RU2569406C1 - Кожухопластинчатый теплообменник - Google Patents
Кожухопластинчатый теплообменник Download PDFInfo
- Publication number
- RU2569406C1 RU2569406C1 RU2014134444/06A RU2014134444A RU2569406C1 RU 2569406 C1 RU2569406 C1 RU 2569406C1 RU 2014134444/06 A RU2014134444/06 A RU 2014134444/06A RU 2014134444 A RU2014134444 A RU 2014134444A RU 2569406 C1 RU2569406 C1 RU 2569406C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- plate
- heat exchanger
- shell
- exchanger according
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменных аппаратах. Кожухопластинчатый теплообменник содержит корпус с двумя крышками, пакет пластин, установленный в корпусе, и патрубки подвода и отвода теплоносителей. Пакет пластин состоит из размещенных между двумя плоскими основаниями одинаковых n пластин сетчато-поточного типа с турбулизаторами в виде полых двусторонних выступов одинаковой высоты в форме усеченных конусов, по вершинам которых стянуты пластины, образующие между собой сетку взаимных опор с прямоугольной структурой и каналами теплоносителей между ними. Причем основания усеченных конусов выполнены в виде параллелограммов, стороны которых являются сторонами соседних оснований. Соседние выступы соединены седловидными перемычками. При этом плоские основания пакета пластин соединены с крышками корпуса. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении интенсивности теплообмена, а также в обеспечении возможности работы при высоких давлениях и при высоких перепадах давлений теплоносителей. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в любых отраслях промышленности, в том числе космической, авиационной, химической, для охлаждения или нагрева различных текучих сред.
Из уровня техники известны различные варианты исполнения кожухопластинчатых теплообменников, содержащих корпус с установленным в нем пакетом пластин, например: RU 2181186 С1, 10.04.2002; RU 2100733 С1, 27.12.1997.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является кожухопластинчатый теплообменник, содержащий корпус с двумя крышками, пакет пластин, установленный в корпусе, и патрубки подвода и отвода теплоносителей, раскрытый в патенте RU 2206851 С1, 20.06.2003.
Основными недостатками известных решений, в том числе наиболее близкого аналога, являются:
- невозможность работы при высоких давлениях и при высоких перепадах давлений теплоносителей, поскольку конструкция пакета пластин в известных решениях не способна выдерживать стягивающие усилия;
- недостаточно интенсивный теплообмен.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является устранение вышеуказанных недостатков.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении интенсивности теплообмена, а также в обеспечении возможности работы при высоких давлениях и при высоких перепадах давлений теплоносителей.
Для решения поставленной задачи и обеспечения технического результата предлагается кожухопластинчатый теплообменник, содержащий корпус с двумя крышками, пакет пластин, установленный в корпусе, и патрубки подвода и отвода теплоносителей. Пакет пластин состоит из размещенных между двумя плоскими основаниями одинаковых n пластин сетчато-поточного типа с турбулизаторами в виде полых двусторонних выступов одинаковой высоты в форме усеченных конусов, по вершинам которых стянуты пластины, образующие между собой сетку взаимных опор с прямоугольной структурой и каналами теплоносителей между ними. Причем основания усеченных конусов выполнены в виде параллелограммов, стороны которых являются сторонами соседних оснований, соседние выступы соединены седловидными перемычками. При этом плоские основания пакета пластин соединены с крышками корпуса.
Корпус может быть выполнен цилиндрическим.
Каждая пластина пакета может быть выполнена в форме круга со срезанными сегментами.
Пластины могут быть выполнены из ленты толщиной 0,07÷0,30 мм. При этом лента изготовлена из материала, обладающего теплопроводностью не ниже 80,4 Вт/м·K и поддающегося физической обработке, в частности из металла.
В зазор между корпусом и пакетом пластин могут быть установлены гребенки, выполненные из сплющенных трубок. Гребенки могут быть выполнены из герметика.
Плоские основания выполнены из того же материала, что и пластины, например из металла.
Каждая пластина содержит плоскую периферийную кромку, при этом на пластине выполнены выштамовки с отверстиями, образующими при сборке пластин в пакет раздающий и сборный коллекторы теплоносителя.
Пластины соединены между собой по плоским периферийным кромкам или по выштамповкам с отверстиями, образующими раздающий и сборный коллекторы теплоносителя.
Крайние пластины пакета соединены с плоскими основаниями по плоским периферийным кромкам или по выштамповкам с отверстиями.
Изобретение поясняется чертежами.
