Теплообменник

 

Использование: в теплоэнергетике, в частности в пищевой промышленности для пастеризации молока и температурной обработки других жидких пищевых продуктов. Сущность изобретения: теплообменник содержит теплообменные элементы типа "труба в трубе", трубные решетки 3 для крепления наружных труб 1, трубные решетки 4 с отверстиями под внутренние трубы 2, кожух 9, торцевые крышки 12 и прокладки 5, 7 из эластичного материала, в двух из которых, размещенных между трубными решетками 3 и 4, выполнены углубления 6, сообщающие расположенные рядом наружные трубы 1, а в двух других, размещенных между трубными решетками 4 и торцевыми крышками 12, углубления 8, сообщающие расположенные рядом внутренние трубы 2. Теплообменник легко разбирается и промывается и имеет небольшое гидравлическое сопротивление. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к теплоэнергетике, и может быть использовано в пищевой промышленности для температурной обработки жидких пищевых продуктов, например для пастеризации молока.

Известны теплообменники, содержащие теплообменные элементы типа труба в трубе с внутренними трубами, выполненными длиннее наружных, трубные решетки с отверстиями для крепления внутренних и наружных труб, патрубки подвода и отвода рабочих сред и переточные камеры, сообщающие трубы между собой (авт. св. СССР N 420863, кл. F 28 D 7/10, 19748 и авт. св. СССР N 10200746, кл. F 28 D 7/10, 1983). Теплообменник по авт. св. СССР N 10200746 принят за прототип.

К недостаткам прототипа относится большое гидравлическое сопротивление контуров протекания рабочих сред, наличие в углах переточных камер застойных зон, а также то, что теплообменник невозможно быстро разбирать и собирать. Указанными недостатками объясняется нецелесообразность использования теплообменника в пищевой промышленности.

Изобретение направлено на достижение следующего технического результата: снижение гидравлических потерь в теплообменнике, обеспечение возможности его быстрой разборки и промывки, устранение зон скопления пищевого продукта.

Указанный технический результат достигается тем, что теплообменник, содержащий теплообменные элементы типа труба в трубе, трубные решетки, к которым прикреплены наружные трубы, трубные решетки с отверстиями под внутренние трубы, которые выполнены длиннее наружных, торцевые крышки, патрубки подвода и отвода рабочих сред и поворотные камеры для их перетока из труб в трубы, снабжен прокладками из эластичного материала, в двух из которых, размещенных в зазоре между трубными решетками, выполнены отверстия под внутренние трубы и углубления, образующие поворотные камеры для среды межтрубного пространства, а в двух других, размещенных между трубными решетками и торцевыми крышками, выполнены углубления, образующие поворотные камеры для среды внутренних труб.

Полые торцевые крышки могут быть связаны непосредственно с трубными решетками при помощи крепежных элементов.

В отверстиях трубных решеток для внутренних труб могут быть выполнены фаски, а на поверхностях прокладок, размещенных в зазоре между трубными решетками, конические выступы, входящие в упомянутые фаски. Целесообразно выполнять фаски под углом на 5 7^o большим угла конусности выступов на поверхностях трубных решеток.

Отличительные признаки изобретения позволяют достичь указанного выше технического результата. Теплообменник легко и полностью разбирается и каждая из входящих в его состав деталей может быть промыта. Выполнение переточных камер в прокладках в виде углублений с обтекаемой поверхностью позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление теплообменника и исключить образование застойных зон. Выполнение прокладок из эластичного материала дает возможность надежно герметизировать друг от друга контуры, образуемые внутренними и наружными трубами. Таким образом решается задача использования теплообменника типа труба в трубе в пищевой промышленности для температурной обработки жидких продуктов питания.

На фиг. 1 представлен продольный разрез теплообменника в сборе; фиг.2 - разрез А А теплообменника в сборе; фиг.3 участок прокладки из эластичного материала с отверстием под внутреннюю трубу.

Теплообменник содержит наружные трубы 1, расположенные в них внутренние трубы 2, трубные решетки 3, к которым приварены наружные трубы 1, трубные решетки 4 с отверстиями под внутренние трубы 2, прокладки 5 из резины, зажатые между трубными решетками 3 и 4 и имеющие углубления 6 обтекаемой формы, сообщающие между собой расположенные рядом наружные трубы 1. Теплообменник также содержит прокладки 7 из резины на поверхности которых выполнены углубления 8 обтекаемой формы, сообщающие расположенные рядом внутренние трубы 2. Углубления 6 и 8 в прокладках 5 и 7 имеют в поперечном сечении вид круговых сегментов. Теплообменные трубы 1 и 2 закрыты кожухом 9, через который наружу выведены патрубки 10 и 11 подвода и отвода среды, циркулирующей в наружных трубах 1 (в межтрубном кольцевом пространстве). При сборке теплообменника пакеты из прокладок 5 и 7, разделенных трубными решетками 4, вставляются в торцевые крышки 12, на которых выполнены патрубки 13 и 14 подвода и отвода среды, циркулирующей во внутренних трубах 2. Патрубки 13 и 14 сообщаются с трубами 2 через отверстия 15 в прокладках 7. В прокладках 5, в местах выемок 6, выполнены сквозные отверстия 16, через которые проходят внутренние трубы 2. На поверхности прокладок 5 со стороны трубных решеток 4 выполнены конические выступы 17, а в отверстиях 18 под внутренние трубы выполнены фаски 19 под углом α₁ большим угла α₂ конусности выступов 17 на 5 7^o. При сборке теплообменника выступы 17 входят в фаски 19. К торцевым крышкам 12 приварены фланцы 20, а к трубным решеткам 3 фланцы 21. Через фланцы 20 и 21 торцевые крышки 12 связаны с трубными решетками 3 с помощью болтов 22. Прокладки 7 плотно прижаты к трубным решеткам 4, а прокладки 5 за счет объемной несжимаемости резины плотно прилегают к внутренним трубам 2. Конические выступы 17, прилегая к поверхности фасок 19, не дают просачиваться среде из углубления 6 в углубление 8.

Теплообменник работает следующим образом.

Горячая среда поступает в теплообменник через патрубок 13, пройдя последовательно по всем внутренним трубам 2 и отдав тепло, она выходит через патрубок 14. Нагреваемая среда (например молоко) входит через патрубок 10 и, пройдя последовательно по наружным трубам 1, выходит через патрубок 11.

Формула изобретения

1. Теплообменник, содержащий теплообменные элементы типа "труба в трубе", внутренние трубы которых длиннее наружных, трубные решетки с отверстиями для крепления внутренних и наружных труб, размещенные друг относительно друга с зазором, торцевые крышки, патрубки для подвода и отвода рабочих сред и поворотные камеры для их перетока из труб одного хода в трубы другого, отличающийся тем, что он снабжен прокладками из эластичного материала, установленными в зазорах между трубными решетками и торцевыми крышками, причем в первых из них выполнены отверстия под внутренние трубы, а во всех прокладках углубления, образующие упомянутые поворотные камеры для соответствующих рабочих сред.

2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что торцевые крышки выполнены полыми и соединены с трубными решетками при помощи крепежных элементов, а трубные решетки для внутренних труб и прокладки размещены в полостях торцевых крышек.

3. Теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в отверстиях трубных решеток для наружных труб выполнены фаски, а на прилегающих к этим решеткам поверхностях прокладок, размещенных в зазорах между трубными решетками, конические выступы, входящие в фаски.

4. Теплообменник по п.3, отличающийся тем, что упомянутые фаски выполнены под углом, на 5 7^o большим угла конусности входящих в них выступов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3