RU2358218C1 - Spiral-type heat exchanger and its fabrication method - Google Patents
Spiral-type heat exchanger and its fabrication method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2358218C1 RU2358218C1 RU2008103289/06A RU2008103289A RU2358218C1 RU 2358218 C1 RU2358218 C1 RU 2358218C1 RU 2008103289/06 A RU2008103289/06 A RU 2008103289/06A RU 2008103289 A RU2008103289 A RU 2008103289A RU 2358218 C1 RU2358218 C1 RU 2358218C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spiral
- heat exchanger
- sheets
- channels
- channel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для проведения теплообменных процессов и может быть использовано в химической, пищевой и нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.The invention relates to devices for conducting heat transfer processes and can be used in chemical, food and oil refining and other industries.
В различных отраслях промышленности широкое применение нашли теплообменники, служащие для передачи тепла от одной среды к другой через стенку из теплопроводного материала, разграничивающую эти среды. Среди них кожухотрубные, пластинчатые, спиральные, змеевиковые и т.п. теплообменники, которые различаются между собой конструктивным исполнением поверхности теплообмена (Патент РФ №2121122, МПК F28D 7/00; №2151991, МПК F28D 3/02; №2156423, МПК F28D 3/00, 20.09.2000; №2166716, МПК F28D 3/00).In various industries, heat exchangers are widely used, which serve to transfer heat from one medium to another through a wall of heat-conducting material that separates these media. Among them are shell-and-tube, lamellar, spiral, coil, etc. heat exchangers that differ in the design of the heat exchange surface (RF Patent No. 2121122, IPC F28D 7/00; No. 2151991, IPC F28D 3/02; No. 2156423, IPC F28D 3/00, 09/20/2000; No. 2166716, IPC F28D 3 / 00).
Известен спиральный теплообменник, содержащий цилиндрический корпус, в котором размещены теплообменные поверхности, формируемые из элементов, представляющих собой попарно сваренные по контуру спиралевидные стенки, образующие внутренний спиралевидный щелевой канал. В сечении, перпендикулярном оси аппарата, спиралеобразные стенки формируют теплообменную поверхность по спирали Архимеда. Внутренние спиралевидные полости теплообменных элементов сообщаются с коллекторами входа и выхода одной среды, а наружные - с коллекторами входа и выхода другой среды (В.В.Буренин. Новые рекуперативные теплообменники для нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. «Нефтепереработка и нефтехимия», №3, 2005, стр.44-45).Known spiral heat exchanger containing a cylindrical body in which are placed heat transfer surfaces formed from elements representing a pair of spiral-shaped walls welded in pairs along the contour, forming an internal spiral slotted channel. In a section perpendicular to the axis of the apparatus, spiral-shaped walls form a heat-exchange surface in a spiral of Archimedes. The internal spiral cavities of the heat-exchange elements communicate with the collectors of the input and output of one medium, and the external with the collectors of the input and output of another medium (V.V. Burenin. New recuperative heat exchangers for oil refining and petrochemical industries. "Oil Refining and Petrochemicals", No. 3, 2005 pg. 44-45).
Известен спиральный теплообменник, содержащий каналы для рабочих сред, изготовленные из рулонной ленты, в одном из которых размещены штифты, снабженные турбулизаторами, выполненными из ленты, закрученной в продольном направлении (Патент РФ №2156423, МПК F28D 7/04; 20.09.2000 г.).Known spiral heat exchanger containing channels for the working environment, made of rolled tape, in one of which are pins equipped with turbulators made of tape, twisted in the longitudinal direction (RF Patent No. 2156423, IPC F28D 7/04; 09/20/2000 )
Известен спиральный теплообменник, содержащий два щелевых канала для прохода теплоносителей, образованных двумя свернутыми в спираль листами с элементами дистанционного расположения, внешние и внутренние коллекторы и торцовые уплотнения (Патент РФ №2306517, МПК F28D 7/04; 04.10.2006 г.).Known spiral heat exchanger containing two slotted channels for the passage of coolants formed by two sheets folded into a spiral with elements of remote location, external and internal collectors and mechanical seals (RF Patent No. 2306517, IPC F28D 7/04; 04.10.2006).
