SU1758388A1 - Heat exchanger bank - Google Patents

Abstract

Использование: в химической, нефт ной и других област х. Сущность изобретени : пакет содержит пр моугольные пластины с центральной гофрированной зоной . По периметру пластин выполнен паз с выступами и эластичной прокладкой. Выступы выполнены в виде просечно-выт жных элементов с просечкой. Последн   лежит в плоскости, параллельной продольной оси паза. Вершины упом нутых элементов расположены на гребне отбортовки, основани  их - на уровне гофров. 4 ил.Use: in the chemical, petroleum and other areas. SUMMARY OF THE INVENTION: The bag contains rectangular plates with a central corrugated zone. Along the perimeter of the plates there is a groove with protrusions and an elastic gasket. The projections are made in the form of cut-out elements with a notch. The latter lies in a plane parallel to the longitudinal axis of the groove. The tops of the elements mentioned are located on the flange of the flange, their bases are at the level of the corrugations. 4 il.

Description

Изобретение относитс  к химическому, нефтехимическому промышленному оборудованию , а именно к пластинчатым теплообменникам .The invention relates to chemical, petrochemical industrial equipment, namely plate heat exchangers.

Известна конструкци  пакета пластинчатого теплообменника, содержащего пластины, в которых бокова  стенка уплот- нительного паза с одной стороны примыкает к выштампованным гофрам пластины, а с другой стороны бокова  стенка паза имеет выдавки, выполненные вдоль паза на пр мых участках в форме пр моугольника с местными углублени ми, а на коллекторных участках - в форме полусферы синусоидально .The known package design of a plate heat exchanger contains plates in which the side wall of the sealing groove is on one side adjacent to the extruded corrugation plate, and on the other side of the side wall of the groove has extrusions made along the groove in straight sections in the shape of a rectangle with local recesses mi, and in the collector areas - in the shape of a hemisphere sinusoidally.

Наружна  отбортовка такой пластины выполнена в плоскости пластины и имеет обрезную кромку на уровне впадин гофров основного пол  пластины. Наличие выдавок на наружной боковой стенке паза позвол ет ужесточить паз и создать конструкцию аппарата , работоспособного до 20 бар.The outer flanging of such a plate is made in the plane of the plate and has a cut edge at the level of the depressions of the corrugations of the main floor of the plate. The presence of pockets on the outer side wall of the groove makes it possible to tighten the groove and create a design of the apparatus that can work up to 20 bar.

Однако сложность изготовлени  технологической оснастки дл  получени  пластины с указанным профилем боковой стенки паза, а также сложность изготовлени  самой оснастки дл  прокладки идентичной форме паза с жесткими установочными допусками на размеры дл  разных марок резин с разным коэффициентом усадки  вл ютс  недостатками данной конструкции .However, the complexity of manufacturing tooling for producing a plate with the specified groove sidewall profile, as well as the difficulty of making the tooling itself for laying an identical groove shape with rigid installation dimensional tolerances for different rubber grades with different shrinkage factors, are disadvantages of this design.

Дл  таких пластин с боковой фигурной стенкой паза отбортовочное поле, за счет которого образуютс  профильные элементы , имеет завышенные конструктивные размеры .For such plates with a side-shaped groove wall, the flanging field, due to which the profile elements are formed, has an overestimated structural dimensions.

Дл  других исполнений пластин, в частности пластин с горизонтальной гофрой, боковые стенки уплотнительного паза с целью увеличени  жесткости выполнены вдоль всей длины в виде динусридально изогнутого контура с отбортовочн ым полем в плоскости пластины, обрезна  крошка которой расположена на уровне высоты гофров основного пол  пластины, либо с боковыми стенками без профильных элементов и с изогнутой отбортовкой, обрезна  крошкаFor other versions of the plates, in particular plates with horizontal corrugation, the side walls of the sealing groove are made along the entire length in the form of a dinusridally curved contour with crimping field in the plane of the plate, the crumb of which is located at the level of the corrugation of the main floor of the plate, or with side walls without profiled elements and with a curved flange, circumcised crumb

k/k /

озoz

00 0000 00

которой расположена ниже уровн  гофров основного пол  пластины, но с завышенной толщиной самой пластины с целью увеличени  жесткости паза и применени  аппарата на давление более 10 бар.which is located below the level of the corrugations of the main floor of the plate, but with an overestimated thickness of the plate itself in order to increase the rigidity of the groove and apply the apparatus to a pressure of over 10 bar.

