RU215684U1

RU215684U1 - VERTICAL HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: RU215684U1
Application number: RU2022131243U
Authority: RU
Inventors: Екатерина Дмитриевна Фонова; Елена Викторовна Кашаева; Кирилл Сергеевич Орлов
Original assignee: Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш")
Filing date: 2022-11-30
Publication date: 2022-12-22

Abstract

Полезная модель относится к области теплотехники и может быть использована в поверхностных теплообменных аппаратах. В вертикальном теплообменном аппарате, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, снабженный крышкой, днищем и штуцерами ввода и/или вывода среды из полости корпуса, снаружи на поверхности корпуса закреплены вертикальные и наклонные относительно горизонтали трубки для теплоносителя, при этом трубки расположены секциями, согласно полезной модели секции образованы верхними и нижними наклонными в противоположные стороны относительно горизонтали трубками, между которыми вдоль поверхности корпуса на расстоянии друг от друга размещены вертикальные трубки, вваренные в наклонные трубки сверху и снизу поверхностных теплообменниках. Технический результат - упрощение конструкции, упрощение процесса изготовления и монтажа теплообменного аппарата. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to the field of heat engineering and can be used in surface heat exchangers. In a vertical heat exchanger, containing a vertical cylindrical body, equipped with a lid, a bottom and fittings for inlet and/or outlet of the medium from the body cavity, on the outside of the body surface, vertical and horizontally inclined tubes for the heat carrier are fixed, while the tubes are arranged in sections, according to the utility model of the section formed by upper and lower inclined in opposite directions relative to the horizontal tubes, between which vertical tubes are placed at a distance from each other along the surface of the housing, welded into the inclined tubes from above and below the surface heat exchangers. EFFECT: simplification of the design, simplification of the manufacturing and installation process of the heat exchanger. 4 w.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к теплообменникам, предназначенным для теплообмена между теплоносителями, например для передачи тепла от горячего теплоносителя к холодному теплоносителю (среде); по способу передачи теплоты заявляемая полезная модель относится к поверхностным аппаратам, в которых отсутствует непосредственный контакт теплоносителей, а передача тепла происходит через твердую стенку.The utility model relates to heat exchangers designed for heat exchange between heat carriers, for example, for transferring heat from a hot heat carrier to a cold heat carrier (medium); According to the method of heat transfer, the claimed utility model refers to surface apparatuses in which there is no direct contact of heat carriers, and heat transfer occurs through a solid wall.

Из источника 1 (https://gigabaza.ru/doc/17620.html, рис. 13-9) известен теплообменный аппарат с наружным змеевиком, приваренным снаружи к цилиндрическому корпусу аппарата. В известном аппарате система труб змеевика разделена на несколько секций, питаемых независимо друг от друга. Включением и отключением отдельных секций возможно регулирование температуры обогрева или охлаждения.From source 1 (https://gigabaza.ru/doc/17620.html, Fig. 13-9) a heat exchanger with an external coil welded from the outside to the cylindrical body of the apparatus is known. In the known apparatus, the pipe system of the coil is divided into several sections, fed independently of each other. By switching individual sections on and off, it is possible to control the heating or cooling temperature.

Недостатком теплообменника, известного из источника 1, являетсяThe disadvantage of the heat exchanger known from source 1 is

1. Конструкция змеевика, навитого по диаметру аппарата, неразборная, трудоемкая при изготовлении.1. The design of the coil, wound around the diameter of the apparatus, is non-separable, laborious in manufacture.

2. Приварка змеевика к корпусу аппарата, что исключает возможность демонтажа при ремонте и транспортировки отдельно от аппарата.2. Welding of the coil to the body of the apparatus, which excludes the possibility of dismantling during repair and transportation separately from the apparatus.

3. Неразборная конструкция исключает возможность регулировать обогрев и охлаждение как по диаметру аппарата, так и по высоте, исключением отдельных секций и частей.3. Non-separable design eliminates the possibility of adjusting heating and cooling both in diameter of the apparatus and in height, with the exception of individual sections and parts.

4. Отсутствует возможность проведения контроля толщины корпуса при техническом освидетельствовании без демонтажа змеевика.4. There is no possibility to control the casing thickness during the technical examination without dismantling the coil.

