Теплообменный элемент

Теплообменный элемент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советские

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к двтовскомю свидиильствю (iii909559 (61) Дополнительное к ввт. саид-ву(гг)Зз влено 15.06. 79 {21) 2780269/24-06 с прнсоедянениеет заявки № (5 l ) M. Кл.

F 28 F 3/04

3ееударстееииый комитет (23)ПриорнтетОпубликовано 28.02. 82. Бюллетень № 8 во делам изобретений н открытий (5З) УЙК 621.565 ° "- --.58(088.8) жатв опубликования описания 28,02 f82 г

Р.Х.т1ухутдинов, Л.И,Коваленко и А Д.Иингажев (72) Авторы изобретения

Уфимский нефтяной институт и Украинский .научноисследоаательский институт химического машиностроения (7!) Заявители. (54) ТЕПЛООБИЕННЫЙ ЗЛЕИЕНТ

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре, применяемой в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой и других отраслях промьивлен" ности, Известен сварной теплообменный эле- мент, выполненный из самостоятельных

Гофрированных пластин образующих распределительные и собирающие коллекторы, которые обеспечивают противоточное движение теплоносителеи (Ц . ю тф

Недостатками теплообменного элемента являются необходимость выполнения при его изготовлении большого объема сварочных работ со сложной техIS нологией и.трудоемкость создания компактного теплообменного элемента с большой поверхнотсью по ходу теплоносителей, так как его протяженность ограничена размерами самостоятельнфй . гофрированной пластины.

Известен также теплообменный элемент, выполненный из складывающейся зигзагообразной ленты с гофрированны" ии участками на плоских частях между сгибами, причем гофрирование выполнено по одну сторону от плоскости ленты. Конструкция обеспечивает противоточное движение теплоносителей в каналах между плоскими частями ленты в поперечном ей направлении t2j .

В теплообменном элементе сокращен объем сварных работ, однако невсзможность создания большой поверхности в теплообменном элементе по ходу теплоносителя вдоль плоских частей ленты, поскольку в нем путь противоточного движения теплоносителя организован только по ее ширине, является недостатком. Кроме того, не обеспечиваются равные условия движения теплоносителей между пластинами.

Наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому теплообменный элемент, выполненный из складывающейся зигзагообразно ленты с гофрированными, участками на плоских частях меж3 ду сгибами и с распределительными и собирающими коллекторами, обеспеч вающими. противоточное движение теп лоносителей. Причем гофрирование ос ществлено в форме чередующихся изолированных гладких каналов, выступа щих по обе стороны плоскости ленты, поперек ленты (3), Однако в известном теплообменном элементе противоточное движение теп лоносителей возможно только поперек ленты, конструкция элемента не позволяет создавать большие поверхност в направлении движения теплоносител

Кроме того, образуемые по обоим торцам ленты на плоских участках распр делительные коллекторы дополнительн сокращают поверхность противоточног движения теплоносителей. Гладкие каналы гофр, выполненные поперек лент не обеспечивают эффективного теплоо мена между теплообменивающимися средами.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена путем увеличения поверхности теплообмена по ходу противоточного движения теплоносителей, Указанная цель достигается тем, что теплообменный элемент в виде эиг загообраэно сложенной ленты, в плоских частях которой выполнены гофры, образующие каналы для противоточного движения теплоносителей, снабжен ограничительными полосами, установленными между плоскими частями ленты в зоне гофр, расположенных продольно последним и снабженных поперечными гофрами.

На фиг. 1 изображен теплообменный элемент (разборный вариант теплообменника, элементы корпуса которого раздвинуты относительно теплообменного элемента с одной боковой стенкой); на фиг. 2 - часть теплообменного элемента с одной боковой стенко на фиг. 3 - то же, с боковой стенкой и ограничительными полосами, вид в плане.