Недостатком данных конструкций также  вл етс  сложность изготовлени  технологической оснастки дл  формовки и изготовлени  прокладок либо в другом случае завышенна  металлоемкость.The disadvantage of these structures is also the difficulty of manufacturing the tooling for forming and the production of gaskets, or in another case, the metal intensity is too high.

Известна конструкци  пакета пластин, у которых пластина имеет гладкую форму боковых стенок паза, а на наружной отбор- товке, выполненной в плоскости пластины на уровне высоты гофров основного пол  пластины, выштампова ы выдавки в виде контактных упоров, имеющих форму транс- циидального выступа с впадиной в форме полусферы. Обрезна  крошка отбортовки при этом профильна  и соответствует форме контактных упоров. Аппараты с Пластинами данной конструкции обеспечивают работоспособность при давлении до 25 бар.The known design of a package of plates, in which the plate has a smooth shape of the side walls of the groove, and on the external screening made in the plane of the plate at the height of the corrugations of the main floor of the plate, the extrusions are extruded in the form of contact lugs having the shape of a transverse protrusion with a hollow in the form of a hemisphere. The bottom edge of the flange is profile and corresponds to the shape of the contact stops. Devices with plates of this design provide performance at pressures up to 25 bar.

Однако в таком пакете пластин необходимо изготавливать сложную оснастку формовочного и обрубного штампов. Кроме того, отбортовка, выполненна  в плоскости пластины, не обеспечивает безопасности работы обслуживающему персоналу в случае раскрыти  канала, в св зи с чем необходимо устанавливать защитные экраны, что св зано с трудозатратами на их изготовление и дополнительной металлоемкостью.However, in such a package of plates, it is necessary to manufacture complex tooling of forming and cutting dies. In addition, the flanging, made in the plane of the plate, does not ensure the safety of the service personnel in the event of a channel opening, which is why it is necessary to install protective screens, which is associated with the labor costs for their manufacture and additional metal intensity.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  пакет теплообменника, в котором теплообменна  пластина имеет по периметру паз с профилированной отбортовкой, обрезна  кромка которой пр молинейна  и расположена ниже уровн  гофров основного пол  пластины.Closest to the present invention is a heat exchanger package, in which the heat exchange plate has a groove with a profiled flange around the perimeter, the edge of which is straight and located below the level of the corrugations of the main floor of the plate.

Боковые стенки паза имеют выдавки, однако при наложении смежных пластин друг на друга обеспечиваетс  соединение шип-паз, так как пазы в любом их сечении относительно разреза имеют одинаковую конфигурацию, и верхние кромки выдавок при криволинейности нижних совпадают с верхними кромками паза, рассто ние между которыми по всей длине посто нно. Прокладки по длине имеют одинаковое сечение, выступы с впадинами предохран ют от продольного и поперечного смещени  прокладок, упрощаетс  оснастка при изготовлении прокладок, обеспечиваетс  техника безопасности.The side walls of the groove have extrusions, however, when the adjacent plates are laid on each other, a thorn-groove connection is provided, since the grooves in any section relative to the cut have the same configuration, and the upper edges of the extrusions with the curvilinearity of the lower ones coincide with the upper edges of the groove, the distance between which the entire length is constant. The gaskets in length have the same cross section, the protrusions with cavities protect against the longitudinal and transverse displacements of the gaskets, the equipment becomes simpler in the production of gaskets, and safety is provided.

Недостатками известного пакета теплообменника  вл ютс  завышенна  толщина пластины дл  работы на высоких параметрах , а также сложность изготовлени  формовочной оснастки. Кроме того, при увеличении давлени  (,0 кгс/см2) отмечаетс  отгиб консольной части профилированной отбортовки, так как конструкци  уплотнительного паза не имеет упоров со стороны консоли, а жесткость боковой стенки паза не обеспечивает устойчивости всего узла уплотнени .The disadvantages of the known package of the heat exchanger are the overestimated thickness of the plate for operation at high parameters, as well as the complexity of manufacturing the molding tooling. In addition, when the pressure increases (, 0 kgf / cm2), the cantilevered part of the profiled flange is bent as the seal groove has no stops on the cantilever side, and the rigidity of the side wall of the groove does not ensure the stability of the entire seal assembly.

