RU2062419C1

RU2062419C1 - Ganged heat exchanger

Info

Publication number: RU2062419C1
Authority: RU
Inventors: Н.М. Турчин; А.А. Цыганок
Original assignee: Физико-энергетический институт
Priority date: 1992-01-22
Filing date: 1992-01-22
Publication date: 1996-06-20

Abstract

FIELD: food industry. SUBSTANCE: one side of the corrugated sheet of a heat exchanger is provided with a cover with an opening for branch pipes. The cover abuts against the heat exchanger over generatrices of corrugations to define compartments. The ends of the corrugations are interconnected in pair to form spaces wherein longitudinal distant spacers are mounted. The housing is provided with at least one socket for a compartment. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к молочной промышленности для обеспечения тепловых режимов при переработке, хранении, транспортировке молока и может быть использовано в пищевой промышленности для других продуктов. The invention relates to the dairy industry to ensure thermal conditions during processing, storage, transportation of milk and can be used in the food industry for other products.

Известно, что при изготовлении аппаратов, различающих по каким-то параметрам, например производительности, существуют три пути удовлетворения потребностей: индивидуальное изготовление аппаратов под конкретные требования, серийное изготовление аппарата какой-то минимальной производительности g кг/ч и соединением их в группы из n таких аппаратов обеспечить производительность G= ng кг/ч и, разбив гамму требований на дискретный ряд, используют унифицированные элементы серийного изготовления, из которых набирают требуемые теплообменники. Последний способ наиболее экономически целесообразный. It is known that in the manufacture of devices that distinguish by some parameters, for example, productivity, there are three ways to meet the needs: individual production of devices for specific requirements, serial production of a device of some minimum capacity g kg / h and combining them into groups of n such devices to ensure productivity G = ng kg / h and, breaking the gamut of requirements into a discrete series, use standardized elements of serial production, from which the required heat exchangers are assembled. The latter method is the most economically feasible.

Наибольшее распространение в молочной промышленности получили пластинчатые теплообменники [1] Унифицированным элементом служит пластина. Недостатком такого элемента является необходимость выполнять его для обеспечения жесткости с различной формой рифлей. Наличие рифлей приводит к некоторому увеличению теплообменной поверхности (в 1,3 раза), некоторой интенсификации теплообмена, но сопровождается опережающим ростом гидравлического сопротивления, то-есть коэффициент эффективности ( отношение приращения теплоотдачи к приросту гидравлического сопротивления) получается меньше единицы [2] Наличие сложного профиля резиновых уплотнений между каждой пластиной является слабым местом, поскольку трудно выдержать идентичность размеров щелевых каналов при стягивании пакетов, нет уверенности в обеспечении герметичности, в случае интенсивного пригарообразования для механической очистки требуется их полная разборка. Plate heat exchangers are most widely used in the dairy industry [1] A plate serves as a unified element. The disadvantage of this element is the need to perform it to provide stiffness with a different shape of the grooves. The presence of corrugations leads to a slight increase in the heat exchange surface (1.3 times), to some intensification of heat transfer, but is accompanied by an outstripping increase in hydraulic resistance, that is, the efficiency coefficient (the ratio of the heat transfer increment to the increase in hydraulic resistance) is less than unity [2] Presence of a complex profile rubber seals between each plate is a weak point, since it is difficult to maintain the identity of the size of the slotted channels when tightening the packages, there is no certainty about Sintered tightness in heavy prigaroobrazovaniya mechanical cleaning required their complete disassembly.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому устройству является теплообменник по [3] Известное устройство содержит корпус с патрубками для подвода теплоносителя и каналами для теплоносителей, образованными установленными в нем гофрированным листом. Лист разделяет камеру корпуса на две полости и служит теплопередающей поверхностью, площадь которой развита за счет гофр. Последняя особенность развитие поверхности за счет гофр - основная идея данного устройства. The closest in technical essence to the claimed device is a heat exchanger according to [3]. The known device comprises a housing with nozzles for supplying a coolant and channels for coolants formed by a corrugated sheet installed therein. The sheet divides the body chamber into two cavities and serves as a heat transfer surface, the area of which is developed due to the corrugations. The last feature is the development of the surface due to corrugations - the main idea of this device.