Фиг. 1 и 2 - представлен общий вид кожухопластинчатого теплообменника (со стороны коллекторов первого и второго теплоносителей соответственно).
Фиг. 3 - представлен фрагмент пакета пластин кожухопластинчатого теплообменника.
Фиг. 4 - изображена проекция на диагональную плоскость пакета пластин кожухопластинчатого теплообменника.
Фиг. 5 - представлена пластина кожухопластинчатого теплообменника (вид сверху).
Предлагаемое устройство содержит корпус 1 с двумя крышками 2, 3, пакет 4 пластин 5, установленный в корпусе 1, и патрубки подвода 6 и 6′, патрубки отвода 7 и 7′ соответственно первого и второго теплоносителя. Пакет 4 пластин состоит из размещенных между двумя плоскими основаниями 8 одинаковых n пластин 5 сетчато-поточного типа с турбулизаторами в виде полых двусторонних выступов 9 одинаковой высоты в форме усеченных конусов, по вершинам которых стянуты пластины 5, образующие между собой сетку взаимных опор с прямоугольной структурой и каналами А теплоносителей между ними. Причем основания усеченных конусов выполнены в виде параллелограммов, стороны которых являются сторонами соседних оснований, соседние выступы 9 соединены седловидными перемычками 10. При этом плоские основания 8 пакета 4 пластин соединены с крышками 2, 3 корпуса 1. Число n пластин в пакете может варьироваться от 2 до 2000 штук.
В приведенном на Фиг. 1 и 2 варианте исполнения теплообменника: в каждой крышке 2 и 3 предусмотрены входное и выходное сквозные отверстия для подвода и отвода теплоносителей. С внешней стороны к крышкам подсоединены патрубки подвода и отвода теплоносителей, установленные соосно соответственно входному и выходному отверстиям крышки. Патрубки служат для соединения теплообменника с элементами обвязки при эксплуатации. Возможен также вариант исполнения, когда в крышке 2 выполнены только входные отверстия для подвода первого и второго теплоносителей, а в крышке 3 только выходные отверстия для отвода указанных теплоносителей.
Корпус 1 соединяют с крышками 2, 3 при помощи сварки.
Между корпусом 1 и пакетом 4 пластин 5 располагаются гребенки 11, задающие направление течения теплоносителя сквозь пакет 4 пластин. Гребенки 11 могут быть выполнены из сплющенных трубок. Гребенки 11 вставляют в зазоры между парами пластин в ряд с двух сторон пакета 4.
На каждой пластине выполнены коллекторные выштамовки 13 с центрально расположенными в них отверстиями 12 и технологической плоскостью, окаймляющей пластины (плоской периферийной кромкой 14). При этом часть выштамповки, в которой выполнено отверстие, является плоской и диаметр этой части больше диаметра отверстия. Плоскость части коллекторной выштамповки и плоскость периферийной кромки 14 расположены в разных плоскостях оснований выступов 9. При наборе пакета 4 пластин 5 плоская периферийная кромка 14 первой пластины приваривается к плоской периферийной кромке 14 второй пластины, следующая пластина приваривается к ним по коллекторным выштамповкам 13, и так далее до тех пор, пока не наберется необходимое число пластин в пакете.
Конструкция пакета пластин способна выдерживать стягивающие усилия, обеспечивающие необходимую плотность контакта пластин при высоких давлениях теплоносителей, а также при высоких перепадах давлений теплоносителей. Кроме того, она обеспечивает равномерное распределение потока, интенсивную турбулизацию теплоносителей, сокращение относительной глубины ламинарного слоя на поверхности пластин и, как следствие, интенсивный теплообмен.
Устройство работает следующим образом.
Теплообменник предназначен для переноса тепла между различными средами, причем парами рабочих сред могут служить как пар-жидкость, так и жидкость-жидкость.
Теплопередающей поверхностью служат тонкие пластины сетчато-поточного типа с турбулизаторами в виде полых двусторонних выступов одинаковой высоты в форме усеченных конусов. Основания выступов выполнены в виде параллелограммов, стороны которых являются сторонами соседних оснований, соседние выступы соединены седловидными перемычками, образующими ребра жесткости. Пластины стянуты по вершинам выступов в пакет и образуют между собой сетку взаимных опор с прямоугольной структурой и каналами теплоносителей между ними (щелевые каналы сложной формы). Наличие седловидных перемычек усложняет форму каналов теплоносителя (каналы имеют более сложное переменное поперечное сечение), заставляя теплоноситель равномерно перемещаться по пластине, турбулизируясь при огибании встречающихся на пути колонн взаимных опор.