Цель изобретени  - на пластинах сThe purpose of the invention is on plates with

0 профильной отбортовкой при сохранении минимальных размеров отбортовочного пол  увеличить устойчивость и прочность уп- лотнительного паза с одновременным утонением пластины и применением ее на0 profile flanging while maintaining the minimum dimensions of the flanging floor to increase the stability and strength of the sealing groove while simultaneously thinning the plate and applying it to

5 повышенные параметры работы.5 increased work parameters.

Сущность изобретени  состоит в том, что выступы выполнены в виде просечно-выт жных элементов с просечной, лежащей в плоскости, параллельной продольной осиThe essence of the invention is that the protrusions are made in the form of cut-out elements with a perforation lying in a plane parallel to the longitudinal axis

0 паза, при этом вершины упом нутых элементов расположены на гребле отбортовки, а основани  - на уровне гофров центральной зоны пластины. При этом просечно-выт жные элементы выполнены на0 of the groove, with the tops of the above elements located on the rowing flange, and the base at the level of the corrugations of the central zone of the plate. At the same time, slotted elements are made on

5 профилированной отбортовке, обрезна  крошка которой расположена ниже уровн  гЬфров с сохранением минимальных конструктивных размеров самого отбортовочного пол  за счет просечного элемента, позво0 лившего основание элемента максимально приблизить к уплотнительному пазу, обеспечив достаточную устойчивость и жесткость узла уплотнени  на повышенные параметры работы. Достаточна  устойчивость5 profiled flanging, the circumference of which is located below the level of the frond, while maintaining the minimum structural dimensions of the flanging floor itself due to the slotted element, which allowed the base of the element to be as close as possible to the sealing groove, ensuring sufficient stability and rigidity of the sealing unit for enhanced performance parameters. Sufficient stability

5 и жесткость уплотнительного паза позвол ет примен ть более тонкие пластины.5 and the stiffness of the sealing groove allows thinner plates to be used.

На фиг. 1 изображен пакет теплообменника; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - вид уплотнительного паза с просеч0 но-выт жными элементами и с профильной отбортовкой в аксонометрии.FIG. 1 shows a heat exchanger package; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 and 4 show the sealing groove with cut-out and exhaust elements and with profile flanging in axonometry.

Пакет теплообменника 1 содержит гофрированные пластины 2 пр моугольной формы. По углам пластины выполнены кол5 лекторные отверсти  3-6 дл  подвода и отвода теплообменивающихс  сред.The heat exchanger package 1 contains corrugated plates 2 of rectangular shape. Collector holes 3–6 are made at the corners of the plate for supplying and discharging heat exchanging media.

Кажда  пластина содержит уплотни- тельную прокладку 7, установленную в пазу дл  герметизации межпластинных каналов,Each plate contains a sealing gasket 7 installed in a groove for sealing interstitial channels,

0 вокруг которых по наружному контуру - отбортовке 8, выполнены выступы 9 в виде просечно-выт жных элементов с просечкой, лежащей в плоскости, параллельной продольной оси паза. Вершины 10 этих элемен0 around which, along the outer contour - flare 8, protrusions 9 are made in the form of cut-out elements with a notch lying in a plane parallel to the longitudinal axis of the groove. Vertices 10 of these elements

5 тов расположены на гребне отбортовки, а основани  - на уровне гофров центральной зоны пластины. Данное решение позвол ет максимально приблизить основание упора к пазу, а площадь перфорированной фигуры получить минимальной. Выступы с каждойThe 5 tovs are located on the flange of the flange, and the base is at the level of the corrugations of the central zone of the plate. This solution allows to bring the base of the support to the groove as close as possible, and the area of the perforated figure to be minimal. Protrusions from each

стороны пластины относительно продольной оси смещены относительно друг друга.the sides of the plate relative to the longitudinal axis are offset relative to each other.

Кажда  пластина в пакете охватываетс  отбортовкой последующей, в результате чего улучшаетс  установка и центровка пластин относительно друг друга при сборке в пакет, а также при этом каждый канал в пакете закрыт экраном-отбортовкой.Each plate in the package is covered by a subsequent flare, which results in an improved installation and alignment of the plates relative to each other when assembled into a package, and at the same time each channel in the package is closed by a flap screen.