Общим недостатком данных технических решений является сложность конструкции, нетехнологичность изготовления теплообменника, а также повышенная масса, обусловленная наличием сложных узлов герметизации, чем обусловлена высокая стоимость изготовления.A common drawback of these technical solutions is the complexity of the design, the low-tech manufacturing of the heat exchanger, as well as the increased weight due to the presence of complex sealing units, which accounts for the high manufacturing cost.
Известен спиральный теплообменник, содержащий корпус с подводящими и отводящими патрубками, двухканальную спираль из листов, детали, фиксирующие расстояние между листами спирали, упоры, уложенные в каналы с двух сторон спирали, уплотнения торцов каналов, крышки с прокладками по торцам спирали (Н.В. Барановский и др. Пластинчатые и спиральные теплообменники. Машиностроение, М. 1973, с.262-269).Known spiral heat exchanger containing a housing with inlet and outlet pipes, a two-channel spiral of sheets, parts that fix the distance between the sheets of the spiral, stops placed in the channels on both sides of the spiral, sealing the ends of the channels, covers with gaskets on the ends of the spiral (N.V. Baranovsky and other Plate and spiral heat exchangers. Engineering, M. 1973, S. 262-269).
По совокупности сходных признаков этот спиральный теплообменник наиболее близок к заявляемому спиральному теплообменнику и принят за прототип.By the combination of similar features, this spiral heat exchanger is closest to the inventive spiral heat exchanger and is taken as a prototype.
Однако этот спиральный теплообменник имеет ряд недостатков: в нем в качестве деталей, фиксирующих расстояние между листами спирали и для создания жесткости листов, использованы штифты, приваренные к одному из листов. Уплотнение спирали производится с использованием упоров, выполненных из вставленной в канал ленты, приваренной к кромкам листов (Н.В. Барановский и др. Пластинчатые и спиральные теплообменники. Машиностроение, М. 1973, с.263-264, рис.142, варианты а, б, в, г). Это приводит к значительному усложнению изготовления теплообменника, особенно в случае его использования для теплоносителей с высокими температурами (выше 400°С) и в условиях агрессивных и коррозийных сред. В этих случаях для теплообменника требуется применение легированных сталей, что приводит к значительной сложности и дороговизне при сварке деталей. Уплотнение торцов только прокладкой в) или U-образной манжетой - вар. г) не предотвращает возможность перетока теплоносителя из одного канала в другой. Кроме того, корпус теплообменника выполнен из цельной детали в форме цилиндра, что создает сложность при установке собранной в единый блок спирали в корпус.However, this spiral heat exchanger has a number of disadvantages: in it, pins welded to one of the sheets are used as parts fixing the distance between the sheets of the spiral and to create the rigidity of the sheets. The spiral is sealed using stops made of a tape inserted into the channel and welded to the edges of the sheets (N.V. Baranovsky and others. Plate and spiral heat exchangers. Mechanical Engineering, Moscow 1973, pp. 263-264, Fig. 142, options a , b, c, d). This leads to a significant complication of the manufacture of the heat exchanger, especially in the case of its use for heat carriers with high temperatures (above 400 ° C) and in aggressive and corrosive environments. In these cases, the heat exchanger requires the use of alloy steels, which leads to considerable complexity and high cost when welding parts. Sealing the ends with only a gasket in) or a U-shaped cuff - var. d) does not prevent the possibility of flow of coolant from one channel to another. In addition, the heat exchanger housing is made of a single piece in the form of a cylinder, which makes it difficult to install the spiral assembled in a single unit into the housing.
Первая задача по изобретению:The first task according to the invention:
- упрощение и удешевление конструкции теплообменника;- simplification and cheapening of the design of the heat exchanger;
- исключение перетока теплоносителя из одного канала в другой.- the exception of the flow of coolant from one channel to another.
Вторая задача по изобретению - упрощение технологии изготовления теплообменника и, как результат, - сокращение затрат на его изготовление.The second objective of the invention is to simplify the manufacturing technology of the heat exchanger and, as a result, reduce the cost of its manufacture.
