RU78297U1

RU78297U1 - PLATE HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: RU78297U1
Application number: RU2008109935/22U
Authority: RU
Inventors: Вадим Васильевич Кузнецов; Юрий Николаевич Сохарев; Александр Витальевич Хохлов; Виктор Алексеевич Яшкин
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Точка Излома"
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2008-11-20

Abstract

Полезная модель относится к пластинчатым теплообменникам через которые происходит теплообмен между двумя средами (жидкостями или паром и жидкостью). Технические результаты: выравнивание гидродинамических параметров элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости в пространстве между соседними теплообменными пластинами по ширине пластины при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части и повышение эффективности теплообмена меду двумя средами. Пластинчатый теплообменник включает несколько, собираемых в блок совместно с герметизирующими прокладками посредством стягивающих элементов через прижимные пластины с фитингами, теплообменных пластин, содержащих основную теплообменную часть, расположенную между двумя распределительно-коллекторными частями, и отверстия, расположенные в угловых частях распределительно-коллекторных частей, для обеспечения притока и оттока охлаждаемой или нагреваемой жидкости или пара, рифления: для расположения герметизирующих прокладок, теплообменной части, распределительно-коллекторных частей, вблизи отверстий, причем последние выполнены таким образом, чтобы обеспечить на входе в пространстве между соседними теплообменными пластинами по ширине пластины различное гидродинамическое сопротивление - с переменной пологостью в плане или в профиль.The utility model relates to plate heat exchangers through which heat is exchanged between two fluids (liquids or steam and liquid). Technical results: equalization of the hydrodynamic parameters of the elementary volumes of the cooled or heated fluid in the space between adjacent heat exchange plates along the width of the plate when they approach from the inlet through the distribution-collector part to the main heat exchange part and increase the efficiency of heat transfer between honey in two media. The plate heat exchanger includes several, assembled into a block together with sealing gaskets by means of tightening elements through pressure plates with fittings, heat exchange plates containing a main heat exchange part located between two distribution-collector parts, and openings located in the corner parts of the distribution-collector parts, for ensuring the inflow and outflow of cooled or heated liquid or steam, corrugation: for the location of sealing gaskets, heat transfer of the part, distribution and collector parts, near the holes, the latter being made in such a way as to provide different hydrodynamic resistance at the entrance to the space between adjacent heat exchange plates along the width of the plate — with a variable flatness in plan or in profile.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к пластинчатым теплообменникам через которые происходит теплообмен между двумя средами (жидкостями или паром и жидкостью), собираемым в блок совместно с герметизирующими прокладками посредством стягивающих элементов через прижимные пластины с фитингами.The utility model relates to plate heat exchangers through which heat is exchanged between two fluids (liquids or steam and liquid), which are assembled in a block together with sealing gaskets by means of tightening elements through pressure plates with fittings.

Уровень техникиState of the art

Аналогом предлагаемого пластинчатого теплообменника можно считать изделие, описанное в патенте США №4678030, который опубликован 07.07.1987 г., МПК F28D 9/00. Аналог содержит собираемые в блок совместно с герметизирующими прокладками посредством стягивающих элементов через прижимные пластины с фитингами, теплообменные пластины, включающие основную теплообменную часть, расположенную между двумя распределительно-коллекторными частями, и отверстия, расположенные в угловых частях распределительно-коллекторных частей, для обеспечения притока и оттока охлаждаемой или нагреваемой жидкости или пара, рифления для расположения герметизирующих прокладок, рифления теплообменной части, рифления распределительно-коллекторных частей, рифления вблизи отверстий.An analogue of the proposed plate heat exchanger can be considered the product described in US patent No. 4678030, which was published on 07/07/1987, IPC F28D 9/00. The analogue contains assembled into a block together with sealing gaskets by means of tightening elements through pressure plates with fittings, heat transfer plates, including a main heat exchange part located between two distribution-collector parts, and openings located in the corner parts of distribution-collector parts, to ensure inflow and the outflow of cooled or heated liquid or steam, corrugation for the location of sealing gaskets, corrugation of the heat exchange part, corrugation p spredelitelno-collecting parts corrugations near the holes.

