Поперечная перегородка для дистанцирования трубок кожухотрубного аппарата



Поперечная перегородка для дистанцирования трубок кожухотрубного аппарата
Поперечная перегородка для дистанцирования трубок кожухотрубного аппарата
Поперечная перегородка для дистанцирования трубок кожухотрубного аппарата
Поперечная перегородка для дистанцирования трубок кожухотрубного аппарата
Поперечная перегородка для дистанцирования трубок кожухотрубного аппарата

 


Владельцы патента RU 2578936:

ИНФРА ИксТиЭл ТЕКНОЛОДЖИ ЛИМИТЕД (CY)

Изобретение относится к области теплотехники и используется в конструкции поперечной перегородки для дистанцирования трубок кожухотрубного аппарата. Перегородка содержит верхние и нижние пластины 1, 2, цилиндрические втулки 3 и периферийное кольцо 4. Каждая пластина 1, 2 выполнена с пазами и выступами 6, расположенными поочередно на одной из продольных сторон пластины. Пазы и выступы 6 верхних пластин 1 расположены на нижних сторонах пластин 1, а пазы и выступы 6 нижних пластин 2 - на их верхних сторонах. В стенке каждой втулки 3 выполнена пара продольных диаметрально расположенных прорезей с обоих торцов втулки 3. Диаметр расположения прорезей верхнего торца втулки 3 перпендикулярен диаметру расположения прорезей ее нижнего торца. Верхние пластины 1 вставлены в прорези верхних торцов втулок 3, а нижние пластины 2 - в прорези нижних торцов втулок 3 с расположением пазов пластин 1, 2 внутри втулок 3 и с расположением нижних пластин 2 перпендикулярно верхним пластинам 1, чтобы между каждыми смежными четырьмя втулками 3 было образовано пространство для размещения в нем трубки кожухотрубного аппарата с обеспечением монтажных зазоров между трубкой и четырьмя смежными втулками 3. В кольце 4 со стороны его внутренней окружности выполнены круглые вырезы 11 для размещения в них втулок 3, расположенных по периметру кожухотрубного аппарата. Кольцо 4 выполнено с отверстиями 12 для его закрепления в корпусе кожухотрубного аппарата посредством стяжных винтов и распорных трубок. Перегородка предотвращает ухудшение условий теплообмена в зоне ее расположения, обеспечивает надежную фиксацию трубок между соответствующими втулками и равномерность протекания текучей среды в межтрубном пространстве. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в конструкции поперечной перегородки для дистанцирования трубок кожухотрубного аппарата, такого как трубчатый реактор или трубчатый теплообменный аппарат.

В кожухотрубных аппаратах необходимо обеспечить следующие условия:

- фиксацию реакционных или теплообменных трубок (далее трубок) для выполнения условий устойчивости трубок; необходимость фиксации определяется расчетом на устойчивость;

- равномерность течения жидкости или газа вдоль оси трубок по всему поперечному сечению межтрубного пространства;

- непрерывность потока жидкости или газа в межтрубном пространстве вдоль всей длины трубок.

Исходя из вышеперечисленных условий, конструкция аппарата должна быть условно «прозрачной» для жидкой или газовой среды межтрубного пространства, сохраняя при этом функцию фиксации трубок от перемещений в плоскости, перпендикулярной оси трубки.

Известны кожухотрубные теплообменники, в которых поперечные перегородки выполнены в виде ячеек из наклонных пластин (патентная заявка WO 2012/085337, опубл. в 2012 г.) или состоят из рядов изогнутых определенным образом пластин (патент GB 764,866, опубл. в 1957 г.). Недостатком этих обоих известных технических решений является то, что в местах установки таких перегородок, под наклонными участками пластин и над ними создаются локальные зоны с ухудшенными условиями теплообмена. Особенно это ощутимо при интенсивном теплообмене, например, при кипении на поверхности трубок. Этот недостаток может ограничивать применение перегородок таких конструкций в трубчатых реакторах из-за возможного возникновения зон перегрева катализатора в местах установки перегородок.

