BR102020017320A2 - revestimento para trocador de calor - Google Patents

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Abstract

A presente invenção refere-se ao revestimento a ser posicionado em uma placa de estrutura do trocador de calor que compreende uma pilha de placas de transferência de calor, onde o revestimento compreende uma parte tubular com uma primeira extremidade formada com um primeiro flange e um segundo flange posicionado a uma distância da segunda extremidade, onde o segundo flange está adaptado para formar uma plataforma para acomodar um elemento de vedação é posicionado na plataforma do segundo flange e esta confinada entre a borda do recesso, o segundo flange e a seção externa e a placa de transferência de calor vizinha na pilha de placas de transferência de calor.

Description

REVESTIMENTO PARA TROCADOR DE CALOR ANTECEDENTES
[001] Uma construção típica de um trocador de calor de placas compreende uma pluralidade de placas de transferência de calor empilhadas umas em cima das outras. As placas de transferência de calor são formadas com padrões tais que os caminhos de fluxo são formados entre cada conjunto de placas vizinhas de transferência de calor. As aberturas são formadas nas placas de transferência de calor definindo entradas e saídas de fluidos para esses caminhos de fluxo. Alguns trocadores de calor têm as placas soldadas juntas, enquanto em outros as gaxetas dos trocadores de calor são posicionadas entre as placas de transferência de calor em ranhuras de gaxeta formadas nas placas de transferência de calor. A gaxeta, então, é disposta em uma porção de borda da placa de transferência de calor para selar os caminhos de fluxo e em uma área ao redor das aberturas para selar pares de aberturas, de modo que apenas dois deles tenham acesso de fluxo ao caminho de fluxo formado em um lado da placa de transferência de calor, enquanto os outros dois são vedados na mesma.
[002] As placas da estrutura podem ser conectadas e fixadas na pilha de placas trocadoras de calor, tal como na parte superior e inferior, e tem uma espessura significativa em comparação com as placas de transferência de calor para suportar grandes cargas. Onde as placas de transferência de calor normalmente são formadas de materiais resistentes ao fluxo do meio através dos trocadores de calor, como aço inoxidável, titânio, etc., isso seria caro para as placas de estrutura relativamente grossa. Exceto pelas aberturas, as placas da estrutura geralmente são vedadas contra o meio que flui e, portanto, esses revestimentos podem ser inseridos.
[003] O problema com muitos projetos anteriores de tais revestimentos é que muitas vezes requerem vários elementos diferentes na construção e, muitas vezes, precisam ser especialmente projetados para as placas de transferência de calor relevantes, placas de estrutura etc. O objetivo da presente invenção, portanto, é simplificar os revestimentos e torná-los mais versáteis de modo que os mesmos revestimentos possam ser usados em diferentes projetos de placa de transferência de calor, etc.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[004] A presente invenção resolve os problemas através da introdução de um revestimento conforme descrito nas reivindicações.
[005] Isso inclui a introdução de um revestimento a ser posicionado em uma placa de estrutura do trocador de calor, o referido trocador de calor compreendendo uma pilha de placas de transferência de calor, cada uma posicionada em paralelo à placa da estrutura, o referido revestimento compreendendo uma parte tubular com uma primeira extremidade formada com um primeiro flange, caracterizado porque um segundo flange está posicionado a uma distância da segunda extremidade, dividindo assim a parte tubular em uma seção intermediária e uma seção externa, onde a seção intermediária é formada entre o primeiro flange e o segundo flange, em que o segundo flange e a seção externa em conjunto formam uma plataforma para acomodar um elemento de vedação a ser posicionado entre o segundo flange e a placa de transferência de calor vizinha na pilha de placas de transferência de calor para a placa de estrutura.
[006] O primeiro e o segundo flanges estendem-se assim em paralelo à placa da estrutura e às placas de transferência de calor.
[007] A placa de transferência de calor vizinha é aquela da pilha que está em contato com a placa da estrutura.
[008] A placa de estrutura pode em sua superfície interna ser formada com um recesso circundando a abertura e delimita a abertura circundando a abertura, onde o primeiro flange está adaptado para ser posicionado com a superfície "interna" formando uma primeira seção de contato do flange para a superfície externa da placa da estrutura, e onde o recesso está adaptado para acomodar o segundo flange, de modo que a superfície interna do segundo flange forma um contato com a superfície do recesso.
[009] Um elemento de vedação pode ser adaptado para ser posicionado no segundo flange sendo confinado entre a borda do recesso, ou apenas a superfície interna da placa da estrutura, o segundo flange e a seção externa e a placa de transferência de calor vizinha na pilha de placas de transferência de calor.