Первый теплоноситель через патрубок 6 и входное отверстие в крышке поступает в раздающий коллектор, сформированный в пакете 4 пластин 5, из этого коллектора теплоноситель поступает в щелевые каналы сложной формы, образованные между соседними пластинами 5, и перемещается по этим каналам к сборному коллектору, далее к выходному отверстию в крышке и патрубку 7 отвода первого теплоносителя.
Второй теплоноситель через патрубок 6′ и входное отверстие в крышке поступает во входной коллектор, сформированный между внутренней стенкой корпуса 1 теплообменника, пакетом 4 пластин 5 и установленными по обеим сторонам пакета 4 пластин гребенками 11. Наличие гребенок 11 предотвращает перетекание теплоносителя между корпусом 1 и пакетом 4 пластин. Из входного коллектора второй теплоноситель поступает в щелевые каналы сложной формы, образованные между соседними пластинами 5, и перемещается по этим каналам к выходному коллектору, затем к выходному отверстию в крышке и патрубку 7′ отвода второго теплоносителя. Давление второго теплоносителя больше давления первого теплоносителя.
При этом первый теплоноситель перемещается перпендикулярно второму таким образом, что каждая пластина в пакете с одной стороны омывается горячим теплоносителем, а с другой - холодным теплоносителем.
Один теплоноситель за счет теплопередачи отдает тепло пластине, которая в свою очередь отдает тепло другому теплоносителю.
Тонкие пластины имеют небольшое термическое сопротивление, сложная форма каналов обеспечивает турбулентность потока теплоносителя, за счет чего теплообменник обладает высокой эффективностью теплопередачи.
Claims (10)
1. Кожухопластинчатый теплообменник, содержащий корпус с двумя крышками, пакет пластин, установленный в корпусе, и патрубки подвода и отвода теплоносителей, отличающийся тем, что пакет пластин состоит из размещенных между двумя плоскими основаниями одинаковых n пластин сетчато-поточного типа с турбулизаторами в виде полых двусторонних выступов одинаковой высоты в форме усеченных конусов, по вершинам которых стянуты пластины, образующие между собой сетку взаимных опор с прямоугольной структурой и каналами теплоносителей между ними, причем основания усеченных конусов выполнены в виде параллелограммов, стороны которых являются сторонами соседних оснований, соседние выступы соединены седловидными перемычками, при этом плоские основания пакета пластин соединены с крышками корпуса.
2. Кожухопластинчатый теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен цилиндрическим.
3. Кожухопластинчатый теплообменник по п. 2, отличающийся тем, что каждая пластина выполнена в форме круга со срезанными сегментами.
4. Кожухопластинчатый теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что пластины выполнены из ленты толщиной 0,07÷0,30 мм.
5. Кожухопластинчатый теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что в зазор между корпусом и пакетом пластин установлены гребенки, выполненные из сплющенных трубок.
6. Кожухопластинчатый теплообменник по п. 5, отличающийся тем, что гребенки могут быть выполнены из герметика.
7. Кожухопластинчатый теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что плоские основания выполнены из того же материала, что и пластины.
8. Кожухопластинчатый теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что каждая пластина содержит плоскую периферийную кромку, при этом на пластине выполнены выштамовки с отверстиями, образующими при сборке пластин в пакет, раздающий и сборный коллекторы теплоносителя.
9. Кожухопластинчатый теплообменник по п. 8, отличающийся тем, что пластины соединены между собой по плоским периферийным кромкам или по выштамповкам с отверстиями, образующими раздающий и сборный коллекторы теплоносителя.
