RU162986U1

RU162986U1 - SPIRAL HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: RU162986U1
Application number: RU2015146968/06U
Authority: RU
Inventors: Игорь Владиславович Козин; Александр Викторович Трунов; Юрий Николаевич Лебедев; Владимир Григорьевич Чекменёв; Михаил Борисович Вихорев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Пензенский завод химического машиностроения" (ОАО "Пензхиммаш")
Priority date: 2015-11-02
Filing date: 2015-11-02
Publication date: 2016-07-10

Abstract

1. Спиральный теплообменник (СТ), включающий цилиндрический корпус, входные и выходные штуцера для ввода и вывода теплоносителей, размещенные в корпусе концентрические спирали из двух спирально изогнутых листов, между витками которых образованы проточные щелевые спиральные каналы, подключенные к соответствующим штуцерам, а также установленный соосно корпусу цилиндрический центральный патрубок, в котором закреплена продольная разделительная перегородка, разделяющая его полость на два изолированных друг от друга коллектора, снабженных боковыми каналами, выполненных в стенке центрального патрубка и сообщенных через спиральные каналы с соответствующими штуцерами, отличающийся тем, что боковые каналы коллекторов выполнены в виде расположенных диаметрально противоположно (в плане) продольных прорезей в стенке центрального патрубка, продольная разделительная перегородка выполнена в виде S-образно-изогнутой пластины, продольные краевые участки которой выполнены в виде направляющих экранов потоков теплоносителей, при этом S-образно-изогнутая пластина закреплена в центральном патрубке с тангенциальным примыканием кромок ее краевых участков к кромкам продольных прорезей в центральном патрубке.2. Спиральный теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что ширина продольных прорезей в стенке центрального патрубка составляет не менее высоты спиральных каналов.1. A spiral heat exchanger (ST), which includes a cylindrical body, inlet and outlet fittings for the input and output of coolants, concentric spirals made of two spiral bent sheets placed in the housing, between the turns of which flow through slotted spiral channels are connected to the corresponding fittings, as well as installed coaxial to the body, a cylindrical central pipe in which a longitudinal dividing partition is fixed, dividing its cavity into two collectors isolated from each other, is equipped with side channels made in the wall of the central pipe and communicated through spiral channels with corresponding fittings, characterized in that the side channels of the collectors are made in the form of longitudinal diametrically opposed (in plan) longitudinal slots in the wall of the central pipe, the longitudinal dividing wall is made in the form of an S-shaped -bent plate, the longitudinal edge sections of which are made in the form of guiding screens of coolant flows, while the S-shaped curved plate is fixed in the center ral pipe with tangential abutment of the edges of its edge sections to the edges of the longitudinal slots in the central pipe. 2. The spiral heat exchanger according to claim 1, characterized in that the width of the longitudinal slots in the wall of the central pipe is not less than the height of the spiral channels.

Description

Полезная модель относится к устройствам для проведения теплообменных процессов между двумя средами через стенку и может быть использована в химической, пищевой и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.The utility model relates to devices for conducting heat exchange processes between two media through a wall and can be used in chemical, food and oil refining industries.

Из предшествующего уровня техники известны спиральные теплообменники (СТ), содержащие каналы для рабочих сред, изготовленные из рулонной ленты, см. RU №2156423, МПК F28D 7/04; 20.09.2000 г., RU №2306517, МПК F28D 7/04; 04.10.2006 г.Spiral heat exchangers (ST) are known from the prior art, containing channels for working media made of a roll tape, see RU No. 2156423, IPC F28D 7/04; September 20, 2000, RU No. 2306517, IPC F28D 7/04; 10/04/2006

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип предложенной полезной модели, является СТ, включающий цилиндрический корпус, входные и выходные штуцера для ввода и вывода теплоносителей, размещенные в корпусе концентрические спирали из двух спирально изогнутых листов, между витками которых образованы проточные щелевые спиральные каналы, подключенные к соответствующим штуцерам, а также установленный соосно корпусу цилиндрический патрубок в котором закреплена продольная разделительная перегородка разделяющая его полость на два изолированных друг от друга коллектора, снабженных боковыми каналами выполненных в стенке цилиндрического патрубка и сообщенных через спиральные каналы с соответствующими штуцерами, RU №2358218, МПК F28D 9/04, 10.06.2009.The closest analogue adopted for the prototype of the proposed utility model is a ST, including a cylindrical body, inlet and outlet fittings for input and output of coolants, concentric spirals made of two spiral bent sheets placed in the housing, between the turns of which flow through slotted spiral channels are connected to the corresponding fittings, as well as a cylindrical pipe installed coaxially to the housing, in which a longitudinal dividing partition is fixed dividing its cavity into two insulators Rowan apart collector provided with side channels formed in the wall of the cylindrical pipe and communicated through the spiral channels with the respective fittings, RU №2358218, IPC F28D 9/04, 10.06.2009.