Недостатками аналога являются: недостаточно выровненные гидродинамические параметры элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости в пространстве между соседними теплообменными пластинами по ширине пластины при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части, как следствие - недостаточно высокая эффективность теплообмена меду двумя средами.The disadvantages of the analogue are: insufficiently aligned hydrodynamic parameters of the elementary volumes of the cooled or heated liquid in the space between adjacent heat exchange plates along the width of the plate when they approach from the inlet through the distribution-collector part to the main heat exchange part, as a result, the heat exchange between honey and two media is not high enough.

Наиболее близким аналогом для предлагаемого пластинчатого теплообменника можно считать изделие, описанное в патенте, РФ №2110030 который опубликован 27.04.1998 г., МПК F28D 9/00, содержащее собираемые в блок совместно с герметизирующими прокладками посредством стягивающих элементов через прижимные пластины The closest analogue for the proposed plate heat exchanger can be considered the product described in the patent of the Russian Federation No. 2113030, which was published on 04/27/1998, IPC F28D 9/00, containing assembled into a block together with sealing gaskets by means of clamping elements through clamping plates

с фитингами, теплообменные пластины, включающие основную тепло-обменную часть, расположенную между двумя распределительно-коллекторными частями, и отверстия, расположенные в угловых частях распределительно-коллекторных частей, для обеспечения притока и оттока охлаждаемой или нагреваемой жидкости или пара, рифления для расположения герметизирующих прокладок, рифления теплообменной части, рифления распределительно-коллекторных частей, рифления вблизи отверстий.with fittings, heat transfer plates, including the main heat-exchange part located between the two distribution-collector parts, and openings located in the corner parts of the distribution-collector parts, to ensure the flow and outflow of the cooled or heated liquid or steam, corrugation for the location of the sealing gaskets , corrugation of the heat exchange part, corrugation of the distribution-collector parts, corrugation near the holes.

Недостатками наиболее близкого аналога являются: недостаточно выровненные гидродинамические параметры элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости в пространстве между соседними теплообменными пластинами по ширине пластины при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части, как следствие - недостаточно высокая эффективность теплообмена меду двумя средами. Раскрытие полезной моделиThe disadvantages of the closest analogue are: insufficiently aligned hydrodynamic parameters of the elementary volumes of the cooled or heated liquid in the space between adjacent heat exchanger plates along the width of the plate when they approach from the inlet through the distribution-collector part to the main heat exchange part, as a result, the heat exchange efficiency is not high enough between the two environments. Utility Model Disclosure

Традиционно изготовляемые пластины для пластинчатых теплообменников обычно имеют рифления вблизи отверстий не обеспечивающие различное гидродинамическое сопротивление по окружности отверстия. Такие пластины собранные совместно с герметизирующими прокладками в теплообменник, обеспечивают недостаточно высокую эффективность теплообмена меду двумя средами в связи с недостаточно выровненными гидродинамическими параметры элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости в пространстве между соседними теплообменными пластинами по ширине пластины при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части. В таких начальных условиях перемещение элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости по основной теплообменной части происходит с выравниванием гидродинамических параметров, в зависимости от расходов и давления, а также от направления движения жидкости в силовом поле тяжести, в различных пластинчатых теплообменниках от 1/3 до 1/2 длины пластины, что можно наблюдать при анализе отложений на пластинах, проработавших в теплообменниках достаточно длительное время. Анализ отложений на таких пластинах Traditionally manufactured plates for plate heat exchangers usually have corrugations near the holes that do not provide different hydrodynamic resistance around the circumference of the hole. Such plates assembled together with sealing gaskets in a heat exchanger provide insufficiently high efficiency of heat exchange between honey between two media due to insufficiently aligned hydrodynamic parameters of elementary volumes of cooled or heated liquid in the space between adjacent heat exchanger plates along the plate width when they approach from the inlet through the distribution-collector part to the main heat exchange part. In such initial conditions, the movement of elementary volumes of cooled or heated liquid along the main heat exchange part occurs with equalization of the hydrodynamic parameters, depending on the flow rate and pressure, as well as on the direction of fluid movement in the gravitational force field, in various plate heat exchangers from 1/3 to 1 / 2 plate lengths, which can be observed in the analysis of deposits on plates that have worked in heat exchangers for quite some time. Analysis of deposits on such plates