10. Кожухопластинчатый теплообменник по п. 8, отличающийся тем, что крайние пластины пакета соединены с плоскими основаниями по плоским периферийным кромкам или по выштамповкам с отверстиями.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014134444/06A RU2569406C1 (ru) | 2014-08-25 | 2014-08-25 | Кожухопластинчатый теплообменник |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014134444/06A RU2569406C1 (ru) | 2014-08-25 | 2014-08-25 | Кожухопластинчатый теплообменник |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2569406C1 true RU2569406C1 (ru) | 2015-11-27 |
Family
ID=54753463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014134444/06A RU2569406C1 (ru) | 2014-08-25 | 2014-08-25 | Кожухопластинчатый теплообменник |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2569406C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2692865C1 (ru) * | 2017-11-22 | 2019-06-28 | Данфосс А/С | Теплопередающая пластина кожухопластинчатого теплообменника и кожухопластинчатый теплообменник с такой пластиной |
RU2741169C1 (ru) * | 2019-11-04 | 2021-01-22 | Данфосс А/С | Кожухопластинчатый теплообменник и пластина блокирования канала для кожухопластинчатого теплообменника |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53137460A (en) * | 1977-05-07 | 1978-11-30 | Howa Mach Ltd | Parting plate for heat exchanger |
RU2100733C1 (ru) * | 1996-03-29 | 1997-12-27 | Алексей Иванович Худяков | Пластинчатый теплообменник и способ изготовления пластинчатого теплообменника |
RU2206851C1 (ru) * | 2001-12-27 | 2003-06-20 | Худяков Алексей Иванович | Кожухопластинчатый теплообменник (варианты) |
RU2337295C2 (ru) * | 2006-12-25 | 2008-10-27 | Максим Валерьевич Козлов | Пакет пластин теплообменного аппарата |
WO2012159882A1 (en) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | Alfa Laval Corporate Ab | Heat transfer plate for a plate-and-shell heat exchanger |
-
2014
- 2014-08-25 RU RU2014134444/06A patent/RU2569406C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53137460A (en) * | 1977-05-07 | 1978-11-30 | Howa Mach Ltd | Parting plate for heat exchanger |
RU2100733C1 (ru) * | 1996-03-29 | 1997-12-27 | Алексей Иванович Худяков | Пластинчатый теплообменник и способ изготовления пластинчатого теплообменника |
RU2206851C1 (ru) * | 2001-12-27 | 2003-06-20 | Худяков Алексей Иванович | Кожухопластинчатый теплообменник (варианты) |
RU2337295C2 (ru) * | 2006-12-25 | 2008-10-27 | Максим Валерьевич Козлов | Пакет пластин теплообменного аппарата |
WO2012159882A1 (en) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | Alfa Laval Corporate Ab | Heat transfer plate for a plate-and-shell heat exchanger |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2692865C1 (ru) * | 2017-11-22 | 2019-06-28 | Данфосс А/С | Теплопередающая пластина кожухопластинчатого теплообменника и кожухопластинчатый теплообменник с такой пластиной |
US11035617B2 (en) | 2017-11-22 | 2021-06-15 | Danfoss A/S | Heat transfer plate for plate-and-shell heat exchanger and plate-and-shell heat exchanger with the same |
RU2741169C1 (ru) * | 2019-11-04 | 2021-01-22 | Данфосс А/С | Кожухопластинчатый теплообменник и пластина блокирования канала для кожухопластинчатого теплообменника |
US20210131738A1 (en) * | 2019-11-04 | 2021-05-06 | Danfoss A/S | Plate-and-shell heat exchanger and a channel blocking plate for a plate-and-shell heat exchanger |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL8002513A (nl) | Warmtewisselaar. | |
EP0503080B1 (en) | Laminated heat exchanger | |
CN108955316B (zh) | 一种多股流印刷电路板式换热器 | |
US3570593A (en) | Heat-exchanger | |
JP2016025350A (ja) | 伝熱プレート | |
JP2007192535A (ja) | 熱交換器装置 | |
RU2569406C1 (ru) | Кожухопластинчатый теплообменник | |
CN108061471B (zh) | 一种多单元复合螺旋板式换热器 | |
JP2016025354A (ja) | 伝熱板 | |
CN106931821A (zh) | 一种换热板和气体‑液体换热器 | |
CN102095328A (zh) | 带定位控制点的m型波纹板式换热器板束 | |
RU2559412C1 (ru) | Кожухопластинчатый теплообменник | |
RU2364812C1 (ru) | Цилиндрический пластинчатый теплообменник | |
JP2009264727A (ja) | 熱交換ユニット及びそれを用いた熱交換器 | |
US20090025918A1 (en) | Flow moderator | |
KR101849540B1 (ko) | 반응기 및 열교환기용 체널형 스텍 및 그 제조 방법 | |
CN204739944U (zh) | 一种高效热交换器 | |
RU2529288C1 (ru) | Пакет пластин теплообменного аппарата | |
CN108826708B (zh) | 一种交叉缩放式太阳能吸热装置及方法 | |
RU2395775C1 (ru) | Коллекторный пластинчатый теплообменник | |
CN109801887B (zh) | 分形微通道换热器 | |
RU2328683C2 (ru) | Рекуператор пластинчатый виз | |
RU2619432C2 (ru) | Радиально-пластинчатый тепломассообменный аппарат | |
US20180283801A1 (en) | Plate type heat exchanger | |
CN215930661U (zh) | 一种耐腐蚀耐高温的三通道石墨换热器 |