RU2568716C1 - Plate-type block heat exchanger with scale prevention properties - Google Patents
Plate-type block heat exchanger with scale prevention properties Download PDFInfo
- Publication number
- RU2568716C1 RU2568716C1 RU2014126368/06A RU2014126368A RU2568716C1 RU 2568716 C1 RU2568716 C1 RU 2568716C1 RU 2014126368/06 A RU2014126368/06 A RU 2014126368/06A RU 2014126368 A RU2014126368 A RU 2014126368A RU 2568716 C1 RU2568716 C1 RU 2568716C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchanger
- heat transfer
- plate
- plates
- coating
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
- F28D9/0037—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the conduits for the other heat-exchange medium also being formed by paired plates touching each other
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2245/00—Coatings; Surface treatments
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Область изобретенияField of Invention
Изобретение относится к пластинчатому теплообменнику блочного типа, содержащему верхнюю головку, нижнюю головку и четыре боковые панели, которые соединены болтами с набором угловых брусов для образования уплотненного кожуха. В этом уплотненном кожухе расположен пакет переносящих теплоту пластин. Пластинчатый теплообменник блочного типа обладает свойствами, сокращающими образование отложений и облегчающими очистку теплообменника.The invention relates to a plate-type plate heat exchanger containing an upper head, a lower head and four side panels that are bolted to a set of corner beams to form a sealed casing. A pack of heat transferring plates is located in this sealed casing. The block-type plate heat exchanger has properties that reduce deposits and facilitate cleaning of the heat exchanger.
Предшествующий уровень техникиState of the art
В настоящее время существует несколько разных типов пластинчатых теплообменников, которые применяются для решения разных задач в зависимости от их типа. Теплообменник одного определенного типа собран путем привинчивания болтами верхней головки, нижней головки и четырех боковых панелей к угловым брусам для образования коробчатого кожуха вокруг пакета переносящих теплоту пластин. Пластинчатый теплообменник такого конкретного типа называется теплообменником блочного типа. Одним примером коммерчески доступного теплообменника блочного типа является теплообменник, предлагаемый компанией Alfa Laval АВ под названием Compablock. Другие пластинчатые теплообменники блочного типа описаны в патентных документах ЕР 165179 и ЕР 639258.Currently, there are several different types of plate heat exchangers that are used to solve various problems depending on their type. The heat exchanger of one particular type is assembled by bolting the upper head, lower head and four side panels to the corner beams to form a box casing around a stack of heat transferring plates. A plate heat exchanger of this particular type is called a block type heat exchanger. One example of a commercially available block-type heat exchanger is the heat exchanger offered by Alfa Laval AB under the name Compablock. Other block-type plate heat exchangers are described in patent documents EP 165179 and EP 639258.
В пластинчатом теплообменнике блочного типа пути текучей среды для двух текучих сред, между которыми происходит теплообмен, сформированы между пластинами теплообмена в пакете пластин. Во время работы на теплообменных пластинах образуются отложения, например, в результате осаждения, роста микробов, наличия загрязнений и пр., в текучей среде, которая проходит между теплообменными пластинами. Отложения обычно снижают эффективность теплообмена и увеличивают перепад давления на теплообменнике, что приводит к общему снижению характеристик. Проблему отложений типично решают путем снятия одной или более из боковых панелей так, чтобы получить доступ к пакету теплообменных пластин, и очисткой таких пластин.In a block-type plate heat exchanger, fluid paths for two fluids between which heat exchange occurs are formed between heat transfer plates in a plate package. During operation, deposits form on the heat transfer plates, for example, as a result of sedimentation, microbial growth, the presence of contaminants, etc., in the fluid that passes between the heat transfer plates. Deposits usually reduce heat transfer efficiency and increase the pressure drop across the heat exchanger, resulting in a general decrease in performance. The problem of deposits is typically solved by removing one or more of the side panels so as to access the stack of heat exchanger plates and cleaning such plates.
Для теплообменников других типов известно нанесение покрытий на те области теплообменника, которые подвержены образованию отложений. Примеры технологии покрытий приведены в многочисленных патентных документах, таких как US 20090123730, US 200060196644, WO 2008119751 и WO 2009034359For other types of heat exchangers, it is known to coat those areas of the heat exchanger that are susceptible to scale formation. Examples of coating technology are given in numerous patent documents, such as US 20090123730, US 200060196644, WO 2008119751 and WO 2009034359
Несмотря на то что такие технологии покрытий могут сократить образование отложений, оказалось, что они не являются оптимальными для пластинчатого теплообменника блочного типа, который обычно применяется в условиях агрессивных сред и высокого давления, где высоки требования к безопасности. Например, спустя некоторое время покрытие изнашивается и сходит с поверхности, на которую оно нанесено. Более того, уникальная структура и конструкция пластинчатого теплообменника блочного типа требует иного покрытия, которое оптимизировано под конструктивную структуру пластинчатого теплообменника блочного типа.Despite the fact that such coating technologies can reduce the formation of deposits, it turned out that they are not optimal for a block-type plate heat exchanger, which is usually used in aggressive environments and high pressure, where safety requirements are high. For example, after some time, the coating wears out and leaves the surface on which it is applied. Moreover, the unique structure and design of the block-type plate heat exchanger requires a different coating, which is optimized for the structural structure of the block-type plate heat exchanger.
Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Целью настоящего изобретения является нахождение покрытия, которое уменьшает образование отложений в пластинчатом теплообменнике блочного типа. Другой целью является нахождение вариантов пластинчатого теплообменника блочного типа, которые обеспечивают сохранение покрытия на областях, на которые оно нанесено, в течение длительного времени работы теплообменника.The aim of the present invention is to find a coating that reduces the formation of deposits in the plate heat exchanger block type. Another goal is to find block-type plate heat exchanger variants that ensure that the coating remains in the areas on which it is applied for a long time the heat exchanger operates.
Для достижения этих целей предлагается пластинчатый теплообменник блочного типа. Теплообменник блочного типа содержит верхнюю головку, нижнюю головку и четыре боковые панели, которые соединены болтами с набором угловых брусов для формирования уплотненного кожуха, и пакет теплообменных пластин, расположенных внутри уплотненного кожуха. Пакет теплообменных пластин содержит пары теплообменных пластин, установленных так, чтобы между парами сложенных в стопу теплообменных пластин был сформирован путь первой текучей среды, в котором пара сложенных в стопу пар теплообменных пластин содержит первую теплообменную пластину и вторую теплообменную пластину, которые соединены так, чтобы между первой и второй теплообменными пластинами был сформирован путь для второй текучей среды. По меньшей мере часть каждой из первой теплообменной пластины и второй теплообменной пластины содержит покрытие, которое i) имеет толщину слоя 1-30 мкм, ii) приготовлено с применением золь-гель технологии, iii) содержит оксид кремния (SiOx), имеющий атомное соотношение O/Si>1, и iv) содержит ≥5 или ≥10 атомных процентов углерода (С).To achieve these goals, a block-type plate heat exchanger is proposed. The block-type heat exchanger comprises an upper head, a lower head and four side panels that are bolted to a set of corner beams to form a sealed casing, and a package of heat exchanger plates located inside the sealed casing. The heat exchanger plate package contains pairs of heat exchanger plates arranged so that a first fluid path is formed between the pairs of stacked heat exchanger plates, in which a pair of stacked heat exchanger plate pairs contains a first heat exchanger plate and a second heat exchanger plate, which are connected so that between the first and second heat exchanger plates formed a path for the second fluid. At least a portion of each of the first heat transfer plate and the second heat transfer plate contains a coating that i) has a layer thickness of 1-30 μm, ii) is prepared using sol-gel technology, iii) contains silicon oxide (SiOx) having an atomic ratio O / Si> 1, and iv) contains ≥5 or ≥10 atomic percent carbon (C).
Такой пластинчатый теплообменник блочного типа обладает преимуществом, которое заключается в том, что образование отложений на теплообменных пластинах существенно сокращается. Поэтому не требуется или почти не требуется очистка. Это позволяет сократить применение сильнодействующих моющих средств и/или потенциально абразивной механической очистки, а также сокращает время простоев пластинчатого теплообменника. Более того, это покрытие по сравнению с известными покрытиями является весьма износостойким и обладает относительной стойкостью к растрескиванию, что может происходить из-за крутящих и растягивающих сил, действующих на пластины теплообменника. По существу каждая сторона или обе стороны соответствующей теплообменной пластины могут иметь такое покрытие.Such a block-type plate heat exchanger has the advantage that the formation of deposits on the heat exchanger plates is significantly reduced. Therefore, no or almost no cleaning is required. This reduces the use of potent detergents and / or potentially abrasive mechanical cleaning, and also reduces the downtime of the plate heat exchanger. Moreover, this coating in comparison with known coatings is highly wear-resistant and has a relative resistance to cracking, which can occur due to the torsional and tensile forces acting on the heat exchanger plates. Essentially each side or both sides of the respective heat exchanger plate may have such a coating.
Различные компоненты, из которых состоит пластинчатый теплообменник, могут иметь заранее определенные размеры. Например, первая теплообменная пластина и вторая теплообменная пластина могут иметь толщину 0,6-1,4 мм или 0,8-1,2 мм. Каждая из первой теплообменной пластины и второй теплообменной пластины может иметь площадь теплопереноса 0,05-0,30 м2 или 0,6-1,8 м2. Любая из верхней головки и нижней головки может иметь толщину 45-145 мм или 190-250 мм. Каждая из четырех боковых панелей может иметь толщину 35-85 мм или 110-190 мм. Наконец, уплотненный кожух может иметь объем 0,02-0,40 м3 или 0,7-5,0 м3.The various components that make up the plate heat exchanger may have predetermined dimensions. For example, the first heat transfer plate and the second heat transfer plate may have a thickness of 0.6-1.4 mm or 0.8-1.2 mm. Each of the first heat transfer plate and the second heat transfer plate may have a heat transfer area of 0.05-0.30 m2 or 0.6-1.8 m 2. Any of the upper head and lower head may have a thickness of 45-145 mm or 190-250 mm. Each of the four side panels may have a thickness of 35-85 mm or 110-190 mm. Finally, the sealed casing may have a volume of 0.02-0.40 m 3 or 0.7-5.0 m 3 .
