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管束

阅读：111发布：2020-05-11

IPRDB可以提供管束专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且包括圆筒形壳(30)的圆筒形容器，该圆筒形壳内部提供有管束，该管束包括多个平行管(1，5，9)和在圆筒形容器中用于支撑管子(1，5，9)的轴向间隔横向支撑件(21，22，23，24，25)，其中每个横向支撑件(21，22，23，24，25)包括金属板网。，下面是管束专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种管束，包括多个平行管和在圆筒形容器中用于支撑管子的轴向间隔横向支撑件，其中每个横向支撑件包括金属板网，该金属板网为将板状金属切开和拉伸成交叉板条与间隙的结构。

2.根据权利要求1的管束，其中每个横向支撑件由单个金属板网制成。

3.根据权利要求1或2的管束，其中横向支撑件延伸圆筒形壳的整个内径。

4.根据权利要求1或2的管束，其中横向支撑件是节段性横向支撑件。

5.根据权利要求1-2任意一项的管束，其中每个横向支撑件基本由金属板网制成的圆扇区形成。

6.根据权利要求5的管束，其中圆扇区关于相对管束垂直延伸的平面倾斜。

7.根据权利要求1-2任意一项的管束，其中金属板网的间隙尺寸约等于管子的直径。

8.根据权利要求1-2任意一项的管束，其中金属板网的间隙尺寸大于管子的直径，和其中将相邻横向支撑件相对于彼此移动以在所有的方向提供支撑。

9.根据权利要求1-2任意一项的管束，布置在包括圆筒形壳的圆筒形容器内部。

10.根据权利要求9的管束，当在圆筒形壳中布置时，该管束形成换热器的一部分。

11.根据权利要求1-2任意一项的管束，其中管束形成化学反应器的一部分。

12.根据权利要求5的管束，进一步设置有成十字状布置的纵向挡板，该挡板在圆扇区之间延伸。

13.根据权利要求11的管束，其中所述化学反应器为环氧乙烷反应器。

说明书全文

技术领域

本发明涉及管束，该管束包括多个平行管和在圆筒形容器中用于支撑管子的轴向间隔横向支撑件。在另一方面，本发明涉及内部提供有管束的圆筒形容器，和在进一步的方面，本发明涉及换热器，该换热器包括圆筒形壳和布置在圆筒形壳中的管束。

背景技术

管束应用的主要领域是在管壳式换热器中。管壳式换热器包括内部提供有管束的圆筒形容器，该管束包括多个在容器纵向延伸的平行管，其中管束进一步包括在圆筒形容器中用于支撑管子的轴向间隔横向支撑件。
如公知的那样，管壳式换热器是间接换热器，其中在通过管束的管子的流体(管侧)和通过管子外部空间的流体(壳侧)之间传递热量。管壳式换热器的详细情况例如可以在如下文献中找到：Perry化学工程师手册，第5版，1973，McGraw-Hill Inc.，11-3到11-21页。管束是换热器的最重要部件。管子端部固定到管板上。换热器可包括两个管板，一个在圆筒形容器的每个端部，或在换热器是U形管交换器的情况下在圆筒形容器一个端部的单一管板。
应能理解也必须支撑管子的中间部分，例如以防止由于流体流动引起的振动对管子的损害。为支撑管子的中间部分，管束包括轴向间隔的横向支撑件。常规的支撑件是挡板，和在Perry中讨论了几种挡板。挡板不仅仅支撑管子，但由于它们限制壳侧中的流动区域，挡板也控制通过壳侧的流体流动。因此挡板的设计也由传热考虑确定。
USA专利说明书No.2018037公开了管子支撑件，设计该支撑件以降低壳侧中的流动区域。此说明书公开了包括如下部分的管束：多个平行管和在圆筒形容器中用于支撑管子中间部分的轴向间隔横向支撑件，其中横向支撑件由在管排之间狭道中布置的棒或条组成。横向支撑件由如下部分组成：外径在一定程度上小于圆筒形容器内径的支撑环和固定在它们到支撑环的端部的平行棒或条。当管束的管子在三角形排列中布置时(其中布置管子使得它们的中心在等边三角形的角点上)，在它们之间60°角度下布置的成套三个轴向间隔横向支撑件足以在所有方向支撑管子。和当管子在正方形排列中布置时(其中布置管子使得它们的中心在正方形的角点上)，在它们之间90°角度下布置的成套两个轴向间隔横向支撑件足以在所有方向支撑管子。
由于已知的横向支撑件由支撑环和固定到其上的平行棒或条组成，不容易制造提供有已知横向支撑件的管束。