показывает более высокую интенсивность отложений в зоне основной теплообменной части со стороны входного отверстия и меньшую интенсивность с противоположной стороны. Ближе к выходному отверстию интенсивность отложений выравнивается. Неравномерность интенсивности отложений показывает недостаточно высокую эффективность использования основной теплообменной части у аналогов предлагаемого теплообменника.shows a higher intensity of deposits in the area of the main heat exchange part from the inlet side and lower intensity from the opposite side. Closer to the outlet, the sediment intensity is leveled off. The unevenness of the intensity of the deposits shows insufficiently high efficiency of the use of the main heat exchange part of the analogues of the proposed heat exchanger.

Задача полезной модели повысить эффективность теплообмена между двумя средами.The objective of the utility model is to increase the efficiency of heat transfer between two media.

Технические результаты полезной модели: выравнивание гидродинамических параметров элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости в пространстве между соседними теплообменными пластинами по ширине пластины при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части и повышение эффективности теплообмена меду двумя средами.Technical results of the utility model: alignment of the hydrodynamic parameters of the elementary volumes of a cooled or heated liquid in the space between adjacent heat exchange plates along the width of the plate when they approach from the inlet through the distribution-collector part to the main heat exchange part and increase the efficiency of heat transfer between two media.

Технические результаты достигаются тем, что пластинчатый теплообменник, включающий несколько, собираемых в блок совместно с герметизирующими прокладками посредством стягивающих элементов через прижимные пластины с фитингами, теплообменных пластин, содержащих основную теплообменную часть, расположенную между двумя распределительно-коллекторными частями, и отверстия, расположенные в угловых частях распределительно-коллекторных частей, для обеспечения притока и оттока охлаждаемой или нагреваемой жидкости или пара, рифления для расположения герметизирующих прокладок, рифления теплообменной части, рифления распределительно-коллекторных частей, края рифлений вблизи отверстий, противолежащие отверстиям, теплообменных пластин расположенных в сборе соосно с фитингами, по меньшей мере, одной прижимной пластины, выполнены с переменной пологостью - уменьшающейся от области наименьшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части к области наибольшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части, обеспечивая различное гидродинамическое сопротивление с увеличенным его значением в области наименьшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части и Technical results are achieved in that a plate heat exchanger comprising several assembled in a block together with sealing gaskets by means of tightening elements through pressure plates with fittings, heat exchange plates containing a main heat exchange part located between two distribution-collector parts, and openings located in the corner parts of distribution and collector parts, to ensure the inflow and outflow of a cooled or heated liquid or steam, corrugation for distribution the position of the sealing gaskets, the corrugation of the heat exchange part, the corrugation of the distribution manifold parts, the edges of the corrugations near the holes, the opposing holes, the heat transfer plates assembled coaxially with the fittings of at least one pressure plate, are made with a variable cavity - decreasing from the area of the smallest path from inlet to the main heat exchange part to the region of the largest path from the inlet to the main heat exchange part, providing various hydrodynamic resistance tance from its increased value in the smallest path from the inlet to the main heat transfer portion and

уменьшенным его значением в области наибольшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части с выравниванием параметров элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части.its reduced value in the region of the largest path from the inlet to the main heat exchange part with equalization of the elementary volumes of the cooled or heated liquid when they approach the inlet through the distribution-collector part to the main heat exchange part.

Технические результаты достигаются так же тем, что рифления теплообменных пластин вблизи отверстий выполнены с переменной пологостью в плане.Technical results are also achieved by the fact that the corrugations of the heat exchange plates near the holes are made with a variable flatness in plan.