Применительно к работе с молоком устройством обладает следующими недостатками: отсутствует возможность механической очистки теплоотдающей поверхности, трудно обеспечить надежную и ежедневно проводимую санитарно-гигиеническую отмывку поверхности из-за образования застойных зон в результате поворотов потока молока в районе входного и выходного патрубков. Устройство не приспособлено выступать в качестве унифицированного для сборки в группы с целью увеличения производительности аппарата. Указанные недостатки обусловлены самой конструкцией прототипа. With regard to working with milk, the device has the following disadvantages: there is no possibility of mechanical cleaning of the heat-transferring surface, it is difficult to provide reliable and daily sanitary-hygienic washing of the surface due to the formation of stagnant zones as a result of the rotation of the milk flow in the region of the inlet and outlet pipes. The device is not adapted to act as unified for assembly in groups in order to increase the productivity of the device. These shortcomings are due to the very design of the prototype.

Для устранения указанных недостатков в устройстве, содержащем корпус с патрубками для подвода и отвода теплоносителя и каналами для теплоносителей, образованными установленными в нем гофрированным листом, предлагается придать новую форму известным элементам, а именно: разделить устройство на две части корпус с гнездом и секцию, помещаемую в гнездо корпуса. Секцию образует гофрированный лист с одной из сторон снабженный крышкой с отверстиями для патрубков, примыкающей к нему по образующей гофров, а концы гофров попарно соединены между собой с образованием полостей, внутри которых установлены продольные дистанционирующие прокладки. Корпус может содержать от одного до десятков гнезд, выполненных на фронтальной стенке, на фронтальной и задней стенках одновременно. To eliminate these drawbacks in a device containing a housing with nozzles for supplying and discharging coolant and channels for coolants formed by the corrugated sheet installed in it, it is proposed to give a new form to known elements, namely: to divide the device into two parts, the housing with the socket and the section placed into the housing socket. A corrugated sheet forms a section on one side with a lid with holes for nozzles adjacent to it along the corrugation generatrix, and the ends of the corrugations are paired together to form cavities inside which longitudinal spacers are installed. The housing may contain from one to dozens of nests made on the front wall, on the front and rear walls at the same time.

Техническим результатом предлагаемого устройства по сравнению с прототипом становится следующее:
обеспечена возможность изготовлять теплообменник с кратным числом секций;
обеспечена возможность извлекать любую секцию для очистки без демонтажа остальных;
исключены застойные зоны и тем самым обеспечена возможность качественной санитарно-гигиенической отмывки поверхностей;
расширяется область использования, можно встраивать секции в крышки, боковые стенки емкостей так, чтобы побуждать возникновение в содержащихся в них продуктах естественной циркуляции.The technical result of the proposed device in comparison with the prototype is the following:
it is possible to manufacture a heat exchanger with a multiple number of sections;
it is possible to remove any section for cleaning without dismantling the rest;
stagnant zones are excluded and thereby the possibility of high-quality sanitary-hygienic washing of surfaces is ensured;
the scope of use is expanding, it is possible to integrate sections into the lids, the side walls of the containers so as to induce the occurrence of natural circulation in the products contained in them.

Поскольку жесткость гофр в предлагаемом устройстве обеспечена продольными прокладками, то поверхность можно снабдить поверхностными интенсификаторами с высоким коэффициентом эффективности и тем самым уменьшить гидравлическое сопротивление тракта. Since the rigidity of the corrugations in the proposed device is provided with longitudinal gaskets, the surface can be equipped with surface intensifiers with a high efficiency coefficient and thereby reduce the hydraulic resistance of the tract.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: фиг. 1 продольный и поперечный разрезы секции; фиг. 2 вид корпуса со встроенными секциями; фиг. 3 возможные компоновки секций. The invention is illustrated by drawings, where: FIG. 1 longitudinal and transverse section sections; FIG. 2 type of housing with built-in sections; FIG. 3 possible layout sections.

Устройство содержит теплообменную секцию, состоящую из слита 1 (фиг. 1), продольных дистанционирующих прокладок 2, крышки 3 с отверстиями 4 для присоединения подводящего и отводящего патрубков и корпус, содержащий боковые стенки 5, торцевые фланцы 6, фронтальную стенку 7 с гнездами, в которые помещены секции 8, соединенные по тракту греющего (охлаждающего) теплоносителя перемычки 9, который поступает через патрубок 10 и выходит через патрубок 11. На фиг. 2 из возможных четырех секций показаны две. Возможные варианты сборки секций с односторонним размещением (а), с двусторонним встык (б), с двусторонним в замок, когда выступы одной секции входят в пазы другой, (в) показаны на фиг. 3. The device comprises a heat exchange section consisting of a fusion 1 (Fig. 1), longitudinal spacer gaskets 2, a cover 3 with holes 4 for connecting the inlet and outlet pipes and a housing containing side walls 5, end flanges 6, front wall 7 with sockets, which are placed sections 8 connected along the path of the heating (cooling) coolant jumper 9, which enters through the pipe 10 and exits through the pipe 11. In FIG. 2 out of a possible four sections show two. Possible assembly options for sections with one-sided placement (a), with double-sided butt-end (b), with double-sided locking, when the protrusions of one section enter the grooves of the other, (c) are shown in FIG. 3.