发明内容

本发明的目的是提供比已知管束制造简单的管束。
为此目的，根据本发明的管束包括多个平行管和在圆筒形容器中用于支撑管子的轴向间隔横向支撑件，其中每个横向支撑件由金属板网组成。
从板状金属制备金属板网(expanded metal)，将该板状金属切开和拉伸成交叉板条与间隙的结构。它的制造简单而便宜。此外可以容易地将板材切割成圆形，例如通过激光切割。
可以选择间隙的尺寸使得它约等于管子直径，使得在横向上由单一横向支撑件支撑管子。或者，间隙的尺寸可以大于管子直径，使得横向支撑件在一个或两个横向中支撑管子。在此情况下，需要相对于彼此移动的两个或多个横向支撑件以在所有的横向中支撑管子。
在说明书中和在权利要求中，术语“间隙的尺寸约等于管子直径” 是指由下限和上限约束的横向支撑件间隙尺寸。下限在于管子可以无空隙地通过间隙，上限在于外径比管子大10％的计量管(gauge tube)可以无空隙地通过间隙。术语“间隙的尺寸大于管子直径”是指由下限约束的横向支撑件间隙尺寸，其中下限在于外径比管子外径大50％的计量管可以无空隙地通过间隙。实际的上限在于管束的两个到四个平行管在它们中心线之间它们的正常距离下布置时可以无空隙地通过间隙。

附图说明

现在参考附图通过例子更详细地本发明，其中：
图1简要显示本发明管束纵向截面的一部分；
图2简要显示沿在更大比例下画的图1的II-II线的视图；
图3简要显示横向支撑件间隙的另外大小情况；
图4简要显示节段性横向支撑件的例子；
图5简要显示由圆形区段形成的横向支撑件的例子；和
图6显示图5一个横向支撑件的顶视图。