Первая задача решается тем, что спиральный теплообменник содержит корпус с подводящими и отводящими патрубками, двухканальную спираль из листов, детали, фиксирующие расстояние между листами спирали, упоры, уложенные в каналы с двух сторон спирали, уплотнения торцов каналов, крышки с прокладками по торцам спирали.The first task is solved in that the spiral heat exchanger contains a housing with inlet and outlet pipes, a two-channel spiral of sheets, parts that fix the distance between the sheets of the spiral, stops placed in the channels on both sides of the spiral, sealing the ends of the channels, covers with gaskets along the ends of the spiral.
По первой задаче по изобретению спиральный теплообменник дополнительно включает:According to the first objective of the invention, the spiral heat exchanger further includes:
- детали, фиксирующие расстояние между листами спирали, выполненные в виде зигзагообразных проставок, размещаемых вдоль всей спирали;- details fixing the distance between the sheets of the spiral, made in the form of zigzag spacers placed along the entire spiral;
- упоры, уложенные в каналы с двух сторон спирали, размещенные на боковых кромках крайних рядов зигзагообразных проставок;- stops laid in channels on two sides of the spiral, placed on the lateral edges of the extreme rows of zigzag spacers;
- уплотняющую массу, заполняющую пространство в каналах между торцами спирали и упорами для исключения перетока теплоносителя из одного канала в другой;- a sealing mass filling the space in the channels between the ends of the spiral and the stops to prevent the flow of coolant from one channel to another;
- корпус, выполненный из двух полуцилиндров, скрепляемых друг с другом после установки спирали;- a housing made of two half-cylinders, fastened to each other after installing the spiral;
- в теплообменниках, работающих на загрязненных рабочих средах, зигзагообразные проставки с турбулизаторами, выполненные на вертикальных и/или горизонтальных кромках зигзагообразных проставок.- in heat exchangers operating on contaminated working media, zigzag spacers with turbulators, made on the vertical and / or horizontal edges of the zigzag spacers.
Вторая задача по изобретению решается следующим образом:The second task according to the invention is solved as follows:
- зигзагообразные проставки размещают между листами в процессе навивки спирали, затем на боковые кромки крайних рядов зигзагообразных проставок укладывают упоры, после чего пространство в каналах между торцами спирали и упорами заполняют уплотняющей массой;- zigzag spacers are placed between the sheets during the spiral winding process, then stops are placed on the lateral edges of the extreme rows of zigzag spacers, after which the space in the channels between the ends of the spiral and the stops is filled with a sealing mass;
- корпус теплообменника предварительно изготавливают из двух полуцилиндров, затем предварительно навитую спираль охватывают полуцилиндрами и скрепляют их между собой по всей длине корпуса.- the heat exchanger casing is preliminarily made of two half-cylinders, then the pre-wound spiral is covered with half-cylinders and fastened to each other along the entire length of the casing.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 - продольный разрез теплообменника,figure 1 is a longitudinal section of a heat exchanger,
на фиг.2 - выносной элемент Б на фиг.1;figure 2 - remote element B in figure 1;
на фиг.3 - сечение АА по фиг.1;figure 3 is a section AA in figure 1;
на фиг.4 - выносной элемент В на фиг.2;figure 4 - remote element In figure 2;
на фиг.5 - зигзагообразные проставки;figure 5 - zigzag spacers;
на фиг.6 - корпус теплообменника в сборе.figure 6 - heat exchanger housing assembly.
Спиральный теплообменник состоит из корпуса 1, спирали 2, навитой из двух листов 3 и 4 на сердечник 5. Корпус 1 состоит из двух полуцилиндров 1.1 и 1.2 и фланцев 1.3. Между листами 3 и 4 спирали 2 установлены зигзагообразные проставки 6 (фиг.2).The spiral heat exchanger consists of a casing 1, a spiral 2 wound from two
Зигзагообразные проставки 6 применяют двух видов - рядовые проставки 6.1 (фиг.5 «а») и проставки с турбулизаторами 6.2. (фиг.5 «б»). Зигзагообразные проставки 6 изготовляют путем гибки полосовой стали, причем горизонтальные полочки 6.1.1. и 6.2.1. соответствуют расстоянию между листами 3 и 4 спирали 2 (фиг.2, 5).