Технические результаты достигаются так же тем, что рифления теплообменных пластин вблизи отверстий выполнены с переменной пологостью в профиль.Technical results are also achieved by the fact that the corrugations of the heat exchange plates near the holes are made with a variable cavity in the profile.

Технические результаты достигаются так же тем, что рифления соседних теплообменных пластин вблизи отверстий эквидистантны.Technical results are also achieved by the fact that the corrugations of adjacent heat exchanger plates near the holes are equidistant.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 представлена схема пластины пластинчатого теплообменника с герметизирующей прокладкой для прямого потока. На фиг.2 представлена схема пластины пластинчатого теплообменника с герметизирующей прокладкой для диагонального потока. На фиг.3 представлена схема рифления вблизи отверстий, которые выполнены с переменной пологостью.Figure 1 presents a diagram of a plate plate heat exchanger with a sealing gasket for direct flow. Figure 2 presents a diagram of a plate plate heat exchanger with a sealing gasket for diagonal flow. Figure 3 presents the diagram of the corrugation near the holes, which are made with a variable cavity.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Пластинчатый теплообменник включает собираемые посредством стягивающих элементов через прижимные пластины с фитингами несколько пластин 1 совместно с герметизирующими прокладками 2 в единый блок. Пластина 1, включает основную теплообменную часть 3, расположенную между двумя распределительно-коллекторными частями 4 и 5, и отверстия 6, 7, 8 и 9, расположенные в угловых частях 10, 11, 12 и 13 распределительно-коллекторных частей соответственно, рифления для расположения герметизирующих прокладок 14, рифления теплообменной части 15, рифления распределительно-коллекторных частей 16 и 17, рифления вблизи отверстий 18.The plate heat exchanger includes several plates 1 assembled by means of tightening elements through pressure plates with fittings 1 together with sealing gaskets 2 into a single unit. The plate 1 includes a main heat exchange part 3 located between the two distribution manifold parts 4 and 5, and holes 6, 7, 8 and 9 located in the corner parts 10, 11, 12 and 13 of the distribution manifold parts, respectively, of corrugation for arrangement sealing gaskets 14, corrugation of the heat exchange part 15, corrugation of the distribution manifold parts 16 and 17, corrugation near the holes 18.

Пластинчатый теплообменник работает следующим образом.Plate heat exchanger operates as follows.

Среды, которые обмениваются теплом (жидкость - жидкость, жидкость - пар) поступают через фитинги прижимных пластин во входные каналы теплообменника, образованные отверстиями, например, 6 Media that exchange heat (liquid - liquid, liquid - steam) enter through the fittings of the pressure plates into the inlet channels of the heat exchanger, formed by openings, for example, 6