Из патента РФ № 214329 на полезную модель известно устройство теплообменное наружное вертикальных сосудов и аппаратов, закрепленное на корпусе емкости прижимными планками, посредством гаек, шайб, а также шпилек, приваренных к обечайке корпуса вертикального сосуда, и состоящее из нескольких частей, каждая из которых содержит секции, состоящие из двух вертикальный труб, соединенных вальцованными по радиусу аппарата трубами, вваренными в вертикальные трубы под углом 1÷3° к горизонтальной плоскости, при этом каждая вертикальная труба секций оборудована бобышкой для выхода воздуха с пробкой в верхней ее части и бобышкой для слива жидкости с пробкой в нижней части, при этом соединены между собой узлом отвода с фланцевыми соединениями, при этом верхние секции частей теплообменного устройства оборудованы штуцерами входа, нижние секции - штуцерами выхода.From the patent of the Russian Federation No. 214329 for a utility model, an external heat-exchange device for vertical vessels and apparatuses is known, fixed on the vessel body by clamping bars, by means of nuts, washers, and studs welded to the shell of the vertical vessel body, and consisting of several parts, each of which contains sections consisting of two vertical pipes connected by pipes rolled along the radius of the apparatus, welded into vertical pipes at an angle of 1 ÷ 3 ° to the horizontal plane, while each vertical pipe of the sections is equipped with a boss for air outlet with a plug in its upper part and a boss for draining liquids with a plug in the lower part, while connected to each other by a drain unit with flange connections, while the upper sections of the parts of the heat exchange device are equipped with inlet fittings, the lower sections with outlet fittings.

Недостатком устройства по патенту № 214329 является сложность конструкции, сложность его изготовления, обусловленная необходимостью соединения большого количества наклонных относительно горизонтали трубок с вертикальными трубками. Наклонные трубки расположены на расстоянии друг от друга с заранее рассчитанным шагом. Наклонные трубки должны быть расположены вдоль корпуса, выполненного цилиндрическим, соответственно требуется вальцевать большое количество трубок, расположенных наклонно. Наклонное расположение трубок требует осуществления их вальцевания по более сложной траектории, чем просто по диаметру корпуса. При вальцевании наклонных трубок возможны отклонения от заданных параметров, в связи с чем при их монтаже сложно обеспечить заданный угол их наклона, заданный шаг между трубками. Монтаж вертикальных трубок не имеет сложностей, их соединение с наклонными трубками обеспечивается посредством вварки в них наклонных трубок.The disadvantage of the device according to patent No. 214329 is the complexity of the design, the complexity of its manufacture, due to the need to connect a large number of horizontally inclined tubes with vertical tubes. Inclined tubes are located at a distance from each other with a pre-calculated pitch. Inclined tubes must be located along the body, made cylindrical, respectively, it is required to roll a large number of tubes located obliquely. The inclined arrangement of the tubes requires their rolling along a more complex trajectory than simply along the diameter of the body. When rolling inclined tubes, deviations from the specified parameters are possible, and therefore, during their installation, it is difficult to ensure a given angle of inclination, a given pitch between the tubes. Installation of vertical pipes is not difficult, their connection with inclined pipes is ensured by welding the inclined pipes into them.

Устройство по патенту № 214329 выбрано в качестве наиболее близкого аналога.The device according to patent No. 214329 is selected as the closest analogue.

Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, - создание эффективного теплообменного аппарата простого в изготовление.The technical problem solved by the proposed utility model is the creation of an efficient heat exchanger that is easy to manufacture.

Технический результат, достигаемый полезной моделью - упрощение конструкции, упрощение процесса изготовления и монтажа теплообменного аппарата.The technical result achieved by the utility model is the simplification of the design, the simplification of the process of manufacture and installation of the heat exchanger.

Технический результат достигается за счет того, что в вертикальном теплообменном аппарате, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, снабженный крышкой, днищем и штуцерами ввода и/или вывода среды из полости корпуса, снаружи на поверхности корпуса закреплены вертикальные и наклонные относительно горизонтали трубки для теплоносителя, при этом трубки расположены секциями, согласно полезной модели секции образованы верхними и нижними наклонными в противоположные стороны относительно горизонтали трубками, между которыми вдоль поверхности корпуса на расстоянии друг от друга размещены вертикальные трубки, вваренные в наклонные трубки сверху и снизу.The technical result is achieved due to the fact that in a vertical heat exchanger containing a vertical cylindrical body equipped with a lid, a bottom and fittings for inlet and/or outlet of the medium from the body cavity, vertical and horizontally inclined tubes for the heat carrier are fixed on the outside of the body surface, while the tubes are arranged in sections, according to the utility model, the sections are formed by upper and lower tubes inclined in opposite directions relative to the horizontal, between which vertical tubes are placed at a distance from each other along the surface of the body, welded into the inclined tubes from above and below.

По периметру корпуса размещено не менее двух секций.At least two sections are placed along the perimeter of the body.

