Кріплення ущільнювальної прокладки у пластинчастому теплообміннику

Реферат: Даний винахід належить до теплообмінника, який складається з пакета пластин теплообмінника, які виготовлено з листового металу і включають в себе тривимірний структурований рельєф, причому кожна пластина теплообмінника включає в себе канавку під ущільнювальну прокладку, причому ущільнювальна прокладка розташована у зазначеній канавці під ущільнювальну прокладку і спирається на суміжну пластину теплообмінника, при цьому зазначена канавка включає в себе дно, і зазначене дно включає в себе щонайменше один виступ, спрямований до зазначеної суміжної пластини теплообмінника. UA 110532 C2 (12) UA 110532 C2 UA 110532 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід належить до теплообмінника, який складається з пакета пластин теплообмінника, які виготовлено з листового металу і включають в себе тривимірний структурований рельєф, причому кожна пластина теплообмінника включає в себе канавку під ущільнювальну прокладку, причому ущільнювальна прокладка розташована у зазначеній канавці і спирається на суміжну пластину теплообмінника, при цьому зазначена канавка включає в себе дно, і зазначене дно включає в себе щонайменше один виступ, спрямований до зазначеної суміжної пластини теплообмінника. Такі теплообмінники добре відомі з рівня техніки і можуть включати рельєф, наприклад, так званий "ялинковий" рельєф, тобто рельєф, який включає заглиблення, що складаються з прямих гребенів і впадин. Зазначені гребені і впадини змінюють напрямок в центрі, створюючи рельєф, що нагадує малюнок "в ялинку". У пакеті теплообмінника чергуються пластини, які повернені так, що зазначені заглиблення перетинають один одного. Теплообмінники можуть бути ущільнені гумовими ущільнювальними прокладками. Інші відомі варіанти конструктивного виконання рельєфу включають в себе так званий "виїмковий" рельєф, в якому безліч пластин теплообмінника включає щонайменше одну секцію, яка включає заглиблення, що розташовуються навпроти відповідних заглиблень другої пластини теплообмінника відповідної конструкції. Такі варіанти конструктивного виконання розкриті, наприклад, в документах ЕР 1794529, ЕР 2455694 І ЕР 2455695. Даний винахід належить до теплообмінників з ущільнювальними прокладками і будь-яким типом рельєфу, причому пластини в теплообміннику з ущільнювальними прокладками, як правило, знаходяться під розтягуючим напруженням, створюваним зовнішніми силами, наприклад, за допомогою введення гвинтів через отвори в пластинах. Таким чином, пластини теплообмінника в теплообміннику з ущільнювальними прокладками підтримуються в стані попереднього натягу. Для запобігання випаданню ущільнювальних прокладок з теплопровідних пластин і їх зміщення всередині канавок під ущільнювальні прокладки під час складання та технічного обслуговування теплообмінника, їх необхідно прикріпити до теплопровідної пластини. Таким чином, для запобігання випаданню ущільнювальних прокладок з теплопровідних пластин і їх зміщення всередині канавок під ущільнювальні прокладки під час складання та технічного обслуговування теплообмінника, їх необхідно прикріпити до теплопровідної пластини всередині канавок під ущільнювальні прокладки. Таким чином, даний винахід належить до кріплення ущільнювальних прокладок всередині канавок. Подібне кріплення відомо з рівня техніки, наприклад, з документа US5988268, в якому розкрита пластина з теплопередавальною поверхнею, яка виконана з відповідним гладеньким рельєфом. У частині пластини, яка оточує теплопередавальну поверхню, виконана канавка під ущільнювальну прокладку. Кріпильний елемент включає в себе пару виступів, які проходять від центральної частини, і сполучну частину, що сполучає зазначені виступи і проходить паралельно до центральної частини, при цьому передбачено заглиблення, що містить виїмки, призначені для розміщення зазначених виступів кріпильного елемента, і отвір, призначений для вміщення сполучної частини кріпильного елемента. Завдяки такій тривимірній системі кріплення з'єднання між ущільнювальною прокладкою і пластиною характеризується високою міцністю. Крім того, сполучна частина кріпильного елемента проходить паралельно до центральної частини і, відповідно, паралельно до канавки під ущільнювальну прокладку, і виконана з можливістю вставки в отвір, який