[0010] Em uma concretização, a placa de transferência de calor vizinha é formada com uma projeção formando o contato com o elemento de vedação, onde a projeção pode contatar apenas parte da superfície do elemento de vedação.
[0011] A secção externa pode ser formada ao ligar o segundo flange à parte tubular, por exemplo, por brasagem ou soldagem.
[0012] A seção externa e o segundo flange podem ser formados dobrando a seção externa da parte tubular.
[0013] A parte tubular pode ser formada por duas seções individuais, uma incluindo o segundo flange e outra incluindo o primeiro flange, e onde estes estão adaptados para serem introduzidos na abertura da placa da estrutura de cada lado da placa da estrutura. As duas seções da parte tubular podem se sobrepor dentro da abertura da placa da estrutura sendo conectadas simplesmente pressionando uma contra a outra e a parede da abertura da placa da estrutura interna.
FIGURAS
[0014] Figura 1 Apresentação geral de uma concretização de trocador de calor de placa da presente invenção.
[0015] Figura 2 Ilustração de uma seção de uma placa da estrutura com revestimentos inseridos nas aberturas da placa da estrutura.
[0016] Figura 3 ilustração de um revestimento de acordo com a presente invenção.
[0017] Figura 4 Vista lateral de uma abertura da placa da estrutura com um revestimento inserido e um elemento de vedação em contato com a placa vizinha.
[0018] As Figuras 5A, 5B Vistas laterais de uma abertura da placa da estrutura com um revestimento inserido e um elemento de vedação em contato com a placa vizinha em dois locais diferentes.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0019] Deve ser entendido que a descrição detalhada e exemplos específicos, embora indiquem concretizações da invenção, são fornecidas apenas a título de ilustração, uma vez que várias alterações e modificações dentro do espírito e escopo da invenção se tornarão aparentes para aqueles especializados na técnica a partir da descrição detalhada.
[0020] A Figura 1 mostra um exemplo de um trocador de calor de placas 10 formado por uma coleção, ou pilha, de placas de transferência de calor estruturadas 11. Cada uma das placas de transferência de calor 11 é fornecida com quatro aberturas formando dois canais de entrada 12, 13 e dois de saída 14, 15 através da pilha de placas. No exemplo ilustrado, as placas de transferência de calor 11 em uma parte do aro são adaptadas para acomodar uma gaxeta para vedar respectivamente os caminhos de fluxo formados entre cada duas placas vizinhas 11 das partes externas, e para selar um conjunto de respectivamente uma abertura de entrada 12 e saída 14 - onde no lado oposto da placa 11 a outra entrada 13 e saída 15 respectiva são vedadas. Além disso, a pilha de placas é disposta entre duas placas de estrutura 20 sendo mantidas juntas por barras 30 mantendo as placas de transferência de calor 11 apertadas juntas sob compressão. Pelo menos uma das placas de estrutura 20 inclui aberturas 21 alinhadas às aberturas da placa de transferência de calor 12, 13, 14, 15 e para ser conectada a tubos de fluido externos.
[0021] As placas de transferência de calor 11 estando em contato direto com os fluidos geralmente são substancialmente finas para permitir uma troca rápida de calor entre, respectivamente, um fluido quente e frio e são feitas de materiais resistentes ao meio.
[0022] As placas de estrutura 20 são relativamente grossas em comparação com as placas de transferência de calor 11 para suportar ambas as forças internas da pilha comprimida de placas de transferência de calor 11, e quais impactos externos eles podem encontrar. Para manter o custo baixo, eles geralmente são feitos de materiais mais baratos, não necessariamente adequados para os fluidos.
[0023] Revestimentos 100, portanto, são inseridos nas aberturas da placa da estrutura 21 (Figura 2) para proteger as placas da estrutura 20 dos fluidos, onde estas podem ser relativamente finas e formadas de materiais resistentes aos fluidos, por exemplo, o mesmo que as placas de transferência de calor 11.
[0024] Figura 3 ilustra uma concretização de revestimento 100 de acordo com a presente invenção. O revestimento 100 é formado por uma parte tubular 101 adaptada para se encaixar nas aberturas da placa da estrutura 20. A primeira extremidade da parte tubular 101 é formada com um primeiro flange 102, e um segundo flange 103 é posicionado a uma distância da segunda extremidade, dividindo assim a parte tubular 101 em uma seção intermediária 104 e uma seção externa 105, onde a seção intermediária 104 é formada entre o primeiro flange 102 e o segundo flange 103.