и 8, нескольких пластин 1 совместно с герметизирующими прокладками 2. В случае если охлаждаемая среда поступает в отверстие 6, а нагреваемая - в отверстие 8 и герметизирующие прокладки 2 для прямого тока, то охлаждаемая среда, например, жидкость, проходя в пространстве, ограниченном двумя близлежащими пластинами 1 и герметизирующей прокладкой 2 через распределительную часть 4 пластины 1, затем через основную теплообменную часть 3 пластины 1 и коллекторную часть 5 пластины 1, обменявшись теплом через пластину 1 с нагреваемой средой, поступает через отверстие 7 пластины 1 в выходной канал, образованный отверстиями 7 нескольких пластин 1 совместно с герметизирующими прокладками 2. В это же время, нагреваемая среда, проходя в пространстве, ограниченном двумя близлежащими пластинами 1 и герметизирующей прокладкой 2 через распределительную часть 5 пластины 1, затем через основную теплообменную часть 3 пластины 1 и коллекторную часть 4 пластины 1, обменявшись теплом через ту же пластину 1 с охлаждаемой средой, поступает через отверстие 9 пластины 1 в выходной канал, образованный отверстиями 9 нескольких пластин 1 совместно с герметизирующими прокладками 2. При этом потоки обмениваемых теплом сред условно можно назвать параллельными противоточными.and 8, of several plates 1 together with the sealing gaskets 2. If the cooled medium enters the hole 6, and the heated medium goes into the hole 8 and the sealing gaskets 2 for direct current, then the cooled medium, for example, liquid, passing in a space bounded by two the nearby plates 1 and the sealing gasket 2 through the distribution part 4 of the plate 1, then through the main heat exchange part 3 of the plate 1 and the collector part 5 of the plate 1, exchanging heat through the plate 1 with a heated medium, flows through the hole 7 of the plate 1 into the outlet channel formed by the holes 7 of several plates 1 together with the sealing gaskets 2. At the same time, the heated medium passing in the space bounded by two adjacent plates 1 and the sealing gasket 2 through the distribution part 5 of the plate 1, then through the main heat exchange part 3 of the plate 1 and the collector part 4 of the plate 1, having exchanged heat through the same plate 1 with the medium to be cooled, enters through the opening 9 of the plate 1 into the outlet channel formed by the openings 9 how many plates 1 together with sealing gaskets 2. Moreover, the flows of heat exchanged media can conditionally be called parallel countercurrent.

В случае если охлаждаемая среда поступает в отверстие 6, а нагреваемая - в отверстие 9 и герметизирующие прокладки 2 для прямого тока, то охлаждаемая среда, например, жидкость, проходя в пространстве, ограниченном двумя близлежащими пластинами 1 и герметизирующей прокладкой 2 через распределительную часть 4 пластины 1, затем через основную теплообменную часть 3 пластины 1 и коллекторную часть 5 пластины 1, обменявшись теплом через пластину 1 с нагреваемой средой, поступает через отверстие 7 пластины 1 в выходной канал, образованный отверстиями 7 нескольких пластин 1 совместно с герметизирующими прокладками 2. В это же время, нагреваемая среда, проходя в пространстве, ограниченном двумя близлежащими пластинами 1 и герметизирующей прокладкой 2 через распределительную часть 4 пластины 1, затем через основную теплообменную часть 3 пластины 1 и коллекторную часть 5 пластины 1, обменявшись теплом через ту же пластину 1 с охлаждаемой If the cooled medium enters the hole 6, and the heated medium enters the hole 9 and the sealing gaskets 2 for direct current, then the cooled medium, for example, liquid, passing in the space bounded by two adjacent plates 1 and the sealing gasket 2 through the distribution part 4 of the plate 1, then through the main heat exchange part 3 of the plate 1 and the collector part 5 of the plate 1, exchanging heat through the plate 1 with a heated medium, enters through the opening 7 of the plate 1 into the outlet channel formed by the openings 7 several plates 1 together with the sealing gaskets 2. At the same time, the heated medium passing in the space bounded by two adjacent plates 1 and the sealing gasket 2 through the distribution part 4 of the plate 1, then through the main heat exchange part 3 of the plate 1 and the collector part 5 of the plate 1, exchanging heat through the same plate 1 with the cooled

средой, поступает через отверстие 8 пластины 1 в выходной канал, образованный отверстиями 8 нескольких пластин 1 совместно с герметизирующими прокладками 2. При этом потоки обмениваемых теплом сред условно можно назвать параллельными прямоточными.medium enters through the opening 8 of the plate 1 into the outlet channel formed by the openings 8 of several plates 1 together with the sealing gaskets 2. In this case, the flows of heat exchanged media can conditionally be called parallel direct-flow.

Использование герметизирующих прокладок 2 для диагонального потока позволяет создавать пластинчатый теплообменник как для последовательного прямоточного типа движения охлаждаемой и нагреваемой сред, так и для последовательного противоточного типа движения охлаждаемой и нагреваемой сред.The use of sealing gaskets 2 for diagonal flow allows you to create a plate heat exchanger both for a sequential direct-flow type of movement of a cooled and heated medium, and for a sequential countercurrent type of movement of a cooled and heated medium.