Сердечник 5 разделен на две полости 5.1 и 5.2 (фиг.1, 3). К продольной цилиндрической стенке полости сердечника 5.1 приварена внутренняя кромка листа 3, а к продольной цилиндрической стенке полости сердечника 5.2 приварена внутренняя кромка листа 4, при этом в спирали образуются два канала 7 и 8. Наружная кромка листа 3 приварена к продольной кромке полуцилиндра 1.1, а наружная кромка листа 4 приварена к продольной кромке полуцилиндра 1.2. При этом образуются выходы из каналов 7 и 8 (фиг.3), к которым привариваются подводящий и отводящий патрубки 9 и 10 корпуса 1 (фиг.4).The
По мере сворачивания спирали 2 (фиг.2) между листами спирали 3 и 4 устанавливают зигзагообразные проставки 6, причем проставки 6.3, ближние к кромкам листов, устанавливают одну над другой, остальные проставки целесообразно размещать в смежных витках каналов в шахматном порядке. Таким образом устанавливается ширина каналов.As the
Навитую на сердечник 5 спираль 2 охватывают полуцилиндрами 1.1 и 1.2 (фиг.1, 3, 6), скрепляют их между собой по всей длине и приваривают фланцы 1.3, создавая единый сборочный узел корпуса 1 и спирали 2.The
На боковые кромки крайних рядов зигзагообразных проставок 6.3 (фиг.2) в каналы 7 и 8 укладывают упоры 11, например, в виде проволоки. Каналы, ближние к торцам спирали (кромкам листов), заполнены уплотняющей массой 12, причем глубину заложения упоров 11 и заполнения торцов каналов уплотняющей массой 12 выбирают из обязательного условия исключения перетока теплоносителя из одного канала в другой. На торцы спирали 2 уложена прокладка 13 в виде листового уплотняющего материала, прижимаемая фланцами 14 к торцам спирали 2 и к уплотняющей массе 12, заполняющей каналы 7 и 8. Под действием прижима фланцем 14 прокладка 13 и уплотняющая масса 12 в каналах 7 и 8 образуют однородное уплотнение.On the lateral edges of the extreme rows of zigzag spacers 6.3 (figure 2) in the
В качестве уплотняющей массы для теплообменников, работающих в условиях агрессивных или коррозийных сред и/или высоких температур, применяют терморасширенный графит или изделия из графитизированного асбеста или другие материалы с аналогичными свойствами.As a sealing mass for heat exchangers operating in aggressive or corrosive environments and / or high temperatures, thermally expanded graphite or products from graphitized asbestos or other materials with similar properties are used.
Для соединения с полостями сердечника 5.1 и 5.2 (фиг.1) в центральной части фланцев 14 выполнены отверстия. К фланцам 14 присоединены подводящие и отводящие патрубки 15 и 16.To connect with the core cavities 5.1 and 5.2 (FIG. 1), holes are made in the central part of the
Благодаря такому исполнению теплообменника обеспечивается надежное разделение каналов, благодаря чему исключается переток теплоносителя из одного канала в другой.Thanks to this design of the heat exchanger, reliable separation of the channels is ensured, which eliminates the flow of the coolant from one channel to another.
