Пластинчастий теплообмінник

Плас тинчатый теплообменник, с од ер жащ ий ус танов ленн ый в обеча йке пак е т круглых теплообменных плас тин, между ко торыми в центральной час ти ус тановлены дис танционирующие э лементы с образованием с обирающих и разд ающих коллекторов, имеющ их с у ж ающ иес я у час тк и, и каналов д ля теплообменивающ ихс я с ред, а на пери ферии - э лас тичные э лементы у плотнения, прич ем коллекторы кажд ого теплонос ителя рас положены с имметрично относительно центра плас тин, о т л и ч а ю щийся тем, что элас тичные э лементы уплотнения выполнены в виде колец, примыкающих к обечайке, а сужающиеся участки собирающих и разделяющих коллекторов направлены к периферии плас тин и расположены по их хордам. > Изобретение о тнос итс я к разборным плас тинчатым теплоо бменник ам и может быть использовано в энергетических, технологических и у тилизационных теплообменных системах на объектах энергетики, химии, нефтехимии, сельского хозяйс тва, городского теплос набжения, транспорта, в пищевой и микробиологичес кой промыш леннос ти, а также на других объек тах Извес тные аналоги - теплообменники по ГОСТ 15518-83 сод ержат пакет гофрированных прямоугольных плас тин с коллекторными отверс тиями, элас тичн ые прок лад ки м еж д у пл ас тинам и, опорные плиты по торцам пак ета и с тяжные шпильки вокруг пакета, Недос татком аналогов являетс я недос таточные над ежнос ть и технологичнос ть, а также нед ос таточно высокая интенсивнос ть теплообмена, обусловленные, в основном, прямоугольной формой теплообменных плас тин Извес тен теплообменник [ 1], содержащий ус тановленный в обечайке пакет кру г лых теплообменных плас тин, между которыми в центральной час ти ус тановлены дис танционирующие э лементы с образованием с обирающ их и разд ающ их коллекторов, имеющих сужающиеся участки, и каналов для теплоносителей, а на периферии - э лас тичные э лементы уплотнения, причем коллекторы кажд ого теплонос ителя рас положены симметрично относительно центра пластин. Пакет плас тин с тяну т шпильками между двумя опорными плитами. Коллекторы между пластинами уплотнены э лас тичными элементами. К руглая форма плас тин позволяет у меньш ить вес и габариты теплообменника, а также, в нек оторых с лучаях, ис пользовать гладкие, негофрированные плас тины Недос татком прототипа являетс я нед ос таточно выс окие над ежнос ть и интенс ивнос ть теплообмена, тех нологичнос ть его также нед ос таточно высока Так, в прототипе нельзя использовать тонкие теплообмен О 11194 ные пластины, поскольку уплотняющая их периферию эластичная втулка, при обжатии ее обечайкой - хомутом, прорезается кромками пластин Цель изобретения - повысить надеж- 5 ность и технологичность и интенсифицировать теплообмен. Для достижения цели в известном теплообменнике, содержащем установленный в обечайке пакет круглых теплообменных пла- 10 стин, между которыми в центральной части установлены дистанционирующие и уплотнительные элементы с образованием собираю* щих и раздающих коллекторов, имеющих сужающиеся участки, и каналов для тепло- 15 носителей, а на периферии - эластичные элементы уплотнения, причем коллекторы каждого теплоносителя расположены симметрично относительно центра пластин, эластичные элементы уплотнения выполне- 20 ны в форме колец, прилегающих к обечайке, а сужающиеся участки собирающих и раздающих коллекторов направлены к периферии пластин и расположены по их хордам. На фиг. 1 показан поперечный разрез 25 пластинчатого теплообменника, предназначенного, в основном, для нагрева (охлаждения) теплоносителей на 5-15°С. На фиг. 2 показана часть продольного разреза этого же теплообменника. -30 Иа фиг. 3 показан поперечный разрез теплообменника для нагрева (охлаждения) теплоносителей на 10-100°С. Разрез по плоскости четной пластины. На* фиг. 4 показан поперечный разрез 35 этого же теплообменника по плоскости нечетной пластины. На фиг. 1 пакет круглых теплообменных пластин 1 установлен в обечайке 2, выполненной в форме хомута. Между пластинами, 40 в центральной части пакета, установлены жесткие, например текстолитовые, дистанционирующие прокладки 3 и эластичные уплотнительные кольца 4 и 5, а на периферии эластичные уплотнцтельные кольца 6, при- 45 легающие к поверхности обечайки. Коллекторные отверстия в центральной части каждой пластины формируют собирающие 7 и 8 и раздающие 9 и 10 коллекторы. Сужающиеся участки коллекторов 11 и 12 50 выполнены в форме идентичных коммутационных каналов в дистанционирующих прокладках. Эти каналы направлены к периферии пластин и расположены по их хордам, в данном случае так, что острый угол 55 между хордой и диаметром пластины, проходящим через центр коллекторного отверстия, приблизительно равен нулю. В других вариантах .