Известна также поперечная перегородка (решетка) для дистанцирования трубок теплообменника, состоящая из рядов пластин, каждый из которых повернут на 60° относительно предыдущего ряда (патент RU 2384807 C1, опубл. в 2010 г.). Недостатком этой конструкции является то, что при применении такой перегородки в аппаратах больших диаметров (более 800-1000 мм) не связанные между собой пластины не будут обладать достаточной жесткостью для исключения изгиба и вибрации трубок, т.е. не будет обеспечена устойчивость последних. Кроме того, в случае применения этой конструкции в аппаратах с расположением трубок «по квадрату» пластины необходимо будет делать довольно большой толщины (3-6 мм), что уменьшит свободное сечение межтрубного пространства в месте установки перегородки и, следовательно, увеличит гидравлическое сопротивление течения текучей среды в межтрубном пространстве.

Задачей настоящего изобретения является создание конструкции поперечной перегородки для дистанцирования трубок кожухотрубного аппарата, которая не имела бы недостатков вышеуказанных известных технических решений и обеспечила бы выполнение вышеперечисленных условий в процессе работы кожухотрубного аппарата.

Решение указанной задачи обеспечивается тем, что согласно настоящему изобретению предложена поперечная перегородка для дистанцирования трубок кожухотрубного аппарата, содержащая верхние и нижние пластины, каждая из которых выполнена с пазами и выступами, расположенными поочередно на одной из продольных сторон пластины, причем пазы и выступы верхних пластин расположены на нижних сторонах пластин, а пазы и выступы нижних пластин - на их верхних сторонах, а также цилиндрические втулки, в стенке каждой из которых выполнена пара продольных диаметрально расположенных прорезей с обоих торцов втулки, причем диаметр расположения прорезей верхнего торца втулки перпендикулярен диаметру расположения прорезей ее нижнего торца, при этом верхние пластины вставлены в прорези верхних торцов втулок, а нижние пластины - в прорези нижних торцов втулок с расположением пазов пластин внутри втулок и с расположением нижних пластин перпендикулярно верхним пластинам для того, чтобы между каждыми смежными четырьмя втулками было образовано пространство для размещения в нем трубки кожухотрубного аппарата с обеспечением монтажных зазоров между трубкой и указанными четырьмя смежными втулками.

Основными техническими результатами, обеспечиваемыми предложенной перегородкой, являются предотвращение ухудшения условий теплообмена в зоне расположения перегородки, а также обеспечение надежной фиксации каждой трубки между соответствующими четырьмя втулками и равномерности протекания текучей среды в межтрубном пространстве.

Пазы и выступы пластин перегородки по настоящему изобретению выполнены преимущественно прямоугольной формы.

В преимущественном варианте конструкции для установки поперечной перегородки по настоящему изобретению внутри кожухотрубного аппарата перегородка снабжена периферийным кольцом, в котором со стороны его внутренней окружности выполнены круглые вырезы для размещения в них втулок, расположенных по периметру кожухотрубного аппарата. В данном варианте периферийное кольцо может быть выполнено с отверстиями для его закрепления в корпусе кожухотрубного аппарата посредством стяжных винтов и распорных трубок.

На фиг. 1 показаны элементы перегородки (втулки и пластины) по настоящему изобретению, в разобранном виде;

на фиг. 2 - то же, в собранном виде;

на фиг. 3 - элементы перегородки (втулки и пластины) по настоящему изобретению с расположенной между втулками трубкой кожухотрубного аппарата, вид сбоку;

на фиг. 4 - то же, вид сверху;

на фиг. 5 представлена поперечная перегородка в сборе по настоящему изобретению, вид в изометрической проекции;

на фиг. 6 - то же, вид сбоку;

на фиг. 7 - то же, вид сверху;

на фиг. 8 - периферийное кольцо перегородки по настоящему изобретению;

на фиг. 9 - кожухотрубный аппарат (трубчатый реактор или теплообменник) с установленными в нем перегородками по настоящему изобретению, продольный разрез;

на фиг. 10 - разрез А-А фиг. 9.

Перегородка по настоящему изобретению содержит верхние пластины 1, нижние пластины 2, цилиндрические втулки 3 и может быть снабжена также периферийным кольцом 4 для установки перегородки в кожухотрубном аппарате.

Каждая пластина 1, 2 выполнена с прямоугольными пазами 5 и выступами 6, расположенными поочередно на одной из продольных сторон пластин 1, 2. Пазы 5 и выступы 6 верхних пластин 1 расположены на нижних сторонах пластин 1, а пазы 5 и выступы 6 нижних пластин 2 - на их верхних сторонах.