Эмпирические тесты, а также анализ методом конечных элементов показали, что каждый из этих размеров, либо один, либо в комбинации с одним или более, дают структуру теплообменника, которая особенно подходит для нанесения покрытия. Причиной, лежащей в основе этого, является то, что такие размеры дают структуру теплообменных пластин, которая препятствует их интенсивному изгибанию при работе теплообменника. Это является большим преимуществом, поскольку покрытие в этом случае остается на пластинах длительное время (изгибание приводит к ускорению отсоединения покрытия или его износа). Поэтому покрытие вместе с одним или более из заранее определенных размеров позволяет получить пластинчатый теплообменник блочного типа, который оптимизирован в отношении сопротивления появлению отложений в течение более длительного времени.Empirical tests, as well as finite element analysis, have shown that each of these sizes, either one, or in combination with one or more, gives a heat exchanger structure that is particularly suitable for coating. The reason underlying this is that such dimensions give the structure of the heat exchanger plates, which prevents their intense bending during operation of the heat exchanger. This is a great advantage, since the coating in this case remains on the plates for a long time (bending leads to faster detachment of the coating or its wear). Therefore, the coating, together with one or more of a predetermined size, allows to obtain a block-type plate heat exchanger, which is optimized with respect to the resistance to deposits for a longer time.
Толщина слоя покрытия может быть 1,5-25 мкм, или 2-20 мкм, или 2-15 мкм, или 2-10 мкм, или 3-10 мкм. Оксид кремния SiOx может иметь атомное соотношение O/Si=1,5-3 или может иметь атомное соотношение O/Si=2-2,5. Покрытие может иметь содержание углерода 20-60 атомных процентов или 30-40 атомных процентов. Теплообменник может содержать прокладку, которая по меньшей мере частично покрыта покрытием. Первая теплообменная пластина и вторая теплообменная пластина могут быть изготовлены из нержавеющей стали.The thickness of the coating layer can be 1.5-25 microns, or 2-20 microns, or 2-15 microns, or 2-10 microns, or 3-10 microns. Silicon oxide SiOx may have an atomic ratio O / Si = 1.5-3 or may have an atomic ratio O / Si = 2-2.5. The coating may have a carbon content of 20-60 atomic percent or 30-40 atomic percent. The heat exchanger may comprise a gasket that is at least partially coated. The first heat transfer plate and the second heat transfer plate can be made of stainless steel.
Другие признаки, цели, аспекты и преимущества изобретения будут понятны из нижеследующего подробного описания со ссылками на приложенные чертежи.Other features, objectives, aspects and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description with reference to the attached drawings.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Далее следует описание иллюстративных вариантов настоящего изобретения со ссылками на приложенные схематические чертежи, где:The following is a description of illustrative embodiments of the present invention with reference to the attached schematic drawings, where:
фиг. 1 - разнесенный вид теплообменника блочного типа с пакетом теплообменных пластин;FIG. 1 is an exploded view of a block-type heat exchanger with a stack of heat exchanger plates;
фиг. 2 - вид сверху пар теплообменных пластин, используемых в пакете теплообменных пластин по фиг. 1;FIG. 2 is a top view of the pairs of heat transfer plates used in the stack of heat transfer plates of FIG. one;
фиг. 3 - сечение в плоскости А-А на фиг. 1;FIG. 3 is a section in the plane AA in FIG. one;
фиг. 4 - сечение в плоскости В-В на фиг. 1;FIG. 4 is a section in the plane BB in FIG. one;
фиг. 5 - фрагмент С фиг. 3 в увеличенном масштабе;FIG. 5 - fragment C of FIG. 3 on an enlarged scale;
фиг. 6 - схематическое сечение теплообменной пластины с покрытием, являющейся частью пакета теплообменных пластин по фиг. 1.FIG. 6 is a schematic sectional view of a coated heat exchanger plate that is part of the heat exchanger plate package of FIG. one.
Подробное описаниеDetailed description
На фиг. 1 показан пластинчатый теплообменник 2 блочного типа. Пластинчатый теплообменник 2 содержит верхнюю головку (крышку) 15, нижнюю головку (крышку) 16 и четыре боковые панели 11, 12, 13 и 14, которые свинчены с набором (обычно из четырех) угловых брусов 21-24 для сборки пластинчатого теплообменника 2. В собранном состоянии пластинчатый теплообменник 2 имеет коробчатую форму или форму блока, и верхняя головка 15, нижняя головка 16 и боковые панели 11-14 образуют кожух. Внутри кожуха расположен пакет 30 теплообменных пластин, который содержит, как более подробно будет описано ниже, множество пар теплообменных пластин. Пакет 30 теплообменных пластин также имеет коробчатую форму или форму блока, которая соответствует форме кожуха, образованного головками 15, 16 и боковыми панелями 11-14. Пакет 30 теплообменных пластин на углах имеет четыре накладки 31-34, обращенные к четырем боковым брусам 21-24.In FIG. 1 shows a plate type plate heat exchanger 2. The plate heat exchanger 2 contains an upper head (cover) 15, a lower head (cover) 16 and four side panels 11, 12, 13 and 14, which are screwed onto a set (usually of four) of angle bars 21-24 for assembling the plate heat exchanger 2. B In the assembled state, the plate heat exchanger 2 has a box-shaped or block shape, and the upper head 15, the lower head 16 and the side panels 11-14 form a casing. Inside the casing is a stack of heat transfer plates 30, which contains, as will be described in more detail below, a plurality of pairs of heat transfer plates. The package 30 of heat transfer plates also has a box-shaped or block shape, which corresponds to the shape of the casing formed by the heads 15, 16 and side panels 11-14. The package 30 of heat transfer plates at the corners has four pads 31-34 facing the four side beams 21-24.
Пластинчатый теплообменник 2 типично собирают известными способами и с помощью болтов (не показаны), которые крепят перечисленные компоненты друг к другу через отверстия под болты, такие как отверстия 35 и 36. Короче говоря, сборка пластинчатого теплообменника 2 включает операции, при которых помещают пакет 30 теплообменных пластин на нижнюю головку 16, вдвигают угловые брусы 21-24 в накладки 31-34 и скрепляют их болтами с нижней головкой 16. Поверх пакета 30 теплообменных пластин помещают канальную торцевую пластину 38 и к угловым брусам 21-24 болтами крепят верхнюю головку. Затем к угловым брусам 21-24 и к головкам 15, 16 болтами крепят боковые панели 11-14. По существу пластинчатый теплообменник 2 также имеет основание 17, которое облегчает установку пластинчатого теплообменника 2 на земле.The plate heat exchanger 2 is typically assembled by known methods and using bolts (not shown) that fasten the listed components to each other through bolt holes, such as holes 35 and 36. In short, the assembly of the plate heat exchanger 2 includes operations in which the bag 30 is placed heat transfer plates on the lower head 16, slide the corner beams 21-24 into the linings 31-34 and fasten them with bolts with the lower head 16. On top of the package 30 of the heat transfer plates put the channel end plate 38 and to the corner beams 21-24 with bolts to hoarse the upper head. Then, side panels 11-14 are fastened to the corner beams 21-24 and to the heads 15, 16 with bolts. Essentially the plate heat exchanger 2 also has a base 17, which facilitates the installation of the plate heat exchanger 2 on the ground.
На боковых панелях 11-14 установлены прокладки 131, расположенные на тех секциях, которые обращены к угловым брусам 21-24 и головкам 15, 16 так, чтобы кожух, образованный головками 15, 16 и боковыми панелями, был должным образом уплотнен для предотвращения утечек из пластинчатого теплообменника 2.On the side panels 11-14 there are gaskets 131 located on those sections that face the corner beams 21-24 and the heads 15, 16 so that the casing formed by the heads 15, 16 and the side panels is properly sealed to prevent leakage from plate heat exchanger 2.
Первая боковая панель 11 и вторая боковая панель 12 из боковых панелей 11-14 содержат впуски и выпуски для двух текучих сред. Более подробно, первая боковая панель 11 имеет впуск 41 и впуск 42 для первой текучей среды. Впуск 41 и выпуск 42 в комбинации с пакетом 30 теплообменных пластин первой панели 11 образуют путь для первой текучей среды, идущий от впуска 41, через пакет 30 теплообменных пластин и к выпуску 42. Этот путь показан штриховыми стрелками, которые проходят в направлении, параллельном направлению D1. С боками пакета 30 теплообменных пластин соединены известные перегородки, такие как перегородки 39, чтобы направлять поток первой текучей среды множеством проходов в пакете 30 (в показанном варианте - четырьмя проходами).The first side panel 11 and the second side panel 12 of the side panels 11-14 comprise inlets and outlets for two fluids. In more detail, the first side panel 11 has an inlet 41 and an inlet 42 for the first fluid. The inlet 41 and the outlet 42 in combination with the package 30 of heat transfer plates of the first panel 11 form a path for the first fluid coming from the inlet 41 through the package 30 of the heat transfer plates and to the outlet 42. This path is shown by dashed arrows that extend in a direction parallel to the direction D1. Known baffles, such as baffles 39, are connected to the sides of the heat exchanger plate package 30 to direct the first fluid flow in multiple passages in the bag 30 (four passages in the embodiment shown).
Вторая боковая панель 12 имеет впуск 43 и выпуск 44 для второй текучей среды. Впуск 43 и выпуск 44 второй боковой панели 12 в комбинации с пакетом 30 теплообменных пластин образуют путь для второй текучей среды, который идет от впуска 43, через пакет 30 теплообменных пластин и к выходу 44. Этот путь показан штриховыми стрелками, проходящими в направлении, параллельном направлению D2. С боками пакета 30 теплообменных пластин соединены известные перегородки для направления потока второй текучей среды множеством проходов в пакете 30 (в данном случае такое же количество проходов, что и для первой текучей среды).The second side panel 12 has an inlet 43 and an outlet 44 for a second fluid. The inlet 43 and the outlet 44 of the second side panel 12, in combination with the stack of heat exchanger plates 30, form a path for the second fluid that extends from the inlet 43 through the stack of heat exchanger plates 30 and to the outlet 44. This path is indicated by dashed arrows extending in a direction parallel to direction D2. Known partitions are connected to the sides of the heat exchanger plate package 30 for directing the flow of the second fluid by a plurality of passes in the bag 30 (in this case, the same number of passes as for the first fluid).
Установка перегородок выполняется известными способами. Однако первый путь для первой текучей среды проходит между парами теплообменных пластин в пакете 30, а второй путь для второй текучей среды проходит внутри пар теплообменных пластин в пакете 30. Пара теплообменных пластин содержит первую теплообменную пластину и вторую теплообменную пластину, как будет описано ниже. Это значит, что поток первой текучей среды проходит между теплообменными (теплопроводными) пластинами, относящимися к разным парам, а путь второй текучей среды проходит между первой и второй теплообменными пластинами одной пары, т.е. внутри пары. Накладки 31-4 уплотняют углы пакета 30 теплообменных пластин и обеспечивают разделение двух потоков разных текучих сред.Installation of partitions is performed by known methods. However, the first path for the first fluid passes between the pairs of heat transfer plates in the bag 30, and the second path for the second fluid passes inside the pairs of heat transfer plates in the bag 30. The pair of heat transfer plates comprises a first heat transfer plate and a second heat transfer plate, as will be described below. This means that the flow of the first fluid passes between the heat-exchange (heat-conducting) plates belonging to different pairs, and the path of the second fluid passes between the first and second heat-exchange plates of one pair, i.e. inside the couple. Pads 31-4 seal the corners of the package 30 of heat transfer plates and provide separation of the two flows of different fluids.
На фиг. 2, 3 и 4 приведен пример первой и второй пар 50, 60 теплообменных (теплопроводных) пластин, где фиг. 3 - сечение в плоскости А-А на фиг. 2, а фиг. 4 - сечение в плоскости В-В на фиг. 2. Пары 50, 60 теплообменных пластин являются частью пакета 30, показанного на фиг. 1. Пакет 30 содержит множество пар теплообменных пластин, которые аналогичны парам 50, 60, например 4-200 пар или даже больше.In FIG. 2, 3 and 4, an example of the first and
В парах 50, 60 теплообменных пластин, показанных на фиг. 2, 3 и 4, первая пара содержит первую теплообменную пластину 51 и вторую теплообменную пластину 52. Вторая пара 60 теплообменных пластин типично аналогична первой паре 50 теплообменных пластин, что означает, что она также содержит первую теплообменную пластину 61 и вторую теплообменную пластину 62. Таким образом, первая теплообменная пластина 61 второй пары 60 теплообменных пластин обычно аналогична первой теплообменной пластине 51 первой пары 50 теплообменных пластин, а вторая теплообменная пластина 62 второй пары 60 теплообменных пластин может быть аналогична второй теплообменной пластине 52 первой пары 50 теплообменных пластин.In pairs 50, 60 of the heat transfer plates shown in FIG. 2, 3 and 4, the first pair comprises a first
Кроме того, первая теплообменная пластина 51 и вторая теплообменная пластина 52 первой пары 50 теплообменных пластин имеют одинаковую форму.In addition, the first
Каждая теплообменная пластина, как показано на примере первой теплообменной пластины 51 первой пары 50 теплообменных пластин, имеет прямоугольную форму с первой 511, второй 512, третьей 513 и четвертой 514 удлиненной сторонами. Когда пакет 30 теплообменных пластин расположен в кожухе пластинчатого теплообменника 2, первая удлиненная сторона 511 обращена к первой боковой панели 11, а третья сторона 513 обращена к третьей боковой панели 13. Первая теплообменная пластина 51 соединена со второй теплообменной пластиной 52 швом 78 на первой удлиненной стороне 511 и швом 79 на третьей удлиненной стороне 513, как показано на фиг. 3.Each heat transfer plate, as shown in the example of the first
Первая теплообменная пластина 51 содержит набор гофров 101-106, которые расположены на соответствующих сторонах от удлиненных швов 72-76, которые соединяют первую и вторую теплообменные пластины 51, 52. Можно также сказать, что гофры 101-106 разделены удлиненными швами 72-76. Набор гофров 101-106 проходит в направлении, параллельном швам 72-76, которое в приведенном примере параллельно направлению D2. Набор гофров 101-106 имеет два внешних набора гофров 101, 106, и между внешними наборами гофров 101, 106 и соответствующими ближайшими удлиненными сторонами 513, 511 могут проходить дополнительные швы 71, 77. Как указано выше, поскольку все теплообменные пластины аналогичны друг другу, все или часть из теплообменных пластин в пакете 30, например пластины 62, 61 и 62, могут иметь такие же структурные свойства и структурную форму, что и теплообменная пластина 51.The first
Гофры 101-106 содержат гребни и канавки, которые проходят в направлении D1, которое лежит под углом 45°-90° к направлению D2, вдоль которого проходят удлиненные швы 71-77. Направления D1, D2 в данном случае совпадают с описанными выше в отношении потоков первой и второй текучей среды. Гофры 101, 102 на первой теплообменной пластине 51 и соответствующие гофры 201, 202 на второй теплообменной пластине 52 содержат гребни и канавки, такие как гребень 92 и канавка 93 первой теплообменной пластины 51 и гребень 192 и канавка 193 второй теплообменной пластины 52.Corrugations 101-106 contain ridges and grooves that extend in the direction D1, which lies at an angle of 45 ° -90 ° to the direction D2, along which elongated seams 71-77 pass. The directions D1, D2 in this case coincide with those described above with respect to the flows of the first and second fluid. The
Первая пара 50 теплообменных пластин содержит удлиненные соединительные канавки, показанные как соединительные канавки 81-87 первой теплообменной пластины 51, вдоль которых проходят удлиненные швы 71-77. Каждый гофр набора гофров 101-106 содержит гребень и канавку, которые проходят в направлении D1, которое проходит поперечно направлению D2, вдоль которого проходят удлиненные соединительные канавки 81-87.The
Гребни первой теплообменной пластины 51 могут быть выровнены с гребнями второй теплообменной пластины 52, если смотреть в направлении, параллельном направлению N нормали первой пары 50 теплообменных пластин. Это дает преимущество, заключающееся в получении эффективного теплообмена и потока текучей среды.The ridges of the first
Как показано на чертежах, швы 71-77 расположены в соответствующих соединительных канавках 81-87. Поскольку вторая теплообменная пластина 52 аналогична первой теплообменной пластине 51, она также содержит удлиненные соединительные канавки, вдоль которых проходят удлиненные швы 71-77.As shown in the drawings, seams 71-77 are located in respective connecting grooves 81-87. Since the second
На фиг. 3 и на фиг. 5, иллюстрирующей фрагмент С на фиг. 3, показано, что, например, соединяющая канавка 82 первой теплообменной пластины 51 упирается в соответствующую соединительную канавку 182 второй теплообменной пластины 52. Теплообменные пластины 51, 52 соединены друг с другом на соединительных канавках 82, 182 швом 72. В этом контексте тыльная поверхность 515 соединительной канавки 82 первой теплообменной пластины 51 находится в контакте с тыльной поверхностью 525 соединительной канавки 182 второй теплообменной пластины 52.In FIG. 3 and in FIG. 5 illustrating fragment C in FIG. 3, it is shown that, for example, the connecting
Швы обычно формируют сваркой, но могут быть образованы пайкой твердым припоем или каким-либо другим подходящим способом. Теплообменные пластины 51, 52, 61, 62 типично выполнены из металла, такого как нержавеющая сталь. Когда для формирования швов используется сварка, т.е. когда швы являются сварными, можно использовать лазерную сварку, а также другие способы сварки, такие как контактная сварка.Seams are usually formed by welding, but can be formed by brazing or by any other suitable method.
Каждый из швов 71-77 может содержать по меньшей мере частично наложенные один на другой участки шва, как показано на примере первого участка 721 и второго участка 722 шва 72. Участки 721, 722 шва могут быть наложены один на другой на заранее определенном расстоянии, например 5-30 мм. Эти два участка 721, 722 шва, или участки сварного шва, когда шов формируется сваркой, могут начинаться у соответствующего концевого участка соединительной канавки, как показано двумя концевыми участками 821, 822 соединительной канавки 82.Each of the seams 71-77 may contain at least partially overlapped sections of the seam, as shown in the example of the
Как показано, соединение первой теплообменной пластины 51 со второй теплообменной пластиной 52 на первой и третьей удлиненных сторонах 511, 513 может выполняться первым набором противоположных удлиненных боковых швов 78, 79 так, чтобы между первым набором противоположных удлиненных боковых швов 78, 79, т.е. внутри первой пары 50 теплообменных пластин, был сформирован путь 57 для второй текучей среды. Путь 57 проходит параллельно направлению D2, описанному со ссылками на фиг. 1.As shown, the connection of the first
Для облегчения соединения пластин в пару 50 первая и вторая теплообменные пластины 51, 52 имеют периферийные участки, например участки 53 54, отогнутые по направлению друг к другу. Периферийные участки 53, 54 отогнуты по направлению друг к другу потому, что вторая теплообменная пластина 52 расположена как перевернутое зеркальное отображение первой теплообменной пластины 51, принимая во внимание, что эти пластины 51, 52 идентичны друг другу. Соответствующий сварной шов 79 формируют на контактной поверхности, сформированной между отогнутыми участками 53, 54.To facilitate the connection of the plates into a
Соединительные канавки 81-87 могут проходить непрерывно вдоль пути 57, который сформирован между первой и второй теплообменными пластинами 51, 52. Кроме того, поскольку первая теплообменная пластина 51 и вторая теплообменная пластина 52 типично соединены множеством удлиненных швов 71-77, путь 57 для второй текучей среды, сформированный между первой и второй теплообменными пластинами 51, 52, содержит множество параллельных проточных каналов 571-576.The connecting grooves 81-87 can extend continuously along a
Для формирования пакета 30 теплообменных пластин пары теплообменных пластин, такие как первая пара 50 теплообменных пластин и вторая пара 60 теплообменных пластин, соединяют противоположными удлиненными боковыми швами. Примерами таких швов является набор противоположных удлиненных боковых швов 781, 782, расположенных между первой парой 50 теплообменных пластин и второй парой 60 теплообменных пластин. Такие удлиненные боковые швы 781, 782 проходят поперечно относительно первого набора удлиненных боковых швов 78, 79 и соединяют пару теплообменных пластин (например, пару 50) с соседней парой теплообменных пластин (например, с парой 60). Для облегчения соединения пластины 51, 52, 61 62 имеют соответствующие периферийные участки, которые отогнуты в направлении теплообменной пластины, принадлежащей к другой паре теплообменных пластин, например, участки 56 и 65. Соответствующий сварной шов 781 формируют на контактной поверхности между отогнутыми участками 56, 65.To form a stack of heat transfer plates 30, pairs of heat transfer plates, such as a first pair of
Когда пары 50, 60 теплообменных пластин соединены, между парами 50, 60 теплообменных пластин возникает путь 67 для первой текучей среды. Поскольку пары 50, 60 соединены только вторым набором боковых швов 781, 782, между швами 781, 782 образуется так называемый свободный канал, т.е. свободный канал образуется между парами 50, 60 теплообменных пластин. Свободный канал в этом контексте можно определить как путь без каких-либо точек контакта между швами 781, 782. По существу свободный канал является преимущественным, поскольку на практике позволяет сократить или даже исключить возникновение отложений из текучей среды или из-за присутствия бактерий.When the
Для формирования полного пакета 30 теплообменных пластин множество пар теплообменных пластин складывают в стопу (пакетируют) рядом друг с другом и соединяют друг с другом способом, описанным для первой и второй пар 50, 60 теплообменных пластин. Пары можно соединять, используя те же способы (сварку, пайку твердым припоем и пр.), что и для соединения пластин одной пары.To form a complete package 30 of heat transfer plates, many pairs of heat transfer plates are stacked (stacked) next to each other and connected to each other in the manner described for the first and
Для эффективного соединения теплообменных пластин с накладками 31-34 каждая теплообменная пластина имеет четыре выступа, расположенные на ее углах, таких как выступы 515-518 первой теплообменной пластины 51. Выступы соединяют с накладками 31-34, например, сваркой, пайкой твердым припоем или другим подходящим способом. Накладки 31-34 частично окружают набор угловых брусов 21-24, когда пластинчатый теплообменник 2 собран так, что пакет 30 теплообменных пластин прочно зафиксирован в кожухе, образованном головками 5, 16 и боковыми панелями 11-14.To effectively connect the heat transfer plates to the pads 31-34, each heat transfer plate has four protrusions located at its corners, such as the protrusions 515-518 of the first
Теплообменные пластины 51, 52, 61, 62 могут изготавливаться из стального листа, подвергаемого обработке давлением на прессе, который формирует гофры и соединительные канавки. Затем обрезной станок обрезает прошедшие прессование пластины вдоль их периферии, и кромки обрезанных пластин отгибают в гибочном станке для формирования отогнутых периферийных участков.The
На теплообменные пластины в пакете 30 теплообменных пластин нанесено покрытие. Покрытие можно назвать покрытием, уменьшающим липкость, и оно позволяет легко очищать пластины. Пластины с нанесенным покрытием обеспечивают улучшенный теплоперенос во времени по сравнению с известными теплообменными пластинами, поскольку последние значительно быстрее покрываются отложениями, что в большей степени снижает характеристики теплопереноса. Покрытие также дает существенно более равномерную поверхность пластин, что улучшает характеристики потока. Кроме того, падение давления на пластинах теплообменника 2 снижается во времени по сравнению с известными пластинчатыми теплообменниками блочного типа, поскольку снижается образование отложений, вызванных примесями, микроорганизмами и другими веществами.The heat transfer plates in the stack of 30 heat transfer plates are coated. The coating can be called a coating that reduces the stickiness, and it makes it easy to clean the plate. Coated plates provide improved heat transfer over time compared to the known heat transfer plates, since the latter are much more quickly covered by deposits, which reduces heat transfer characteristics to a greater extent. The coating also gives a significantly more uniform surface of the plates, which improves flow characteristics. In addition, the pressure drop on the plates of the heat exchanger 2 decreases in time compared with the known plate heat exchangers of the block type, since the formation of deposits caused by impurities, microorganisms and other substances is reduced.
Пластины с нанесенным покрытием можно легко очищать, используя промывку водой под высоким давлением. Кроме того, отсутствует необходимость в интенсивной, требующей больших затрат времени механической очистке или очистке с помощью сильных кислот, щелочей или моющих средств, таких как NaOH и HNO3.Coated plates can be easily cleaned using high pressure rinsing with water. In addition, there is no need for intensive, time-consuming mechanical cleaning or cleaning with strong acids, alkalis or detergents such as NaOH and HNO 3 .
Теплообменные пластины в пакете 30 имеют покрытие, нанесенное золь-гель процессом, и содержат кремнийорганические соединения. Эти кремнийорганические соединения являются исходными материалами, которые применяются в золь-гель процессе, и предпочтительно являются алкоксисоединениями кремния. В золь-гель процессе золь преобразуется в гель для получения наноматериалов. С помощью реакций гидролиза и конденсации в жидкости получают трехмерную сеть молекул с прослойками. Затем для дальнейшей обработки геля и получения наноматериалов или наноструктур применяют этапы термообработки, в результате чего получают готовое покрытие. Это покрытие, содержащее такие наноматериалы или наноструктуры, в основном содержит оксид кремния SiOx с атомным отношением O/Si>1, альтернативно с атомным отношением в диапазоне O/Si=1,5-3 или альтернативно в диапазоне O/Si=2-2,5. Под "атомным отношением O/Si>1" понимается, что частное от деления количества атомов кислорода (О) в оксиде кремния (SiOx) на количество атомов кремния (Si) в оксиде силикона (SiOx) больше единицы. Соответственно, для альтернативных вариантов частное от деления количества атомов кислорода (О) на количество атомов кремния (Si) находится в диапазоне 1,5-3 или в диапазоне 2-2,5.The heat transfer plates in package 30 are coated with a sol-gel process and contain organosilicon compounds. These organosilicon compounds are starting materials that are used in the sol-gel process, and are preferably silicon alkoxy compounds. In the sol-gel process, sol is converted to gel to produce nanomaterials. Using hydrolysis and condensation reactions in a liquid, a three-dimensional network of molecules with interlayers is obtained. Then, for further processing of the gel and obtaining nanomaterials or nanostructures, heat treatment steps are applied, as a result of which a finished coating is obtained. This coating containing such nanomaterials or nanostructures mainly contains silicon oxide SiOx with an atomic ratio O / Si> 1, alternatively with an atomic ratio in the range O / Si = 1.5-3 or alternatively in the range O / Si = 2-2 ,5. By "atomic ratio O / Si> 1" it is understood that the quotient of dividing the number of oxygen (O) atoms in silicon oxide (SiOx) by the number of silicon (Si) atoms in silicon oxide (SiOx) is greater than unity. Accordingly, for alternatives, the quotient of dividing the number of oxygen (O) atoms by the number of silicon (Si) atoms is in the range of 1.5-3 or in the range of 2-2.5.
Предпочтительным оксидом кремния является диоксид кремния, SiO2. Оксид кремния образует трехмерную сеть, обладающую прекрасной адгезией к пластинам. Все теплообменные пластины пакета 30, такие как первая теплообменная пластина 51 и вторая теплообменная пластина 52, могут иметь покрытие. Типично, покрытие на пластинах нанесено на те стороны, которые обращены к одному или обоим из путей для первой текучей среды и для второй текучей среды.Preferred silica is silica, SiO 2 . Silicon oxide forms a three-dimensional network with excellent adhesion to the plates. All heat transfer plates of package 30, such as the first
Покрытие содержит углерод, находящийся в углеводородных цепочках. Углеводородные цепочки могут иметь функциональные группы, такие, которые встречаются в углеводородных цепочках или ароматических группах, например С=O, С-O, С-О-С, C-N, N-C-O, N-С=O и т.д. Предпочтительно, углерод содержится в количестве ≥10 атомных процентов, или в диапазоне 20-60 атомных процентов, или в диапазоне 30-40 атомных процентов. Углерод придает покрытию гибкость и упругость, что важно, если пластины во время работы изгибаются из-за высокого давления, действующего на пластины в пакете 30. Углеводородные цепочки являются гидрофобными и олеофобными, что придает покрытию свойства, препятствующие прилипанию.The coating contains carbon in hydrocarbon chains. Hydrocarbon chains may have functional groups, such as those found in hydrocarbon chains or aromatic groups, for example C = O, C — O, C — O — C, C — N, N — C — O, N — C = O, etc. Preferably, the carbon is contained in an amount of ≥10 atomic percent, or in the range of 20-60 atomic percent, or in the range of 30-40 atomic percent. Carbon gives the coating flexibility and resilience, which is important if the plates bend during operation due to the high pressure acting on the plates in the bag 30. The hydrocarbon chains are hydrophobic and oleophobic, which gives the coating anti-stick properties.
На фиг. 6 приведен схематический вид первой теплообменной пластины 51 с золь-гелевым покрытием 701 из оксида кремния, описанным выше. Покрытие также именуется слоем 701 оксида кремния. Рядом с пластиной 51 слой 701 оксида кремния образует интерфейс 702 между силоксаном покрытия и пленкой из оксида металла на пластине 51. Основная масса покрытия 701 является силоксановой сетью 703, которая имеет цепочки органического сшивающего агента и пустоты, которые придают покрытию 701 гибкость. Силоксановая сеть 703 расположена "поверх" интерфейса 702. Слой 701 оксида кремния образует внешний слой в форме функциональной поверхности 704, которая обладает гидрофобными и олеофобными свойствами, которые уменьшают образование отложений.In FIG. 6 is a schematic view of a first
Между интерфейсом 702 и силоксановой сетью 703 и, соответственно, между силоксановой сетью 703 и функциональной поверхностью 704 нет четкой границы, но существуют плавные переходы.There is no clear boundary between the
Все пластины пакета 30, на которые нанесено покрытие, могут иметь покрытие, описанное со ссылками на фиг. 6. Это покрытие является и долговечным, и гибким и позволяет получить пластину для пластинчатого теплообменника блочного типа с прекрасными свойствами, препятствующими налипанию, износостойкостью и стойкостью к растрескиванию.All the plates of the coated package 30 may have the coating described with reference to FIG. 6. This coating is both durable and flexible and allows to obtain a plate for a plate type plate heat exchanger with excellent properties that prevent sticking, wear resistance and resistance to cracking.
В одном варианте на поверхность имеющей покрытие теплообменной пластины нанесено по меньшей мере одно кремнийорганическое соединение, содержащее золь. Для смачивания поверхности золем или для нанесения на нее золя можно применять любой подходящий способ. Покрытие на поверхность можно наносить, например, распылением, погружением или поливом. Типично, покрытие наносится на все поверхности теплообменной пластины, которые контактируют с текучей средой, которая может привести к образованию отложений. Кроме того, покрытие может наноситься на прокладки, такие как прокладки 131 на боковых панелях 11-14, при этом покрытие может относиться к тому же типу, что и покрытие на теплообменных пластинах. Покрытие типично наносят на те поверхности прокладок, которые контактируют с текучей средой, которая может привести к образованию отложений.In one embodiment, at least one organosilicon compound containing a sol is deposited on the surface of the coated heat transfer plate. Any suitable method can be used to wet the surface with a sol or to apply a sol to it. The surface coating can be applied, for example, by spraying, dipping or watering. Typically, a coating is applied to all surfaces of a heat exchanger plate that are in contact with a fluid, which can lead to the formation of deposits. In addition, the coating can be applied to gaskets, such as gaskets 131 on the side panels 11-14, while the coating can be of the same type as the coating on the heat transfer plates. The coating is typically applied to the surfaces of the gaskets that come in contact with the fluid, which can lead to the formation of deposits.
Способ нанесения покрытия на теплообменные пластины пакета 30 содержит этапы, на которых выполняют предварительную обработку поверхностей теплообменных пластин, на которые наносится покрытие. Эта предварительная обработка может выполняться погружением, поливом или распылением.A method of coating a heat exchanger plate of a package 30 comprises the steps of pre-treating the surfaces of the heat exchanger plates that are coated. This pretreatment can be done by dipping, watering or spraying.
Предварительная обработка проводится для очистки поверхностей, на которые наносится покрытие, для обеспечения усиленной адгезии покрытия. Примером предварительной обработки является обработка ацетоном и/или щелочными растворами, например раствором каустика.Pre-treatment is carried out to clean the surfaces on which the coating is applied, in order to provide enhanced adhesion of the coating. An example of a pretreatment is treatment with acetone and / or alkaline solutions, for example a caustic solution.
Способ нанесения покрытия на теплообменную пластину может содержать этап, на котором выполняют термообработку, например операцию сушки, выполняемую после предварительной обработки, а операцию сушки и/или отверждения можно проводить после того, как на пластину нанесено покрытие. Покрытие можно нагревать с помощью известного нагревательного устройства, например, в печи.The method of coating a heat exchanger plate may comprise a step where heat treatment is performed, for example, a drying operation performed after pretreatment, and a drying and / or curing operation can be carried out after the coating is applied to the plate. The coating can be heated using a known heating device, for example, in a furnace.
Покрытие, которое, как указано выше, содержит SiOx, наносят на пластины пакета 30. Нанесение покрытия производят золь-гель процессом. Толщина покрытия составляет предпочтительно 1-30 мкм. Покрытие толщиной менее 1 мкм считается недостаточно износостойким, поскольку пластины в пластинчатом теплообменнике 2 во время работы могут немного изгибаться. Изгибание пластин приводит к износу покрытия, и со временем покрытие изнашивается. В то же время толщина покрытия имеет верхний предел, поскольку нанесение веществ на теплообменные пластины влияет на их теплообменность и тем самым на общие характеристики теплообменника. Верхний предел толщины теплообменника предпочтительно равен 30 мкм. Поэтому толщина покрытия, содержащего золь оксида кремния, составляет 1-30 мкм, альтернативно предпочтительно 1,5-25 мкм, предпочтительно 2-15 мкм, предпочтительно 2-10 мкм или предпочтительно 3-10 мкм.The coating, which, as described above, contains SiOx, is applied to the plates of the bag 30. Coating is performed by a sol-gel process. The coating thickness is preferably 1-30 microns. A coating with a thickness of less than 1 μm is considered insufficiently wear-resistant, since the plates in the plate heat exchanger 2 may bend slightly during operation. Bending of the plates results in wear of the coating, and over time the coating wears out. At the same time, the thickness of the coating has an upper limit, since the application of substances to the heat transfer plates affects their heat transfer and thereby the overall characteristics of the heat exchanger. The upper limit of the thickness of the heat exchanger is preferably equal to 30 microns. Therefore, the thickness of the coating containing the silica sol is 1-30 microns, alternatively preferably 1.5-25 microns, preferably 2-15 microns, preferably 2-10 microns, or preferably 3-10 microns.
Материал, из которого изготовлены теплообменные пластины пакета 30, можно выбрать из множества металлов и металлических сплавов. Предпочтительно материалом является нержавеющая сталь или титан. Материал также можно выбирать из ряда, содержащего никель, медь и сплавы указанных материалов и/или углеродистую сталь.The material from which the heat transfer plates of package 30 are made can be selected from a variety of metals and metal alloys. Preferably, the material is stainless steel or titanium. The material can also be selected from the range containing nickel, copper and alloys of these materials and / or carbon steel.
В попытке создать менее подверженный образованию отложений пластинчатый теплообменник блочного типа были проведены тесты двух стеклокерамических покрытий с низкой поверхностной энергией, оба из которых относятся к описанному выше типу. Тесты, анализ и результаты представлены ниже. Покрытие 1 является полимером с концевыми силановыми группами в бутилацетате, а Покрытие 2 является полисилоксануретановой смолой в растворителе, состоящем из керосина и бутилацетата. Тесты проводились на теплообменных пластинах с нанесенным покрытием в пакете 30. Далее пластина, которую подвергали тестам, также именуется подложкой.In an attempt to create a block-type plate heat exchanger less susceptible to deposits, two glass-ceramic coatings with low surface energy were tested, both of which are of the type described above. Tests, analysis and results are presented below. Coating 1 is a polymer with terminal silane groups in butyl acetate, and Coating 2 is a polysiloxane urethane resin in a solvent consisting of kerosene and butyl acetate. The tests were carried out on coated heat exchanger plates in package 30. Further, the plate that was subjected to the tests is also referred to as a substrate.
Тесты показали такие свойства покрытий, как смачивание подложки, адгезия к подложке, угол контакта, толщина покрытия и стабильность к 1,2-процентному раствору HNO3 в H2O, к 1-процентному раствору NaOH в H2O и к сырой нефти. Результаты сведены в Таблице 1.Tests showed coating properties such as wetting of the substrate, adhesion to the substrate, contact angle, coating thickness and stability to a 1.2% solution of HNO 3 in H 2 O, to a 1% solution of NaOH in H 2 O, and to crude oil. The results are summarized in Table 1.
Оба покрытия показали отличное смачивание при распылении и на подложку из нержавеющей стали, и на титановую подложку.Both coatings showed excellent spray wetting on both the stainless steel substrate and the titanium substrate.
Адгезия определялась испытанием сетчатым надрезом/лентой по стандарту DIN EN ISO 2409. Оценки от 0 (отлично) до 0 (плохо) или 1 - являются приемлемыми оценками, а 2-5 - неприемлемы. Первая цифра является оценкой после сетчатого надреза (сетка в 1 мм), а вторая цифра является оценкой после нанесения ленты и ее удаления.Adhesion was determined by a mesh notch / tape test according to DIN EN ISO 2409. Ratings from 0 (excellent) to 0 (poor) or 1 are acceptable ratings and 2-5 are not acceptable. The first digit is the estimate after the mesh incision (1 mm net), and the second digit is the estimate after applying the tape and removing it.
Для получения нужной адгезии для Покрытия 1 и Покрытия 2 подложки подвергались предварительной обработке. Для получения нужной адгезии Покрытия 1 на подложке из нержавеющей стали подложку подвергали предварительной обработке, погружая ее в щелочное моющее средство на 30 минут. Затем подложку промывали водой и деминерализованной водой и сушили перед нанесением Покрытия 1 (которое наносилось через полчаса для достижения оптимальной адгезии). Тесты показали, что адгезия уменьшается, если очистку подложки проводить только ацетоном. Предварительной обработке также подвергались подложки из нержавеющей стали, на которые наносилось Покрытие 2. На адгезию этого покрытия не влияло, применялись ли при предварительной обработке ацетон или щелочное моющее средство или нет. Если этап предварительной обработки не проводился или проводился неправильно, адгезия покрытия сохраняется.To obtain the desired adhesion for Coating 1 and Coating 2, the substrates were pretreated. To obtain the desired adhesion of Coating 1 on a stainless steel substrate, the substrate was pretreated by immersing it in an alkaline detergent for 30 minutes. Then the substrate was washed with water and demineralized water and dried before applying Coating 1 (which was applied after half an hour to achieve optimal adhesion). Tests have shown that adhesion is reduced if the substrate is cleaned only with acetone. Stainless steel substrates were also pretreated, on which Coating 2 was applied. The adhesion of this coating was not affected by whether acetone or an alkaline detergent were used in the pretreatment or not. If the pretreatment step was not carried out or was carried out incorrectly, the adhesion of the coating is maintained.
Оба покрытия показали хорошую стабильность в кислой среде. Покрытия были стабильны в течение 1,5 ч при 75°C и более 24 ч при комнатной температуре.Both coatings showed good stability in an acidic environment. The coatings were stable for 1.5 hours at 75 ° C and more than 24 hours at room temperature.
В щелочных условиях Покрытие 1 показало лучшие результаты, чем Покрытие 2. Покрытие 1 выдерживало щелочные условия в течение 3 часов при 85°C, а Покрытие 2 - 2 часа при 85°C. Оба покрытия не продемонстрировали разложения или снижения олеофобных свойств после обработки сырой нефтью в течение 6 месяцев при температуре 20°C.Under alkaline conditions, Coating 1 showed better results than Coating 2. Coating 1 withstood alkaline conditions for 3 hours at 85 ° C, and Coating 2 - 2 hours at 85 ° C. Both coatings did not show decomposition or reduction of oleophobic properties after treatment with crude oil for 6 months at a temperature of 20 ° C.
Затем на теплообменные пластины в пакете 30 наносилось Покрытие 1 и Покрытие 2. В этом тесте пластины теплообменника были изготовлены из титана, и теплообменник 2 применялся для обработки сырой нефти. Все теплообменные пластины с покрытием подвергались предварительной обработке кислыми и щелочными растворами для удаления отложений, после чего промывались водой под высоким давлением. Перед нанесением покрытия пластинам давали высохнуть.Then, Coating 1 and Coating 2 were applied to the heat exchanger plates in package 30. In this test, the heat exchanger plates were made of titanium, and the heat exchanger 2 was used to process crude oil. All coated heat transfer plates were pretreated with acidic and alkaline solutions to remove deposits, and then washed with high pressure water. Before coating, the plates were allowed to dry.
Предварительная обработка была завершена за день до нанесения на пластины Покрытия 1 и Покрытия 2. Когда пластины оставили сохнуть при комнатной температуре (приблизительно выше 20°C), некоторые пластины были еще влажными. Точнее, на треть пластин нанесли Покрытие 1, на треть пластин нанесли Покрытие 2 и треть пластин оставили без покрытия. Покрытия наносили распылением соответствующего покрытия в пути 57, 67, которые образованы пластинами в пакете 30, так что покрытие наносилось на те стороны пластин, которые обращены в сторону путей. Измеренная толщина покрытия составляла 2-4 мкм. Сушку/твердение двух покрытий проводили 1,2 часа в печи при повышенных температурах 200°C и, соответственно, 160°C.The pre-treatment was completed the day before Coating 1 and Coating 2 were applied to the plates. When the plates were allowed to dry at room temperature (approximately above 20 ° C), some of the plates were still wet. More precisely, Coating 1 was applied to a third of the plates, Coating 2 was applied to a third of the plates, and a third of the plates were left uncoated. The coatings were sprayed with the appropriate coating in
Пакет 30 с теплообменными пластинами с нанесенным на них покрытием устанавливали в теплообменник по фиг. 1 и оценку пластин с покрытием проводили приблизительно через семь месяцев работы теплообменника 2.A bag 30 with coated heat exchanger plates was installed in the heat exchanger of FIG. 1 and coated plates were evaluated after approximately seven months of operation of heat exchanger 2.
Пластины подверглись анализу через семь месяцев. Подробнее, три разных теплообменных пластины, покрытых оксидом кремния, анализировались с применением рентгеноэлектронной спектроскопии, также известной как электронная спектроскопия для химического анализа. Метод рентгеноэлектронной спектроскопии дает количественную химическую информацию, включая химический состав, выраженный в атомных процентах, для внешней 2-10 мкм поверхности.The plates were analyzed after seven months. In more detail, three different silica coated heat transfer plates were analyzed using X-ray spectroscopy, also known as electron spectroscopy for chemical analysis. The method of X-ray electron spectroscopy gives quantitative chemical information, including the chemical composition, expressed in atomic percent, for an external 2-10 microns surface.
Принцип измерений метода рентгеноэлектронной спектроскопии основан на том, что образец (т.е. теплообменная пластина с Покрытием 1, теплообменная пластина с Покрытием 2 и теплообменная пластина без покрытия) помещают в глубокий вакуум и облучают хорошо определенной энергией рентгеновского излучения, что приводит к эмиссии образцом фотоэлектронов. Детектора достигают только фотоэлектроны из внешней поверхности образца. Анализируя кинетическую энергию фотоэлектронов, можно рассчитать их энергию связи, что показывает их происхождение относительно химического элемента (включая электронную оболочку) образца.The measurement principle of the method of X-ray electron spectroscopy is based on the fact that the sample (i.e. the heat transfer plate with Coating 1, the heat transfer plate with Coating 2 and the heat transfer plate without coating) is placed in deep vacuum and irradiated with a well-defined energy of x-ray radiation, which leads to emission by the sample photoelectrons. Only photoelectrons from the outer surface of the sample reach the detector. By analyzing the kinetic energy of photoelectrons, one can calculate their binding energy, which shows their origin relative to the chemical element (including the electron shell) of the sample.
Рентгеноэлектронная спектроскопия дает количественные данные и об элементарном составе, и о различных химических состояниях химического элемента образца (таких как различные функциональные группы, химические связи, состояние окисления и пр.). Все химические элементы, кроме водорода и гелия, обнаруживаются, и полученный химический состав образца выражается в атомных процентах.X-ray electron spectroscopy gives quantitative data both on the elemental composition and on the various chemical states of the chemical element of the sample (such as various functional groups, chemical bonds, oxidation state, etc.). All chemical elements, except hydrogen and helium, are detected, and the resulting chemical composition of the sample is expressed in atomic percent.
Когда анализируются теплообменные пластины с разными типами (по содержанию С, О и Si) покрытия, содержащего оксид кремния, или, более точно, когда анализируются химические элементы покрытия, можно найти относительный состав поверхности в атомных процентах или атомном отношении O/Si. Было определено, что на внешних поверхностях покрытия можно обнаружить С, О и Si. Содержание С типично составляет 41,9-68,0 атомных процентов, содержание О составляет 19,5-34,3 атомных процентов, а содержание Si типично составляет 8,6-23,4 атомных процентов. Атомное отношение O/Si находится в диапазоне 1,46-2,30. Следует отметить, что для определения атомного отношения O/Si используют полное количество кислорода. Это значит, что включают и кислород в функциональных группах с углеродом. В противном случае для диоксида кремния (т.е. для оксида кремния в форме SiO2) ожидается теоретическое отношение O/Si, равное 2,0.When analyzing heat transfer plates with different types (in terms of C, O and Si) of a coating containing silicon oxide, or, more precisely, when analyzing the chemical elements of the coating, one can find the relative surface composition in atomic percent or atomic ratio O / Si. It was determined that C, O, and Si can be detected on the outer surfaces of the coating. The C content is typically 41.9-68.0 atomic percent, the O content is 19.5-34.3 atomic percent, and the Si content is typically 8.6-23.4 atomic percent. The atomic ratio O / Si is in the range of 1.46-2.30. It should be noted that the total amount of oxygen is used to determine the atomic O / Si ratio. This means that they include oxygen in functional groups with carbon. Otherwise, a theoretical O / Si ratio of 2.0 is expected for silica (i.e., silica in the form of SiO 2 ).
Через четыре месяца работы была проведена предварительная инспекция за счет получения термоизображения. Термоизображение было получено из средней области теплообменника 2 во время работы теплообменника. Из изображения очевидно, что часть теплообменных пластин показала увеличенный теплоперенос по сравнению с другими теплообменными пластинами в теплообменнике.After four months of operation, a preliminary inspection was carried out by obtaining a thermal image. The thermal image was obtained from the middle region of the heat exchanger 2 during operation of the heat exchanger. From the image it is obvious that part of the heat transfer plates showed increased heat transfer compared to other heat transfer plates in the heat exchanger.
Инспекция показала повышенную температуру на пластинах с покрытием. Пластины без покрытия имели более низкую рабочую температуру. Разница в температуре возникла в результате разного темпа образования отложений, и пластины с покрытием имели повышенную температуру.The inspection showed an elevated temperature on the coated plates. Uncoated plates had a lower operating temperature. The difference in temperature arose as a result of different rates of deposition, and the coated plates had an elevated temperature.
Визуальный осмотр выявил, что пластины с Покрытием 1 имели наименьшее количество отложений на стороне, обращенной к сырой нефти. Кроме того, Покрытие 2 имело уменьшенное количество отложений на стороне пластины, обращенной к сырой нефти, по сравнению с обнаженной титановой поверхностью, но в меньшей степени, чем Покрытие 1. Обнаженные титановые пластины были полностью покрыты толстым слоем сырой нефти, которой "обросли" пластины. Термин "отложения" здесь используется для описания отложений, образовавшихся на теплообменных пластинах во время работы. Отложения являются остатками и осадком, образованными сырой нефтью, и состоят из воскообразной, органической, части и минеральной, неорганической, части.A visual inspection revealed that Coated 1 plates had the least amount of deposits on the side facing the crude oil. In addition, Coating 2 had a reduced amount of deposits on the side of the plate facing the crude oil as compared to a bare titanium surface, but to a lesser extent than Coating 1. The bare titanium plates were completely covered with a thick layer of crude oil that the plates “sprinkled” with . The term "deposits" is used here to describe deposits formed on heat transfer plates during operation. Deposits are residues and sludge formed by crude oil, and consist of a waxy, organic, part, and mineral, inorganic, part.
Вычитая средний вес чистой пластины из веса, зарегистрированного для отдельных пластин с отложениями, рассчитывалось среднее количество отложений на тип поверхности (см. Табл. 2). Вес покрытия не компенсировался, поэтому реальное снижение образования отложений будет немного выше. Для теплообменных пластин, использовавшихся в тесте, теплообменная поверхность равнялась 0,85 м2, поэтому для пластины с покрытием толщиной 4 мкм с обеих сторон общий объем материала покрытия равен 6,8 см3. Если покрытие состоит из чистого SiO2 (плотностью 2,6 г/см3), то количество покрытия на каждой пластине равно прибл. 20 г.Subtracting the average weight of a clean plate from the weight recorded for individual plates with deposits, the average number of deposits per surface type was calculated (see Table 2). The weight of the coating was not compensated, so the real reduction in the formation of deposits will be slightly higher. For the heat transfer plates used in the test, the heat transfer surface was 0.85 m 2 , therefore, for a plate with a coating of 4 μm thickness on both sides, the total volume of the coating material is 6.8 cm 3 . If the coating consists of pure SiO 2 (density 2.6 g / cm 3 ), then the amount of coating on each plate is approx. 20 g
И для Покрытия 1, и для Покрытия 2 отложения с пластин удалялись легче, чем отложения на обнаженных титановых пластинах (см. Таблица 3). Разница в требованиях к очистке проверялась путем ручного протирания пластин тканью и промывкой водой под высоким давлением. Простая протирка пластин тканью показала, что с пластин с покрытием отложения удаляются очень легко, в отличие от пластин без покрытия. При промывке водой под высоким давлением все отложения, за исключением одного или двух небольших пятен, могут быть удалены с поверхности, покрытой Покрытием 1. На поверхности, покрытой Покрытием 2, после промывки струей воды оставалось несколько больше отложений. Эти отложения имели форму слегка подгоревшей нефти. Покрытие было в хорошем состоянии. Сырая нефть пропускалась по первому пути теплообменника 2, а по второму пути пропускалась морская вода. На поверхностях пластин, обращенных к морской воде, оба покрытия деградировали.For both Coating 1 and Coating 2, deposits from the plates were removed more easily than deposits on exposed titanium plates (see Table 3). The difference in cleaning requirements was verified by manually wiping the plates with a cloth and rinsing with high pressure water. A simple wipe of the wafers with a cloth showed that deposits from coated wafers are very easy to remove, unlike uncoated wafers. When washing with high pressure water, all deposits, with the exception of one or two small spots, can be removed from the surface covered by Coating 1. On the surface covered by Coating 2, after washing with a stream of water, slightly more deposits remained. These deposits were in the form of slightly burnt oil. The coating was in good condition. Crude oil was passed through the first path of heat exchanger 2, and sea water was passed through the second path. On the surfaces of the plates facing the sea water, both coatings degraded.
Стойкость покрытий к холоду проверялась путем погружения пластин в жидкий азот, имеющий температуру -196°C. Затем пластины промывались водой под высоким давлением, которая удаляла большую часть отложений. Ни для Покрытия 1, ни для Покрытия 2 повреждений не наблюдалось.The cold resistance of the coatings was tested by immersing the plates in liquid nitrogen having a temperature of -196 ° C. Then the plates were washed with water under high pressure, which removed most of the deposits. Neither for Coating 1 nor for Coating 2 damage was observed.
Возвращаясь к фиг. 1, 2 и 4, пластинчатый теплообменник 2 имеет заранее определенные размеры множества содержащихся в нем компонентов. Например, первая теплообменная пластина и вторая теплообменная пластина могут иметь толщину m1 в диапазоне 0,1-1,4 мм или 0,2-1,2 мм. Каждая из первой теплообменной пластины и второй теплообменной пластины может иметь площадь m2 теплопереноса в диапазоне 0,05-0,30 м2 или 0,6-1,8 м2. Любая из верхней головки и нижней головки может иметь толщину m3 в диапазоне 45-145 мм или 190-250 мм. Каждая из четырех боковых панелей может иметь толщину m4 в диапазоне 35-85 мм или 65-175 мм. Каждый из угловых брусов может иметь сторону m5 сечения в диапазоне 35-85 мм или 110-190 мм. Наконец, уплотненный кожух может иметь объем макс. 0,02-0,40 м3 или 0,7-5,0 м3. Как описано выше, эти размеры каждый по отдельности или в комбинации создают условия, в которых теплообменные пластины в пакете 30 меньше изгибаются, что продлевает срок службы нанесенного на них покрытия. В то же время эти компоненты не увеличены без необходимости, но их размеры оптимизированы для того, чтобы покрытие оставалось на них дольше, в то же время гарантируя, что теплообменник 2 обладает обоснованной материалоемкостью.Returning to FIG. 1, 2 and 4, the plate heat exchanger 2 has predetermined dimensions of a plurality of components contained therein. For example, the first heat transfer plate and the second heat transfer plate may have a thickness m1 in the range of 0.1-1.4 mm or 0.2-1.2 mm. Each of the first heat transfer plate and the second heat transfer plate may have a heat transfer area m2 in the range of 0.05-0.30 m 2 or 0.6-1.8 m 2 . Any of the upper head and lower head may have a thickness m3 in the range of 45-145 mm or 190-250 mm. Each of the four side panels can have a thickness of m4 in the range of 35-85 mm or 65-175 mm. Each of the corner beams can have a side m5 section in the range of 35-85 mm or 110-190 mm. Finally, the sealed casing may have a volume of max. 0.02-0.40 m 3 or 0.7-5.0 m 3 . As described above, these dimensions, individually or in combination, create conditions in which the heat transfer plates in the bag 30 are less bent, which extends the life of the coating applied to them. At the same time, these components are not enlarged unnecessarily, but their dimensions are optimized so that the coating remains on them longer, while at the same time ensuring that the heat exchanger 2 has a reasonable material consumption.
Более подробно, размеры m1-m5 можно оптимизировать относительно друг друга. Например, в одном варианте первая теплообменная пластина и вторая теплообменная пластина имеют толщину 0,7-0,9 мм и площадь теплопереноса 0,02-0,035 м2, тогда как верхняя и нижняя головки имеют толщину 35-45 мм, каждая боковая панель может иметь толщину 35-45 мм, каждый из угловых брусов имеет сторону сечения в диапазоне 35-45 мм, и уплотненный кожух имеет объем 0,005-0,020 м3.In more detail, the sizes m1-m5 can be optimized relative to each other. For example, in one embodiment, the first heat transfer plate and the second heat transfer plate have a thickness of 0.7-0.9 mm and a heat transfer area of 0.02-0.035 m 2 , while the upper and lower heads have a thickness of 35-45 mm, each side panel can have a thickness of 35-45 mm, each of the corner beams has a section side in the range of 35-45 mm, and the sealed casing has a volume of 0.005-0.020 m 3 .
В другом варианте первая теплообменная пластина и вторая теплообменная пластина имеют толщину 0,7-0,9 мм и площадь теплопереноса 0,05-0,07 м2, тогда как верхняя и нижняя головки имеют толщину 45-55 мм, каждая боковая панель может иметь толщину 35-65 мм, каждый из угловых брусов имеет сторону сечения в диапазоне 45-55 мм, и уплотненный кожух имеет объем 0,02-0,06 м3.In another embodiment, the first heat transfer plate and the second heat transfer plate have a thickness of 0.7-0.9 mm and a heat transfer area of 0.05-0.07 m 2 , while the upper and lower heads have a thickness of 45-55 mm, each side panel can have a thickness of 35-65 mm, each of the corner beams has a section side in the range of 45-55 mm, and the sealed casing has a volume of 0.02-0.06 m 3 .
В другом варианте первая теплообменная пластина и вторая теплообменная пластина имеют толщину 0,7-0,9 мм и площадь теплопереноса 0,09-0,11 м2, тогда как верхняя и нижняя головки имеют толщину 45-55 мм, каждая боковая панель может иметь толщину 35-65 мм, каждый из угловых брусов имеет сторону сечения в диапазоне 45-55 мм, и уплотненный кожух имеет объем 0,04-0,22 м3.In another embodiment, the first heat transfer plate and the second heat transfer plate have a thickness of 0.7-0.9 mm and a heat transfer area of 0.09-0.11 m 2 , while the upper and lower heads have a thickness of 45-55 mm, each side panel can have a thickness of 35-65 mm, each of the corner beams has a section side in the range of 45-55 mm, and the sealed casing has a volume of 0.04-0.22 m 3 .
В другом варианте первая теплообменная пластина и вторая теплообменная пластина имеют толщину 0,9-1,1 мм и площадь теплопереноса 0,13-0,19 м2, тогда как верхняя и нижняя головки имеют толщину 60-80 мм, каждая боковая панель может иметь толщину 45-85 мм, каждый из угловых брусов имеет сторону сечения в диапазоне 55-65 мм, и уплотненный кожух имеет объем 0,12-0,26 м3.In another embodiment, the first heat transfer plate and the second heat transfer plate have a thickness of 0.9-1.1 mm and a heat transfer area of 0.13-0.19 m 2 , while the upper and lower heads have a thickness of 60-80 mm, each side panel can have a thickness of 45-85 mm, each of the corner beams has a section side in the range of 55-65 mm, and the sealed casing has a volume of 0.12-0.26 m 3 .
В другом варианте первая теплообменная пластина и вторая теплообменная пластина имеют толщину 0,9-1,1 мм и площадь теплопереноса 0,24-0,30 м2, тогда как верхняя и нижняя головки имеют толщину 120-160 мм, каждая боковая панель может иметь толщину 45-85 мм, каждый из угловых брусов имеет сторону сечения в диапазоне 65-105 мм, и уплотненный кожух имеет объем 0,2-0,6 м3.In another embodiment, the first heat transfer plate and the second heat transfer plate have a thickness of 0.9-1.1 mm and a heat transfer area of 0.24-0.30 m 2 , while the upper and lower heads have a thickness of 120-160 mm, each side panel can have a thickness of 45-85 mm, each of the corner beams has a section side in the range of 65-105 mm, and the sealed casing has a volume of 0.2-0.6 m 3 .
В другом варианте первая теплообменная пластина и вторая теплообменная пластина имеют толщину 0,9-1,1 мм и площадь теплопереноса 0,50-0,80 м2, тогда как верхняя и нижняя головки имеют толщину 170-230 мм, каждая боковая панель может иметь толщину 90-160 мм, каждый из угловых брусов имеет сторону сечения в диапазоне 100-140 мм, и уплотненный кожух имеет объем 1,0-2,4 м3.In another embodiment, the first heat transfer plate and the second heat transfer plate have a thickness of 0.9-1.1 mm and a heat transfer area of 0.50-0.80 m 2 , while the upper and lower heads have a thickness of 170-230 mm, each side panel can have a thickness of 90-160 mm, each of the corner beams has a section side in the range of 100-140 mm, and the sealed casing has a volume of 1.0-2.4 m 3 .
В другом варианте первая теплообменная пластина и вторая теплообменная пластина имеют толщину 1,1-1,3 мм и площадь теплопереноса 1,4-2,0 м2, тогда как верхняя и нижняя головки имеют толщину 120-400 мм, каждая боковая панель может иметь толщину 110-250 мм, каждый из угловых брусов имеет сторону сечения в диапазоне 120-240 мм, и уплотненный кожух имеет объем 2,4-5,9 м3.In another embodiment, the first heat transfer plate and the second heat transfer plate have a thickness of 1.1-1.3 mm and a heat transfer area of 1.4-2.0 m 2 , while the upper and lower heads have a thickness of 120-400 mm, each side panel can have a thickness of 110-250 mm, each of the corner beams has a section side in the range of 120-240 mm, and the sealed casing has a volume of 2.4-5.9 m 3 .
Из вышеприведенного описания следует, что хотя были показаны различные варианты изобретения, настоящее изобретение ими не ограничивается, но может быть реализовано другими способами в рамках объема изобретения, определенного в приложенной формуле. Например, расчеты оптимизации могут показать, что компоненты теплообменника с другими размерами могут дать структуру, которая позволит покрытию оставаться на покрытой поверхности длительное время. Кроме того, теплообменные пластины могут иметь другой рисунок гофров. В других вариантах удлиненные швы и соответствующие соединительные канавки на теплообменных пластинах могут быть опущены так, чтобы гофры покрывали теплообменные области пластин.From the above description it follows that although various embodiments of the invention have been shown, the present invention is not limited to them, but can be implemented in other ways within the scope of the invention defined in the attached claims. For example, optimization calculations may show that heat exchanger components with other sizes can provide a structure that allows the coating to remain on the coated surface for a long time. In addition, the heat transfer plates may have a different corrugation pattern. In other embodiments, the elongated seams and corresponding connecting grooves on the heat exchanger plates may be lowered so that the corrugations cover the heat exchange regions of the plates.
Claims (12)
первая теплообменная пластина (51) и вторая теплообменная пластина (52) содержат покрытие (701), которое:
имеет толщину слоя 1-30 мкм,
изготовлено по золь-гель технологии,
содержит оксид кремния (SiOx) с атомным отношением O/Si>1 и
содержит ≥5 атомных процентов углерода (С).1. A plate heat exchanger comprising an upper head (15), a lower head (16) and four side panels (11-14), which are bolted to a set of corner beams (21-24) to form a sealed casing, and a package of heat exchanger plates (30 ) located in the sealed casing, while the package of heat transfer plates (30) contains pairs (50, 60) of heat transfer plates stacked in a stack so that a path (67) is formed between pairs of stacked heat transfer plates (50, 60) in the stack the first fluid, and the pair (50) in the folded pairs of the foot (50, 60) is warm the exchange plates comprises a first heat exchange plate (51) and a second heat exchange plate (52), which are connected so that between the first and second heat exchange plates (51, 52) a path (57) is formed for the second fluid, characterized in that
the first heat transfer plate (51) and the second heat transfer plate (52) comprise a coating (701) that:
has a layer thickness of 1-30 microns,
made by sol-gel technology,
contains silicon oxide (SiOx) with an atomic ratio O / Si> 1 and
contains ≥5 atomic percent carbon (C).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP11190887.7 | 2011-11-28 | ||
EP11190887.7A EP2597412B1 (en) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | Block-type plate heat exchanger with anti-fouling properties |
PCT/EP2012/072722 WO2013079332A1 (en) | 2011-11-28 | 2012-11-15 | Block-type plate heat exchanger with anti-fouling properties |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2568716C1 true RU2568716C1 (en) | 2015-11-20 |
Family
ID=47172654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014126368/06A RU2568716C1 (en) | 2011-11-28 | 2012-11-15 | Plate-type block heat exchanger with scale prevention properties |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140311718A1 (en) |
EP (1) | EP2597412B1 (en) |
JP (1) | JP2014533820A (en) |
CN (1) | CN103958998B (en) |
DK (1) | DK2597412T3 (en) |
RU (1) | RU2568716C1 (en) |
WO (1) | WO2013079332A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2762237C1 (en) * | 2021-02-16 | 2021-12-16 | Федеральное Автономное Учреждение "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Method for manufacturing of plate heat exchanger |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012104707A1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Method for producing an exhaust gas heat exchanger |
PL2884213T3 (en) * | 2013-12-13 | 2018-12-31 | Alfa Laval Corporate Ab | Method for producing a plate heat exchanger |
FI126014B (en) * | 2014-03-04 | 2016-05-31 | Uponor Infra Oy | Heat exchanger for low temperatures |
JP6170016B2 (en) * | 2014-06-18 | 2017-07-26 | 株式会社ユタカ技研 | Manufacturing method of fin case for heat exchanger |
CN104266513A (en) * | 2014-09-25 | 2015-01-07 | 德艾柯工程技术(上海)有限公司 | Vertical condenser |