В теплообменниках, работающих на загрязненных рабочих средах, в каналы, по которым подается загрязненная среда, для уменьшения оседания взвешенных частиц на стенках каналов в спираль 2 установлены зигзагообразные проставки 6.2, снабженные турбулизаторами 6.2.2, выполненными в виде коротких выступов для создания в канале турбулентного потока.In heat exchangers operating on contaminated working media, zigzag spacers 6.2, equipped with turbulators 6.2.2, made in the form of short protrusions to create a turbulent in the channel, are installed in the channels through which the contaminated medium is supplied, to reduce the sedimentation of suspended particles on the walls of the channels in the
Расстояние между проставками 6 следует выбирать в зависимости от прочностных характеристик металла, из которого изготовлены листы, и перепада давления теплоносителей в каналах.The distance between the
Для очистки каналов от возможных отложений следует извлечь из торцов каналов уплотняющую массу 12 и упоры 11 с двух торцов спирали 2 и узкими скребками прочистить каналы.To clean the channels of possible deposits, it is necessary to remove the sealing
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008103289/06A RU2358218C1 (en) | 2008-01-28 | 2008-01-28 | Spiral-type heat exchanger and its fabrication method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008103289/06A RU2358218C1 (en) | 2008-01-28 | 2008-01-28 | Spiral-type heat exchanger and its fabrication method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2358218C1 true RU2358218C1 (en) | 2009-06-10 |
Family
ID=41024799
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008103289/06A RU2358218C1 (en) | 2008-01-28 | 2008-01-28 | Spiral-type heat exchanger and its fabrication method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2358218C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553007C1 (en) * | 2013-12-25 | 2015-06-10 | Юрий Яковлевич Печенегов | Waste heat recovery unit |
RU2687669C1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-05-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Spiral heat exchanger |
CN111999085A (en) * | 2020-08-14 | 2020-11-27 | 常州大学 | Spiral plate stability determination experimental device |
RU2747651C1 (en) * | 2020-10-22 | 2021-05-11 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно - Исследовательский Институт Технологий Органической, Неорганической Химии И Биотехнологий" | Disk heat exchanger |
RU2775331C1 (en) * | 2021-10-25 | 2022-06-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Spiral heat exchanger |
-
2008
- 2008-01-28 RU RU2008103289/06A patent/RU2358218C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2553007C1 (en) * | 2013-12-25 | 2015-06-10 | Юрий Яковлевич Печенегов | Waste heat recovery unit |
RU2687669C1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-05-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Spiral heat exchanger |
CN111999085A (en) * | 2020-08-14 | 2020-11-27 | 常州大学 | Spiral plate stability determination experimental device |
RU2747651C1 (en) * | 2020-10-22 | 2021-05-11 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно - Исследовательский Институт Технологий Органической, Неорганической Химии И Биотехнологий" | Disk heat exchanger |
RU2775331C1 (en) * | 2021-10-25 | 2022-06-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Spiral heat exchanger |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2594884B1 (en) | Plate heat exchanger and method for manufacturing of a plate heat exchanger | |
RU2358218C1 (en) | Spiral-type heat exchanger and its fabrication method | |
US9885523B2 (en) | Liquid to liquid multi-pass countercurrent heat exchanger | |
EP2929268B1 (en) | Helical counterflow heat exchanger | |
CN102706188A (en) | High-pressure resistant lamella heat exchanger adopting round corrugated plates | |
RU2543094C1 (en) | Tube and shell heat exchanger | |
RU74697U1 (en) | SPIRAL HEAT EXCHANGER | |
CN210321338U (en) | Plate-shell type heat exchanger based on circular micro-channel wavy-surface heat exchange plate | |
US4215743A (en) | Coaxial heat exchanger device | |
JP5536200B2 (en) | Spiral heat exchanger | |
EP3396296B1 (en) | Heat exchanger assembly | |
CA2969595A1 (en) | Improved spiral plate heat exchanger | |
JP4414197B2 (en) | Double tube heat exchanger | |
KR20080006795A (en) | Heat-transfer plate for heat exchanger | |
EP3204713B1 (en) | True countercurrent tema type bfu special | |
CN209802172U (en) | Flat pipe of heat exchanger and heat exchange equipment | |
RU2687669C1 (en) | Spiral heat exchanger | |
RU162675U1 (en) | SPIRAL HEAT EXCHANGER | |
RU165577U1 (en) | SPIRAL HEAT EXCHANGER | |
RU2739962C2 (en) | Radial-tube cross flow heat-mass exchange apparatus | |
RU2775331C1 (en) | Spiral heat exchanger | |
RU141420U1 (en) | PLATE HEAT EXCHANGER | |
RU203282U1 (en) | CONSTRUCTION OF THE SPIRAL HEAT EXCHANGER | |
RU2774015C1 (en) | Heat exchanger | |
RU184945U1 (en) | OBTURATOR OF THE TRANSVERSE PARTITION OF A SHELL-TUBED HEAT EXCHANGER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110129 |