Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель

Изобретение относится к области машиностроения, теплотехники, холодильной промышленности и компрессоростроения и может быть использовано в производстве бытовых, промышленных холодильников, конденсаторов, теплообменников и компрессоров. Изобретение состоит в том, что горизонтальный газоохладитель содержит трубы, заключенные в цилиндрические кожухи. При этом цилиндрические кожухи закреплены герметичными трубными решетками и охватываются с двух сторон обечайками, которые с двух противоположных сторон присоединены к тройнику. При этом с третьей стороны к тройнику присоединена емкость сбора конденсата, которая размещена внизу газоохладителя, а сам тройник снабжен патрубком выхода газа. Технический результат - обеспечение снижения содержания влаги в газе на выходе из газоохладителя. 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Данное изобретение относится к области машиностроения, теплотехники, холодильной промышленности и компрессоростроения. Она может быть использована в производстве бытовых, промышленных холодильников, конденсаторов, теплообменников и компрессоров, в дальнейшем используемых во всех отраслях промышленности.

Среди имеющихся в настоящее время аналогов данного изобретения известен «Теплообменник типа «труба в трубе»» (RU 2035683), содержащий внутреннюю трубу с наружными цилиндрическими ребрами и установленным в ней турбулизатором в виде спиральной ленты, навитой на стержень, тангенциальный патрубок для подвода межтрубной среды и патрубок для ее вывода, цилиндрические ребра внутренней трубы выполнены полыми, а их полости сообщены с полостью последней.

Недостатком этого технического решения является такая его конструкция, при которой входной поток газа полностью попадает на выход из теплообменника.

Кроме того, известен «Кожухотрубный теплообменник» (RU №2451887), содержащий соединенные между собой идентичные секции, каждая из которых содержит размещенный в кожухе пучок труб, закрепленных в трубных решетках, коллекторные камеры трубной и межтрубной сред, при этом каждая секция снабжена торцевыми жесткими полыми крышками, в боковых стенках которых перпендикулярно продольной оси секции выполнены сквозные проходные отверстия, при этом секции соединены между собой по осям выполненных отверстий в крышках через уплотнительные элементы между боковыми стенками крышек, полости которых образуют коллекторную камеру трубной среды, при этом каждая секция дополнительно снабжена, по крайней мере, одной жесткой плотно охватывающей кожух обечайкой, размещенной в промежутке между торцевыми крышками, в областях, примыкающих к трубным решеткам, в боковых стенках которой заодно с кожухом выполнены сквозные проходные отверстия, ось которых лежит в одной плоскости с осями отверстий торцевых крышек, при этом секции дополнительно соединены между собой по осям выполненных отверстий в обечайке и кожухе через упомянутые уплотнительные элементы между боковыми стенками обечайки, полости которых образуют коллекторную камеру межтрубной среды.

Недостатком данного технического решения является такая его конструкция, при которой входной поток газа полностью попадает на выход из теплообменника.

Указанное изобретение является по совокупности существенных признаков наиболее близкой системой того же назначения к заявляемому изобретению. Поэтому оно принято в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Раскрытие изобретения.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение влагоотделения в газоохладителях.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является снижение содержания влаги в газе на выходе из газоохладителя.

Сущность изобретения состоит в том, что горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель содержит трубы, заключенные в цилиндрические кожухи. При этом цилиндрические кожухи закреплены герметичными трубными решетками и охватываются с двух сторон обечайками. Отличается тем, что обечайки с двух противоположных сторон присоединены к тройнику. При этом с третьей стороны к тройнику присоединена емкость сбора конденсата. Причем емкость сбора конденсата размещена внизу газоохладителя, а сам тройник снабжен патрубком выхода газа.

Кроме того, в данном горизонтальном газоохладителе-влагоотделителе диаметр отверстий тройника со стороны обечаек может быть больше, чем диаметр отверстия тройника со стороны емкости сбора конденсата. Кроме того, одна обечайка с помощью подкладного кольца может быть соединена с эллиптической заглушкой, в которой размещен патрубок входа газа. Кроме того, в данном горизонтальном газоохладителе-влагоотделителе трубы могут быть выполнены с продольным наружным оребрением, а внутри них могут быть размещены вытеснители, выходящие из труб с одного торца, тогда как другие торцы труб закрыты заглушками. При этом по ребрам труб могут быть выполнены кольцевые поперечные прорези. При этом вытеснители могут быть выполнены в виде продольных стальных труб. Кроме того, в данном горизонтальном газоохладителе-влагоотделителе одна обечайка может быть присоединена к тройнику с помощью подкладного кольца, а другая - с помощью разделительной герметичной трубной решетки. Тройник может быть снабжен отбойником, который может быть выполнен в виде металлического изогнутого листа с отверстием. Емкость сбора конденсата может быть выполнена в виде эллиптической заглушки, при этом в ней может размещаться отводная трубка со штуцером отбора собираемого в емкости конденсата. Трубы в данном горизонтальном газоохладителе-влагоотделителе могут быть выполнены из алюминиевого сплава. Кроме того, трубы могут быть снабжены поворотными коленами. При этом одно из колен может быть снабжено продувочной трубкой с пробкой и алюминиевой прокладкой. Кроме того, одна из труб может быть снабжена патрубком входа охлаждающей воды. Кроме того, в данном газоохладителе один из вытеснителей торцом, выходящим из трубы, может быть соединен с патрубком выхода охлаждающей воды, а остальные вытеснители могут быть соединены одним торцом с поворотными коленами. Кроме того, в данном газоохладителе одна обечайка может быть снабжена бобышкой под манометр, штуцером под термометр и сгоном под предохранительный клапан.