Устройство работает следующим образом. Через верхний патрубок ( на фиг. 2 не показан) в полость, образуемую гофрированным листом, поступает молоко, движется вниз и выходит через патрубок ( на фиг. 2 также не показан). Гидравлический тракт молока прямой, поток не испытывает никаких поворотов, не образует застойных зон, что позволяет обеспечивать надежную санитарно-гигиеническую отмывку. Греющий теплоноситель (вода) поступает патрубок 10, через отверстия 4 попадает во внутренние полости гофров, омывает поверхность гофрированного листа и передает тепло молоку. Дистанционирующие прокладки кроме обеспечения жесткости гофр служат и как направляющие для выравнивания профиля скоростей потока теплоносителя. Из одной секции в другую теплоноситель поступает через перемычку 9. При необходимости механической очистки какой-либо секции нужно отсоединить соответствующие патрубки (перемычки) по теплоносителю, после чего секцию можно легко извлечь. The device operates as follows. Through the upper pipe (not shown in FIG. 2), milk enters the cavity formed by the corrugated sheet, moves downward and exits through the pipe (also not shown in FIG. 2). The hydraulic path of milk is direct, the flow does not experience any turns, does not form stagnant zones, which allows for reliable sanitary-hygienic washing. The heating coolant (water) enters the pipe 10, through the holes 4 it enters the internal cavities of the corrugations, washes the surface of the corrugated sheet and transfers heat to the milk. Apart from ensuring the stiffness of the corrugations, spacer gaskets also serve as guides for leveling the profile of the coolant flow rates. From one section to another, the coolant enters through jumper 9. If necessary, mechanical cleaning of any section requires disconnecting the corresponding pipes (jumpers) through the coolant, after which the section can be easily removed.

Возможность реализации предлагаемого устройства подтверждена изготовлением и испытаниями лабораторного образца. The feasibility of the proposed device is confirmed by the manufacture and testing of a laboratory sample.

Из качественных рассуждений достаточно очевидно, что можно ожидать существенного снижения производственных затрат при изготовлении гаммы теплообменных аппаратов за счет массового выпуска унифицированных узлов, сократить потери сырья за счет быстрого восстановления работоспособности теплообменника при интенсивном пригарообразовании, снизить вредные стоки за счет уменьшения расходования моющих средств. From qualitative reasoning, it is quite obvious that one can expect a significant reduction in production costs in the manufacture of the gamut of heat exchangers due to the mass production of standardized units, to reduce the loss of raw materials due to the quick recovery of the heat exchanger with intensive heat build-up, and to reduce harmful effluents by reducing the consumption of detergents.

Источники информации
1. Барановский М.Б. Коваленко Л.М. и Ястребенский А.Р. Плакстинчатые и спиральные теплообменники. М. Машиностроение, 1973.Information sources
1. Baranovsky M. B. Kovalenko L.M. and Yastrebensky A.R. Plate and spiral heat exchangers. M. Engineering, 1973.

2. Коваленко Л.М. и Глушков А.Ф. Теплообменники с интенсификацией теплоотдачи. М. Энергоатомиздат,1986. 2. Kovalenko L. M. and Glushkov A.F. Heat exchangers with intensified heat transfer. M. Energoatomizdat, 1986.

Заявка ФРГ N 2408462, кл. F 28 D 9/00, 1975. ЫЫЫ2 The application of Germany N 2408462, cl. F 28 D 9/00, 1975. SPL 2

Claims

1. A stacked heat exchanger comprising a housing with nozzles for supplying and discharging heat carrier and channels for heat carriers formed by at least one corrugated sheet installed in it, characterized in that the corrugated sheet is provided on one side with a lid with holes for the nozzles adjacent to it along the generatrices of the corrugations with the formation of a section, and the ends of the corrugations are pairwise connected to each other with the formation of cavities, inside of which longitudinal gaskets are installed, while the body is equipped with at least one socket under the above section.

2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the slots for the sections are made on the front wall of the housing.

3. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the slots for the sections are made on the front and rear walls of the housing, and the sections are connected end to end or in a lock.