投用数量可调的板式换热器的后视结构示意图[0044] 图4为本发明提出的一种换热板片投用数量可调的板式换热器的俯视结构示意图； [0045] 图5为本发明提出的一种换热板片投用数量可调的板式换热器的另一俯视结构示意图； [0046] 图6为本发明提出的一种换热板片投用数量可调的板式换热器的部分结构的侧视图； [0047] 图7为本发明提出的一种换热板片投用数量可调的板式换热器的第一支撑件的结构示意图； [0048] 图8为图2中A部分的放大示意图； [0049] 图9为图2中B部分的放大示意图； [0050] 图10为本发明提出的一种板式换热器的换热板片投用数量调节方法的步骤流程图； [0051] 其中：101‑第一流体通道、102‑第二流体通道、111‑第一流体进口、112‑第二流体进口、113‑第一流体出口、114‑第二流体出口、120‑前固定端板、130‑后固定端板、140‑上导杆、150‑下导杆、160‑第一密封装置、170‑第二密封装置、180‑流速传感器、201‑第一驱动电机、202‑第一涡轮箱、203‑第一手轮、204‑第一连接块、205‑第一支架、301‑第二驱动电机、302‑第二涡轮箱、303‑第二手轮、304‑第二连接块、305‑第二支架、401‑第一螺杆、402‑第一活塞、412‑第一钢板、422‑第一橡胶圈、432‑第一橡胶膜片、403‑第一支撑件、413‑第一支撑条、423‑第一轴承、433‑第一固定孔、404‑第一活塞导杆、501‑第二螺杆、502‑第二活塞、 512‑第二钢板、522‑第二橡胶圈、532‑第二橡胶膜片、503‑第二支撑件、513‑第二支撑条、 523‑第二轴承、533‑第二固定孔、504‑第二活塞导杆。 具体实施方式[0052] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。 [0053] 如图1‑9所示，本发明实施例提供的一种换热板片投用数量可调的板式换热器，包括换热器本体，以及第一调节装置和第二调节装置； [0054] 换热器本体包括若干个换热板片，若干个换热板片组合连接，形成第一流体通道101和第二流体通道102； [0055] 第一调节装置包括第一执行机构、第一螺杆401、第一活塞402、第一活塞导杆404以及第一支撑件403；第二调节装置包括第二执行机构、第二螺杆501、第二活塞502、第二活塞导杆504以及第二支撑件503； [0056] 第一螺杆401一端与第一执行机构传动连接，另一端与第一支撑件403转动连接；第一支撑件403和第一执行机构分别位于第一流体通道101的内部与外部；第一活塞402通过内螺纹套设在所述第一螺杆401上，第一活塞导杆404贯穿第一活塞402且与第一螺杆401平行设置； [0057] 第二螺杆501一端与第二执行机构传动连接，另一端与第二支撑件503转动连接；第二支撑件503和第二执行机构分别位于第二流体通道102的内部与外部；第二活塞502通过内螺纹套设在第二螺杆上501，第二活塞导杆504贯穿第二活塞502且与第二螺杆501平行设置； [0058] 第一执行机构带动第一螺杆401运动，使第一活塞402在第一流体通道101中前后运动，用于调节第一活塞402在第一流体通道101中的位置；第二执行机构带动第二螺杆501运动，使第二活塞502在第二流体通道102中前后运动，用于调节第二活塞502在第二流体通道102中的位置。 [0059] 本发明实施例中的换热板片组合连接，是指将若干个换热板片一片片进行组合得出的，每两个相邻的换热板片之间为密封连接。换热板片选用现有产品，通过组合形成了第一流体通道101和第二流体通道102，两种流体介质(冷介质与热介质)分别在第一流体通道101和换热板片的其中一个换热空间中以及第二流体通道102和换热板片的另一个换热空间中流动，从而实现换热目的。如图1和2所示，第一活塞402在第一调节装置的作用下在第一流体通道101中发生了位置的改变。 [0060] 本发明的板式换热器在换热板片组成的第一流体通道101和第二流体通道102上都设置有相应的调节装置，调节装置包括执行机构、螺杆、活塞、活塞导杆以及支撑件，螺杆一端与执行机构传动连接，另一端与支撑件转动连接，支撑件和执行机构分别位于对应流体通道的内部与外部，活塞套设在螺杆上，活塞导杆贯穿活塞且与螺杆平行设置，执行机构带动螺杆运动，使活塞在对应流体通道中前后运动，调节活塞在对应流体通道中的位置，实现换热板片投用数量的调节，无需再对换热器进行重新拆装就能够有效实现换热板片投用数量的调节，提高了换热效率，同时降低了成本，节能环保，且省时省力。 [0061] 优选的，本发明实施例中的换热器本体还包括前固定端板120、后固定端板130、上导杆140以及下导杆150；前固定端板120和后固定端板130分别紧贴于组合连接的若干个换热板片的前侧和后侧；上导杆140和下导杆150分别位于组合连接的若干个换热板片的顶部和底部，且上导杆140和下导杆150的两端分别固定于前固定端板120和后固定端板130上。前固定端板120、后固定端板130以及上导杆140、下导杆150共同作用，将连接好的换热板片进行全方位固定，从而确保换热器在使用过程中不会发生松动和泄露，避免对用户生产造成影响。 [0062] 优选的，本发明实施例中的每个换热板片以及前固定端板120、后固定端板130上均开设有第一流体进口111、第二流体进口112、第一流体出口113以及第二流体出口114；若干个换热板片组合连接后，前固定端板120、换热板片以及后固定端板130的第一流体进口111依次连接，后固定端板130、换热板片以及前固定端板120的第一流体出口113依次连接，组成第一流体通道101；前固定端板120、换热板片以及后固定端板130的第二流体进口112依次连接，后固定端板130、换热板片以及前固定端板120的第二流体出口114依次连接，组成第二流体通道102。 [0063] 在本发明实施例中，流体介质从前固定端板120的第一流体进口111流入，然后从第一个换热板片的第一流体进口111流入，通过该换热板片的换热空间，从第一流体出口113处流出，同时，第一个换热板片的第一流体进口111和后一个换热板片的第一流体进口 111连接，所以流体介质也流入下一换热板片中，对于每个换热板片，从第一流体进口111流入后，依次流过其换热空间、第一流体出口113流出。由于换热板片和前固定端板120上开设的第一流体进口111位置对应且密封连接，通过第一流体进口形成的第一流体通道101，能够让其中的流体介质流入每一个换热板片中。同理，形成第二流体通道102后，另一种流体介质能够从第二流体通道102中流入每个换热板片对应的换热空间中。需要说明的是，一个换热板片有两个换热空间，且这两个换热空间分别和第一流体通道101、第二流体通道102连通，两个换热空间之间不连通。第一流体通道101和第二流体通道102分别流过具有温差的两种流体介质，一个为热介质，一个为冷介质，分别被输送至换热板片的表面进行热交换，用热侧介质的热量提高冷侧介质的热含量；或者说是用冷侧介质的低热含量来吸收热侧的热量，从而达到换热的目的。 [0064] 如图6所示，是换热板片投用数量可调的板式换热器的部分结构示意图，是板式换热器结构的侧视图，该图示为了让流体通道更为直观，所以将换热板片110、前固定端板120、后固定端板130在流体通道中的截面进行了删除处理，特此说明。 [0065] 本发明实施例中的第二调节装置的工作过程与第一调节装置的工作过程同步进行，实现对另一种流体介质的换热板片投用数量的调整。 [0066] 本发明实施例并不对换热板片的形状做具体限定，优选的，换热板片的形状采用人字形波纹形状。人字形波纹形状板片增加了换热器的表面积，提高了换热效率，同时减小了流体的阻力，优化了流体的流动。人字形波纹形状板片的几何结构还能有效防止流体污垢的积聚，减缓结垢和腐蚀的发生，从而延长了设备的使用寿命。 [0067] 优选的，本发明实施例中第一活塞402包括第一钢板412、第一橡胶圈422以及第一橡胶膜片432，第一橡胶圈422包裹在第一钢板412外部，第一橡胶膜片432设置在第一橡胶圈422的外圈；第二活塞502包括第二钢板512、第二橡胶圈522以及第二橡胶膜片532，第二橡胶圈522包裹在第二钢板512外部，第二橡胶膜片532设置在第二橡胶圈522的外圈。 [0068] 对于本实施例中的活塞(不含橡胶膜片)的尺寸，应当略小于第一流体通道101、第二流体通道102的流体截面，但橡胶膜片尺寸应当略大于第一流体通道101、第二流体通道102的流体截面，使得其够在第一流体通道101和第二流体通道102内较为顺畅地前后移动，允许少量流体经过的情况下实现通道的封堵效果。 [0069] 在本发明实施例中，并不对活塞的材质做具体限定，最为优选的，第一橡胶圈422、第二橡胶圈522、第一橡胶膜片432以及第二橡胶膜片532选用氢化丁腈橡胶。氢化丁腈橡胶具有良好的耐热(130℃～180℃)、耐寒(‑55℃～‑38℃)、耐高压、耐磨、耐氧等特性，并具有良好的弹性和机械性能，相对于其他材质而言，氢化丁腈橡胶在高温和高磨损条件下的稳定性更高，使用寿命更长。 [0070] 优选的，本发明实施例中第一支撑件403包括若干个第一支撑条413、第一轴承423，第一轴承423的内圈与第一螺杆401连接，第一轴承423的外圈通过第一支撑条413与前固定端板120内壁固定连接；第二支撑件503包括若干个第二支撑条513、第二轴承523，第二轴承523的内圈与第二螺杆501连接，第二轴承523的外圈通过第二支撑条513与前固定端板 120内壁固定连接。 [0071] 在本发明实施例中，并不对支撑条与前固定端板120内壁的连接方式进行固定，最为优选的，第一支撑条413与第二支撑条513与前固定端板120的连接方式为焊接，通过焊接方式连接支撑条能够保证结构稳固、耐高温、减少螺杆转动运行时的振动和噪音、以及维护方便，降低了松动和磨损的风险。 [0072] 具体的，本发明实施例中还包括第一固定孔433以及第二固定孔533，第一固定孔433有三个，分别设置在后固定端板130、第一钢板412以及第一支撑条413上，第一活塞导杆 404依次穿过三个第一固定孔433进行固定，防止在第一螺杆401发生转动时带动第一活塞 402转动；第二固定孔533有三个，分别设置在后固定端板130、第二钢板512以及第二支撑条 513上，第二活塞导杆504依次穿过三个第二固定孔533进行固定，防止在第二螺杆501发生转动时带动第二活塞502转动。 [0073] 在本发明实施例中，并不对轴承的材质做具体限定，最为优选的，第一轴承423以及第二轴承523的材质为陶瓷。陶瓷轴承在高温环境下表现更为出色，因为陶瓷材料具有更高的熔点和更好的耐热性能，能够在高温下长时间持续运转，同时表面硬度高，具有天然的自润滑和减摩特性，可以有效减少因磨损和疲劳引起的轴承失效。 [0074] 具体的，本发明实施例中还包括用于支撑轴承的轴承托盘，其作用包括提供稳定支持与定位、均匀分散载荷、吸收振动、保持轴向定位、有效散热、简化维护操作以及增强整体稳定性，通过这些功能，轴承托盘有助于确保轴承在运转中保持良好状态，并延长其使用寿命，提高支撑系统的可靠性与工作效率。 [0075] 优选的，本发明实施例中第一活塞导杆404一端与第一支撑件403进行连接固定，另一端与后固定端板130进行连接固定；第二活塞导杆504一端与第二支撑件503进行连接固定，另一端与后固定端板130进行连接固定。 [0076] 在本发明实施例中，并不对活塞导杆两端的连接方式做具体限定，最为优选的，第一活塞导杆404两端的连接方式与第二活塞导杆504两端的连接方式均为螺母连接，螺母连接活塞导杆的设计带来了多项优势，包括调节性能、易于拆卸、灵活性、可逆性、成本效益、可替换性、便于运输和安装以及符合标准化，这种连接方式不仅允许微调，而且方便在后续若有需要的时候，可以随时调整活塞导杆的长度，具有经济实惠、易于维护、可替换性好等特点。 [0077] 优选的，本发明实施例中还包括第一密封装置160和第二密封装置170，第一密封装置160和第二密封装置170均位于后固定端板130上； [0078] 第一密封装置160和第二密封装置170均有两个，第一螺杆401与第一活塞导杆404分别贯穿两个第一密封装置160设置，并与第一密封装置160密封连接；第二螺杆501与第二活塞导杆504分别贯穿两个第二密封装置170设置，并与第二密封装置170密封连接。 [0079] 在本发明实施例中，并不对螺杆以及活塞导杆的材质做具体限定，最为优选的，第一螺杆401、第二螺杆501、第一活塞导杆404、第二活塞导杆504选用SUS304不锈钢。SUS304不锈钢能够抵御许多化学物质的腐蚀，包括酸、碱和盐等，使得换热板片能在恶劣的工作环境下长时间使用，延长工作寿命，并且有着较高的强度和韧性，易于维护和清洁，表面光滑，不易积聚污垢和细菌。 [0080] 本实施例中第一密封装置160和第二密封装置170的设置能够确保第一螺杆401、第二螺杆501在运动的过程中不会发生流体泄露。 [0081] 优选的，本发明实施例中的第一执行机构包括第一驱动电机201、第一涡轮箱202以及第一手轮203，第一涡轮箱202与第一螺杆401连接，第一驱动电机201和第一手轮203与第一涡轮箱202连接，第一驱动电机201转动或第一手轮203转动时，通过第一涡轮箱202带动第一螺杆401转动；第二执行机构包括第二驱动电机301、第二涡轮箱302以及第二手轮303，第二涡轮箱302与第二螺杆501连接，第二驱动电机301和第二手轮303与第二涡轮箱 302连接，第二驱动电机301转动或第二手轮303转动时，通过第二涡轮箱302带动第二螺杆 501转动。 [0082] 具体的，根据使用场景的不同，涡轮箱通常可分为电动驱动和手动操作两种工作方式：在电动驱动方式下，驱动电机工作，带动涡轮箱控制螺杆转动，还能够精确控制各类参数，比如速度、距离等，从而实现更加精细化的调节过程；在手动操作方式下，则是通过操作手轮，控制涡轮箱工作，进而带动螺杆转动，完成调节过程，相对于电动驱动方式，具有更高的灵活性和可调性。 [0083] 本在本发明实施例中，并不对手轮以及涡轮箱的材质做具体限定。最为优选的，第一涡轮箱202、第二涡轮箱302、第一手轮203、第二手轮303选用球墨铸铁。球墨铸铁加工性能良好，容易铣削、车削和钻孔加工等，能够满足手轮及涡轮箱的精密加工要求，同时球墨铸铁表面漂洗润滑油后能够形成一个很好的润滑膜，提高涡轮机油的润滑效果，从而保障涡轮箱的正常运转，并且球墨铸铁中的球状石墨分散在基体中，能够有效地缓解应力集中，从而提高其抗疲劳性能和耐磨性能，进一步保证工作寿命。 [0084] 具体的，本发明实施例中还包括设置在第一执行机构与第一螺杆401之间的第一连接块204和第一执行机构与换热器本体之间的第一支架205，以及设置在第二执行机构与第二螺杆501之间的第二连接块304和第二执行机构与换热器本体之间的第二支架305；第一支架205和第二支架305固定在后固定端板130上，起到支撑保护作用，第一连接块204设置在第一支架205内部，用于连接第一螺杆401，第二连接块304设置在第二支架1305内部，用于连接第二螺杆501。 [0085] 优选的，本发明实施例中还包括控制器和流速传感器180，控制器与第一调节装置、第二调节装置电连接；流速传感器180与控制器电连接。 [0086] 优选的，本发明实施例中还包括流速传感器180，流速传感器180与控制器电连接。控制器用以根据流速传感器180的检测结果直接控制第一调节装置、第二调节装置运行，从而在相关参数设定之后，能够按照设定参数可靠调节，无需人为介入，节省了人力成本。 [0087] 本发明实施例并不对流速传感器180的位置做具体限定，优选的，流速传感器180设置在靠近前固定端板120的第一个或第二个换热板片间隙的合适位置。 [0088] 流体在板间的流速，会影响换热性能和压力降，流速高，传热系数高，压力降也增大，反之，流速低，传热系数高，压力降也随之减小，所以换热器板间流道的流速一般设置在0.2～0.8m/s，而当板间流速小于0.15m/s时，流体达不到湍流状态，会形成较大的死角区，换热效果差且不稳定。所以对板间流速进行测量是非常有必要的，进而能够以此为依据来调节活塞在流体通道内的位置，从而实现换热效果的调整。 [0089] 如图1至4所示，第一个或第二个换热板片靠近流体进出口，在流体进入或离开系统时，流速变化会更为显著，流速传感器180设置在这里可以更精确地捕捉这些变化，使得测量的流速更加准确，提高测量的准确性。其次，将流速传感器180设置在靠近前固定端板120的第一个或第二个换热板片间隙的合适位置，这样能够尽全流程监控液体流速(如果板式换热器投入使用时，通常至少会使用一到两个换热板片进行热交换)。 [0090] 本发明实施例中的一种换热板片投用数量可调的板式换热器的工作原理如下：控制器预先设定好流速阈值，流速传感器180检测到板间流速小于流速最小阈值(例如0.2m/s，此参数仅为一种示例，下同)时，控制器控制第一调节装置和第二调节装置动作，控制第一螺杆401和第二螺杆501转动，带动第一活塞402以及第二活塞502向前运动；当流速传感器180检测到板间流速大于0.2m/s时，控制器控制第一调节装置和第二调节装置反向动作，控制第一螺杆401和第二螺杆501反向转动，带动第一活塞402以及第二活塞502向后运动，此时，第一活塞402和第二活塞502至后固定端板130之间的换热板片停止使用。 [0091] 流速最小阈值一般设置为0.2m/s，最大阈值一般设置为0.8m/s，但是上述阈值设置属于经验值，但是在实际应用时，因为各个厂家生产的板式换热器会有差异，所以实际情况也会有所不同。 [0092] 本发明理论上可保证板式换热器在换热量0～100％范围内都能高效和稳定运行，即无需再额外增加板式换热器的数量或设置小换热量的板式换热器，考虑到上述因素，配套水泵宜采用变频电机，变频电机可以调节电机的运行频率和转速，实现精准的流量和压力控制，从而满足不同工况下的流体输送需求，提高能效，并且由于变频电机能够根据实际负荷调整运行速度，降低了设备的运行成本，延长了设备寿命，减少了维护费用。 [0093] 本发明实施例还包括一种板式换热器的换热板片投用数量调节方法，如图8所示，基于前述实施例的板式换热器实现，包括步骤： [0094] S1：控制器判断当前调节模式是否为自动模式，若是，则执行步骤S3；若否，则执行步骤S2； [0095] S2：收取手动调节指令并生成对应的调节控制指令，第一调节装置和第二调节装置自动执行调节控制指令，使得板式换热器的换热板片投用数量实现调节；结束后返回步骤S1； [0096] S3：获取预先设定的最大流速阈值、最小流速阈值以及流速传感器测量的板间流速的值，并判断板间流速的值是否在最大流速阈值和最小流速阈值之间，若是，则执行步骤S1；若否，则执行步骤S4； [0097] S4：判断板间流速的值是否小于最小流速阈值，若是，则执行步骤S5；若否，则执行步骤S7； [0098] S5：判断第一调节装置和第二调节装置是否已经达到推进极限，若是，则返回步骤S1，若否，则执行步骤S6； [0099] S6：计算第一调节装置和第二调节装置的推进行程X1、X2，并根据流体流速的值以及预设的流速控制策略计算对应的推进距离△X1、△X2，然后第一调节装置与第二调节装置按推进距离△X1、△X2推进到位；结束后返回步骤S1； [0100] S7：判断第一调节装置和第二调节装置是否已经达到后退极限，若是，则返回步骤S1，若否，则执行步骤S8； [0101] S8：计算第一调节装置和第二调节装置的推进行程Y1、Y2，并根据流体流速的值以及预设的流速控制策略计算对应的后退距离△Y1、△Y2，然后第一调节装置与第二调节装置按后退距离△Y1、△Y2后退到位；结束后返回步骤S1； [0102] 还包括步骤： [0103] S9：收取操作人员设定的流量目标值，并将流量目标值与当前流体流速的值相比较，若流量目标值等于当前流体流速，则返回步骤S1，若流量目标值小于当前流体流速，则执行步骤S8，若流量目标值大于当前流体流速，则执行步骤S6； [0104] 其中，流速控制策略为结合人工智能技术以及神经网络技术训练得出。 [0105] 本发明的换热板片投用数量调节方法，基于换热板片投用数量可调的板式换热器实现，根据预先设定的最大流速阈值、最小流速阈值以及流速传感器测量的流体流速的值、操作人员设定的流量目标值，分别对第一调节装置、第二调节装置进行对应的控制，从而实现板式换热器换热板片投用数量的自动化调节，可在换热量需求小、板间流速低于高效换热的最低限值时，通过调整参与换热的板片数量，保证、板间流速不低于高效换热的最低限值，从而使板式换热器保持高效和稳定运行，以及可保证板式换热器在换热量0～100％范围内都能高效和稳定运行，即无需再额外增加板式换热器的数量或设置小换热量的板式换热器，相当于减少了部分板式换热器及其管道、阀门等，大大的节省了工程造价，并一定程度减小换热机房面积；另外，还可以保证板式换热一直处在最佳工作状态，从而降低系统运行能耗；而且，控制精度提高，末端使用质量相应提高。 [0106] 以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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