Пластины устанавливаютс  друг относительно друга повернутыми на 180° вокруг оси б-б и зажаты в пакет до герметизации межпластинных каналов. Гофры при этом, контактиру  между собой, образуют каналы сетчато-поточного типа, а выступы, вершины которых расположены на гребне отбор- товки, а впадины - на уровне гофров, поддерживают каждую последующую пластину посредине всех вз тых участков.The plates are mounted relative to each other rotated by 180 ° around the axis bb and clamped into the bag before sealing the interplate plates. At the same time, the corrugations, in contact with each other, form channels of the net-flow type, and the protrusions, the tops of which are located on the ridge of the screen, and the depressions at the level of the corrugations, support each successive plate in the middle of all the sections taken.

Пакет теплообменника работает следующим образом.The heat exchanger package works as follows.

Теплообменивающиес  среды поступают в каналы через коллекторные отверсти , движение которых в каналах осуществлено по схеме противотока. Поэтому, если в первом канале среда входит через отверстие 3 и выходит через отверстие 4, то во втором вход и выход осуществлен через коллекторные отверсти  5 и 6 соответственно. Конвективный теплообмен между средами происходит через гофрированную стенку пластины 2.Heat exchanging media enter the channels through the collector holes, the movement of which in the channels is carried out according to a counterflow scheme. Therefore, if in the first channel the medium enters through the opening 3 and exits through the opening 4, then in the second the inlet and outlet are made through the collector openings 5 and 6, respectively. Convective heat exchange between the media occurs through the corrugated wall of the plate 2.

При сжатии пакета, когда усилие на прокладку может быть до 120кгс/см, наружна  бокова  стенка паза, подперта  изогнутой отбортовкой с выступами 9, обладает достаточной устойчивостью и запасом прочности на повышенные параметры.When compressing the package, when the force on the gasket can be up to 120kgs / cm, the outer side wall of the groove, backed by a curved flange with protrusions 9, has sufficient stability and a margin of safety for elevated parameters.

В сочетании с отбортовкой, когда обрезна  пр молинейна  кромка расположена ниже уровн  гофров, выступы максимально приближены к пазу, при этом уменьшено плечо изгиба, что позвол ет значительно увеличить моменты инерции и сопротивлени  как в точке опоры по отношению к изгибающему моменту, так и на участке между опорами по отношению к крут щему предельному моменту. В результате повышенного запаса прочности укрепл ющего участка отбортовки выступы могут бытьIn combination with the flare, when the circumferential edge is located below the level of the corrugations, the protrusions are as close as possible to the groove, and the bend arm is reduced, which significantly increases the moments of inertia and resistance both at the point of support relative to the bending moment, and in the section between the supports with respect to the torque limit. As a result of the increased safety margin of the reinforcing flanging section, the projections can be

выполнены дискретно и интервал между ними зависит от толщины и свойств материала .performed discretely and the interval between them depends on the thickness and properties of the material.

Использование предлагаемой конструкции пластин позвол ет достичь большойThe use of the proposed plate design allows to achieve a large

устойчивости и жесткости уплотнительного паза, за счет чего обеспечиваетс  надежность работы пакета пластин.stability and rigidity of the sealing groove, thereby ensuring the reliability of the plate pack.

Claims (1)

Формула изобретен и  Formula invented and Пакет теплообменника, содержащий пр моугольные тгйастины с центральной гофрированной и периферийной коллекторной зонами, по периметру которых выполнен паз с выступами и эластичной прокладкой, имеющий профилированную отбортовку, кромка которой расположена ниже уровн  паза, при этом гребень отбортовки одной пластины расположен во впадине соседней, отличающийс  тем, что, с целью повышени  прочности, выступы выполнены в виде просечно-выт жных элементов с просечкой, лежащей в плоскости, параллельной продольной оси паза, приA heat exchanger package containing rectangular tygastins with central corrugated and peripheral collector zones, along the perimeter of which a groove with protrusions and an elastic gasket, having a profiled flange, the edge of which is located below the groove, is made, while the flange of one plate is located in the depression of the adjacent one, differing from that, in order to increase strength, the protrusions are made in the form of cut-out elements with a notch lying in a plane parallel to the longitudinal axis of the groove, with этом вершины упом нутых элементов расположены на гребне отбортовки, а основани  - на уровне гофров центральной зоны пластины.In this case, the tops of the said elements are located on the flange of the flange, and the base is at the level of the corrugations of the central zone of the plate. Фаз 2Phase 2 юYu ВидБVidB