Краткое описание чертежей.

Сущность изобретения поясняется следующими графическими материалами.

На фигуре 1 показан продольный разрез газоохладителя (вид сбоку), на фигуре 2 показан газоохладитель (вид сбоку, с торца). На фигуре 3 показан продольный разрез емкости сбора конденсата (вид сбоку).

Условные обозначения конструктивных элементов изобретения, изображенных на чертежах: патрубок входа газа (1), патрубок выхода газа (2), входная обечайка (3), эллиптическая заглушка (4), подкладное кольцо (5), разделительная герметичная трубная решетка (6), выходная обечайка (7), герметичная трубная решетка (8), тройник (9), емкость сбора конденсата (10), отводная трубка (11), отбойник (12), поворотное колено (13), продувочная трубка (14), штуцер (15), сгон (16), бобышка (17), патрубок входа охлаждающей воды (18), патрубок выхода охлаждающей воды (19), заглушка (20), цилиндрический кожух (21), алюминиевая оребренная труба (22), вытеснитель (23), штуцер (24).

Осуществление изобретения.

Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель имеет входную обечайку (3), которая соединена с эллиптической заглушкой (4) с помощью подкладного кольца (5) для лучшего провара металла. В эллиптической заглушке (4) размещен патрубок входа газа (1). Входная обечайка (3) соединена с тройником (9) с помощью герметичной трубной решетки (6). Тройник (9) соединен с выходной обечайкой (7) с помощью подкладного кольца (5) для лучшего провара металла. Диаметр отверстий тройника (9) со стороны обечаек больше, чем диаметр отверстия тройника со стороны емкости сбора конденсата, для сокращения металлоемкостных показателей газоохладителя. В выходной обечайке (7), тройнике (9), входной обечайке (3) размещены четыре цилиндрических кожуха (21), которые закреплены разделительной герметичной трубной решеткой (6) и герметичной трубной решеткой (8). Входная (3) и выходная (7) обечайки охватывают цилиндрические кожухи (21) с двух сторон. В тройнике (9) размещен патрубок выхода газа (2) и емкость сбора конденсата (10). Емкость сбора конденсата (10) размещена внизу газоохладителя для достижения стока конденсированной влаги (воды) в нее под действием силы тяжести. Емкость сбора конденсата (10) выполнена в виде эллиптической заглушки и снабжена отводной трубкой (11) для отвода собираемого конденсата. Отводная трубка (11) выполнена со штуцером (24) для отбора собираемого конденсата. Внутри тройника (9) отверстие со стороны емкости сбора конденсата (10) закрывает отбойник (12), выполненный в виде металлического изогнутого вовнутрь емкости сбора конденсата (10) листа с отверстием. Отбойник (12) предотвращает повторный захват потоком газа жидкости из емкости сбора конденсата (10).. В каждый цилиндрический кожух (21) заключена алюминиевая оребренная труба (22) для обеспечения высокого коэффициента теплопередачи от газа к трубе. По продольным ребрам каждой алюминиевой оребренной трубы (22) выполнены кольцевые поперечные прорези для создания турбулентного потока воздуха внутри цилиндрического кожуха (21). Внутри каждой алюминиевой оребренной трубы (22) размещен вытеснитель (23), выходящий из каждой алюминиевой оребренной трубы (22) с одного торца, тогда как другой ее торец закрыт заглушкой (20) для создания противотока охлаждающей воды внутри алюминиевой оребренной трубы (22). Каждый вытеснитель выполнен в виде продольной стальной трубы. Одна алюминиевая оребренная труба (22) соединена с патрубком входа охлаждающей воды (18). Все четыре алюминиевые оребренные трубы (22) соединены с тремя поворотными коленами (13) для осуществления последовательного перехода охлаждающей воды из вытеснителя (23) одной трубы (22) в пространство между другой трубой (22) и вытеснителем (23), размещенным в этой трубе. При этом один из вытеснителей (23) выходящим из трубы (22) торцом соединен с патрубком выхода охлаждающей воды (19), а остальные вытеснители (23) соединены одним торцом с поворотными коленами (13). Одно из поворотных колен (13) снабжено продувочной трубкой (14) для устранения воздушных пробок внутри алюминиевых оребренных труб (22). Продувочная трубка (14) выполнена с пробкой и алюминиевой прокладкой для герметичности. Выходная обечайка (7) снабжена штуцером (15) под термометр, сгоном (16) под предохранительный клапан, бобышкой (17) под манометр.

