Пластинчатый теплообменник

 

Использование: в теплотехнике, в частности в утилизационных теплообменных системах , Сущность изобретения: в обечайке 2 установлен пакет круглых теплообменных пластин. Между последними в центральной части установлены дистанционирующие элементы 3 с образованием коллекторов 9, 10. Сужающиеся участки 11, 12 последних направлены к периферии пластин и расположены по их хордам. Коллекторы 9, 10 расположены симметрично относительно центра пластин. На периферии их расположены эластичные элементы уплотнения в виде колец 6. Кольца 6 примыкают к обечайке 2. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s F 28 0 9/ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

9иг1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4646510/06 (22) 06,02.89 (46) 30,08,92, Бюл; N. 32 (75) Ю.А.Донской(56) ГОСТ 15518-83.

Авторское свидетельство СССР

М 1059407. кл, F 28 0 9/00, 1982, (54) ПЛАСТИНЧАТЫЙ TEflflOOSMEHHMK (57) Использование: в теплотехнйке, в частности в утилизационных теплообменных системах, Сущность изобретения: в обечайке

„„ЯЦ„„1758384 А1

2 установлен пакет круглых теплообменных пластин. Между последними в центральной части установлены дистанционирующие элементй 3 с образованием коллекторов 9, 10. Сужающиеся участки 11. 12 последних направлены к периферии пластин и расположены по их хордам. Коллекторы 9, 10 расположены симметрично отйосительно центра пластин. На периферйи их расположены эластичнь1е элементы уплотнения в виде колец 6. Кольца 6 йримыкают к обечай ке2. 4 ил.

1758384

Изобретение относится к разборным пластинчатым теплообменникам и может быть использовано в энергетических, технологических и утилизационных теплообменных системах на объектах энергетики, 5 химии, нефтехимии, сельского хозяйства, городского теплоснабжения, транспорта, в пищевой и микробиологической промышленности, а также на других объектах.

Известен теплообменйик, содержащий 10 пакет гофрированных прямоугольных пла" стйн -с коллеКторнйми отверстиями, эластичные прокладки между пластинами, ойоркые плиты по торцам пакета и стяжные шпильки вокруг пакета,: 15

Однако этот теплообменник характери- зуется недостаточными надежностью и тех нологйчкостью, а также недостаточно в ысокой интенсивно стью теплообмена, обусловленными, в основном, прямоуголь- 20 ной формой теплообмейных.пластин, Известен теплообменкик, содержащий установленный в обечайке пакет круглых теплообменкых пластин, между которыми в центральной части установлень1 дистанцио- 25 нирующие элементы с образовайием собирающйх и -раэдающих коллекторов, имеющих-сужающиеся:участки, и камалов для теплоносителей, а на периферии — эластичные элементы уплотнения, причем коллек- 30 торы каждого теплоносителя расположены симметрично относительно центра пластин, Пакет пластин стянут шпильками между двумя опорными плитами, Коллекторы между пластинами уплотнены эластичными эле- 35 ментами. Круглая форма пластин позволяет уменьшить вес и габариты теплообменника, а также в некоторых случаях использовать гладкие, негофрированные пластины.

Недостатками известного теплообмен- 40 ника являются низкие надежность, интенсивность теплообмена и технологичность.

Так, в прототипе нельзя использовать тонкие теплообменкые пластины, поскольку уплотняющая их периферию эластичная 45 втулка при обжатии ее обечайкой — хомутом, прорезается кромками пластин, Цель иэобретекйя — повышение надежности и техйологичкости, а также иктенсификации теплообмена. 50

Поставленная цель достигается тем, что в известном теплообменнике, содержащем установленный в обечайке пакет круглых теплообменкых пластин, между KoTopbtMM в центральной части установлены дистан- 55 ционирующие и уплотнительные элементы с образованием собирающих и раздающих коллекторов, имеющих сужающиеся участки, и каналов для теплоносителей, а на периферии — эластичные элементы уплотнения, причем коллекторы каждого теплоносителя расположены симметрично относительно центра пластин; эластичные элементы уплотнения выполнены в форме колец, прилегающих к обечайке, а сужающиеся участки собирающих и раздающих коллекторов направлены к периферии пластин и расположены йо их хордам, На фиг, 1 изображен пластикчатый теплообменник, предназначенный для нагрева (охлаждения) теплоносителей на 5-15 С, поперечный разрез; на фиг. 2- разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — теплообменник для нагрева (охлаждения) теплоносителей на

10-100 С, разрез по плоскости четной пла- . стины; ка фиг. 4 — теплообменник, поперечный разрез по плоскости нечетной пластины, .,Пакет круглйх теплообменных пластин

1 (фиг, 1) установлен в обечайке 2, выполненной в форме хомута, Между пластинами, в центральной части пакета, установлены жесткие; например текстолитовые, дистанционирующие прокладки 3 и эластичные уплотнительные кольца 4 и 5, а на периферии— эластичные уплотнительные кольца 6, при легающие к поверхности обечайки. Коллекторные отверстия. в центральной части каждой пластины формируют собирающие 7 и 8 и раздающие 9 и 10 коллекторы. Сужающиеся участки коллекторов 11 и 12 выполне-. ны в форме идентичных коммутационных каналов в дистанционирующих прокладках.

