RU2009427C1

RU2009427C1 - Heat exchanger

Info

Publication number: RU2009427C1
Authority: RU
Inventors: И.Е. Разинков; А.М. Омельченко; В.Г. Юношев
Original assignee: Змиевский машиностроительный завод
Priority date: 1991-06-04
Filing date: 1991-06-04
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: thermal power engineering. SUBSTANCE: vertical shell 1 has coil 3 and gas feed pipeline 4, the shell communicates in upper and lower parts with upper and lower parts of tank 7 respectively through channels. Pipe 8 is positioned in tank 7 to form a water lock. The upper channel provides water lock operation, and the lower channel is used for draining heavy fractions of the condensate after separation or for draining the condensate in heat-transfer mode. Pipe 8 and pipeline 4 are axially movably mounted to provide operation in a particular mode. Hole 11 is made in shell 1 below the point of joining its upper part for discharging the soft fractions and setting a maximum fluid level. EFFECT: improved structure. 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплообмену между двумя средами с применением жидкого промежуточного теплоносителя или без него и может быть использовано в оборудовании для бытового обслуживания населения, например, химчистках, оборудовании для нефтехимических отраслей промышленности и т. д. The invention relates to heat transfer between two media with or without a liquid intermediate fluid and can be used in equipment for consumer services, for example, dry cleaners, equipment for the petrochemical industries, etc.

Известен теплообменник, содержащий корпус с отверстиями для подачи паровоздушной смеси и отвода конденсата, а также змеевик с хладагентом, установленный в корпусе [1] . Known heat exchanger containing a housing with holes for supplying a steam-air mixture and condensate drain, as well as a coil with refrigerant installed in the housing [1].

Недостатком известной конструкции можно считать низкую производительность. Известна конструкция теплообменника, в котором производится теплообмен между двумя средами с использованием промежуточной жидкости [2, 3] . Наиболее близким из указанных по технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа теплообменник, в котором реализуется способ, описанный в [3] . A disadvantage of the known design can be considered low productivity. A known design of a heat exchanger in which heat is exchanged between two media using an intermediate fluid [2, 3]. The closest indicated by technical nature and the achieved result is the heat exchanger selected as a prototype, in which the method described in [3] is implemented.

Указанное устройство включает герметичный вертикальный корпус, заполненный промежуточной жидкостью. По оси корпуса размещен трубопровод, в который подается нагретый газ. Внутри корпуса в промежуточной жидкости размещен трубчатый змеевик, в котором циркулирует хладагент. The specified device includes a sealed vertical housing filled with an intermediate fluid. A pipeline is placed along the housing axis into which heated gas is supplied. Inside the housing in the intermediate fluid is a tubular coil in which refrigerant circulates.

Известна конструкция разделителя смешанной жидкости, включающая бак с трубопроводами для подвода смешанной жидкости и трубопроводами отвода выделенных фракций ([1] , с. 183, 184, рис. 92-94). A known design of a mixed liquid separator, including a tank with pipelines for supplying a mixed liquid and pipelines for withdrawing selected fractions ([1], pp. 183, 184, Fig. 92-94).

Совместное использование известных теплообменника [3] и разделителя ([1] с. 184) обеспечивает охлаждение газообразного вещества, включающего внедрение фракции, а также последующее его разделение на составляющие. Однако, такая конструкция сложна и имеет низкую производительность. The joint use of the known heat exchanger [3] and the separator ([1] p. 184) provides cooling of the gaseous substance, including the introduction of the fraction, as well as its subsequent separation into components. However, this design is complex and has poor performance.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения, помимо работы его в качестве теплообменника, режима работы, когда возможно совмещение операции теплообменника охлаждаемого газообразного вещества, например, паровоздушной смеси и разделения конденсата на фракции, а также их удаление. Поставленная цель достигается тем, что в теплообменнике, содержащем вертикальный корпус, внутри которого размещены змеевик и газоподводящий трубопровод, последний из которых установлен по оси корпуса, и размещенный вне корпуса гидрозатвор, в отличие от известного, гидрозатвор выполнен в виде емкости и установленной в отверстие ее днища трубы, верхняя и нижняя части емкости подключены соответственно к верхней и нижней частям корпуса, в последнем ниже места подключения его верхней части выполнено отверстие, причем газопроводящий трубопровод и труба установлены с возможностью осевого перемещения. Наличие гидрозатвора, емкость которого связана каналами на верхнем и нижнем условиях с полостью корпуса теплообменника позволяет обеспечить разделение смеси промежуточной жидкости и конденсата в корпусе теплообменника, удаление тяжелой функции по каналу на нижнем уровне и поддержание нормальной работы гидрозатвора, благодаря каналу на верхнем уровне. The aim of the invention is to expand the functionality of the device by providing, in addition to operating it as a heat exchanger, a mode of operation when it is possible to combine the operation of a heat exchanger of a cooled gaseous substance, for example, a steam-air mixture and separating condensate into fractions, as well as removing them. This goal is achieved by the fact that in the heat exchanger containing a vertical housing, inside of which there is a coil and a gas supply pipe, the last of which is installed along the axis of the housing, and a water seal located outside the housing, in contrast to the known one, the water seal is made in the form of a tank and its installed in the hole the bottoms of the pipe, the upper and lower parts of the tank are connected respectively to the upper and lower parts of the body, in the latter a hole is made below the connection point of its upper part, the gas-conducting pipe the gadfly and the pipe are mounted with the possibility of axial movement. The presence of a water seal, the capacity of which is connected by channels on the upper and lower conditions with the cavity of the heat exchanger body, allows separation of the mixture of intermediate liquid and condensate in the heat exchanger body, removes heavy functions along the channel at the lower level and maintains normal operation of the gas seal, thanks to the channel at the upper level.