具体实施方式

根据本发明的管束包括多个平行管1，2，3，4，5，6，7，8和9 和在具有圆筒形壳30的圆筒形容器中用于支撑管子中间部分的轴向间隔横向支撑件21，22，23，24和25。请注意图1未显示管子与管板的末端部分。
每个横向支撑件由金属板网40组成。金属板网40是一种交叉板条 4 1与间隙4 2构成的结构。为清楚起见，在图2中未由参考号表示所有的板条和间隙。间隙42的尺寸应当约等于或大于管子1-9的外径。
如从图2看出的那样，形成横向支撑件21的金属板网40的间隙42 的尺寸大于管子1-9的外径。因此横向支撑件21仅在向下方向中支撑管子1-9。为在向上方向中支撑管子，将下一个横向支撑件22关于横向支撑件21交错。在虚线中，在图2中显示下一个横向支撑件22的金属板网的间隙52边缘。
可选择地，横向支撑件的金属板网可以固定到外径略微小于圆筒形壳30内径的支撑环27(图1)。可以通过具有间隔元件(未示出)的连接棒连接支撑环27，以保证在安装和正常操作期间保持横向支撑件的轴向间距。
在图2所示的本发明实施方案中，以与水平面呈45°角的坡度布置管子。在另外的实施方案中，是以水平的方式排列，这意味着将图2翻转45°。在此实施方案中，要求四个横向支撑件在横向中支撑平行管(左，右，上和下)。
在图1和2所示的本发明实施方案中，两个相邻的横向支撑件支撑着所有的管子。或者，每个横向支撑件在所有的横向中支撑管子，在该情况下金属板网的间隙尺寸约等于管子的外径。
现在参考图3，该图3仅显示相继布置的两个相邻横向支撑件的一小部分，所述支撑件由金属板网60和61组成和相对于彼此移动。金属板网60和61包括交叉板条62与间隙63。为清楚起见，在图3中未由参考号表示所有的板条和间隙。间隙63的尺寸大于管子65的外径。在图3所示的设计中，管束的四个平行管65在它们中心线之间以正常距离70布置，这四根平行管65无空隙地通过间隙63。横向支撑件已经相对于彼此移动以在所有的方向中提供支撑。
在图1和2所示的本发明实施方案中，横向支撑件延伸圆筒形容器的整个内径。或者，横向支撑件是节段性横向支撑件。节段性支撑件能允许通过换热器壳侧流过流体的横流。
图4简要显示许多金属板网的节段性支撑件80a，b，c，d，每个在不同位置含有开放区段82a，b，c，d。为清楚起见未显示管束的管子。通过使用这样的节段性支撑件，操作期间的液流以交替模式引导通过壳体，从而含有一些横流。在横流下的传热好于在纵向流动下的传热。
图5和6显示根据本发明的横向支撑件的另一个实施方案。每个横向支撑件90a，和90b由支撑环98a，b中四个金属板网制成的圆扇区， 91a，b，92a，b，93a，b，94a，b形成。每个圆扇区倾斜出与管束轴向垂直的平面，即倾斜出由支撑环94a，b确定的平面。在此例子中，圆扇区布置成使得它们关于壳96的直径倾斜。相对于水平面的倾斜角合适地为20-70度。大约30度的倾斜角可获得良好的结果。可以布置一中心轴向支撑梁99用于机械稳定性。为清楚起见，未显示通过金属板网圆的间隙延伸的管束的管子。
图6显示横向支撑件90a的顶视图。在此投影图中可见到的圆扇区在圆形壳的整个内径延伸。很显然，在说明书中和在权利要求中提及“间隙的尺寸”的情况下，表示投影到垂直平面上的间隙尺寸，它是如图6 中顶视图中可见到的尺寸。
已经发现当以此方式倾斜圆区段时，一部分物流通过圆扇区之间的空隙通过横向支撑件。同样，此布置会对物流赋予漩涡，该漩涡引起能提高传热的横流。此布置允许更高的流动速度，和不存在停滞区使得结垢倾向非常低。
此外，可以容易地沿圆扇区之间的空隙安装一个或多个纵向挡板。纵向挡板可用于构成管壳式换热器使得流体在几个通道内通过壳侧流动。这允许换热器容器的结构更短。特别有利的选择是如图5和6所示的实施方案中，沿圆扇区之间的边界和合适地在壳95的整个直径上交叉地安装两个纵向挡板。可能不需要中心支撑梁。纵向挡板将壳分成四个部分，将它们合适地以流体连通的方式布置使得流体连续地通过四个壳区段的每一个。以此方式，作为如24m长度和1.5m直径的换热器容器的另外方案，可以形成一6m长度和3m直径的容器。这可以是例如所谓的“Texas塔”换热器。
本发明也涉及包括圆筒形壳的圆筒形容器，该圆筒形壳具有根据本发明的管束。具有本发明管束的圆筒形容器可以是管壳式换热器或反应器。它可用于水平位置或垂直位置。
根据本发明的管束包括由简单材料、金属板网制成的横向支撑件。和因此管束比具有已知横向支撑件的管束容易制造。此外本发明的横向支撑件提供对流体流动的低阻力。
本发明的一种特定应用是在壳中包括管束的化学反应器中，例如用于环氧乙烷的生产。在此通常要求非常开放的管支撑件结构。对于此应用的横向支撑件例如从US专利说明书No.5366188是已知的。该已知的支撑件由以具体方式穿孔的固体盘制备。这种穿孔盘的制造是相当昂贵的。根据本发明的横向支撑件是简单的替代方案。为产生非常开放的支撑件结构，横向支撑件可合适地包括多个金属板网，其中每个片小于反应器容器的横截面和关于横截面平面倾斜，和其中所有的片连接在一起以覆盖反应器容器的横截面。流体可流过每片金属板网，和流过相邻倾斜片之间的开口。

标题	发布/更新时间	阅读量
管束反应器-专利编号CN103071432B	2020-05-13	144
凝汽器管束-专利编号CN105737629B	2020-05-13	137
管束反应器-专利编号CN103846062A	2020-05-12	213
智能管束-专利编号CN105299467B	2020-05-11	368
一种管束-专利编号CN103398614A	2020-05-12	784
智能管束-专利编号CN105299467A	2020-05-11	204
管束支承件-专利编号CN100541105C	2020-05-13	198
塑胶管束-专利编号CN1508467A	2020-05-12	171
管束-专利编号CN1628234A	2020-05-11	699
管束-专利编号CN100359280C	2020-05-11	111

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