Вдоль корпуса размещено несколько секций, при этом часть секций объединены между собой таким образом, что нижняя наклонная трубка одной секции является верхней наклонной трубкой расположенной ниже секции.Several sections are placed along the body, while some of the sections are interconnected in such a way that the lower inclined tube of one section is the upper inclined tube of the section located below.

Теплообменный аппарат содержит не менее двух объединенных секций.The heat exchanger contains at least two combined sections.

Верхняя и нижняя наклонные трубки секций наклонены относительно горизонтали в противоположные стороны на одинаковый угол.The upper and lower inclined tubes of the sections are inclined relative to the horizontal in opposite directions at the same angle.

Заявляемая полезная модель поясняется фигурой, на которой представлен общий вид заявляемого теплообменного аппарата.The claimed utility model is illustrated by a figure, which shows a general view of the proposed heat exchanger.

Позиции на фигуре:Positions on the figure:

1 - корпус;1 - body;

2 - крышка;2 - cover;

3, 4 - штуцера ввода/вывода среды;3, 4 - medium input/output fittings;

5 - вертикальные трубки;5 - vertical tubes;

6, 7 - наклонные трубки.6, 7 - inclined tubes.

Заявляемый теплообменный аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, снабженный крышкой 2, днищем (позицией не обозначен) и штуцером ввода и/или вывода среды из полости корпуса. Для ввода и вывода среды могут быть применены разные штуцера 3,4. Снаружи на поверхности корпуса 1 закреплены вертикальные 5 и наклонные 6,7 относительно горизонтали трубки для теплоносителя, при этом трубки 5 и 6,7 расположены секциями. Секции образованы верхними 6 и нижними 7 наклонными в противоположные стороны относительно горизонтали трубками, между которыми вдоль поверхности корпуса 1 на расстоянии друг от друга размещены вертикальные трубки 5, вваренные в наклонные трубки 6 и 7 сверху и снизу.The inventive heat exchanger comprises a vertical cylindrical body 1, provided with a cover 2, a bottom (not marked with a position) and a fitting for inlet and/or outlet of the medium from the body cavity. Different fittings 3,4 can be used for the input and output of the medium. Outside, on the surface of the housing 1, vertical 5 and inclined 6.7 relative to the horizontal tubes for the coolant are fixed, while the tubes 5 and 6.7 are arranged in sections. The sections are formed by upper 6 and lower 7 tubes inclined in opposite directions relative to the horizontal, between which vertical tubes 5 are placed at a distance from each other along the surface of the housing 1, welded into the inclined tubes 6 and 7 from above and below.

По периметру корпуса 1 может быть размещено не менее двух секций, что существенно упрощает процесс монтажа или демонтажа трубок. Например, в случае повреждения трубок одной секции, демонтажу подвергается только секция с поврежденной трубкой. Также монтировать секции меньшего размера гораздо удобнее, чем секции большего размера.At least two sections can be placed along the perimeter of the body 1, which greatly simplifies the process of mounting or dismounting the tubes. For example, in case of damage to the tubes of one section, only the section with the damaged tube is dismantled. It is also much more convenient to mount sections of a smaller size than sections of a larger size.

Вдоль корпуса размещено несколько секций, при этом часть секций объединены между собой таким образом, что нижняя наклонная трубка одной секции является верхней наклонной трубкой расположенной ниже секции. Объединение секций в продольном направлении корпуса может быть целесообразным при значительных габаритах корпуса. Такое продольное объединение секций позволяет упростить процесс монтажа/демонтажа за счет сокращения количества необходимого крепежа, соответственно, упрощается весь процесс монтажа/демонтажа трубок. При этом объединение в продольном направлении только части секций, сохраняет возможность отдельного демонтажа только тех из них, в которых содержатся поврежденные трубки.Several sections are placed along the body, while some of the sections are interconnected in such a way that the lower inclined tube of one section is the upper inclined tube of the section located below. Combining sections in the longitudinal direction of the hull may be appropriate for significant dimensions of the hull. Such a longitudinal association of sections makes it possible to simplify the process of mounting/dismantling by reducing the number of required fasteners, respectively, the entire process of mounting/dismantling tubes is simplified. In this case, the combination in the longitudinal direction of only part of the sections retains the possibility of separate dismantling of only those that contain damaged tubes.

Размещение трубок секциями, как и в наиболее близком аналоге, обеспечивает поддержание температуры среды внутри корпуса 1 (т.е. обеспечивает работоспособность аппарата) при выходе из строя какой-нибудь секции.Placing the tubes in sections, as in the closest analogue, ensures the maintenance of the temperature of the medium inside the housing 1 (ie ensures the operability of the apparatus) in case of failure of any section.