виконано у вигляді подовженого прорізу, який також проходить паралельно до канавки під ущільнювальну прокладку. Таким чином, кріпильний елемент характеризується деякою рухливістю в напрямку, який паралельний до канавки під ущільнювальну канавку. Однак кріплення, яке розкрито в даному документі, характеризується рядом недоліків. Поперше, у процесі формування рельєфів пластин в пресовому інструменті може відбутися зміщення пластин, величиною до міліметра або навіть більше. Крім того, існує небезпека, що ущільнювальна прокладка належним чином розташована вздовж одного краю теплообмінника, але не вздовж протилежного паралельного краю, що призводить до ризику протікання. Ідея даного винаходу полягає в тому, щоб запропонувати доповнення для ущільнювальної прокладки, яке повинно закріплюватися в заглибленні, як у документі US5988268, але так, щоб додаткові частини сприяли створенню відчуття того, що прокладка належним чином розташована і додатково так, щоб спростити розміщення ущільнювальної прокладки під час складання теплообмінника. Таким чином, даний винахід належить до кріплення ущільнювальної прокладки відповідно до формули винаходу. 1 UA 110532 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Короткий опис креслень На фіг. 1 показана пластина теплообмінника з ущільнювальною прокладкою, що включає додаткові частини ущільнювальної прокладки, у відповідності з даним винаходом. На фіг. 2 показана додаткова частина канавки для кріплення ущільнювальної прокладки. На фіг. 3 показано варіант здійснення додаткової частини ущільнювальної прокладки для кріплення ущільнювальної прокладки. На фіг. 4 показано другий варіант здійснення ущільнювальної прокладки, що включає додаткові частини ущільнювальної прокладки. На фіг. 1 показана пластина (1) простого теплообмінника, що включає в себе ущільнювальну прокладку (2) поряд з краєм, що охоплює теплообмінну ділянку (3). Відомо, що в теплообмінниках, що включає пакет таких теплообмінних пластин (1), перша пара прохідних отворів (4а, 4b) утворює, відповідно, впускний і випускний отвір для першого плинного середовища, що протікає через першу систему каналів, яка сформована рельєфами пластин між сусідніми пластинами, а друга пара прохідних отворів (5а, 5b) утворює, відповідно, впускний і випускний отвір для другого плинного середовища, що протікає через другу систему каналів, також сформовану рельєфами пластин між сусідніми пластинами. Кожен другий з таких каналів, сформованих між двома сусідніми пластинами, входить до складу першої зазначеної системи каналів, а інші канали входять до складу другої системи каналів. При цьому, переважно, більшість пластин теплообмінника включає систему каналів першого типу на одній поверхні, а систему каналів другого типу на протилежній поверхні пластини. Для кожної першої системи каналів друга пара прохідних отворів (5а, 5b) буде ізольована (2а) від теплообмінної ділянки (3), як показано на фіг. 1, і, аналогічним чином, для кожної другої системи каналів перша пара прохідних отворів (4а, 4b) також буде ізольована (не показано). Ущільнювальна прокладка (2) розташована всередині канавки (6), причому частина знаходиться поблизу прохідного отвору, наприклад (4а), як показано на фіг.2. Ущільнювальна прокладка (2) включає додаткові частини (7) ущільнювальної прокладки для її закріплення в канавці (6) під ущільнювальну прокладку. Зазначені додаткові частини (7) ущільнювальної прокладки виконані по суті з Н-подібної форми і складаються з двох перших ділянок (7а), що проходять в напрямку від ущільнювальної прокладки (2), і друга ділянка (7b), що з'єднує дві перші ділянки (7а). За рахунок вищесказаного в канавці (6) під ущільнювальну прокладку виконані додаткові частини (8) канавки, які також включають в себе по суті Н-подібну форму і складаються з двох перших секцій (8а) канавки, що проходять в напрямку від основної канавки (6) під ущільнювальну прокладку теплообмінника, і одну секцію (8b) канавки, що проходить в такому напрямку, щоб з'єднувати дві перші секції (6) канавки. Додаткові частини (7) ущільнювальної прокладки і додаткові частини (8) канавки виконані так, що додаткова частина (7) ущільнювальної прокладки може бути розташована всередині додаткової частини (8) канавки. В одному з варіантів здійснення винаходу щонайменше один із перших двох