он может лежать в пределах 0-90° (см. фиг. 3). Стяжные шпильки обозначе- • ны цифрой 13, а кольцевые теплообменные каналы - цифрой 14. На фиг. 2 пояснено положение в пакете пластин, прокладок, колец и опорных плит 15 (показана только одна плита). На фиг. 3 и 4 обечайка 16 выполнена в форме втулки, а усиленные стяжные шпильки 17 расположены между парами коллекторов. Между пластинами, в полостях обоих теплоносителей установлены соответствующие дистанционирующие прокладки 18 и 19 из эластичного материала. В одной из них выполнена пара коммутационных каналов 11 и 12 для одного теплоносителя, а в другой пара коммутационных каналов для другого теплоносителя. Один из них обозначен цифрой 20. При работе теплообменника один из теплоносителей через раздающий коллектор 9 и коммутационные каналы 12 проходит в кольцевые теплообменные каналы 14, через которые движется двумя противоположно направленными дугообразными потоками. Через коммутационные каналы 11 и собирающий коллектор 7 этот теплоноситель удаляется из теплообменника. Другой теплоноситель проходит через теплообменник аналогично через коллекторы 10 и 8 и через свои коммутационные каналы (показан только один из них: поз. 20 на фиг. 4Х Положительный эффект от использования заявляемого теплообменника заключается в повышении надежности и технологичности, за счет более надежного уплотнения периферии пластин. Так, эластичные кольца 6 могут иметь малую радиальную ширину (не более расстояния между пластинами) и при этом обеспечивать надежное уплотнение периферийных кромок пластин, поскольку действующие на них центробежные усилия от давления теплоносителей будут восприниматься обечайкой. Малая же радиальная ширина эластичных колец, в свою очередь, позволяет использоваті для теплообмена большую поверхность пластин. Кроме того, расположение коммутационных каналов по хордам теплообменных пластин позволяет расположить эти каналы и для первого, и для второго теплоносителя один над другим, в двух узких угловых секторах (см. фиг. 3 и 4, поз. 12 и 20), и таким образом сформировать схему движения теплоносителей в теплообменных каналах по противотоку, при котором интенсивность теплообмена будет наивысшей, особенно в тех случаях, когда теплоносители нагреваются (охлаждаются),на 15-110°С и выше и, следовательно, когда суммарная длина теплообменного канала велика. При этом также 11194 буд ет обес печена ас имметрия потоков в налов при сборке теплоооменника, обеспетеплообменных каналах вблизи комму тацичиваемом с имметричным размещением по онных каналов, что усилит ту рбу лизацию поповерхнос ти плас тин э лас тичных э лементов, ос обенно при использовании гофриротоков и, с ледовательно, интенс ифицирует теплообмен. 5 ванных теплообменных плас тин, у которых Следует заметить, что указанный положид ис танциониру ющие э лементы в центре плас тин буду т выполнены не в форме протельный эффект будет наивысший при использовании тонких и хрупких теплообменных кладки, а в форме гофров. пластин, периферийные кромки которых упБазовыми изделиями, в данном с лучае, лотнить можно только эластичными кольцами, 10 можно считать плас тинчатые теплообменприлегающими к обечайке, охватывающей ник и по ГОСТ 15518-83. Ис пользование пакет, т. е. только в заявляемом теплообменвмес то них заявляемого теплообменника позволит у меньш ить их вес и габариты, за нике. Дополнительный эффект проявится в счет круглой формы пластин и интенсификаповышении интенсивности теплообмена за 15 ции теплообмена, и увеличить над ежнос ть работы теплообменников. счет сохранения формы теплообменных ка 3 8 *-їйі \ U' 4 П і 11194 7 17 8 Упорядник Замовлення 4052 Техред М.Моргентал Коректор Л. ФІль Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101