RU154735U1

RU154735U1 - HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: RU154735U1
Application number: RU2015102952/06U
Authority: RU
Inventors: Алексей Павлович Левцев; Андрей Николаевич Макеев; Антон Александрович Голянин
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2015-09-10

Abstract

Теплообменник, включающий кожух с подводящими и отводящими патрубками греющего и нагреваемого контуров, внутри которого расположен змеевик, соединенный посредством шлангов с подводящим патрубком греющей среды и боковым отводом гидромеханического преобразователя, между полым корпусом и крышкой которого зажата мембрана, прижатая к диску со штоком, жестко соединённым с нижней частью змеевика, полый корпус гидромеханического преобразователя подключен к отводящему патрубку греющего контура, отличающийся тем, что гидромеханический преобразователь и соединение посредством шлангов его бокового отвода со змеевиком расположены внутри кожуха, с внешней стороны которого дополнительно выведены воздушный ресивер с краном и пневмомеханический преобразователь, между полым корпусом и крышкой которого зажата мембрана, закрепленная ко второму диску со штоком, который жестко связан с верхней частью змеевика, причем полый корпус пневмомеханического преобразователя закреплен к воздушному ресиверу, а также ограничители хода, установленные с внутренней стороны кожуха напротив верхней части змеевика.A heat exchanger, including a casing with inlet and outlet pipes of the heating and heating circuits, inside of which there is a coil connected by hoses to the supply pipe of the heating medium and the side outlet of the hydromechanical converter, between which the hollow body and the cover are clamped a membrane pressed against the disk with a rod rigidly connected with the lower part of the coil, the hollow body of the hydromechanical converter is connected to the outlet pipe of the heating circuit, characterized in that the hydromechanical the developer and the connection via hoses of its lateral outlet with a coil are located inside the casing, on the outside of which an air receiver with a crane and a pneumomechanical converter are additionally brought out, between the hollow body and the cover a membrane is clamped, fixed to the second disk with a rod, which is rigidly connected to the upper part coil, moreover, the hollow body of the pneumomechanical converter is fixed to the air receiver, as well as stroke limiters installed on the inside of the casing opposite to the shit of the coil part.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в конструкциях рекуперативных теплообменных аппаратов поверхностного типа - преимущественно водо-водяных подогревателей для целей приготовления горячей воды, а также к химической промышленности, где может быть применено в цепи технологических процессов для производства продукции химической отрасли.The utility model relates to a power system and can be used in the design of surface-type recuperative heat exchangers - mainly water-to-water heaters for the preparation of hot water, as well as to the chemical industry, where it can be used in the chain of technological processes for the production of chemical products.

Известен теплообменник, содержащий трубчатый кожух с подводящим и отводящим патрубками с закрепленной внутри него трубчатой системой с подводящим и отводящим патрубками. Трубчатая система соединена с ее подводящим и отводящим патрубками через демпферно-упругие элементы, ограничитель хода вынужденных колебаний установлен на внутренней поверхности трубчатого кожуха, а ударный узел - в отводящем патрубке трубчатой системы (RU №95814, МПК F28F 1/00, F28F 13/08 опубл. 10.07.2010 г.).Known heat exchanger containing a tubular casing with inlet and outlet pipes with a tubular system fixed inside it with inlet and outlet pipes. The tubular system is connected to its inlet and outlet pipes through damper-elastic elements, the forced oscillation limiter is installed on the inner surface of the tubular casing, and the shock assembly is in the outlet pipe of the tubular system (RU No. 95814, IPC F28F 1/00, F28F 13/08 published on July 10, 2010).

Недостатком известного технического решения является относительная сложность конструкции и относительно малая эффективность турбулизации греющего и нагреваемого потоков относительно поверхности теплообмена, обусловленная траекторией хода трубчатой системы.A disadvantage of the known technical solution is the relative complexity of the design and the relatively low efficiency of turbulization of the heating and heated flows relative to the heat exchange surface, due to the path of the tubular system.