Общим недостатком вышеуказанных СТ является сравнительно высокое гидравлическое сопротивление, обусловленное потерями энергии потоков теплоносителей (рабочих сред) при резких поворотах этих потоков при их прохождении через СП.A common drawback of the above STs is the relatively high hydraulic resistance caused by the energy losses of the coolant flows (working fluids) during sharp turns of these flows during their passage through the joint venture.

Технической задачей, решаемой предложенной полезной моделью является повышение эффективности спиральных теплообменников СТ за счет снижения их гидравлического сопротивления.The technical problem solved by the proposed utility model is to increase the efficiency of ST spiral heat exchangers by reducing their hydraulic resistance.

Решение указанной технической задачи обеспечено тем, что СТ, включающий цилиндрический корпус, входные и выходные штуцера для ввода и вывода теплоносителей, размещенные в корпусе концентрические спирали из двух спирально изогнутых листов, между витками которых образованы проточные щелевые спиральные каналы, подключенные к соответствующим штуцерам, а также установленный соосно корпусу цилиндрический центральный патрубок в котором закреплена продольная разделительная перегородка разделяющая его полость на два изолированных друг от друга коллектора, снабженных боковыми каналами выполненных в стенке центрального патрубка и сообщенных через спиральные каналы с соответствующими штуцерами. Согласно полезной модели, боковые каналы коллекторов выполнены в виде расположенных диаметрально противоположно (в плане) продольных прорезей в стенке центрального патрубка, продольная разделительная перегородка выполнена в виде S-образно изогнутой пластины, продольные краевые участки которой выполнены в виде направляющих экранов потоков теплоносителей, при этом S-образно изогнутая пластина закреплена в центральном патрубке с тангенциальным примыканием кромок ее краевых участков к кромкам продольных прорезей в центральном патрубке. Целесообразно, чтобы ширина продольных прорезей в стенке центрального патрубка составляла не менее высоты спиральных каналов.The solution of this technical problem is ensured by the fact that the ST, including a cylindrical body, inlet and outlet fittings for the input and output of coolants, are housed in the body concentric spirals of two spiral bent sheets, between the turns of which flow through slotted spiral channels are formed connected to the corresponding fittings, and also mounted coaxially to the body is a cylindrical central pipe in which a longitudinal dividing partition is fixed dividing its cavity into two isolated from each other Rugas collector provided with side channels formed in the wall of the central pipe and communicated through the spiral channels with relevant fittings. According to a utility model, the lateral channels of the collectors are made in the form of longitudinal slots located diametrically opposite (in plan) in the wall of the central pipe, the longitudinal dividing wall is made in the form of an S-shaped curved plate, the longitudinal edge sections of which are made in the form of guiding screens of the coolant flows, while An S-shaped curved plate is fixed in the central nozzle with tangential abutment of the edges of its edge sections to the edges of the longitudinal slots in the central nozzle . It is advisable that the width of the longitudinal slots in the wall of the Central pipe is not less than the height of the spiral channels.

За счет тангенциального ввода/вывода теплоносителей в/из СП, обеспечивается снижение гидравлического сопротивления при прохождении теплоносителей (рабочих сред) через СТ и повышается его эффективность.Due to the tangential input / output of coolants to / from the joint venture, the hydraulic resistance is reduced when coolants (working media) pass through the ST and its efficiency is increased.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где: на фиг. 1 - продольный разрез общего вида спирального теплообменника; на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where: in FIG. 1 is a longitudinal section of a General view of a spiral heat exchanger; in FIG. 2 is a section AA of FIG. one.

