Теплообменник пластинчатый противоточный разборный или полуразборный

Полезная модель предназначена для применения в теплообменном оборудовании для теплообмена между греющей и нагреваемой водой, в основном в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения.

Техническим результатом настоящего изобретения заключается в решении требований эксплуатационных служб по повышению ремонтопригодности теплообменника пластинчатого. Теплообменник пластинчатый противоточный разборный, содержащий пакет пластин с гофрами. С одинаковым или различным углом наклона гофр на поверхности пластины, линии которых в каждой пластине расположены в виде рельефной «елочки». И выполненных на пластинах угловых отверстий с каждой стороны для подвода-отвода жидкости в теплообменную часть. Пакет пластин установлен на направляющих штангах и стянут станиной и шпильками (см. фиг.1), отличающийся тем, что при установки стяжных шпилек с закладными шайбами и плит, изготовленных на машине тепловой резки без дополнительной механической обработки контура и наружных нерабочих поверхностей (см. фиг.2).

Полезная модель предназначена для применения в теплообменном оборудовании для теплообмена между греющей и нагреваемой водой, в основном в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения.

Известны теплообменники пластинчатые: элемент пластинчатого теплообменника, пакет противоточного пластинчатого теплообменника, теплообменник пластинчатый противоточный [изобретения SU: 1539500, 1778484, RU: 2 165 571]. Все они характеризуются содержанием пакета пластин с гофрами, расположенными в виде рельефной «елочки» с угловыми отверстиями для подвода и отвода жидкости в теплообменную часть.

Известен элемент пластинчатого теплообменника [патент SU: 1359500], выполненный в виде прямоугольного листа с отверстиями по периферии и гофрированным участком заданной ширины в центральной части листа, гофры которого расположены «в елочку».

Известен пакет противоточного пластинчатого теплообменника [патент SU: 1778484], содержащий соединенные попарно пластины с плоскими участками, чередующимися с гофрами, линии которых в каждой пластине расположены под заданным углом наклона относительно оси симметрии пластин, противоположным углу наклона линиям гофров в пластине своей пары для образования при их примыкании сетчатых каналов прохода теплоносителя.

Наиболее близким аналогом является теплообменник пластинчатый противоточный [патент RU: 2165571], содержит пакет пластин с гофрами, линии которых в каждой пластине расположены в виде рельефной «елочки», и выполненных на пластинах угловых отверстий с каждой стороны для подвода-отвода жидкости в теплообменную часть, пакет пластин с гофрами установлен на направляющих штангах и стянут станиной и шпильками, на теплообменнике закреплены подводящие и отводящие патрубк.

Однако недостатком аналогов является сложность при обслуживании, а именно при разборке пластинчатых теплообменников для очистки и восстановления скорости теплообмена, необходимо полностью разобрать всю конструкцию с большим неудобством.

Теплообменник (см. Фиг.1) содержит пакет пластин с гофрами с угловыми отверстиями для подвода и отвода жидкости. Пакет пластин установлен на направляющих штангах и стянут между станиной и нажимной плитой шпильками, подводящие и отводящие патрубки могут быть выполнены прямолинейными или криволинейными и прикреплены к плитам.

Стяжные шпильки устанавливаются в расширяющиеся пазы плит и фиксируются при помощи закладных шайб с кольцевым выступом (см. Фиг.2). Плиты изготавливаются на машине тепловой резки с полным формированием контура плиты с пазами и отверстиями для установки патрубков. Механическая обработка контура и наружных нерабочих поверхностей плит не требуется.

Данный способ крепления стяжных шпилек обеспечивает их легкое извлечение вбок и установку на место при сборке и разборке аппарата. В теплообменнике, описанном в RU 2 165 571 С1, а также в других аналогичных пластинчатых разборных теплообменниках шпильки вводятся в простые отверстия смещением вперед или назад, что требует дополнительного пространства при монтаже теплообменника.

В рабочем положении пластины плотно прижаты друг к другу. Каждая пластина на лицевой стороне имеет резиновую контурную прокладку, ограничивающую канал для потока рабочей среды и охватывающую два угловых отверстия по одной стороне пластины, через которые входит поток рабочей среды в межпластинный канал и выходит из него, а через два других отверстия, изолированных дополнительно малыми кольцевыми прокладками, встречный теплоноситель проходит транзитом. Процесс теплообмена происходит между двумя средами, перемещающимися противотоком по каналам щелевидной формы, образованным гофрированной поверхностью двух соседних пластин. Жидкость при движении в них совершает пространственное трехмерное извилистое движение, при котором происходит турбулизация потока.

