Способ изготовления пластинчатого теплообменника

 

Изобретение предназначено для применения в теплоэнергетике при изготовлении пластинчатых теплообменников. Способ изготовления пластинчатого теплообменника включает сборку пластин в пакет, сжатие всего пакета и его герметизацию путем термообработки, причем сборку пластин в пакет осуществляют одновременно с герметизацией путем сварки сначала пластин попарно между собой в секции, а затем секций в пакет, после чего производят укладку пакета пластин в корпус с помощью вакуумной установки и герметизацию корпуса, после отключения внутренней полости пакета пластин от вакуумной установки осуществляют испытание на герметичность, для чего определяют устойчивость заданного уровня вакуумирования в течение определенного времени, а давление понижают до Р=(1-5) торр. Изобретение позволяет добиться равномерности сжатия гофрированных пластин по всему объему пакета, что позволит достичь равномерной сетки пересечения и контактирования точек гофр при сохранении заданных геометрических характеристик каналов. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к пластинчатым теплообменникам и способам их изготовления.

Известен способ изготовления пакета теплообменника, включающий сборку пластин в пакет и зажатие пакета до герметизации межпластинных каналов [1].

Известен способ изготовления пластинчато-трубного теплообменника, включающий сборку пластин в пакет, сжатие пакета с помощью стяжек, закрепление крышки коллектора на крайних пластинах и термообработку путем пайки или сварки [2].

Известен способ изготовления пакета пластинчатого теплообменника, принятый за прототип и включающий сборку пластин в пакет в специальном устройстве, сжатие всего пакета и пайку пакета, зажатого в устройстве, в солевой ванне при температуре 590^o-620^oС [3].

Однако применение известных способов не позволяет обеспечить равномерность сжатия пакета пластин по всему объему, что приводит к нарушению формы межпластинных каналов, размеров их сечений и, как следствие, к нарушению динамических характеристик потоков в каналах.

При создании изобретения решалась задача обеспечения равномерности сжатия гофрированных пластин по всему объему пакета, что позволит создать равномерную сетку пересечения и контактирования точек гофр при сохранении заданных геометрических характеристик каналов, определяющих оптимальный коэффициент теплопередачи.

Поставленная задача решена за счет того, что в известном решении, включающем сборку пластин в пакет, сжатие всего пакета и его герметизацию путем термообработки, согласно изобретению сборку пластин в пакет осуществляют одновременно с герметизацией путем сварки сначала пластин попарно между собой в секции, а затем секций в пакет, после чего производят укладку пакета пластин в корпус, сжатие пакета путем понижения давления во внутренней полости пакета с помощью вакуумной установки до 1-5 торр и герметизацию корпуса. Одновременно с изготовлением может быть произведено испытание на герметичность внутренней полости пакета пластин.

Применение данного способа позволит обеспечить равномерное плотное прижатие пластин в пакете и, как следствие, улучшение гидро- и теплотехнических характеристик теплообменника при одновременном снижении технологических затрат и повышении производительности труда при изготовлении.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез пакета теплообменника; на фиг.2 - вид сверху; на фиг.3 - межпластинные (щелевые) каналы; на фиг.4 - один из этапов сборки теплообменника; на фиг.5 - окончательный этап сборки теплообменника.

Пластинчатый теплообменник представляет собой пакет гофрированных пластин 1, соединенных попарно в секции 2 таким образом, что в каждой секции смежные пластины повернуты на 180^o, при этом создается равномерная сетка пересечения взаимных точек опор вершин гофр и образуется щелевой канал 3 сложной формы для протекания одной из рабочих сред. По краям пластин выполнены коллекторные отверстия 4, а на крайней секции пакета на коллекторных отверстиях 4 герметично закреплены патрубки 5. Пакет теплообменника размещен в корпусе 6, представляющем собой короб с крышкой 7, двумя патрубками 8 по торцам для входа и выхода другой рабочей среды и двумя отверстиями под патрубки 5 пакета пластин.

Способ осуществляется следующим образом. Гофрированные пластины 1 по периметру попарно сваривают в секции 2 с помощью контактной роликовой сварки. Из необходимого количества секций 2 монтируют пакет, для чего секции 2 сваривают по коллекторным отверстиям 4 с помощью аргоно-дуговой сварки, а на крайней секции к коллекторным отверстиям 4 приваривают патрубки 5. Затем пакет укладывают в корпус 6. Вследствие неплотного прилегания поверхностей пластин часть вершин гофр не контактирует друг с другом и толщина пакета пластин превышает высоту корпуса (фиг.4). Один из патрубков 5 пакета заглушают, а к другому подсоединяют вакуумную установку и производят откачку воздуха из внутренней полости пакета. При этом происходит понижение давления относительно атмосферного, пакет пластин начинает сжиматься, а крышка опускаться на стенки корпуса. После этого откачку прекращают, заглушают другой патрубок 5, крышку 7 приваривают к стенкам корпуса 6 и проваривают места соединения патрубков 5 с корпусом 6. Затем осуществляют проверку на герметичность внутренней полости пакета пластин, для чего с помощью манометрического прибора (на чертеже не показан) определяют уровень вакуумирования в течение определенного времени после отключения вакуумной установки.

Источники информации 1. А.С. СССР 1758388, МКИ F 28 F 3/10.

2. Патент РФ 2137076, МПК F 28 D 9/00.

3. А.С. СССР 1383946, МКИ F 28 D 9/00.

Формула изобретения

1. Способ изготовления пластинчатого теплообменника, включающий сборку пластин в пакет, сжатие всего пакета и его герметизацию путем термообработки, отличающийся тем, что сборку пластин в пакет осуществляют одновременно с герметизацией путем сварки сначала пластин попарно между собой в секции, а затем секций в пакет, после чего производят укладку пакета пластин в корпус, сжатие пакета путем понижения давления во внутренней полости пакета с помощью вакуумной установки и герметизацию корпуса.

2. Способ изготовления пластинчатого теплообменника по п.1, отличающийся тем, что после отключения внутренней полости пакета пластин от вакуумной установки осуществляют испытание на герметичность, для чего определяют устойчивость заданного уровня вакуумирования в течение определенного времени.

3. Способ изготовления пластинчатого теплообменника по п.1, отличающийся тем, что давление понижают до Р=(1-5) торр.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5