[0025] O segundo flange 103 e a seção externa 105 juntos formam uma plataforma para acomodar um elemento de vedação ou gaxeta 200 e é adaptada para ter a superfície interna do segundo flange 103 (voltado para o primeiro flange 102) posicionada em conexão com a placa de estrutura 20, e a respectiva superfície externa posicionada de modo que o elemento de vedação 200 seja ensanduichado entre a superfície externa e a placa de transferência de calor vizinha 11. A superfície interna do segundo flange 103 formando assim contato 103a com a placa de estrutura 20.
[0026] O elemento de vedação 200, portanto, é adaptado para enfrentar diretamente a placa de transferência de calor vizinha 11.
[0027] Em uma concretização, a seção externa 105 é formada ao conectar o segundo flange 103 à parte tubular 101, por exemplo, por brasagem ou soldagem. Em uma concretização alternativa, também ilustrada nas Figuras 4, 5A e 5B, a seção externa 105 e o segundo flange 103 são formados dobrando a seção externa da parte tubular 101. Nesta concretização, ou em qualquer uma das outras, a parte tubular 101 pode ser formada por duas seções individuais, uma incluindo o segundo flange 103 e uma incluindo o primeiro flange 102, e onde estes são introduzidos na abertura da placa da estrutura 21 de cada lado da placa da estrutura 20. Em uma concretização, as duas seções da parte tubular 101 se sobrepõem dentro da abertura da placa da estrutura 21 sendo conectadas simplesmente pressionando uma contra a outra e a parede da abertura da placa da estrutura interna 21.
[0028] A Figura 4 ilustra uma seção em vista lateral de uma placa de estrutura 20 com a abertura 21 com um revestimento 100 inserido. O primeiro flange 102 é posicionado com a superfície "interna" formando uma primeira seção de contato de flange 102a com a superfície externa da placa de estrutura 20. A placa de estrutura 20 em sua superfície interna é formada com um recesso 22 circundando a abertura e delimita a abertura 21, que na concretização ilustrada circunda e delimita a abertura 21. Em alternativa, também pode circundar a abertura 21 a certa distância.
[0029] O recesso 22 é adaptado para acomodar o segundo flange 103, de modo que a superfície interna do segundo flange 103 forme um contato 103a com a superfície do recesso 22.
[0030] Na concretização em que o recesso 22 circunda a abertura 21 a certa distância, o segundo flange 103 seria moldado de acordo com uma seção "interna" alcançando a parte da borda da abertura da estrutura 21 e uma parte de contato 103a dobrada para alcançar o recesso 22.
[0031] Quando instalado, o elemento de vedação 200 é posicionado na plataforma do segundo flange 103 e este confinado entre a borda 23 do recesso 22, o segundo flange 103 e a seção externa 105 e a placa de transferência de calor vizinha 11 na pilha. O elemento de vedação 200, portanto, está voltado diretamente para a placa de transferência de calor 11.
[0032] O elemento de vedação 200 garante uma fixação estanque do revestimento 100 na abertura da estrutura 21 nos fluidos de detecção são vedados a partir do interior do trocador de calor 10 (os caminhos de fluxo formados entre a pilha de placas de transferência de calor 11), e a área entre a superfície interna da abertura da estrutura 21 e a superfície externa 100 da seção intermediária do revestimento 104.
[0033] A espessura do elemento de vedação 200 em uma concretização é maior do que a altura da borda 23, correspondendo à profundidade do recesso 2, e o elemento de vedação vizinho 200, portanto, é a placa de transferência de calor 11, portanto, comprime o elemento de vedação 200. Isso tem efeitos plurais. Uma delas é a conexão do segundo flange 103 e a placa de transferência de calor vizinha 11 ao elemento de vedação 200 é apertada, caso haja alguma deformação da placa de transferência de calor vizinha 11. Outra é que a vedação 200 é mantida em posição pelo atrito, permitindo, por exemplo, ao elemento de vedação 200 ter uma espessura de área transversal menor do que o comprimento do recesso 22. Isso permite o uso de elementos de vedação padronizados 200 em uma variedade de trocadores de calor diferentes 10, onde eles podem não se encaixar perfeitamente na abertura da estrutura 21.
[0034] Em uma concretização, a gaxeta compreende um padrão corrugado ou "ondulado" em uma ou ambas as superfícies voltadas para a placa de transferência de calor vizinha 11 ou segundo flange 103.
