Наборный пластинчато-втулочный теплообменник
Наборный пластинчато-втулочный теплообменник предназначен для обмена тепла между двумя средами, и состоит, по меньшей мере, из двух пластин 1 с отверстиями, дистанционной втулки 2 входного патрубка 3 и выходного патрубка 4, которые установлены соосно и стягиваются, по меньшей мере, одной шпилькой 5 и, по меньшей мере, двумя гайками 6 для формирования канала 7 теплообменника и обеспечения его герметичности, при этом диаметр D2 отверстий в пластинах меньше внутреннего диаметра D1 дистанционных втулок, так, что часть пластины находится внутри канала для прохождения потока среды и позволяет увеличить площадь омываемой поверхности пластины внутри канала до требуемой величины и эта часть пластин внутри канала выполнена объемно фигурной для обеспечения завихрений проходящей внутри канала среды.
Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к конструкциям, предназначенным для обмена тепла между двумя средами (жидкостью или газом и паром или воздухом).
Известен двустенный пластинчатый теплообменник, содержащий множество сложенных пар пластин, каждая пластина из множества пар пластин имеет противоположные поверхности и внешние фланцы и по существу одинаковые профили поверхностей, каждая пара пластин формирует, по существу, совмещенную пригонку между контактирующими поверхностями при прижатии друг к другу, противоположные поверхности каждой пары пластин обеспечивают участок по меньшей мере одного пути потока для каждой из по меньшей мере двух жидкостей, при этом обращенные друг к другу поверхности и внешние фланцы смежных пар пластин из множества пар пластин обеспечивают барьер пути потока для двух жидкостей из по меньшей мере двух жидкостей и при этом противоположные поверхности по меньшей мере одной пары пластин из каждой пары смежных пластин обеспечивают барьер пути потока для двух жидкостей из по меньшей мере двух жидкостей, по меньшей мере одна пара пластин обладает высокой теплопроводностью и обеспечивает участок барьера пути потока для двух жидкостей из по меньшей мере двух жидкостей, таким образом обеспечивая термическое взаимодействие между двумя жидкостями на противоположных поверхностях пластины, вход и выход для каждой жидкости из по меньшей мере двух жидкостей, при этом вход и выход для каждой жидкости находится в жидкостном соединении с каждым путем потока для этой жидкости, и при этом определенный вентиляционный путь выполнен в по меньшей мере одной из обращенных друг к другу поверхностей каждой пары пластин, способный отводить каждую жидкость наружу от внешних фланцев (см. патент ЕР 
1811255 от 18.12.2006, Int. C1.6, F28D 9/00, F28F 3/04).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что известное устройство нуждается в совмещенной пригонке между контактирующими поверхностями при прижатии друг к другу.
Известен матричный теплообменник, содержащий пакет перфорированных пластин, проставки образующие в центральной части и на периферии стенки каналов для теплообменивающих сред, и верхний и нижний коллекторы, снабженными внутренними коллекторами, расположенными между пакетами теплообменника, выполненного составным, по крайней мере из трех пакетов, пластины каждого из которых имеют разные размеры, и установленных соосно относительно одной оси, при этом пакеты с теплообменивающимися средами более высоких температур расположены над пакетами с теплообменивающимися средами менее высоких температур, а внутренние коллекторы, количество которых на один меньше количества пакетов, состоят из собирающей пластины, расположенной между двумя разделяющими пластинами, каналы для теплообменивающихся сред, которые имеют размер и количество, соответствующие размеру и количеству каналов пакета, с которыми они связаны (см. заявка на изобретение RU 2006133527 А от 19.09.2006, Int. C1.6, F28F 3/00).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, при использовании известного устройства, относится то, что известное устройство имеет по крайней мере три пакета пластин, имеющих верхний и нижний коллекторы, а также внутренние коллекторы.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков, является конструкция пластинчатого теплообменника, содержащего пакет пластин, в каждой из которых выполнен, по меньшей мере, один ряд плоскоовальных отверстий с отбортовками, входящими в соответствующее отверстие смежных пластин с формированием канала для пропуска через теплообменник одной из сред, при этом продольные оси соседних в ряду плоскоовальных отверстий расположены под углом относительно друг друга с формированием отбортовки между пластинами сужающихся и расширяющихся каналов для прохода второй среды через теплообменник, в каждой из пластин между смежными рядами плоскоовальных отверстий вдоль их продольной оси выполнены ряды просечек с отогнутыми в ту же сторону, что и отбортовки, лепестками, причем последние выполнены в соседних в ряду просечках на противоположных сторонах образованного просечкой отверстия, лепестки отогнуты вдоль плоскоовальных отверстий и лепестки соседних в ряду просечек наклонены к поверхности пластины с противоположным наклоном, причем высота отбортовки плоскоовальных отверстий составляет от 5 до 15 толщин пластины, отбортовки вставлены в плоскоовальные отверстия смежных пластин на глубину, составляющую не более 0,3 высоты отбортовки, ширина лепестков в месте их отгиба от пластины составляет от 0,1 до 0,2 длины продольной оси плоскоовального отверстия, а высота лепестка, соответствующая длине отверстия, образованного в пластине при ее просечке, составляет от 0,3 до 0,7 расстояния между смежными, установленными в пакете пластинами, лепестки на каждой пластине отогнуты от поверхности пластины на угол, составляющий от 45 до 85°, просечки в смежных пластинах выполнены относительно друг друга в шахматном порядке (см. патент RU 2287754 С1 от 15.03.2005, Int. C1.6, F28D 9/00, F28F 3/08).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве для формирования канала предусмотрены отбортовки на пластинах, которые формируют канал и не позволяют увеличить площадь поверхности пластины внутри канала.