Эти каналы направлены к периферии пла стик и расположены по их хордам в данном случае так,"что острый угол между хордой и диаметром пластины, проходящим через центр коллекторного отверстия, приблизительно равен нулю, В других вариантах он может лежать в пределах 0-90 (см, фиг. 3).

Стяжные шпильки обозначены позицией 13, а кольцевые теплообменные каналы — позицией 14.

На фиг. 2 пояснено положение в пакете пластин, прокладок, колец и опорных плит

15 (показана только одна плита). На фиг. 3 и

4 обечайка 16 выполнена в форме втулки, а усилекные стяжные шпильки 17 расположены между парами коллекторов. Между пластинами в полостях обоих теплоносителей установлены соответствующие дистанционирующие прокладки 18 и 19 из эластичного материала, В одной из них выполнена пара коммутационных каналов 11 и 12 для одного теплоносителя, а в другой — пара коммутационных каналов для другого теплоносителя, Один из них обозначен цифрой 20.

При работе теплообменника один из теплоносителей через раздающий коллектор 9 и коммутационные каналы 12 прохо1758384 дит в кольцевые теплообменные каналы 14, Указанный положительный эффект бучерез которые движется двумя противопо- дет наивысшим при использовании тонких ложно направленными дугообразными по- и хрупких теплообменных пластин, перифетоками. Через коммутационные каналы 11 рийные кромки которых уплотнить можно и собирающий коллектор 7 этот теплоно- только эластичными кольцами, прилегаюситель удаляется из теплообменника. Другой 5 щими к обечайке, охватывающей пакет, т,е, теплоноситель проходит через теплообмен- только в предлагаемом теплообменнике, ник аналогично через коллекторы 10 и 8 и Дополнительный эфф льный эффект проявится в повычерез свои коммутационные каналы (пока- шении интенсивности теплообмена за счет зан только одйн из них — позицией 20 на фиг.:: сохранения формы теплообменных каналов

4 .. 10 при сборке теплообменника; обеспечиваеПоложительный эффект от использова- мой.симметричным размещением по поверния предлагаемоготеплообменникаэаклю- хности пластин эластичных элементов, чается. в повышении надежности и особенно при использов : ии гофрировантехнологичности за счет более надежного ных теглообменны ных пластин, у которых диуплотнения периферии пластин. Так эла- 15 станционирующ

1 ющие элементы в центре стичные кольца 6 могут иметь малую ради- плагтин будут выпо выполнены не в форме проальную ширину(не более расстояния между кладки, а в форме гофров. пластинами) и при этом обеспечивать на- Исйользование предлагаемого теплодежное уплотнение периферийных кромок обменника позволяет уменьшить вес и габат круглои формы пластин и пластин, поскольку действующие на них 20 риты за счет круглой ф центробежныеусилия отдавлениятеплоно- йнтенсификации теплообмена и увеличить сителей удут восприниматься обечайкой. надежность работы теплообменников.

Малая радиальная ширина эластичных колец, в свою очередь, гюэволяет использовать мула изо ретения для теплообмена большую поверхность пла- 25 . Ф о р м у л а и з б стин,. . Пластинчатый теплообменник, содерКроме того, расположение коммутаци- . жащий у тановл н . вленныи в обечайке пакет онных каналов по хордам теплообменных круглых теплообменных пластин, между копластин позволяет расположить эти кайалы торыми в цен . тральнои части установлены и для первого и для второго теплойосителя 30 дистанциоиирующие элементы с образоваодйн над другим, в двух узких угловых сек- . нием собирающих и раздающи об а я участ и и р (. ф . 3 и 4, поз..12 и 20), и таким ров, имеющих сужающиес р зом сформировать схему движения каналов для теплооб л о менивающихся сред, а теплоносителей в теплообменных каналах .на периферии-э иферии -эластичные элементы уплотм коллекторы каждого теплои протйвотоку,прикотороминтенсивность 35 нения причем кол сположен симметрично теплообмена будет наивыСшей, особенно в носителя располо нтра пластин, о т л и ч а юучаях, когда теплоносители нагрева- относительно центра ются(охлаждаются) на 15 — 110 С и выше и; шийся те и и с я тем, что. с целью повышения следовательно, когда суммарная длина теп-- надежности изго готовлейия, а также интенсилообменногоканала велика. Приэтомтакже 40 фикации тепло б т плоо мена, эластичные элеменбудет обеспечена асимметрия потоков в тй уплотнения выпо ния выполнены.в виде колец, теплообменных каналах вблизи коммутаци- примыкающи б их к о ечайке, а сужающиеся онных каналов, что усилит турбулизацию участки собира ирающих и раздающих коллекпотоков и, следовательно, интенсифициру- торов направле ф влены к периферии пластин и ет теплообмен. 45. расположены по их хордам.

1758384

1758384

Составитель С. БУгоРскаЯ

Техред M,Ìoðãåíòàï . Корректор И, Муска

Редактор Е, Копча

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2988 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5