Теплообменник состоит из корпуса и теплообменного элемента, Корпус включает две боковые 1 и, две торцовые 2 стенки, коллекторы 3 выхода теплоносителей с патрубками 4 входные верхнюю и нижнюю крышки 5, выполняющие роль распределительных коллекторов, с патрубками 6. В раз" борном варианте (фиг. 1) теплообменника имеются стяжные элементы (не показаны), Теплообменный элемент из909559 4 говлен на основе ленты 7, сложенной и- зигзагообразно. На плоских частях 8 ленты выполнены гофрированные участу- ки, например, в виде зигзагообразных каналов 9 вдоль ленты, выступаюю- щие по обе стороны ее плоскости. При этом смежные гофрированные участки могут стыковаться как вершинами каналов, так и частичным вхождением вершин каналов одной стороны ленты в основании каналов другой стороны ленты, как показано на фиг. 2 и 3. Зиги эагообразные каналы 10, образованей ные поперечным гофрированием их боковых стенок,. повышают эффективность е- теплообмена за счет турбулизации поо тока теплоносителя. На сгибах ленты о образуются собирающие коллекторы 11, внутри которых устанавливаются пласы, о тины (не показаны), обеспечивающие

6- жесткость и условия равноскоростного движения теплоносителей к выходу.

Для исключения деформации при больших разностях давления между плоскими профилированными участками каналов установлены плоские или профилированные пластины 12. Начало и конец ленты 7 теплообменного блока на сгибах привариваются к боковым стенкам корпуса, образуя полуканалы. В разборном варианте герметизация может быть обеспечена эа счет установления по торцам боковой стенки 1 и ленты 7 эластичной полутрубы (не показана) и последующей стежки теплообменного

35 блока торцовыми стенками каким-либо стяжным устройством (не показано), В сварном неразборном варианте теплообменника торцовая стенка образуется посредством гребенок с плоскими фланцами с одной стороны (не показаны), привариваемых по торцам теплообменного блока герметично с.одной стороны и с отверстиями из коллекторов 11 й; для выхода теплоносителей в коллек"

45 тор (фиг. 1) с другой стороны, одна" ко, выход их может быть сделан и с обеих сторон теплообмемника.

Теплообменный элемент на примере

50 разборного теплообменника работает следующим образом.

Теплоносители поступают через патрубки 6 в верхнюю (например nap) и нижнюю (например охлаждающая жидкость) крышки 5 и, распределившись

55 по каналам 9, двигаются по ним противотоком, теплообмениваясь между собой чеРез поперечно гофрированные каналы 10. При этом пар образует кон5 9095 денсат. Пройдя каналы,теплоносители собирают в коллекторах 11, откуда выводятся через отверстия в торцовых стенках коллекторов 3 и через патрубки 4 за пределы теплообменника, Таким образом, предлагаемый теплообменный элемент обеспечивает воз можность создания компактных аппаратов с большой требуемой теплообменной поверхностью, определяемой чис- 10 лом гофрированных участков по ходу движения теплоносителей, с одним цельным теплообменным элементом. Причем увеличение поверхности достигается и за счет использования для про- д тивоточного движения всей ширины ленты, тогда как в известных конструкциях часть ширины ленты используется для создания распределительнь1х и собирающих коллекторов. Кроме того, вы- go полнение гофрирования участков в виде зигзагообразных каналов вдоль ленты требует более простых штампов при сохранении высокой эффективности теп-. лообмена за счет поперечного гофриро 2$ вания стенок каналов с шагом, обеспечивающим наибольший эффект турбуаизации, За счет упрощения конструкции, ее компактности, уменьшения металлоемкости на единицу поверхности, упро-зв щения технологии изготовления может быть получен большой зкономический эффект. При изготовлении теплообмен59 ного элемента для гофрирования плоских участков могут быть использованы штампы и прессы, используемые в производстве пластинчатых теплообменников.

Формула изобретения

Теплообменный элемент в виде зигзагообразно сложенной ленты, в плоских частях которой выполнены гофры, образующие каналы для противоточного движения теплоносителей, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью йнтенсификации теплообмена путем увеличения поверхности теплообмена по ходу противоточного движения теплоносителей, он снабжен ограничительными полосами, установленными между плоскими частями ленты в зоне гофр, расположенных продольно последним и снабженных поперечными гофрами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Антуфьев B.и., Гусев Е.К., Иваненко B.В. и др. Теплообменные аппараты из профильных листов. Л,, "Энергия", 1972.

2. Патент Франции М 2067079, кл. F 28 0 9/00, опублик. 1968.

3. Патент США и 3508607, кл. F 28 0 9/00, опублик. 1971.

Составитель P.Èóõóòäèíoâ

Техред О.Далай Корректор А.ференц

Редактор А.Лежнина

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 877/65 Тираж 684 Подписное

ВНИИПИ Государственного конитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5Я