Известен теплообменник, содержащий кожух с подводящим и отводящим патрубками, с закрепленной внутри него трубчатой системой с подводящим и отводящим патрубками, демпферно-упругие элементы, ударный узел. Трубчатая система выполнена из двух и более змеевиковых труб с прямолинейными начальными и конечными участками, ударный узел выполнен с каналом выхода, коромыслом с осью качения и каналами входа с ударными клапанами на штоках в количестве змеевиковых труб. Каждый из каналов входа соединен с каналом выхода через расположенные в них ударные клапаны на штоках, которые установлены с возможностью возвратно-поступательного движения между каналами входа и каналом выхода ударного узла и связанных с плечами коромысла, расположенного с осью качения в канале выхода ударного узла. Прямолинейные начальные участки змеевиковых труб трубчатой системы подключены к подводящему патрубку трубчатой системы через демпферно-упругие элементы, а прямолинейные конечные участки змеевиковых труб подключены к соответствующим каналам входа ударного узла (RU №2476800, МПК F28D 7/02, F28F 9/24, F28G 7/00 опубл. 27.02.2013).Known heat exchanger containing a casing with inlet and outlet pipes, with a tubular system fixed inside it with inlet and outlet pipes, damper-elastic elements, shock node. The tubular system is made of two or more coil pipes with straight-line initial and final sections, the shock assembly is made with an exit channel, a rocker with a rolling axis and inlet channels with shock valves on the rods in the number of coil pipes. Each of the input channels is connected to the output channel through the shock valves located on them on the rods, which are mounted with the possibility of reciprocating movement between the input channels and the output channel of the shock assembly and the arms connected to the shoulders located with the rolling axis in the output channel of the shock assembly. The rectilinear initial sections of the coil pipes of the tubular system are connected to the inlet pipe of the tubular system through the damper-elastic elements, and the rectilinear initial sections of the coil pipes of the pipe system are connected to the corresponding input channels of the shock assembly (RU No. 2476800, IPC F28D 7/02, F28F 9/24, F28G 7 / 00 publ. 02.27.2013).

Недостатком известной конструкции является относительно низкая надежность работы устройства, обусловленная тем, что колебания, генерируемые ударным узлом в змеевиковых трубах, приводят к излому и выходу из строя их конечных участков.A disadvantage of the known design is the relatively low reliability of the device, due to the fact that the oscillations generated by the shock assembly in the coil tubes lead to a break and failure of their end sections.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является теплообменник, включающий кожух с подводящими и отводящими патрубками у греющего и нагреваемого контуров, внутри которого расположен змеевик, жестко установленный на гидромеханическом преобразователе, имеющем боковой отвод, соединенный с нижним фланцем и с отводящим патрубком греющего контура с помощью трубы или шланга, при этом концы змеевика посредством шлангов соединены с подводящим и отводящим патрубками греющего контура. Гидромеханический преобразователь содержит корпус с крышкой, между которыми жестко зажаты концы мембраны, прижатой с помощью возвратной пружины к диску, жестко соединенному со штоком (RU №136551, МПК F28F 1/00, опубл. 10.01.2014 г.).The closest technical solution for the combination of essential features is a heat exchanger, including a casing with inlet and outlet pipes at the heating and heated circuits, inside which there is a coil rigidly mounted on a hydromechanical converter having a lateral outlet connected to the lower flange and to the outlet pipe of the heating circuit with using a pipe or hose, while the ends of the coil through hoses are connected to the inlet and outlet pipes of the heating circuit. The hydromechanical converter contains a housing with a cover, between which the ends of the membrane are rigidly clamped, pressed with the help of a return spring to the disk, rigidly connected to the rod (RU No. 136551, IPC F28F 1/00, publ. 10.01.2014).

Недостатками известной конструкции являются нерациональные потери тепловой энергии на участке от бокового отвода до отводящего патрубка греющего контура, неконтролируемая амплитуда перемещения змеевика в случае предельных значений гидравлического удара может привести к выходу устройства из строя, отсутствие возможности настройки работы теплообменника на различные параметры импульсной системы теплоснабжения.The disadvantages of the known design are irrational losses of thermal energy in the area from the lateral outlet to the outlet pipe of the heating circuit, the uncontrolled amplitude of movement of the coil in the case of limit values of water hammer can lead to device failure, the inability to adjust the operation of the heat exchanger to various parameters of the pulsed heat supply system.

Технический результат заключается в повышении надежности конструкции при увеличении эффективности работы теплообменника от уменьшения нерациональных потерь тепла за счет интенсификации теплообмена между греющей и нагреваемой средами в условиях импульсной циркуляции греющего теплоносителя.The technical result consists in increasing the reliability of the structure while increasing the efficiency of the heat exchanger from reducing irrational heat losses due to the intensification of heat transfer between heating and heated media under conditions of pulsed circulation of the heating medium.