Угол наклона трубок 6 и 7 является расчетным и обусловлен необходимостью обеспечения слива охлаждающей/ нагревающей жидкости внутри трубок самотеком при отключении аппарата. При этом углы наклона верхней и нижней трубок 6 и 7 относительно горизонтали целесообразно выполнять одинаковым с тем, чтобы обеспечить их вальцовку по одному шаблону.The angle of inclination of tubes 6 and 7 is calculated and is due to the need to ensure that the cooling / heating liquid inside the tubes drains by gravity when the apparatus is turned off. In this case, the angles of inclination of the upper and lower tubes 6 and 7 relative to the horizontal, it is advisable to perform the same in order to ensure their rolling according to the same template.

Упрощение конструкции заявляемого теплообменного аппарата по сравнению с наиболее близким аналогом обеспечивается тем, что заявляемый аппарат содержит гораздо меньше наклонных трубок (две), вальцовка которых должна осуществляться по сложной траектории. Кроме того, важным параметром в заявляемом аппарате является шаг между вертикальными трубками, поскольку именно эти трубки обеспечивают основной теплообмен, поэтому небольшие отклонения при вальцевании наклонных трубок не будут влиять на теплообменные свойства аппарата в целом. Вертикально расположенные трубки ввариваются в отверстия наклонных трубок, такое соединение гораздо легче выполнить, по сравнению с наиболее близким аналогом, поскольку вертикальное расположение трубок будет обеспечено в том числе и весом самих вертикально расположенных трубок (монтаж трубок с теплоносителем осуществляется на уже установленном вертикально корпусе). Следовательно, в заявляемом теплообменном аппарате гораздо легче обеспечить соблюдение шага между трубками, обеспечивающими основной теплообмен (вертикальные трубки) по сравнению с наиболее близким аналогом, у которого основной теплообмен осуществляется наклонными трубками, требующими более сложного монтажа с высоким риском брака (нарушения шага между трубками).The simplification of the design of the proposed heat exchanger in comparison with the closest analogue is ensured by the fact that the proposed apparatus contains much fewer inclined tubes (two), the rolling of which must be carried out along a complex trajectory. In addition, an important parameter in the proposed apparatus is the step between the vertical tubes, since it is these tubes that provide the main heat exchange, therefore, small deviations during the rolling of inclined tubes will not affect the heat transfer properties of the apparatus as a whole. Vertically located tubes are welded into the holes of inclined tubes, such a connection is much easier to make compared to the closest analogue, since the vertical arrangement of the tubes will be ensured, among other things, by the weight of the vertically located tubes themselves (tubes with a heat carrier are mounted on an already vertically installed housing). Therefore, in the proposed heat exchanger, it is much easier to ensure compliance with the pitch between the tubes that provide the main heat exchange (vertical tubes) compared to the closest analogue, in which the main heat exchange is carried out by inclined tubes that require more complex installation with a high risk of marriage (violation of the pitch between the tubes) .

Множество вертикальных трубок гораздо легче соединить с двумя наклонными трубками с соблюдением необходимого шага между ними (с учетом вертикальной самоориентации вертикальных трубок под собственным весом), по сравнению с соединением с двумя вертикальными трубками множества наклонных трубок, между которыми также необходимо соблюдать заданный шаг (как в наиболее близком аналоге).Many vertical tubes are much easier to connect to two inclined tubes with the required pitch between them (taking into account the vertical self-orientation of the vertical tubes under their own weight), compared to connecting to two vertical tubes a plurality of inclined tubes, between which a given pitch must also be observed (as in closest analogue).

Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции, упрощении процесса изготовления и монтажа теплообменного аппарата.Thus, the claimed utility model provides the achievement of a technical result, which consists in simplifying the design, simplifying the manufacturing process and installation of the heat exchanger.

Claims

1. A vertical heat exchanger containing a vertical cylindrical body, equipped with a lid, a bottom and fittings for inlet and / or outlet of the medium from the cavity of the body, outside on the surface of the body there are fixed vertical and horizontally inclined tubes for the heat carrier, while the tubes are arranged in sections, characterized in that that the sections are formed by upper and lower inclined in opposite directions relative to the horizontal tubes, between which vertical tubes are placed at a distance from each other along the surface of the body, welded into the inclined tubes from above and below.

2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that at least two sections are placed along the perimeter of the housing.

3. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that several sections are placed along the body, while some of the sections are interconnected in such a way that the lower inclined tube of one section is the upper inclined tube located below the section.

4. The heat exchanger according to claim. 1, characterized in that it contains at least two combined sections.

5. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the upper and lower inclined tube sections are inclined relative to the horizontal in opposite directions at the same angle.