Технический результат - конструктивно простой легко собираемый теплообменник, в котором площадь омываемой поверхности пластины внутри канала увеличивается до требуемой величины.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в наборном пластинчато-втулочном теплообменнике, содержащем пакет пластин, в каждой из которых выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, причем отверстия формируют канал для прохождения потока жидкостной или газовой среды, особенностью является то, что с целью обеспечения зазора между пластин, непосредственного контакта пластин с теплообменивающимися средами и для увеличения поверхности пластин внутри канала, соосно, с выполненными отверстиями в пластинах, установлены дистанционные втулки, при этом для входа и выхода канала теплообменника используются два патрубка, которые воспринимают нагрузку от, по меньшей мере, одной шпильки, стягивающей в единое целое пластины, дистанционные втулки и патрубки, по меньшей мере, двумя гайками для обеспечения герметичности канала, при этом внутренний диаметр дистанционных втулок больше диаметра отверстий в пластинах и часть пластин находящаяся внутри канала для создания завихрения потока выполнена объемно фигурной.
В результате достигнуто выполнение задачи сборки теплообменника при помощи шпильки и гаек и непосредственного контакта теплообменивающихся сред с поверхностями пластин теплообменника требуемой площади.
Для пояснения полезной модели приведены следующие иллюстрации:
На фиг.1 - представлен общий вид наборного пластинчато-втулочного теплообменника;
На на фиг.2 - изображено сечение А-А на фиг.1.
Наборный пластинчато-втулочный теплообменник состоит как минимум из двух пластин 1 с отверстиями, и как минимум одной дистанционной втулки 2, с внутренним диаметром D1 равным или большим диаметра D2 отверстия в пластинах, канала 7 для прохождения потока жидкостной или газовой среды через теплообменник, патрубок 3 предназначенный для входа и патрубок 4 предназначенный для выхода жидкостной или газовой среды, шпильки 5 и гаек 6, собирающие теплообменник в единый пакет.
Наборный пластинчато-втулочный теплообменник работает следующим образом: поток газа или жидкости, поступает на вход патрубка 3, проходит через отверстия пластин 1, дистанционные втулки 2, патрубок 4, которые собираются при помощи шпильки 5, гаек 6, в единый канал 7, охлаждает (разогревает) пластины теплообменника, и отводится через выход патрубка 4, а нагретые (охлажденные) поверхности пластин снаружи канала отдают (забирают) тепло от контактирующей с ними среды.
Преимущество полезной модели по сравнению с известными аналогами состоит в том, что предлагаемая конструкция теплообменника собирается набором в пакет пластин и дистанционных втулок, которые стягиваются шпилькой вместе с подводящим и отводящим патрубками, обеспечивая герметичность канала, а также может быть увеличена площадь поверхностей пластин, омываемых жидкостной или газовой средой внутри канала. Настоящая полезная модель может быть использована в устройствах при применении пластинчато-втулочного теплообменника, например в качестве автотракторных радиаторов систем охлаждения, пароводяных теплообменников и т.д.
1. Наборный пластинчато-втулочный теплообменник, содержащий пакет пластин, в каждой из которых выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, причем отверстия формируют канал для прохождения потока жидкостной или газовой среды, отличающийся тем, что соосно с выполненными отверстиями в пластинах между пластин установлены дистанционные втулки, при этом для входа и выхода канала теплообменника используются два патрубка, которые воспринимают нагрузку от, по меньшей мере, одной шпильки, стягивающей в единое целое пластины, дистанционные втулки и патрубки, по меньшей мере, двумя гайками.
2. Теплообменник по п.1, отличающийся тем, что диаметр отверстий D2 в пластинах меньше внутреннего диаметра D1 дистанционных втулок, так, что часть пластины находится внутри канала для прохождения потока жидкостной или газовой среды.
3. Теплообменник по п.2, отличающийся тем, что часть пластин, находящаяся внутри канала, выполнена объемно фигурной таким образом, что обеспечивает завихрение жидкостной или газовой среды, движущейся по каналу теплообменника.