Каждая втулка 3 имеет форму тонкостенного цилиндра, в стенке которого выполнена пара продольных диаметрально расположенных прорезей 7, 8 с обоих торцов втулки 3. Диаметр расположения прорезей 7 верхнего торца втулки перпендикулярен диаметру расположения прорезей 8 ее нижнего торца.

Верхние пластины 1 вставлены в прорези 7 верхних торцов втулок 3, а нижние пластины 2 - в прорези 8 нижних торцов втулок 3, при этом пазы 5 пластин 1, 2 располагаются внутри втулок 3, а нижние пластины 2 располагаются перпендикулярно верхним пластинам 1, в результате чего между каждыми смежными четырьмя втулками 3 образуется пространство для размещения в нем трубки 9 (фиг. 3, 4, 9, 10) кожухотрубного аппарата 10 (фиг. 9) с обеспечением монтажных зазоров между трубкой 9 и указанными четырьмя смежными втулками 3. Таким образом, после установки перегородки в корпусе аппарата 10 каждая трубка 9 фиксируется от перемещения в плоскости, перпендикулярной продольной оси трубки 9, четырьмя втулками 3. Диаметр втулок 3 выбирают из диаметра и шага расположения трубок 9, а шаг расположения втулок 3 равен шагу расположения трубок 9. При этом размеры пазов 5 вдоль длины пластин 1, 2 определяются наружным диаметром втулок 3, а размеры выступов 6 вдоль длины пластин 1, 2 определяются расстоянием между смежными втулками 3. Величину зазора между трубкой 9 и фиксирующими ее втулками 3 определяют из условий обеспечения монтажа трубки 9 между этими втулками 3 и допустимых перемещений трубки 9 в направлении, перпендикулярном ее продольной оси.

Для установки (фиксации) перегородки в корпусе аппарата 10 может быть использовано периферийное кольцо 4, в котором со стороны его внутренней окружности выполнены круглые вырезы 11 для размещения в них втулок 3, расположенных по периметру аппарата 10, т.е. тех втулок 3, которые наиболее близко расположены к внутренней поверхности аппарата 10. Кольцо 4 выполнено с отверстиями 12 для его закрепления в корпусе аппарата 10 посредством стяжных винтов 13 и распорных трубок 14 (фиг. 9, выноска).

Сборку перегородки по настоящему изобретению и установку ее в аппарате 10 осуществляют следующим образом. Верхние и нижние пластины 1, 2 вставляют соответственно в прорези 7, 8 втулок 3, как описано выше, одновременно располагая периферийные втулки 3 в круглых вырезах 11 периферийного кольца 4, после чего кольцо 4 соединяют с периферийными втулками 3 и конечными участками верхних пластин 1 и нижних пластин 2, располагаемыми соответственно над и под кольцом 4, посредством сварки. Верхние и нижние пластины 1, 2 также скрепляют с втулками 3 посредством сварки. Далее одни из резьбовых концов стяжных винтов 13 ввинчивают в одну из трубных решеток 15 аппарата 10, на стяжные винты 13 надевают распорные трубки 14, собранную перегородку (кольцо 4 с прикрепленными к нему втулками 3 и пластинами 1, 2) надевают на вторые резьбовые концы винтов 13 через отверстия 12 и затягивают винты 13 гайками 16 (фиг. 9). Таким способом с помощью одних и тех же стяжных винтов 13 можно установить в аппарате 10 несколько перегородок по настоящему изобретению, например, как показано на фиг. 9, две перегородки. Для установки двух перегородок используются соответственно две распорные трубки 14 для каждого стяжного винта 13. Длина соответствующих распорных трубок 14 определяет расстояния между перегородкой и трубной решеткой 15 и между самими перегородками.

Точность положения втулок 3 в перегородке по настоящему изобретению определяется точностью выполнения пазов 5 и выступов 6 в пластинах 1, 2 и круглых вырезов 11 в периферийном кольце 4. Современные методы резки листового металла обеспечивают необходимую точность.

В процессе работы кожухотрубного аппарата поперечная перегородка по настоящему изобретению предотвращает нежелательные смещения трубок в направлении перпендикулярном их продольной оси.