Технический результат достигается тем, что в теплообменнике, содержащем кожух с подводящими и отводящими патрубками греющего и нагреваемого контуров, внутри которого расположен змеевик, соединенный посредством шлангов с подводящим патрубком греющей среды и боковым отводом гидромеханического преобразователя, между полым корпусом и крышкой которого зажата мембрана, прижатая к диску со штоком, жестко соединенным с нижней частью змеевика, полый корпус гидромеханического преобразователя подключен к отводящему патрубку греющего контура. Гидромеханический преобразователь и соединение посредством шлангов его бокового отвода со змеевиком расположены внутри кожуха. С внешней стороны кожуха дополнительно выведены воздушный ресивер с краном и пневмомеханический преобразователь, между полым корпусом и крышкой которого зажата мембрана, закрепленная к второму диску со штоком, который жестко связан с верхней частью змеевика, причем полый корпус пневмомеханического преобразователя закреплен к воздушному ресиверу, а также ограничители хода, установленные с внутренней стороны кожуха напротив верхней части змеевика.The technical result is achieved in that in a heat exchanger containing a casing with inlet and outlet pipes of the heating and heating circuits, inside which there is a coil connected via hoses to the inlet pipe of the heating medium and the lateral branch of the hydromechanical converter, between which the hollow body and the cover are clamped, the membrane is pressed to a disk with a rod rigidly connected to the lower part of the coil, the hollow body of the hydromechanical converter is connected to the outlet pipe of the heating circuit. The hydromechanical transducer and the connection via hoses of its lateral outlet with a coil are located inside the casing. On the outside of the casing, an air receiver with a tap and a pneumomechanical converter are additionally brought out, between which the hollow body and the cover are clamped a membrane fixed to the second disk with a rod, which is rigidly connected to the upper part of the coil, and the hollow body of the pneumomechanical converter is fixed to the air receiver, and travel stops installed on the inside of the casing opposite the top of the coil.

На (фиг. 1) изображен теплообменник, содержащий кожух 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками греющего контура, подводящим 4 и отводящим 5 патрубками нагреваемого контура. Внутри кожуха 1 расположен змеевик 6, соединенный посредством шлангов 7 с подводящим патрубком 2 греющей среды и боковым отводом 8 гидромеханического преобразователя 9. Полый корпус 10 гидромеханического преобразователя 9 подключен к отводящему патрубку 3 греющего контура. Между полым корпусом 10 и крышкой 11 гидромеханического преобразователя 9 зажата мембрана 12, прижатая к диску со штоком 13, жестко соединенному с нижней частью змеевика 6. На внешнюю сторону кожуха 1 выведены воздушный ресивер 14 с краном 15 и пневмомеханический преобразователь 16, между полым корпусом 17 и крышкой 18 которого зажата мембрана 19, закрепленная ко второму диску со штоком 20, который жестко связан с верхней частью змеевика 6, причем полый корпус 17 пневмомеханического преобразователя 16 закреплен к воздушному ресиверу 14. Ограничители хода 21 установлены с внутренней стороны кожуха 1 напротив верхней части змеевика 6.In (Fig. 1) a heat exchanger is shown comprising a casing 1 with a supply 2 and a discharge 3 pipes of a heating circuit, a supply 4 and a discharge 5 pipes of a heated circuit. Inside the casing 1 there is a coil 6 connected via hoses 7 to the inlet pipe 2 of the heating medium and the lateral outlet 8 of the hydromechanical transducer 9. The hollow body 10 of the hydromechanical transducer 9 is connected to the outlet pipe 3 of the heating circuit. Between the hollow body 10 and the cover 11 of the hydromechanical transducer 9 a membrane 12 is clamped, pressed against the disk with a rod 13, rigidly connected to the lower part of the coil 6. An air receiver 14 with a crane 15 and a pneumomechanical transducer 16 are brought out between the hollow body 17 and a cover 18 of which the membrane 19 is clamped, fixed to the second disk with a rod 20, which is rigidly connected to the upper part of the coil 6, and the hollow body 17 of the pneumomechanical transducer 16 is fixed to the air receiver 14. Travel limiters 21 are installed on the inner side of the casing 1 opposite the upper part of the coil 6.

