[发明专利]一种板式换热器及带有该板式换热器的脉管制冷机

说明书

本发明公开了一种板式换热器，包括筒体，筒体中空且两端固定有上、下法兰盘，筒体内部设有板叠片；板叠片内部分为奇数通道与偶数通道，奇数通道之间通过密封孔道依次连通，构成换热器的第一介质通道；偶数通道相互独立，连通筒体上下空间，共同构成换热器的第二介质通道；第一介质通道的入口管道穿过下法兰盘，出口管道穿过上法兰盘。利用本发明的板式换热器，具有结构简单，体积小，空间利用率高，易于实现的优点，并且不影响脉管制冷机的其他部件，在应用于大功率脉管制冷机时，满足其对换热能力的要求，提高脉管制冷机性能。

技术领域

本发明属于低温技术领域，特别是涉及一种板式换热器及带有该板式换热器的脉管制冷机。

背景技术

脉管制冷机是制冷机领域的研究热点，其特征在于结构简单、机械振动小、可靠性强、寿命长。大功率脉管制冷机在超导领域受到越来越多的关注。随着尺度的增加，在小功率脉管制冷机上采用的狭缝式换热器应用在大功率脉管制冷机时会出现换热能力不足以及径向温差过大等问题。

在大功率脉管制冷机中的级后冷却器通常采用管壳式，如中科院理化所所报道的其在80K可以获得500W冷量的脉管制冷机，但其仍存在换热能力不足的问题，所报道的回热器热端温度要远远高于设计温度300K。

而现有形式的板式换热器因流道分布问题，只能是两股单向流互相换热，且结构形式不匹配等，并不适用于直接应用在脉管制冷机中。

在大功率脉管制冷机中，管壳式换热器替代狭缝式换热器有利于增大换热能力，降低周向温度差值，但其换热能力仍然不够，尤其是当功率增大的时候，其换热劣势更加明显。

发明内容

本发明提供了一种板式换热器，提高换热能力，可有效解决在大功率脉管制冷机中换热器存在的换热能力不足的问题。

一种板式换热器，包括筒体，所述筒体中空且两端固定有上、下法兰盘，所述筒体内部设有板叠片；

所述板叠片内部分为奇数通道(1、3、5…)与偶数通道(2、4、6…)，所述奇数通道之间通过密封孔道依次连通，构成换热器的第一介质通道；所述偶数通道相互独立，连通筒体上下空间，共同构成换热器的第二介质通道；所述密封孔道依次横穿偶数通道，且交替设置于偶数通道的两端。

所述下法兰盘设有第一介质通道的入口管道，所述上法兰盘设有第一介质通道的出口管道。

第一介质和第二介质分别在第一介质通道和第二介质通道内部流动，二者并不接触。第一介质从第一介质通道的入口管道进入，流经奇数通道后，从上法兰盘的出口管道流出。第二介质从偶数通道的底部流入，从顶部流出。本发明的板式换热器中，第二介质通道占了总体积的40％-50％，极大的提升了换热能力。

所述上、下法兰盘均包含O型圈密封槽与其它部件进行密封连接。

所述板叠片由若干个间隔设置的A板片和B板片叠加而成，所述A板片正面与B板片背面的四周通过垫片密封后构成奇数通道，所述B板片正面与A板片背面的两侧通过垫片密封后构成偶数通道。

所述的板叠片为圆筒状，A板片和B板片根据圆筒形状设置宽度变化。板叠片的侧面通过焊接固定在筒体内部。

所述A板片和B板片正反面均设有波纹突起。板片上的波纹突起可以增加换热面积来增强换热能力。作为优选，所述A板片和B板片的材料可以为不锈钢或钛。

作为优选，所述A板片和B板片的厚度为0.4-0.6mm。

本发明还提供了一种脉管制冷机，包括依次连接的压缩机、级后冷却器、回热器、冷端换热器、脉管、热端换热器、惯性管和气库，所述级后冷却器采用本发明上述技术方案所述的板式换热器。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：