Наличие в перегородке по настоящему изобретению двух связанных между собой рядов вертикальных пластин 1, 2 во взаимно перпендикулярных направлениях обеспечивает необходимую прочность и жесткость перегородки при минимальных толщинах пластин 1, 2 и втулок 3. Применение таких тонких элементов перегородки позволяет получить максимальное сечение межтрубного пространства в месте установки перегородки и обеспечить минимальную массу конструкции. По сравнению с конструкцией, описанной в вышеупомянутом патенте RU 2384807 C1, перегородка по настоящему изобретению обеспечивает увеличение свободного сечения межтрубного пространства на 9-11% в зависимости от размера трубок 9.

Достоинства предлагаемой конструкции перегородки заключаются также в следующем.

Обеспечен равномерный проток текучей среды (жидкости или газа) по межтрубному пространству вдоль трубок 9. Проходное сечение межтрубного пространства в месте установки перегородки составляет 70-80% от полного сечения, что обеспечивает минимальное сопротивление потоку в межтрубном пространстве. В то же время наличие небольшого равномерно распределенного сопротивления создает условие для улучшения равномерности потока по всему сечению.

Наличие периферийного кольца 4 перегородки препятствует протоку текучей среды межтрубного пространства в зазор между трубным пучком и корпусом аппарата 10, что улучшает теплообмен.

Контакт трубки 9 с перегородкой происходит по линии, что обеспечивает минимальную неравномерность теплообмена на поверхности трубки 9 в месте установки перегородки.

Отсутствуют застойные зоны текучей среды в межтрубном пространстве.

1. Поперечная перегородка для дистанцирования трубок кожухотрубного аппарата, содержащая верхние и нижние пластины, каждая из которых выполнена с пазами и выступами, расположенными поочередно на одной из продольных сторон пластины, причем пазы и выступы верхних пластин расположены на нижних сторонах пластин, а пазы и выступы нижних пластин - на их верхних сторонах, а также цилиндрические втулки, в стенке каждой из которых выполнена пара продольных диаметрально расположенных прорезей с обоих торцов втулки, причем диаметр расположения прорезей верхнего торца втулки перпендикулярен диаметру расположения прорезей ее нижнего торца, при этом верхние пластины вставлены в прорези верхних торцов втулок, а нижние пластины - в прорези нижних торцов втулок с расположением пазов пластин внутри втулок и с расположением нижних пластин перпендикулярно верхним пластинам для того, чтобы между каждыми смежными четырьмя втулками было образовано пространство для размещения в нем трубки кожухотрубного аппарата с обеспечением монтажных зазоров между трубкой и указанными четырьмя смежными втулками.

2. Поперечная перегородка по п. 1, отличающаяся тем, что пазы и выступы пластин выполнены прямоугольной формы.

3. Поперечная перегородка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что она снабжена периферийным кольцом, в котором со стороны его внутренней окружности выполнены круглые вырезы для размещения в них втулок, расположенных по периметру кожухотрубного аппарата.

4. Поперечная перегородка по п. 3, отличающаяся тем, что периферийное кольцо выполнено с отверстиями для его закрепления в корпусе кожухотрубного аппарата посредством стяжных винтов и распорных трубок.



 

Похожие патенты:

Устройство теплообменника, в частности, для системы отопления транспортного средства, содержащее расположенный вдоль продольной оси (L) чашеобразный корпус (12) теплообменника с внешней стенкой (18, 20) и внутренней стенкой (22, 24), причем между внешней (18, 20) и внутренней (22, 24) стенками образовано пространство для потока среды-теплоносителя, причем на внешней стенке (18, 20) предусмотрен, по меньшей мере, один штуцер (50, 52) для протекания среды-теплоносителя, открытый со стороны пространства для потока среды-теплоносителя, и причем на корпусе (12) теплообменника предусмотрен один штуцер (30) для протекания отработанного газа, открытый со стороны окруженного внутренней стенкой (22, 24) внутреннего пространства (26) корпуса (12) теплообменника, причем корпус (12) теплообменника содержит внешнюю часть (14) корпуса с внешней окружающей стенкой (18) и внешней стенкой-дном (20), а также внутреннюю часть (16) корпуса с внутренней окружающей стенкой (22) и внутренней стенкой-дном (24), причем в расположенной на расстоянии от внешней стенки-дна осевой концевой зоне (44) внешней окружающей стенки (18) внешней части (14) корпуса предусмотрен, по меньшей мере, один штуцер (50, 52) для протекания среды-теплоносителя.