ділянок (7а) проходить по суті перпендикулярно до ущільнювальної прокладки (2), принаймні там, де додаткова частина (7) ущільнювальної прокладки приєднана до ущільнювальної прокладки (2). В іншому варіанті здійснення винаходу друга ділянка (7b) проходить по суті паралельно до ущільнювальної прокладки (2), принаймні там, де додаткова частина (7) ущільнювальної прокладки приєднана до ущільнювальної прокладки (2). Додаткові частини (8) канавки виконані так, що на краю пластини (1) теплообмінника утворено отвір (9) і принаймні один із перших двох ділянок (7а) має таку довжину, що при розміщенні всередині додаткової частини (8) канавки під ущільнювальну прокладку, він проходить через отвір (9) у зовнішній простір. Завдяки цьому вдається досягти того, що під час збірки теплообмінника, коли встановлюється ущільнювальна прокладка, зазначені перші ділянки (7а), які виходять за межі теплообмінника, що забезпечують можливість контакту з ущільнювальною прокладкою, яка дозволяє змінювати її розташування і з однієї і з іншої сторони. Додаткові частини (8) канавки сформовані за наявними двома виступами (10а, 10b), видимими щодо нижньої поверхні канавки (6, 8). Перший виступ (10а), розташований найближче до канавки (6) під ущільнювальну прокладку, яка призначена для розміщення в ній ущільнювальної прокладки, яку виконано так, що його сторона (11а), обернена до зазначеної канавки (6) під ущільнювальну прокладку, є закритою, а сторона (11b), яка обернена в протилежному від канавки (6) під ущільнювальну прокладку напрямку, є відкритою. Закрита сторона (11а) призначена для перешкоджання будьякого пошкодження ущільнювальної прокладки із-за можливих задирок, що утворилися після розрізання матеріалу теплопровідної пластини для утворення першого і другого виступів (10а, 2 UA 110532 C2 5 10 15 20 25 30 35 10b). Другий виступ (10b), розташований далі від канавки (6) під ущільнювальну прокладку, складається з відкритої сторони (12), яка обернена до канавки (6) під ущільнювальну прокладку. Перший (10а) і другий (10b) виступи включають поверхні, які розташовані на одному рівні з іншими рельєфами пластин (1) теплообмінника, наприклад рельєфом теплообмінної секції (3), що є "ялинковим" рельєфом, "виїмковим" рельєфом і т.д. Таким чином, вони додатково забезпечують опору сусідній пластині. Нахил незакритих сторін виступів (10а, 10b) переважно виконаний під кутом в діапазоні 40-50°, переважно близько 45°, для максимального протягування матеріалу теплопровідної пластини, що забезпечує стійкий виробничий процес. На фіг. 3 показано один з варіантів здійснення додаткової частини (7) ущільнювальної прокладки, що додатково включає крилоподібні елементи (13) на другій ділянці (7b), що проходять в протилежні сторони і виконані з можливістю вставки в отвори відкритих сторін (11b) і (12) першого (10а) і другого (10b) виступів, відповідно. При правильному розміщенні додаткових частин (7) ущільнювальної прокладки всередині додаткових частин (8) канавки зазначені крилоподібні елементи (13) входять у відкриті сторони (11b) і (12), сприяючи міцному утриманню ущільнювальної прокладки (2) на місці. Крім того, наявність зазначених крилоподібних елементів призводить до того, що в процесі збірки може виникати відчуття, що прокладка "замикається" на місці, коли крилоподібні елементи (13) з "замиканням" вставляються у відкриті сторони (11b) і (12). Завдяки такій конструкції забезпечується, що ущільнювальна прокладка завжди буде займати точне положення щодо рельєфу пластини і запобігати зміщення ущільнювальної прокладки (2) всередині канавки (6) під ущільнювальну прокладку, що обумовлене незадовільним вирівнюванням матеріалу теплопровідних пластин всередині пресового інструменту. На фіг. 3 проілюстровано варіант здійснення винаходу, в якому одна із перших двох ділянок (7а) довше другої і може бути єдиною ділянкою, яка виходить назовні з отвору (9). Дане може спостерігатися, наприклад, із-за затягуючого гвинта, що проходить через пластини (1) теплообмінника в даному місці. На фіг. 4 показано другий варіант конструктивного виконання ущільнювальної прокладки (2), в якому розміщення кожної додаткової частини (7) ущільнювальної прокладки також забезпечене за рахунок надання ущільнювальній прокладці "спрямованої всередину форми" (14), в сторону до теплообмінної секції (2). Крім того, показаний другий варіант здійснення перших ділянок (7а) додаткових частин (7) ущільнювальної прокладки, що виходять за межі теплообмінника, в якому пізніше до одного або декількох додаткових частин (7) ущільнювальної прокладки можуть бути прикріплені елементи (15) з надрукованою інформацією, наприклад, відомостями про товарний знак, серійний номер, номер виробу і т. д. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 60 1. Ущільнювальна прокладка (2), яка призначена для розташування всередині канавки (6) під ущільнювальну прокладку, яку виконано в пластині (1) теплообмінника для теплообмінника, і яка має додаткові частини (8), що сформовані першим виступом (10а) і другим виступом (10b), і секцію (8b) канавки, що розташована між першим виступом (10а) і другим виступом (10b), причому ущільнювальна прокладка (2) містить додаткові частини (7) ущільнювальної прокладки для закріплення ущільнювальної прокладки (2) в канавці (6) під ущільнювальну прокладку, яка відрізняється тим, що додаткові частини (7) ущільнювальної прокладки мають по суті Нподібну форму і містять дві перших ділянки (7а), що проходять в напрямку від ущільнювальної прокладки (2), і другу ділянку (7b), що з'єднує дві перші ділянки (7а), при цьому зазначені додаткові частини (7) ущільнювальної прокладки виконані з можливістю розміщення всередині згаданих додаткових частин (8) канавки. 2. Ущільнювальна прокладка (2) за п. 1, яка відрізняється тим, що щонайменше одна із зазначених двох перших ділянок (7а) проходить по суті перпендикулярно до ущільнювальної прокладки (2), при цьому додаткова частина (7) ущільнювальної прокладки містить крилоподібні елементи (13) на зазначеній другій ділянці (7b), що проходять в протилежні сторони і виконані з можливістю вставки в отвори відкритих сторін (11b) і (12) першого (10а) та другого (10b) виступів, відповідно. 3. Ущільнювальна прокладка (2) за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що зазначена друга ділянка (7b) проходить по суті паралельно до ущільнювальної прокладки (2). 4. Пластина (1) теплообмінника, в якій виконана канавка (6) під ущільнювальну прокладку за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що містить додаткові частини (8) канавки, по суті Нподібної форми, з двома першими секціями (8а) канавки, що проходять в напрямку від основної 3 UA 110532 C2 5 10 15 20 канавки (6) під ущільнювальну прокладку теплообмінника, і одну секцію (8b) канавки, що проходить у напрямку для з'єднання зазначених двох перших секцій (6) канавки, причому зазначені додаткові частини (8) канавки виконані з можливістю розміщення в них додаткових частин (7) ущільнювальної прокладки. 5. Пластина (1) теплообмінника за п. 4, яка відрізняється тим, що додаткова частина (8) канавки сформована першим виступом (10а), найближчим до канавки (6) під ущільнювальну прокладку і виконаним так, що він містить закриту сторону (11а), яка обернена до зазначеної канавки (6) під ущільнювальну прокладку, і з відкритої сторони (11b), яка обернена в протилежному від зазначеної канавки (6) під ущільнювальну прокладку напрямку, і другим виступом (10b), який найбільш віддалений від зазначеної канавки (6) під ущільнювальну прокладку і складається з відкритої сторони (12), яка обернена до зазначеної канавки (6) під ущільнювальну прокладку. 6. Пластина (1) теплообмінника за п. 5, яка відрізняється тим, що перший (10а) і другий (10b) виступи містять поверхні, які розташовані на одному рівні з іншими рельєфами пластин теплообмінника. 7. Пластина (1) теплообмінника за будь-яким з пп. 4-6, яка відрізняється тим, що додаткові частини (8) канавки виконані так, що на краю пластини (1) теплообмінника утворено проріз (9) і щонайменше один зі зазначених двох перших ділянок (7а) має таку довжину, що при розташуванні всередині додаткової частини (8) канавки він проходить через проріз (9) у зовнішній простір. 8. Пластина (1) теплообмінника за будь-яким з пп. 5-6, яка відрізняється тим, що додаткова частина (7) ущільнювальної прокладки включає крилоподібні елементи (13) на зазначеній другій ділянці (7b), що проходять в протилежні сторони і виконані з можливістю вставки в прорізи відкритих сторін (11b) і (12) першого (10а) і другого (10b) виступів, відповідно. 4 UA 110532 C2 5 UA 110532 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6