Возможность перемещения трубопровода для подачи газообразной смеси, а также трубы гидрозатвора обеспечивают три режима работы устройства: только для теплообмена как с промежуточной жидкостью, так и без нее, а также одновременно для теплообмена и средоразделения конденсата с выделением полученных фракций. Дополнительное отверстие расположено ниже отверстия канала, связывающего полости корпусов теплообменника и гидрозатвора на верхнем уровне, задает максимально допустимый уровень жидкости в корпусе теплообменника, обеспечивая работу гидрозатвора. The ability to move the pipeline for supplying a gaseous mixture, as well as a water trap, provide three modes of operation of the device: only for heat exchange with and without intermediate fluid, and also for heat transfer and medium separation of condensate with the separation of the obtained fractions. An additional opening is located below the opening of the channel connecting the cavity of the heat exchanger and the valve body at the upper level, sets the maximum allowable liquid level in the heat exchanger body, ensuring the operation of the valve.

На чертеже изображена схема устройства в режиме теплообмена с промежуточной жидкостью и разделения конденсата, продольный разрез. Предложенный теплообменник содержит корпус 1, заполненный промежуточной жидкостью 2. При использовании устройства в оборудовании для чистки одежды это может быть вода. The drawing shows a diagram of a device in heat transfer mode with an intermediate liquid and separation of condensate, a longitudinal section. The proposed heat exchanger contains a housing 1 filled with an intermediate liquid 2. When using the device in equipment for cleaning clothes, this may be water.

В полости корпуса 1 располагаются змеевик 3, в котором циркулирует хладагент, и трубопровод 4 для подачи газообразного вещества. Трубопровод 4 имеет возможность перемещения вдоль продольной оси корпуса 1 фиксируется в заданном положении на его крышке, например гайкой с уплотнением (не показано). Трудопровод 4 заканчивается коробчатым распределителем 5 круглой формы. На боковой поверхности распределителя 5 имеются отверстия. In the cavity of the housing 1 there is a coil 3, in which the refrigerant circulates, and a pipe 4 for supplying a gaseous substance. The pipe 4 has the ability to move along the longitudinal axis of the housing 1 is fixed in a predetermined position on its cover, for example with a nut with a seal (not shown). The pipeline 4 ends with a box-shaped distributor 5 of a round shape. On the side surface of the distributor 5 there are holes.

В состав устройства входит также гидрозатвор, который образован емкостью 7 и трубой 8, которая имеет возможность перемещения параллельно продольной оси корпуса 1 и в заданном положении неподвижно фиксируется известным образом относительно емкости 7. Емкость 7 гидрозатвора связана каналами 9 и 10 с корпусом 1 теплообменника соответственно на верхнем и нижнем уровнях. Канал 9 на верхнем уровне обеспечивает работоспособность гидрозатвора. Канал 10 на нижнем уровне предназначен для слива фракции, находящейся в нижней части корпуса 1 из теплообменника. Отверстие 11 корпуса 1 используется для отвода легкой фракции конденсата из корпуса 1 и располагается ниже канала 9. Отверстие 11 задает максимальный уровень жидкости в корпусе 1 в процессе теплообмена и разделения конденсата. Теплообменник может работать в режиме только теплообмена без промежуточной жидкости. В этом случае трубопровод находится на уровне канала 10, отверстие 11 закpыто вентилем 12, трубопровод 4 может находиться в любом положении по отношению к змеевику 3, но предпочтительно в нижней его части. В теплообменнике при работе в режиме только теплообмена с промежуточной жидкостью в корпусе 1 труба 8 определяет максимальный уровень промежуточной жидкости 2, покрывающий змеевик 3. В качестве промежуточной жидкости 2 может быть использован конденсат. В этом случае отверстие 11 закрыто с помощью вентиля 12. Распределитель 5 находится в нижней части змеевика 3. При работе теплообменника в режиме теплообмена и разделения конденсата на фракции труба 8 определяет максимально допустимый уровень тяжелой фракции конденсата в корпусе 1. The device also includes a water lock, which is formed by a tank 7 and a pipe 8, which has the ability to move parallel to the longitudinal axis of the housing 1 and in a predetermined position is fixed in a known manner relative to the tank 7. The tank 7 of the hydraulic lock is connected by channels 9 and 10 to the heat exchanger housing 1, respectively upper and lower levels. Channel 9 at the upper level ensures the operation of the hydraulic lock. Channel 10 at the lower level is designed to drain the fraction located in the lower part of the housing 1 from the heat exchanger. The hole 11 of the housing 1 is used to drain a light fraction of condensate from the housing 1 and is located below the channel 9. The hole 11 sets the maximum liquid level in the housing 1 during heat exchange and separation of the condensate. The heat exchanger can operate in heat transfer only mode without intermediate fluid. In this case, the pipeline is at the level of the channel 10, the hole 11 is closed by the valve 12, the pipeline 4 can be in any position with respect to the coil 3, but preferably in its lower part. In the heat exchanger, when operating in the mode of only heat exchange with the intermediate liquid in the housing 1, the pipe 8 determines the maximum level of the intermediate liquid 2 covering the coil 3. Condensate can be used as the intermediate liquid 2. In this case, the hole 11 is closed by the valve 12. The distributor 5 is located in the lower part of the coil 3. When the heat exchanger is in heat exchange and condensate separation into fractions, the pipe 8 determines the maximum permissible level of heavy condensate fraction in the housing 1.