Изобретение относится к кожухотрубным теплообменникам для теплообмена жидких и газообразных сред. Теплообменник содержит кожух, снабженный штуцерами для ввода и вывода теплоносителя, крышки со штуцерами для входа и выхода теплообменивающейся среды и пучок теплообменных труб, зафиксированных в отверстиях трубных решеток, состоящих из внутренней и последующей перфорированных пластин с уплотнительным материалом между ними.

Изобретение предназначено для охлаждения электронных устройств бортовой аппаратуры космических аппаратов (КА). Технический результат - повышение эффективности охлаждения устройств, содержащих радиоэлектронные компоненты и силовые модули с различными тепловыделениями, в том числе предназначенных для эксплуатации в условиях невесомости.

Изобретение относится к раздающим коллекторным системам. Раздающая камера (5) ограничена снаружи корпусом (3), днищем (2) и решеткой (6) и соединяет между собой центральную подводящую трубу (8) и боковой отводящий канал (1) через зазор между днищем (2) и торцевой частью центральной подводящей трубы (8).

Изобретение относится к раздающим коллекторным системам. Раздающая камера (5) ограничена снаружи корпусом (3), днищем (2) и решеткой (6) и соединяет между собой центральную подводящую трубу (8) и боковой отводящий канал (1) через зазор между днищем (2) и торцевой частью центральной подводящей трубы (8).

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к системе направляющих дисков для теплообменника, к теплообменнику с применением системы направляющих дисков, к способу изготовления теплообменника, а также к комплекту для оборудования или дооборудования теплообменника.

Пластинчатый теплообменник содержит по меньшей мере одну теплообменную пластину, предпочтительно группу теплообменных пластин. По меньшей мере одна из теплообменных пластин содержит по меньшей мере один участок, имеющий рифления, предназначенные для установки впритык к соответствующим рифлениям теплообменной пластины соответствующей конструкции.

Изобретение относится к теплотехнике и касается конструкций теплообменных аппаратов для сжижения паров смешанных и многокомпонентных продуктов при их охлаждении.

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к пластинчатым теплообменникам. .

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при изготовлении теплообменных аппаратов, в частности радиаторов. .

Изобретение применимо особенно при изготовлении электрических нагревательных приборов, в частности конвекторов, радиаторов и прочих излучающих приборов, и относится к угловому элементу лицевой стороны металлического корпуса. Элемент соответствующей лицевой стороны металлического корпуса, образующий уголок на лицевой стороне, причем эта лицевая сторона содержит загиб материала на свою тыльную поверхность и, по меньшей мере, одно уголковое отверстие, перекрываемое элементом лицевой стороны, отличающийся тем, что он содержит позиционирующее приспособление (2, 3, 4) для взаимодействия с контурами лицевой стороны, для которой предусмотрен элемент, и, по меньшей мере, одну стопорящую лапку (5, 6) для упора в загиб лицевой стороны для приведения позиционирующего приспособления (2, 3, 4) в контакт с соответствующими контурами лицевой стороны. Целью изобретения является создание нового углового элемента лицевой стороны, в котором исключается риск образования царапин при сборке, при этом достигается эстетическая сборка с учетом наличия возможных зазоров при изготовлении лицевой стороны сгибанием. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен жидкостной охладитель наддувочного воздуха в двигателях внутреннего сгорания, содержащий водовоздушный теплообменник, жидкостной насос и радиатор охлаждения, также в состав устройства введена рубашка охлаждения, выполненная вокруг впускного коллектора и его трубопроводов в виде полости с впускным и выпускным патрубками, посредством которых полость соединяют с подводящим и отводящим коллекторами холодного контура системы охлаждения, а последние последовательно подсоединяют к радиатору охлаждения и жидкостному насосу соответственно. Технический результат от использования изобретения состоит в том, что повышается эффективность работы двигателя за счет повышения мощностных и динамических характеристик с одновременным улучшением экологических параметров и надежности. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх