RU98556U1

RU98556U1 - LAMINATED HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: RU98556U1
Application number: RU2010115477/06U
Authority: RU
Inventors: Кирилл Олегович Гуров; Сергей Федорович Борзик; Игорь Алексеевич Козорог
Original assignee: Кирилл Олегович Гуров
Priority date: 2010-04-19
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2010-10-20

Abstract

1. Пластинчатый теплообменный аппарат, содержащий корпус с расположенными в нем параллельно друг другу теплообменными пластинами, жестко соединенными по контуру и коллекторным отверстиям в один или несколько пакетов с образованием двух систем каналов для теплоносителей, по которым один из теплоносителей попадает в межпластинные щелевые каналы через коллекторные отверстия, а другой - в смежные межпластинные щелевые каналы, соединенные по теплоносителю с внутренним пространством корпуса аппарата, отличающийся тем, что он снабжен прижимными плитами, между которыми размещен, по меньшей мере, один пакет пластин, при этом каждый пакет установлен в коробе, через который выведены патрубки, сообщающиеся с коллекторными отверстиями пластин, и который не имеет стенок со стороны торцов пластин пакета, прижимные плиты снабжены патрубками для подвода и отвода теплоносителя из корпуса, а между каждой прижимной плитой и смежным с нею коробом установлены уплотнительные прокладки. ! 2. Теплообменный аппарат по п.1, отличающийся тем, что он содержит раму и, по меньшей мере, одну промежуточную плиту, установленную на указанной раме между пакетами пластин и снабженную со стороны указанных пакетов уплотнительными прокладками. ! 3. Теплообменный аппарат по п.2, отличающийся тем, что пакеты пластин закреплены на раме шарнирно. ! 4. Теплообменный аппарат по п.1, отличающийся тем, что теплообменные пластины имеют преимущественно овальную форму. 1. A plate heat exchanger containing a housing with heat exchanger plates parallel to each other, rigidly connected along the circuit and collector holes into one or more packages with the formation of two channel systems for coolant, through which one of the coolant enters the interplate slotted channels through the collector holes, and the other in adjacent interplate slit channels connected via a coolant to the internal space of the apparatus body, characterized in that it is equipped with a clamp plates, between which at least one package of plates is placed, each package is installed in a box through which nozzles are connected that communicate with the collector holes of the plates, and which does not have walls on the side of the ends of the package plates, the pressure plates are equipped with nozzles for the inlet and outlet of the coolant from the housing, and between each pressure plate and its adjacent box installed gaskets. ! 2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that it comprises a frame and at least one intermediate plate mounted on said frame between the plate packs and provided with gaskets on the side of the indicated packs. ! 3. The heat exchanger according to claim 2, characterized in that the plate packs are pivotally mounted on the frame. ! 4. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the heat exchanger plates are predominantly oval in shape.

Description

Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к пластинчатым теплообменным аппаратам, и может быть использована в энергетике, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности для нагрева или охлаждения жидких и газообразных сред.The utility model relates to heat engineering, namely to plate heat exchangers, and can be used in energy, oil refining, petrochemical, chemical, food and other industries for heating or cooling liquid and gaseous media.

Известен пластинчатый теплообменник для осуществления теплообмена между двумя теплоносителями, содержащий корпус с отверстиями в боковой стенке для входа и выхода первого теплоносителя и установленный в корпусе пакет теплообменных пластин, которые размещены попарно таким образом, что между пластинами каждой пары образован канал для протока второго теплоносителя, а между парами пластин каналы для протока первого теплоносителя. При этом пластины неразъемно соединены между собой по периметру пластин и периметру отверстий для протока второго теплоносителя, образуя неразборный пакет, содержащий фиксированное число пластин (см. Европейскую заявку №0434553, МПК F28D 9/00, опубл. 1990).A plate heat exchanger is known for exchanging heat between two heat carriers, comprising a housing with holes in a side wall for entering and exiting the first heat carrier and a stack of heat exchange plates installed in the housing, which are arranged in pairs so that a channel for the passage of the second heat carrier is formed between the plates of each pair, and between the pairs of plates channels for the flow of the first coolant. In this case, the plates are inseparably interconnected along the perimeter of the plates and the perimeter of the holes for the flow of the second coolant, forming a non-separable package containing a fixed number of plates (see European application No. 0434553, IPC F28D 9/00, publ. 1990).

Недостатком описанного теплообменника является фиксированная для каждого типоразмера длина проточного тракта теплоносителей, а также фиксированное число пластин в пакете, определяемое высотой корпуса, что ограничивает эксплуатационные возможности теплообменника и увеличивает типоразмерный ряд при проектировании теплосистем. Еще одним недостатком известной конструкции является затрудненный доступ к поверхностям пластин для чистки и контроля их состояния, ремонта или замены пакета, а также отсутствие в ней каких-либо приспособлений для промывки каналов, образованных внутри попарно спаянных пластин для протока второго теплоносителя.The disadvantage of the described heat exchanger is a fixed length of the flow path of the heat carriers for each size, as well as a fixed number of plates in the package, determined by the height of the casing, which limits the operational capabilities of the heat exchanger and increases the size range when designing heat systems. Another disadvantage of the known design is the difficult access to the surfaces of the plates for cleaning and checking their condition, repair or replacement of the package, as well as the absence of any devices for washing the channels formed inside the pairwise welded plates for the flow of the second coolant.

Наиболее близкой к заявляемой (прототипом) является конструкция пластинчатого теплообменника, включающая корпус и установленный в нем разборный пакет пластин, разделенный перегородками на секции. В пакете пластины неразъемно соединены по замкнутым контурам в группы, в том числе попарно. Схема течения теплоносителей по секциям определяется взаимным расположением отверстий в соседних перегородках. Теплообменник имеет регулируемые характеристики, поскольку число пластин, а также число и положение перегородок в пакете могут изменяться (см. патент РФ на изобретение №2042911, МПК F28D 9/00, опубл. 27.08.1995).Closest to the claimed (prototype) is the design of the plate heat exchanger, comprising a housing and a collapsible package of plates installed in it, divided by partitions into sections. In the package, the plates are inseparably connected in closed circuits into groups, including in pairs. The flow diagram of the coolants in the sections is determined by the mutual arrangement of the holes in the adjacent partitions. The heat exchanger has adjustable characteristics, since the number of plates, as well as the number and position of the partitions in the bag can vary (see RF patent for the invention No. 2042911, IPC F28D 9/00, published on 08.27.1995).

При работе теплообменника теплоносители пропускаются по системе каналов, образованных теплообменными пластинами, перегородками и стенкой корпуса, между входными и выходными коллекторами. При этом первый теплоноситель поступает в коллекторы пакетов пластин и движется во внутреннем пространстве между сваренными пластинами, а второй теплоноситель движется в пространстве корпуса снаружи попарно сваренных пластин.During the operation of the heat exchanger, heat carriers are passed through a system of channels formed by heat exchange plates, partitions, and the wall of the housing, between the input and output collectors. In this case, the first coolant enters the collectors of the package of plates and moves in the inner space between the welded plates, and the second coolant moves in the space of the casing outside the pairwise welded plates.

К недостаткам рассматриваемой конструкции относится повышенная сложность сборки элементов, а также отсутствие промывки каналов для теплоносителей.The disadvantages of this design include the increased complexity of the assembly of elements, as well as the lack of washing channels for coolants.

В основу полезной модели поставлена задача создания надежной и долговечной конструкции пластинчатого теплообменного аппарата за счет упрощения его конструкции и обеспечения промывки каналов для теплоносителей.The utility model is based on the task of creating a reliable and durable plate heat exchanger design by simplifying its design and providing flushing of channels for coolants.

Поставленная задача решается благодаря тому, что пластинчатый теплообменный аппарат, содержащий корпус с расположенными в нем параллельно друг другу теплообменными пластинами, жестко соединенными по контуру и коллекторным отверстиям в один или несколько пакетов с образованием двух систем каналов для теплоносителей, по которым один из теплоносителей попадает в межпластинные щелевые каналы через коллекторные отверстия, а второй - в смежные межпластинные щелевые каналы, соединенные по теплоносителю с внутренним пространством корпуса аппарата, согласно полезной модели, снабжен прижимными плитами, между которыми размещен, по меньшей мере, один пакет пластин, при этом каждый пакет установлен в коробе, через который выведены патрубки, сообщающиеся с коллекторными отверстиями пластин, и который не имеет стенок со стороны торцов пластин пакета, прижимные плиты снабжены патрубками для подвода и отвода теплоносителя из корпуса, а между каждой прижимной плитой и смежным с нею коробом установлены уплотнительные прокладки.The problem is solved due to the fact that the plate heat exchanger containing a housing with heat exchanger plates located parallel to each other, rigidly connected along the circuit and collector holes in one or more packages with the formation of two systems of channels for the coolant, through which one of the coolant enters interplate gap channels through the collector holes, and the second into adjacent interplate gap channels connected through the coolant to the interior of the housing a the apparatus, according to the utility model, is equipped with pressure plates between which at least one packet of plates is placed, each packet being installed in a box through which pipes are connected communicating with the collector holes of the plates and which does not have walls on the side of the ends of the plates the package, the pressure plates are equipped with nozzles for supplying and discharging the coolant from the housing, and gaskets are installed between each pressure plate and the box adjacent to it.

В предпочтительном варианте реализации полезной модели аппарат содержит раму и, по меньшей мере, одну промежуточную плиту, установленную на указанной раме между пакетами пластин и снабженную со стороны указанных пакетов уплотнительными прокладками.In a preferred embodiment of the utility model, the apparatus comprises a frame and at least one intermediate plate mounted on said frame between the stacks of plates and provided with gaskets on the side of the stacks.

Еще в одном варианте реализации полезной модели пакеты пластин закреплены на раме шарнирно.In yet another embodiment of the utility model, the packs of plates are pivotally mounted on the frame.

В другом варианте конструкции теплообменные пластины имеют преимущественно овальную форму.In another embodiment, the heat transfer plates are predominantly oval in shape.

Снабжение аппарата прижимными плитами, между которыми размещены один или несколько пакетов пластин, установленных в отдельных коробах, позволяет получить простую и надежную сборную конструкцию корпуса, а также легко организовать системы каналов для теплоносителей.The supply of the apparatus with clamping plates, between which one or several packages of plates are placed, installed in separate boxes, allows you to get a simple and reliable prefabricated housing design, as well as easy to organize channel systems for coolants.

Наличие рамы и промежуточной плиты, установленной на раме между пакетами пластин, увеличивает жесткость конструкции аппарата при его работе под высоким давлением, а также обеспечивает надежную герметизацию корпуса за счет шарнирной подвески на раме указанных пакетов пластин.The presence of a frame and an intermediate plate mounted on the frame between the plate packs increases the rigidity of the apparatus when it is operated under high pressure, and also provides reliable sealing of the housing due to the articulated suspension on the frame of the indicated plate packs.

Придание теплообменным пластинам овальной формы повышает эффективность промывки межпластинных щелевых каналов, соединенных по теплоносителю с коллекторами пластин.The oval shape of the heat transfer plates increases the washing efficiency of the interplate gap channels connected to the plate collectors via the heat transfer medium.

Перечисленные особенности полезной модели теплообменного аппарата позволяют устранить недостатки рассмотренных выше известных конструкций, обеспечивая тем самым решение поставленной задачи.The listed features of a useful model of a heat exchanger allow eliminating the shortcomings of the above known structures, thereby providing a solution to the problem.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых изображены:The utility model is illustrated by drawings, which depict:

фиг.1 - заявляемый теплообменный аппарат в сборе;figure 1 - the inventive heat exchanger assembly;

фиг.2 - теплообменный аппарат с одним пакетом пластин (в разобранном виде);figure 2 - heat exchanger with one package of plates (disassembled);

фиг.3 - теплообменный аппарат с двумя пакетами пластин (в разобранном виде);figure 3 - heat exchanger with two packages of plates (disassembled);

фиг.4 - конструкция пакета пластин;4 is a design of a package of plates;

фиг.5 - фрагмент сечения А-А на фиг.4;5 is a fragment of a section aa in figure 4;

фиг.6 - теплообменная пластина с гофрированной поверхностью;6 is a heat transfer plate with a corrugated surface;

фиг.7 - плоская теплообменная пластина с выпуклостями (пуклями);7 is a flat heat transfer plate with bulges (convexes);

Теплообменный аппарат (фиг.1, 2, 3) содержит корпус, образуемый прижимными плитами 1, 2 и коробами 3, 4 пакетов теплообменных пластин 5, 6, стянутых между собой стяжками 7.The heat exchanger (FIGS. 1, 2, 3) contains a housing formed by pressure plates 1, 2 and boxes 3, 4 of heat transfer plate packs 5, 6, tightened together by ties 7.

Как показано на фиг.2, пакет пластин 5 установлен в коробе 3, через который выведены патрубки 8, 9, сообщающиеся с коллекторными отверстиями пластин 10, 11 (фиг.4) и не имеющие стенок со стороны торцов пластин пакета. Прижимные плиты 1, 2 снабжены патрубками для подвода и отвода теплоносителя из корпуса, а между каждой прижимной плитой и коробом 3 установлены уплотнительные прокладки 14.As shown in figure 2, the package of plates 5 is installed in the box 3, through which pipes 8, 9 are connected, communicating with the collector holes of the plates 10, 11 (figure 4) and not having walls on the side of the ends of the plates of the package. The pressure plates 1, 2 are equipped with nozzles for supplying and discharging the coolant from the housing, and between each pressure plate and the duct 3 there are gaskets 14.

При наличии двух пакетов теплообменных пластин 5, 6 (фиг.1, 3) в конструкцию аппарата добавлена рама 15, на которой указанные пакеты закреплены при помощи шарниров 16, 17. На этой же раме между пакетами пластин 5, 6 установлена промежуточная плита 18, снабженная со стороны указанных пакетов уплотнительными прокладками 19. Пакет пластин 6 установлен в коробе 4, через который выведены патрубки 20, 21, сообщающиеся с коллекторными отверстиями пластин 10, 11 (фиг.4).If there are two packages of heat exchange plates 5, 6 (Figs. 1, 3), a frame 15 is added to the apparatus structure, on which these packages are fixed by hinges 16, 17. An intermediate plate 18 is installed on the same frame between the packages of plates 5, 6, equipped with sealing gaskets on the side of said packages 19. A plate package 6 is installed in a box 4 through which pipes 20, 21 are connected, communicating with the collector holes of the plates 10, 11 (Fig. 4).

Каждый пакет 5, 6 состоит преимущественно из набора однотипных теплообменных пластин 22 (фиг.6) или 23 (фиг.7), жестко соединенных по контуру и коллекторным отверстиям 10, 11 с образованием двух систем каналов для теплоносителей. При этом один из теплоносителей попадает через коллекторные отверстия 10, 11 в межпластинные щелевые каналы 24, а второй - через патрубки 25, 26, предусмотренные соответственно на прижимных плитах 1, 2, попадает в смежные межпластинные щелевые каналы 27, соединенные по теплоносителю с внутренним пространством корпуса аппарата (фиг.5).Each package 5, 6 consists mainly of a set of the same type of heat transfer plates 22 (Fig.6) or 23 (Fig.7), rigidly connected along the contour and collector holes 10, 11 with the formation of two channel systems for coolants. In this case, one of the coolants enters through the interstitial slotted channels 24 through the collector holes 10, 11, and the second through the nozzles 25, 26 provided respectively on the pressure plates 1, 2, enters the adjacent interplate slotted channels 27 connected through the coolant to the internal space the body of the apparatus (figure 5).

Теплообменный аппарат работает следующим образом.The heat exchanger operates as follows.

В конструкции аппарата с одним пакетом пластин 5, изображенной на фиг.2, теплоноситель I поступает через патрубок 8 в коллектор 10, откуда направляется в межпластинные щелевые каналы 24 и отводится из аппарата через коллектор 11 и патрубок 9. Одновременно теплоноситель II поступает через патрубок 25 в смежные с каналами 24 межпластинные щелевые каналы 27, соединенные по теплоносителю с внутренним пространством корпуса аппарата, и после осуществления процесса теплообмена с теплоносителем I отводится из корпуса через патрубок 26.In the design of the apparatus with one package of plates 5, shown in FIG. 2, the coolant I enters through the nozzle 8 into the collector 10, from where it is sent to the interplate slotted channels 24 and is removed from the apparatus through the collector 11 and the nozzle 9. At the same time, the coolant II enters through the nozzle 25 to the interplate slit channels 27 adjacent to the channels 24 and connected through the coolant to the internal space of the apparatus body, and after the heat exchange process with the coolant I is carried out, it is discharged from the housing through the nozzle 26.

В конструкции аппарата с двумя пакетами пластин 5, 6, изображенной на фиг.1 и 3, теплоноситель I поступает через патрубок 20 в коллектор 10 пакета пластин 6, откуда направляется в межпластинные щелевые каналы 24 этого пакета через коллектор 11 и патрубок 21, соединенный с патрубком 8 пакета пластин 5, и в межпластинные щелевые каналы 24 пакета 5, после чего отводится из аппарата через патрубок 9. Схема прохождения теплоносителя II аналогична описанной выше для конструкции с одним пакетом пластин 5, однако, в отличие от нее, процесс теплообмена между теплоносителями осуществляется в данном случае одновременно в прямотоке и в противотоке.In the design of the apparatus with two packages of plates 5, 6, shown in Figs. 1 and 3, the coolant I enters through the pipe 20 into the collector 10 of the package of plates 6, from where it is sent to the interplate slotted channels 24 of this package through the collector 11 and the pipe 21 connected to pipe 8 of the package of plates 5, and into the interplate slotted channels 24 of the package 5, after which it is removed from the apparatus through the pipe 9. The flow path of the heat carrier II is similar to that described above for the design with one package of plates 5, however, in contrast to it, the heat transfer process between heat ositelyami carried out in this case both cocurrently and countercurrently.

Для промывки межпластинных щелевых каналов 24 промывная жидкость подается под давлением в один из коллекторов 10, 11 соответствующего пакета пластин и отводится из противоположного коллектора. Для промывки межпластинных щелевых каналов 27 промывная жидкость подается под давлением в форсунки промывного устройства и направляется непосредственно в указанные каналы.To flush the interplate slit channels 24, the flushing fluid is supplied under pressure to one of the collectors 10, 11 of the corresponding plate package and is discharged from the opposite collector. To wash the interplate gap channels 27, the washing liquid is supplied under pressure to the nozzles of the washing device and is sent directly to these channels.

При необходимости ремонта или ревизии пакета пластин аппарат разбирается, как это показано на фиг.2, 3, и проблемный пакет удаляется для ремонта либо заменяется на новый.If it is necessary to repair or revise the package of plates, the apparatus is disassembled, as shown in Figs. 2, 3, and the problematic package is removed for repair or replaced with a new one.

Полезная модель не ограничивается описанными выше конструкциями теплообменного аппарата, приведенными лишь в качестве примеров ее использования. В заявляемом объеме существенных признаков полезной модели возможны другие компоновки пакетов пластин, а также другие схемы осуществления процессов теплообмена между теплоносителями, количество которых может быть и больше двух. При этом могут применяться теплообменные пластины с самыми разнообразными рифлениями теплообменных поверхностей.The utility model is not limited to the above-described designs of the heat exchanger, given only as examples of its use. In the claimed volume of essential features of the utility model, other layouts of plate packs are possible, as well as other schemes for implementing heat exchange processes between heat carriers, the number of which may be more than two. In this case, heat transfer plates with a wide variety of corrugations of heat transfer surfaces can be used.

Заявляемый теплообменный аппарат может эксплуатироваться как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях, и использоваться для охлаждения и нагрева различных жидкостей и газов, а также в качестве конденсатора и испарителя.The inventive heat exchanger can be operated in both vertical and horizontal positions, and used to cool and heat various liquids and gases, as well as a condenser and evaporator.

Claims

1. A plate heat exchanger containing a housing with heat exchanger plates parallel to each other, rigidly connected along the circuit and collector holes into one or more packages with the formation of two channel systems for coolant, through which one of the coolant enters the interplate slotted channels through the collector holes, and the other in adjacent interplate slit channels connected via a coolant to the internal space of the apparatus body, characterized in that it is equipped with a clamp plates, between which at least one package of plates is placed, each package is installed in a box through which nozzles are connected that communicate with the collector holes of the plates, and which does not have walls on the side of the ends of the package plates, the pressure plates are equipped with nozzles for the inlet and outlet of the coolant from the housing, and between each pressure plate and its adjacent box installed gaskets.

2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that it comprises a frame and at least one intermediate plate mounted on said frame between the plate packs and provided with gaskets on the side of the indicated packs.

3. The heat exchanger according to claim 2, characterized in that the plate packs are pivotally mounted on the frame.

4. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the heat exchanger plates are predominantly oval in shape.