Вентиль 12 открыт, а отверстие 11 определяет максимальный уровень легкой фракции в корпусе 1. The valve 12 is open, and the hole 11 determines the maximum level of light fraction in the housing 1.

Распределитель 5 находится в нижней части змеевика 3. Работа устройства одновременно в качестве теплообменника и разделителя происходит следующим образом. Газообразное вещество, например, паровоздушная смесь, подается по трубопроводу 4 в распределитель 5 и по отверстиям 6 барботирует через промежуточную жидкость 2 вверх вдоль змеевика 3. The distributor 5 is located in the lower part of the coil 3. The operation of the device simultaneously as a heat exchanger and separator is as follows. A gaseous substance, for example, a steam-air mixture, is supplied through a pipe 4 to a distributor 5 and sparges through holes 6 through an intermediate liquid 2 along the coil 3.

При этом происходит конденсирование паровоздушной смеси и охлаждение конденсата. Охлажденный конденсат разделяется по удельным весам на две фракции, при этом тяжелая фракция опускается в нижнюю часть корпуса 1 и отводится из него через канал 10 и трубу 8 в отдельную емкость. Легкая фракция поднимается в верхнюю часть корпуса 1 и, достигнув уровня отверстия 11, через открытый вентиль 12 удаляется из корпуса 1. С помощью заданного положения трубы 8 гидрозатвора поддерживается допустимый уровень тяжелой фракции конденсата в корпусе 1 и исключается возможность поступления легкой фракции через канал 10 в трубопровод гидрозатвора. Работа теплообменника в режиме теплообмена как с промежуточной жидкостью так и без нее известна и не имеет особенностей. (56) 1. Минаев-Цикановский В. А. Аккуратов Ф. М. Машины и оборудования предприятий химической чистки одежды. М. : Машиностроение, 1972, т. I, с. 179. In this case, condensation of the vapor-air mixture and cooling of the condensate occur. The cooled condensate is divided by specific gravity into two fractions, while the heavy fraction is lowered into the lower part of the housing 1 and removed from it through the channel 10 and pipe 8 into a separate container. The light fraction rises to the upper part of the housing 1 and, having reached the level of the hole 11, through the open valve 12 is removed from the housing 1. Using the specified position of the hydraulic lock pipe 8, the permissible level of the heavy condensate fraction in the housing 1 is maintained and the possibility of the light fraction entering through the channel 10 water seal piping. The operation of the heat exchanger in the heat exchange mode with or without intermediate fluid is known and has no special features. (56) 1. Minaev-Tsikanovsky V.A. Akkuratov F.M. Machines and equipment of dry-cleaning enterprises. M.: Mechanical Engineering, 1972, vol. I, p. 179.

2. Авторское свидетельство СССР N 742691, кл. F 28 С 3/06, 1978. 2. USSR author's certificate N 742691, cl. F 28 C 3/06, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР N 601556, кл. F 28 C 3/06, 1978. 3. Copyright certificate of the USSR N 601556, cl. F 28 C 3/06, 1978.

Claims

A HEAT EXCHANGER containing a vertical housing, inside of which there is a coil and a gas supply pipe, the last of which is installed along the axis of the housing, and a water lock located outside the housing, characterized in that, in order to expand the functionality, the water lock is made in the form of a tank and installed in the opening of its bottom pipes, the upper and lower parts of the tank are connected respectively to the upper and lower parts of the housing, in the latter, a hole is made below the connection point of its upper part, and the gas supply pipe boprovod tube and mounted for axial movement.