Использование герметизирующих прокладок 2 для диагонального потока и прямого потока позволяет создавать пластинчатый теплообменник многоходовой с частями: последовательного прямоточного, последовательного противоточного, параллельного прямоточного, параллельного противоточного типа движения охлаждаемой и нагреваемой сред.The use of sealing gaskets 2 for diagonal flow and direct flow allows you to create a multi-way plate heat exchanger with parts: sequential direct-flow, sequential counter-current, parallel direct-flow, parallel counter-current type of movement of the cooled and heated media.

В процессе теплообмена элементарные объемы жидкости, двигаясь из отверстия, например, 6 вдоль пластины 1, получают большее сопротивление движению в области наименьшего пути от отверстия 6 к основной теплообменной части 3 и меньшее в области наибольшего пути от отверстия 6 к основной теплообменной части 3. При этом обеспечивается выравнивание гидродинамических параметров элементарных объемов жидкости по ширине пластины 1 в пространстве, ограниченном близлежащими пластинами 1 и герметизирующей прокладкой 2, при их подходе от отверстия 6 через распределительную часть 4 к основной теплообменной части 3.In the process of heat transfer, the elementary volumes of liquid moving from the hole, for example, 6 along the plate 1, get more resistance to movement in the region of the smallest path from the hole 6 to the main heat exchange part 3 and less in the region of the greatest path from the hole 6 to the main heat exchange part 3. When This ensures the alignment of the hydrodynamic parameters of the elementary volumes of liquid across the width of the plate 1 in the space bounded by the adjacent plates 1 and the sealing gasket 2, when they approach from the hole 6 through h distribution part 4 to the main heat exchange part 3.

Изготовление пластин для пластинчатого теплообменника может быть осуществлено из известных материалов, например, из металлов известными способами, например, штамповкой. Изготовление герметизирующих прокладок для пластинчатого теплообменника может быть осуществлено из известных материалов, например, из резины известными способами, например, литьем и вулканизацией. Изготовление стягивающих элементов и прижимных пластин с фитингами может быть осуществлено из известных материалов, например, из металлов, известными способами. Сборка пластинчатого теплообменника может быть осуществлена известными способами.The manufacture of plates for a plate heat exchanger can be carried out from known materials, for example, from metals by known methods, for example, by stamping. The manufacture of sealing gaskets for a plate heat exchanger can be carried out from known materials, for example, rubber, by known methods, for example, casting and vulcanization. The manufacture of tightening elements and pressure plates with fittings can be carried out from known materials, for example, from metals, by known methods. The assembly of the plate heat exchanger can be carried out by known methods.

Claims

1. A plate heat exchanger comprising several assembled in a unit together with sealing gaskets by means of tightening elements through pressure plates with fittings of heat exchange plates containing a main heat exchange part located between two distribution-collector parts, and openings located in the corner parts of the distribution-collector parts, to ensure the influx and outflow of cooled or heated liquid or steam, corrugation for the location of the sealing gaskets, corrugated I of the heat exchange part, corrugation of the distribution-collector parts, corrugation near the holes, characterized in that the edges of the corrugations near the holes, opposite the holes of the heat transfer plates, assembled coaxially with the fittings of at least one pressure plate, are made with a variable cavity - decreasing from the region of the smallest path from the inlet to the main heat exchange part to the region of the largest path from the inlet to the main heat exchange part, providing a different hydrodynamic resistance with its increased value in the region of the smallest path from the inlet to the main heat exchange part and its reduced value in the region of the largest path from the inlet to the main heat exchange part with equalization of the elementary volume parameters of the cooled or heated liquid when they approach the inlet through the distribution-collector part to the main heat exchange part.

2. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the corrugation of the heat exchanger plates near the holes is made with a variable canopy in plan.

3. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the corrugation of the heat exchanger plates near the holes is made with a variable cavity in the profile.

4. The heat exchanger according to claim 1, characterized in that the corrugations of adjacent heat transfer plates near the holes are equidistant.