Усиленная турбулизация и тонкий слой жидкости дают возможность значительно интенсифицировать теплоотдачу при сравнительно малых гидравлических сопротивлениях. При этом резко уменьшается образование накипи на пластинах. При большой разнице в расходе сред, а также при малой разнице в конечных температурах сред существует возможность многократного проведения сред через теплообменник путем петлеобразного направления их потоков. В таких теплообменниках патрубки для подвода сред расположены как на неподвижной, так и на нажимной плитах. Патрубки на нажимной плите изготавливают изогнутыми под углом 90°, как в RU 2 165 571 С1, но в отличие от теплообменника, описанного в RU 2 165 571 С1, комплектуются стандартными фланцами по ГОСТ 12820, что облегчает монтаж теплообменника при установке по месту применения.

Основным элементом теплообменника является теплопередающая пластина. Пластины изготавливаются из коррозионно-стойких сталей методом холодной штамповки. По контуру пластины расположен паз для резиновой уплотняющей прокладки. Для предупреждения смешения сред в случае прорыва кольцевой прокладки на основной уплотняющей прокладке предусмотрены дренажные пазы. При сборке пластин в пакет на смежных пластинах наклон гофров направлен в противоположные стороны. Это обеспечивается тем, что каждая последующая пластина, повернута на 180° относительно смежных, что создает равномерную сетку пересечения линий гофров.

Могут быть востребованы теплообменники с площадью пластины 0,04; 0,15; 0,2; 0,4 м² (см. Фиг.3).

Поверхность пластин площадью 0,04 и 0,15 м² имеет простую елочную структуру. Наклон линий гофрирования к горизонтальной оси для пластин площадью 0,04 м² составляет 35°, для пластин площадью 0,15 м² - 30° или 60°.

ч

В случае использования пластин площадью 0,15 м возможна сборка пакета пластин из пластин с различным углом наклона гофров, что позволяет изготовить теплообменник с различными показателями теплоотдачи и гидравлических сопротивлений в зависимости от потребностей заказчика. Применение простого прямого гофрирования обеспечивает большую технологичность изготовления пластин по сравнению с пластинами описанными в SU 1778484 А1.

Поверхность пластин площадью 0,2 м и 0,4 м разделена на четыре части, в пределах которых гофры имеют различный наклон. Гофрирование пластин площадью 0,2 м² не имеет елочной структуры. Гофрирование пластин площадью 0,4 м имеет елочную структуру. Гофры на пластинах площадью 0,2 м и 0,4 м имеют наклон к горизонтальной оси 20° и 70°. Применение сплошного гофрирования позволяет повысить жесткость пластины no-сравнению с пластинами, описанными в SU 1539500 А1, что повышает надежность теплообменника.

Разделение поверхности пластин теплообменника на зоны с различным наклоном гофрирования способствует повышению интенсивности теплообмена.

Пластины площадью 0,2 м² при сборке теплообменника свариваются попарно в двухпластинные секции контактной сваркой, что уменьшает в два раза необходимое количество уплотнительных прокладок и повышает надежность теплообменника.

Сущность полезной модели заключается в использовании установки стяжных шпилек с закладными шайбами и плит, изготовленных на машине тепловой резки без дополнительной механической обработки контура и наружных нерабочих поверхностей, что обеспечивает быстрое извлечение шпилек при разборке теплообменника и повышает технологичность изготовления теплообменника; и в использовании пластин с различным углом наклона гофрирования в пределах одной пластины и пластин с различными углами гофрирования в одном аппарате.

Результатом полезной модели является повышение технологичности изготовления, сборки-разборки и ремонтопригодности теплообменного аппарата, повышение эффективности процесса теплообмена в аппарате и возможность адаптации изготавливаемых теплообменников к потребностям заказчика.

На фиг.1, 2 показано:

1 - плита неподвижная, 2 - направляющая верхняя, 3 - плита нажимная, 4 - направляющая нижняя, 5 - шпилька стяжная, 6 - пластина промежуточная, 7 - пластина концевая, 8 - прокладка промежуточная, 9 - прокладка концевая, 10 - стойка, 11 - шайба шпильки стяжной, 12 - гайка шпильки стяжной, 13 - уголок крепления плиты, 14 - болт, 15 - гайка, 16 - уголок крепления стойки, 17 - болты крепления верхней и нижней направляющих.

Теплообменник пластинчатый противоточный разборный или полуразборный, содержащий пакет пластин с гофрами с одинаковым или различным углом наклона гофр на поверхности пластины, линии которых в каждой пластине расположены в виде рельефной «елочки», и выполненных на пластинах угловых отверстий с каждой стороны для подвода-отвода жидкости в теплообменную часть, пакет пластин установлен на направляющих штангах и стянут станиной и шпильками, отличающийся тем, что стяжные шпильки установлены с закладными шайбами, а плиты изготовлены на машине тепловой резки без дополнительной механической обработки контура и наружных нерабочих поверхностей.