Описание работы изобретения

Газ поступает через патрубок входа газа (1) в пространство входной обечайки (3) и эллиптической заглушки (4), заполняет его, затем проходит в пространстве между цилиндрическими кожухами (21) и алюминиевыми оребренными трубами (22), после чего поступает в пространство выходной обечайки (7) и тройника (9), заполняет его и выходит через патрубок выхода газа (2). При этом он интенсивно охлаждается путем теплообмена с охлаждающей водой, которая входит через патрубок входа охлаждающей воды (18), идет в прямом направлении в полости между первой алюминиевой оребренной трубой (22) и вытеснителем (23), упирается в заглушку (20), затем в обратном направлении проходит по вытеснителю (23) и через первое поворотное колено (13) попадает в следующую алюминиевую оребренную трубу (22). Охлаждающая вода, таким образом, проходит через полости между всеми четырьмя алюминиевыми оребренными трубами (22) и вытеснителями (23), упирается в заглушки (20), затем идет в обратном направлении по последнему вытеснителю (23) и выходит через патрубок выхода охлаждающей воды (19). При этом скопившийся в алюминиевых оребренных трубах (22) воздух периодически отводится через продувочную трубку (14). Кроме того, во внутреннем пространстве выходной обечайки (7) и тройника (9) часть охлажденного газа конденсируется во влагу (воду), которая стекает по внутренней поверхности стенок выходной обечайки (7) и тройника (9) на отбойник (12), затем через отверстие отбойника (12) попадает в емкость сбора конденсата (10). Из емкости сбора конденсата (10) собираемая влага (вода) отводится с помощью отводной трубки (11) со штуцером (24).

Таким образом, следует, что в данном заявляемом изобретении заявляемый технический результат - снижение содержания влаги в газе на выходе из газоохладителя - достигается за счет труб, заключенных в цилиндрические кожухи. При этом цилиндрические кожухи закреплены герметичными трубными решетками и охватываются с двух сторон обечайками. При этом обечайки с двух противоположных сторон присоединены к тройнику. При этом с третьей стороны к тройнику присоединена емкость сбора конденсата. При этом емкость сбора конденсата размещена внизу газоохладителя, а сам тройник снабжен патрубком выхода газа.

Поскольку конструкция прототипа заявляемого изобретения такая, при которой входной поток газа полностью попадает на выход из теплообменника, то содержание влаги в газе на выходе из данного теплообменника больше по сравнению с содержанием влаги в газе на выходе из газоохладителя заявляемого изобретения, в котором имеется функция влагоотделения, осуществляемая с помощью емкости сбора конденсата, ее размещения внизу газоохладителя.

Промышленная применимость.

Автором изготовлен опытный образец заявляемого изобретения, испытания которой подтвердили достижение заявленного технического результата.

Заявляемый горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель реализован с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлен на любом машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в холодильной промышленности.

1. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель, содержащий трубы, заключенные в цилиндрические кожухи, при этом цилиндрические кожухи закреплены герметичными трубными решетками и охватываются с двух сторон обечайками, отличающийся тем, что обечайки с двух противоположных сторон присоединены к тройнику, при этом с третьей стороны к тройнику присоединена емкость сбора конденсата, причем емкость сбора конденсата размещена внизу газоохладителя, а сам тройник снабжен патрубком выхода газа.

2. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что диаметр отверстий тройника со стороны обечаек больше, чем диаметр отверстия тройника со стороны емкости сбора конденсата.

3. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что одна обечайка с помощью подкладного кольца соединена с эллиптической заглушкой, в которой размещен патрубок входа газа.

4. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что трубы выполнены с продольным наружным оребрением, при этом внутри них размещены вытеснители, выходящие из труб с одного торца, тогда как другие торцы труб закрыты заглушками.

5. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по п.4, отличающийся тем, что по ребрам труб выполнены кольцевые поперечные прорези.

6. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по п.4, отличающийся тем, что вытеснители выполнены в виде продольных стальных труб.

7. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что одна обечайка присоединена к тройнику с помощью подкладного кольца, а другая - с помощью разделительной герметичной трубной решетки.

8. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что тройник снабжен отбойником, при этом отбойник выполнен в виде металлического изогнутого листа с отверстием.

9. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что емкость сбора конденсата выполнена в виде эллиптической заглушки, при этом в ней размещена отводная трубка со штуцером.

10. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что трубы выполнены из алюминиевого сплава.

11. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что трубы снабжены поворотными коленами, при этом одно колено снабжено продувочной трубкой с пробкой и алюминиевой прокладкой.

12. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что одна из труб снабжена патрубком входа охлаждающей воды.

13. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по пп.4 или 11, отличающийся тем, что один из вытеснителей выходящим из трубы торцом соединен с патрубком выхода охлаждающей воды, а остальные вытеснители соединены одним торцом с поворотными коленами.

14. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что одна из обечаек снабжена бобышкой под манометр.

15. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что одна из обечаек снабжена штуцером под термометр.

16. Горизонтальный газоохладитель-влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что одна из обечаек снабжена сгоном под предохранительный клапан.