Теплообменник (фиг. 1) работает следующим образом. Изначально устройство подключается посредством подводящего 2 и отводящего 3 патрубков греющей среды к источнику теплоты с импульсной подачей теплоносителя (на фиг. 1 не указан), а посредством подводящего 4 и отводящего 5 патрубков нагреваемой среды включается в систему теплопотребления (на фиг. 1 не указана). Импульсная подача греющего теплоносителя достигается за счет использования пульсатора (на фиг. 1 не указан), который организует пульсацию скорости и давления в греющей среде. Возникающая при этом полная или неполная волна гидравлического удара преобразуется в кинетическую энергию движения змеевиковой трубы 6 (в данном случае вверх) за счет мембраны 12 гидромеханического преобразователя 8, которая, поглощая избыточное давление в момент гидравлического удара, прогибается и перемещает связанный с ней диск со штоком 13 относительно полого корпуса 10 и крышки 11. Это перемещение передается змеевиковой трубе 6. Возврат змеевиковой трубы 6 в исходное положение осуществляется за счет воздуха, находящегося под давлением в воздушном ресивере 14, который, воздействуя на мембрану 19 пневмомеханического преобразователя 16, зажатую между его полым корпусом 17 и крышкой 18, перемещает закрепленный к ней второй диск со штоком 20, связанный с верхней частью змеевика 6. Кран 15 обеспечивает возможность создания требуемого давления в воздушном ресивере 14, что позволяет произвести настройку амплитуды колебания змеевиковой трубы 6 под конкретные параметры греющего теплоносителя и создаваемого гидравлического удара. Шланги 7 обеспечивают возможность перемещения змеевиковой трубы 6 относительно кожуха 1, а ограничители хода 21, выполненные из амортизационного материала, выполняют роль демпфера при избыточной амплитуде ее хода, защищая кожух 1 от разрушения.The heat exchanger (Fig. 1) works as follows. Initially, the device is connected by means of a supplying 2 and outgoing 3 pipes of a heating medium to a heat source with a pulsed supply of a heat carrier (not shown in Fig. 1), and through a supplying 4 and outgoing 5 pipes of a heated medium it is included in a heat consumption system (not shown in Fig. 1) . The pulsed supply of the heating coolant is achieved through the use of a pulsator (not shown in Fig. 1), which organizes the pulsation of speed and pressure in the heating medium. The resulting full or incomplete water hammer wave is converted into kinetic energy of the movement of the coil pipe 6 (in this case, up) due to the membrane 12 of the hydromechanical transducer 8, which, absorbing excess pressure at the time of the water hammer, bends and moves the disk connected with it 13 relative to the hollow body 10 and the cover 11. This movement is transmitted to the coil pipe 6. The return of the coil pipe 6 to its original position is due to the air under pressure air receiver 14, which, acting on the membrane 19 of the pneumomechanical transducer 16, sandwiched between its hollow body 17 and the cover 18, moves a second disk fixed to it with a rod 20, connected to the upper part of the coil 6. The valve 15 provides the ability to create the required pressure in the air the receiver 14, which allows you to adjust the amplitude of the oscillation of the coil pipe 6 for specific parameters of the heating fluid and the generated hydraulic shock. Hoses 7 provide the ability to move the coil pipe 6 relative to the casing 1, and the stroke limiters 21 made of cushioning material act as a damper with an excessive amplitude of its stroke, protecting the casing 1 from destruction.

В результате использования данной конструкции теплообменника обеспечивается интенсификация теплообмена между греющей и нагреваемой средами в условиях импульсной циркуляции греющего теплоносителя при сохранении чистоты теплопередающей поверхности стенок змеевика и уменьшении нерациональных потерь тепла в элементах его конструкции.As a result of using this design of the heat exchanger, heat transfer is intensified between the heating and the heated media under conditions of pulsed circulation of the heating fluid while maintaining the purity of the heat transfer surface of the coil walls and reducing irrational heat losses in its structural elements.

Claims

A heat exchanger, including a casing with inlet and outlet pipes of the heating and heating circuits, inside of which there is a coil connected by hoses to the supply pipe of the heating medium and the side outlet of the hydromechanical converter, between which the hollow body and the cover are clamped a membrane pressed against the disk with a rod rigidly connected with the lower part of the coil, the hollow body of the hydromechanical converter is connected to the outlet pipe of the heating circuit, characterized in that the hydromechanical the developer and the connection via hoses of its lateral outlet with a coil are located inside the casing, on the outside of which an air receiver with a crane and a pneumomechanical converter are additionally brought out, between the hollow body and the cover a membrane is clamped, fixed to the second disk with a rod, which is rigidly connected to the upper part coil, moreover, the hollow body of the pneumomechanical converter is fixed to the air receiver, as well as stroke limiters installed on the inside of the casing opposite to the shit of the coil part.