[0035] Em uma concretização, a placa de transferência de calor vizinha 11 é formada com uma projeção 50 formando o contato com o elemento de vedação 200, onde esta projeção contata apenas parte da superfície do elemento de vedação 200. Isto pode ser tal que a projeção circunda a respectiva abertura de entrada ou saída 12, 13, 14, 15 - possível à distância - assim contatando o elemento de vedação 200 em toda a circunferência, mas tem uma largura superior contatando apenas parte da largura do elemento de vedação 200, comprimindo assim para dentro dele. Em uma concretização, a projeção 50 tem um contato pontiagudo, em outra uma parte de contato plana. Em uma concretização, a superfície de contato do elemento de vedação 200 é formada com um recesso correspondendo à projeção 50 ou sendo ligeiramente menor, garantindo que a projeção ainda aperte no elemento de vedação 200. Em uma concretização, a projeção 50 é uma projeção adaptada para acomodar um elemento de gaxeta no lado oposto, como também pode ser visto na figura.
[0036] Deve ser indicado que, embora o revestimento 100 seja indicado por ter partes tubulares 101, 104, 105, ele poderia ter seções transversais não circulares para combinar com a forma da abertura da estrutura 21.
[0037] As Figuras 5A e 5B mostra uma seção da abertura da placa de estrutura 21 onde a projeção de contato 50 da placa vizinha 11 contata o elemento de vedação 200 em dois locais diferentes, mostrando assim uma vantagem da presente invenção.

Claims (9)

  1. Revestimento (100) a ser posicionado em uma placa de estrutura (20) do trocador de calor (10), caracterizado pelo fato de que o referido trocador de calor (10) compreende uma pilha de placas de transferência de calor (11), cada uma posicionada em paralelo à placa da estrutura (20), o referido revestimento (100) compreendendo uma parte tubular (101) com uma primeira extremidade formada com um primeiro flange (102), em que um segundo flange (103) está posicionado a uma distância da segunda extremidade, dividindo assim a parte tubular (101) em uma seção intermediária (104) e uma seção externa (105), onde a seção intermediária (104) é formada entre o primeiro flange (102) e o segundo flange (103), em que o segundo flange (103) e a seção externa (105) em conjunto formam uma plataforma para acomodar um elemento de vedação (200) a ser posicionado entre o segundo flange (103) e a placa de transferência de calor vizinha (11) na pilha de placas de transferência de calor (11) para a placa de estrutura (20).
  2. Revestimento (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o revestimento (100) está adaptado para ser posicionado em conexão com uma placa de estrutura (20) que em sua superfície interna é formada com um recesso (22) circundando a abertura e delimita a abertura (21) circundando a abertura (21), onde o primeiro flange (102) é posicionado com a superfície "interna" formando uma primeira seção de contato de flange (102a) com a superfície externa da placa de estrutura (20), e onde o recesso (22) está adaptado para acomodar o segundo flange (103), de modo que a superfície interna do segundo flange (103) forme um contato (103a) com a superfície do recesso (22).
  3. Revestimento (100) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que um elemento de vedação (200) está adaptado para ser posicionado no segundo flange (103) sendo confinado entre a borda (23) do recesso (22), o segundo flange (103) e a seção externa (105) e a placa de transferência de calor vizinha (11) na pilha de placas de transferência de calor (11).
  4. Revestimento (100) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato que a placa de transferência de calor vizinha (11) é formada com uma saliência (50) formando o contacto com o elemento de vedação (200).
  5. Revestimento (100) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato que a projeção (50) contata apenas parte da superfície do elemento de vedação (200).
  6. Revestimento (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato que a seção externa (105) é formada ao conectar o segundo flange (103) à parte tubular (101), por exemplo, por brasagem ou soldagem.
  7. Revestimento (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 5, caracterizado pelo fato que a seção externa (105) e o segundo flange (103) são formados dobrando a seção externa da parte tubular (101).
  8. Revestimento de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a parte tubular (101) é formada por duas seções individuais, uma incluindo o segundo flange (103) e uma incluindo o primeiro flange (102), e onde estes são adaptados para ser introduzidos na abertura da placa da estrutura (21) de cada lado da placa da estrutura (20).
  9. Revestimento, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato que as ditas duas seções da parte tubular (101) são adaptadas para se sobrepor quando posicionadas dentro da abertura da placa da estrutura (21) sendo conectadas simplesmente pressionando uma contra a outra e a parede da abertura da placa da estrutura interna (21).
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