СТ состоит из корпуса 1 с входными 2₁, 2₂ и выходными 3₁ и 3₂ патрубками, двух концентричных спиралей, навитых из двух спирально изогнутых листов 4 и 5 вокруг сердечника в виде цилиндрического центрального патрубка (ЦП) 6, снабженного двумя коллекторами 6₁ и 6₂, отделенными друг от друга продольной S-образно изогнутой перегородкой 7, закрепленной внутри ЦП 6. Между смежными витками двух концентричных спиралей, расположены два спиральных канала 8 и 9 (дистанционные элементы между листами спирали условно не показаны), каждый из которых сообщен через продольные прорези 6₃ и 6₄ в стенке ЦП 6 с соответствующим коллектором 6₁ или 6₂. Продольные прорези 6₃ и 6₄ расположены в стенке ЦП 6 диаметрально противоположно (в плане), при этом их ширина должна составлять не менее высоты спиральных каналов. Продольная разделительная перегородка 7 выполнена из S-образно изогнутой пластины, продольные краевые участки g которой выполнены в виде направляющих экранов потоков теплоносителей. Разделительная перегородка 7 закреплена в ЦП 6 с тангенциальным примыканием кромок ее краевых участков g к первым по направлению навивки кромкам продольных прорезей 6₃ и 6₄ в стенке ЦП 6. На внешней поверхности ЦП 6 вдоль направляющей его цилиндрической поверхности, расположенной перед прорезями 6₃ и 6₄ закреплена внутренняя (расположенная в центре спирали) кромка спирально изогнутого листа 4, аналогично, но диаметрально противоположно, закреплена внутренняя кромка второго спирально изогнутого листа 5. За счет этого, каждый спиральный канал 8 и 9 сообщен с соответствующим коллектором 6₁ или 6₂. Наружные кромки спирально изогнутых листов 4 и 5, приварены к перемычкам 10. Концентричные спирали из спирально изогнутых листов 4 и 5, изготовляют таким образом, что торцы листов лежат строго в одной плоскости. Затем их помещают между фланцами 11 и стягивают болтами. Для лучшей герметизации и устранения перетекания теплоносителей между фланцами и листами по всему поперечному сечению теплообменника помещают прокладку (условно не показана) из резины, паранита, асбеста или мягкого металла. Такая конструкция обеспечивает возможность чистки поверхностей нагрева и работу без перетекания теплоносителей при давлениях до 4·10³ Па.CT consists of a housing 1 with input 2 ₁ , 2 ₂ and output 3 ₁ and 3 ₂ nozzles, two concentric spirals wound from two spiral bent sheets 4 and 5 around the core in the form of a cylindrical central nozzle (CPU) 6, equipped with two collectors 6 ₁ and 6 ₂ , separated from each other by a longitudinal S-shaped curved partition 7, mounted inside the CPU 6. Between adjacent turns of two concentric spirals, there are two spiral channels 8 and 9 (distance elements between the sheets of the spiral are not conventionally shown), each of which communicated via longitudinal slots 6 ₃ and 6 ₄ in the wall of the CPU 6 with the corresponding collector 6 ₁ or 6 ₂ . The longitudinal slots 6 ₃ and 6 ₄ are located in the wall of the CPU 6 diametrically opposite (in plan), while their width should be at least the height of the spiral channels. The longitudinal dividing wall 7 is made of an S-shaped curved plate, the longitudinal edge sections g of which are made in the form of guide screens of the coolant flows. The dividing wall 7 is fixed in the CPU 6 with the tangential adjacency of the edges of its edge sections g to the first in the direction of winding the edges of the longitudinal slots 6 ₃ and 6 ₄ in the wall of the CPU 6. On the outer surface of the CPU 6 along its guide cylindrical surface located in front of the slots 6 ₃ and 6 ₄ , the inner (located in the center of the spiral) edge of the spirally curved sheet 4 is fixed, similarly, but diametrically opposite, the inner edge of the second spirally curved sheet is fixed 5. Due to this, each spiral channel 8 and 9 communicated with the corresponding collector 6 ₁ or 6 ₂ . The outer edges of the spiral curved sheets 4 and 5 are welded to the jumpers 10. Concentric spirals of spiral curved sheets 4 and 5 are made in such a way that the ends of the sheets lie strictly in the same plane. Then they are placed between the flanges 11 and tightened with bolts. For better sealing and eliminating the flow of coolants between the flanges and sheets over the entire cross-section of the heat exchanger, a gasket (not shown conventionally) from rubber, paranit, asbestos or soft metal is placed. This design provides the ability to clean the heating surfaces and work without overflow of coolants at pressures up to 4 · 10 ³ PA.

При работе СТ за счет S-образной формы разделительной перегородки обеспечивается тангенциальный ввод/вывод теплоносителей в СТ, что снижает гидравлическое сопротивление и соответственно повышает его эффективность.During operation of the CT, due to the S-shape of the dividing wall, the tangential input / output of coolants in the CT is ensured, which reduces the hydraulic resistance and accordingly increases its efficiency.

Claims

1. A spiral heat exchanger (ST), which includes a cylindrical body, inlet and outlet fittings for the input and output of coolants, concentric spirals made of two spiral bent sheets placed in the housing, between the turns of which flow through slotted spiral channels are connected to the corresponding fittings, as well as installed coaxial to the body, a cylindrical central pipe in which a longitudinal dividing partition is fixed, dividing its cavity into two collectors isolated from each other, is equipped with side channels made in the wall of the central pipe and communicated through spiral channels with corresponding fittings, characterized in that the side channels of the collectors are made in the form of longitudinal diametrically opposed (in plan) longitudinal slots in the wall of the central pipe, the longitudinal dividing wall is made in the form of an S-shaped -bent plate, the longitudinal edge sections of which are made in the form of guiding screens of coolant flows, while the S-shaped curved plate is fixed in the center ral pipe with a tangential abutment of the edges of its edge sections to the edges of the longitudinal slots in the central pipe.

2. The spiral heat exchanger according to claim 1, characterized in that the width of the longitudinal slots in the wall of the central pipe is not less than the height of the spiral channels.