CN104236349A (en) * | 2014-09-25 | 2014-12-24 | 德艾柯工程技术(上海)有限公司 | Gas-gas heat exchanger |
US20170131046A1 (en) * | 2015-11-09 | 2017-05-11 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Foul-resistant heat exhanger |
CN105466257B (en) * | 2016-01-12 | 2018-04-06 | 赵弘毅 | Efficient detachable all-welded heat-exchangers of the plate type |
CN105758250B (en) * | 2016-02-25 | 2018-01-16 | 上海齐耀热能工程有限公司 | Oil gas heat exchanger and the shower suitable for it |
WO2018219855A1 (en) * | 2017-05-30 | 2018-12-06 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method of using an indirect heat exchanger and facility for processing liquefied natural gas comprising such heat exchanger |
PL3457066T3 (en) * | 2017-09-15 | 2022-08-16 | Alfa Laval Corporate Ab | Baffle |
DK3457067T3 (en) | 2017-09-15 | 2023-04-11 | Alfa Laval Corp Ab | BOARD CARRIER AND BOARD |
US11022384B2 (en) | 2018-02-19 | 2021-06-01 | Honeywell International Inc. | Framed heat exchanger core design-fabrication |
US10837709B2 (en) | 2018-11-06 | 2020-11-17 | Honeywell International Inc. | Heat exchanger |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0639258B1 (en) * | 1992-05-05 | 1997-04-16 | FERNANDEZ, Jean-Noel | Heat exchanger with welded plates |
RU2143453C1 (en) * | 1994-05-19 | 1999-12-27 | Миннесота Майнинг Энд Мэнюфекчуринг Компани | Hydrophilic polymer article, method of production and cat's eye article with use of hydrophilic article |
WO2007017488A1 (en) * | 2005-08-11 | 2007-02-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Coatings for use in the area of energy generation |
WO2008119751A1 (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Coating for vapor condensers |
RU2358036C1 (en) * | 2007-12-25 | 2009-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение РОКОР" | Method of protecting metal surfaces inhibited with polymer compositions from corrosion and micro-capsules with corrosion inhibitors (versions) |
Family Cites Families (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2539870A (en) * | 1946-04-24 | 1951-01-30 | Modine Mfg Co | Crossflow heat exchanger |
US2985433A (en) * | 1957-01-22 | 1961-05-23 | Modine Mfg Co | Heat exchanger |
US2959400A (en) * | 1957-11-27 | 1960-11-08 | Modine Mfg Co | Prime surface heat exchanger with dimpled sheets |
US3768149A (en) * | 1972-10-30 | 1973-10-30 | Philco Ford Corp | Treatment of metal articles |
US4025462A (en) * | 1974-03-27 | 1977-05-24 | Gte Sylvania Incorporated | Ceramic cellular structure having high cell density and catalyst layer |
US4083400A (en) * | 1976-05-13 | 1978-04-11 | Gte Sylvania, Incorporated | Heat recuperative apparatus incorporating a cellular ceramic core |
JPS55164264A (en) * | 1979-06-08 | 1980-12-20 | Hitachi Ltd | Aqueous coating composition and heat exchanger coated with it |
US4308915A (en) * | 1980-10-27 | 1982-01-05 | Sanders Nicholas A | Thin sheet heat exchanger |
US4442886A (en) * | 1982-04-19 | 1984-04-17 | North Atlantic Technologies, Inc. | Floating plate heat exchanger |
FR2562997B1 (en) | 1984-04-19 | 1988-09-23 | Vicarb Sa | PLATE HEAT EXCHANGERS AND NEW TYPE OF PLATES FOR PROVIDING SUCH EXCHANGERS |
US4715431A (en) * | 1986-06-09 | 1987-12-29 | Air Products And Chemicals, Inc. | Reboiler-condenser with boiling and condensing surfaces enhanced by extrusion |
JPS63536A (en) * | 1986-06-19 | 1988-01-05 | Jutaku Toshi Seibi Kodan | Correcting work for ununiform settlement of buried pipe |
SE512720C2 (en) * | 1995-11-17 | 2000-05-02 | Air Innovation Sweden Ab | Heat exchanger comprising packages of heat exchanger elements |
JPH09178392A (en) * | 1995-12-22 | 1997-07-11 | Showa Alum Corp | Manufacture of heat exchanger made of aluminum and being excellent in corrosion resistance |
US6670050B2 (en) * | 1997-05-30 | 2003-12-30 | Honeywell International Inc. | Titanium-based heat exchangers and methods of manufacture |
US6168765B1 (en) * | 1998-09-08 | 2001-01-02 | Uop Llc | Process and apparatus for interbed injection in plate reactor arrangement |
FR2787350B1 (en) * | 1998-12-21 | 2002-01-04 | Saint Gobain Vitrage | GLASS WITH FUNCTIONAL MESOPOROUS COATING, ESPECIALLY HYDROPHOBIC |
DE19904132C2 (en) * | 1999-02-03 | 2002-11-28 | Degussa | Composition of fluoroorganofunctional silanes and siloxanes, process for their preparation and their use |
EP1079194B1 (en) * | 1999-08-23 | 2004-01-21 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for preventing plate type heat exchanger from blockage |
US6500490B1 (en) * | 2000-03-23 | 2002-12-31 | Honeywell International Inc. | Hydrophilic zeolite coating |
US6516874B2 (en) * | 2001-06-29 | 2003-02-11 | Delaware Capital Formation, Inc. | All welded plate heat exchanger |
NL1018735C1 (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-11 | Forest Air B V | Heat exchanger, has walls provided with hydrophilic coating formed chemically from aqueous solution |
DE10219127A1 (en) * | 2002-04-29 | 2003-11-06 | Inst Neue Mat Gemein Gmbh | Substrates with a biofilm-inhibiting coating |
JP2006522303A (en) | 2003-03-31 | 2006-09-28 | ベール ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー | Heat exchanger and surface treatment method thereof |
JP4666142B2 (en) * | 2005-03-08 | 2011-04-06 | 株式会社ゼネシス | Heat exchanger outer shell structure |
DE102005035704A1 (en) | 2005-07-27 | 2007-02-01 | Behr Gmbh & Co. Kg | To be soldered surface |
GB2428604B (en) * | 2005-08-05 | 2010-12-08 | Visteon Global Tech Inc | Anti-Fouling coating |
DE102006018491A1 (en) * | 2006-04-19 | 2007-10-25 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Flexible plasma polymer products, corresponding articles, manufacturing methods and use |
US20080073063A1 (en) * | 2006-06-23 | 2008-03-27 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Reduction of fouling in heat exchangers |
GB0717921D0 (en) | 2007-09-14 | 2007-10-24 | Teer Coatings Ltd | Coatings to resist and protect against aquatic biofouling |
JP5124496B2 (en) * | 2008-02-01 | 2013-01-23 | 富士フイルム株式会社 | Hydrophilic member |
CN101261098B (en) * | 2008-04-21 | 2011-04-27 | 上海富珉喷涂有限公司 | Broad passage plate type heat exchanger heat radiation board and its surface intensifying process |
JP2010096416A (en) * | 2008-10-16 | 2010-04-30 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | Precoat aluminum fin material for heat exchanger |
FR2939879B1 (en) * | 2008-12-15 | 2011-03-04 | Vitherm | THERMAL EXCHANGER WITH WELDED PLATES |
DE102009024320B4 (en) * | 2009-06-03 | 2012-11-08 | Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien e.V. | Coatings with ice-repellent and freezing point-lowering properties, process for their preparation and use |
KR101786951B1 (en) * | 2010-04-23 | 2017-10-19 | 삼성전자주식회사 | Super-hydrorepellent composition, super-hydrorepellent coating layer including a cured product of the composition, and heat exchanger including the super-hydrorepellent coating layer |
US9738533B2 (en) * | 2010-12-15 | 2017-08-22 | Honeywell International Inc. | Fouling resistant system |
DK2604962T3 (en) * | 2011-12-13 | 2014-12-15 | Vahterus Oy | Plate heat exchanger and method of producing a plate heat exchanger |
-
2011
- 2011-11-28 DK DK11190887.7T patent/DK2597412T3/en active
- 2011-11-28 EP EP11190887.7A patent/EP2597412B1/en active Active
-
2012
- 2012-11-15 JP JP2014542778A patent/JP2014533820A/en active Pending
- 2012-11-15 CN CN201280058235.5A patent/CN103958998B/en active Active
- 2012-11-15 WO PCT/EP2012/072722 patent/WO2013079332A1/en active Application Filing
- 2012-11-15 US US14/357,114 patent/US20140311718A1/en not_active Abandoned
- 2012-11-15 RU RU2014126368/06A patent/RU2568716C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0639258B1 (en) * | 1992-05-05 | 1997-04-16 | FERNANDEZ, Jean-Noel | Heat exchanger with welded plates |
RU2143453C1 (en) * | 1994-05-19 | 1999-12-27 | Миннесота Майнинг Энд Мэнюфекчуринг Компани | Hydrophilic polymer article, method of production and cat's eye article with use of hydrophilic article |
WO2007017488A1 (en) * | 2005-08-11 | 2007-02-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Coatings for use in the area of energy generation |
WO2008119751A1 (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Coating for vapor condensers |
RU2358036C1 (en) * | 2007-12-25 | 2009-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение РОКОР" | Method of protecting metal surfaces inhibited with polymer compositions from corrosion and micro-capsules with corrosion inhibitors (versions) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2762237C1 (en) * | 2021-02-16 | 2021-12-16 | Федеральное Автономное Учреждение "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Method for manufacturing of plate heat exchanger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20140311718A1 (en) | 2014-10-23 |
EP2597412B1 (en) | 2014-05-28 |
EP2597412A1 (en) | 2013-05-29 |
JP2014533820A (en) | 2014-12-15 |
CN103958998B (en) | 2016-11-09 |
DK2597412T3 (en) | 2014-08-11 |
WO2013079332A1 (en) | 2013-06-06 |
CN103958998A (en) | 2014-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2568716C1 (en) | Plate-type block heat exchanger with scale prevention properties | |
CA2798153C (en) | Heat exchanger plates with anti-fouling properties | |
US20140318748A1 (en) | Spiral heat exchanger with anti-fouling properties | |
CN109244308A (en) | Electric car and its battery pack | |
US20140338867A1 (en) | Shell and tube heat exchanger with improved anti-fouling properties | |
JP7221136B2 (en) | Heat exchanger | |
US10465998B2 (en) | Heat exchanger coating | |
CA2798155C (en) | Heat exchanger with improved corrosion resistance | |
EP2821524A1 (en) | Steel material coating layer and surface processing method for heat-conductive pipe | |
KR102200863B1 (en) | Heat Exchanger with Hydrophobicity Coated By Carbon Black | |
JP2014029236A (en) | Surface treatment method for heat exchanger | |
CN209840783U (en) | High-temperature-corrosion-resistant tube bundle with anti-scouring heat-conducting coating | |
JP4252422B2 (en) | Method for forming coating layer of heat exchanger | |
CN110274391A (en) | Water heater | |
JP2013188769A (en) | Heat exchanger |