UA27878U

UA27878U - Plate-finned heat exchanger

Info

Publication number: UA27878U
Application number: UAU200613868U
Authority: UA
Inventors: Viacheslav Mykola Radziievskyi; Oleksandr Maksymovych Lavrenko; Pavlo Yevhenovych Zharkov; Gennadii Grygorovych Tkachenko; Oleksandr Mykhailovych Kotov
Original assignee: Відкрите Акціонерне Товариство "Науково-Виробниче Акціонерне Товариство "Вндікомпресормаш"
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2007-11-26

Abstract

A plate-finned heat exchanger has sections with channels for displacement of medium being cooled with crimped strips placed there, made of metal gauze. Each crossing of the gauze made of metal wire has coating and soldered joint.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Запропонована корисна модель належить до пластинчато-ребристих теплообмінних апаратів для 2 охолодження рідини або газу.The proposed useful model belongs to plate-fin heat exchangers for 2 liquid or gas cooling.

Відомі пластинчато-ребристі теплообмінники, що складаються із пакету пластин і розміщених між ними гофрованих вставок з металевої стрічки або сітки. Вставки застосовуються окремо або в композиції. Сітка відіграє роль теплообмінної поверхні і турбулізатора потоку середовища, що значно збільшує ефективність теплообміну. 70 Недоліком теплообмінників з вставками із сітки є те, що вони забезпечують меншу, ніж вставки із стрічки, міцність каналів.Plate-fin heat exchangers are known, consisting of a package of plates and corrugated inserts made of metal tape or mesh placed between them. Inserts are used separately or in a composition. The grid plays the role of a heat exchange surface and a turbulator of the medium flow, which significantly increases the efficiency of heat exchange. 70 The disadvantage of heat exchangers with mesh inserts is that they provide less channel strength than tape inserts.

Найбільш близьким до запропонованого є теплообмінник по деклараційному патенту України на винахідThe heat exchanger according to the declaratory patent of Ukraine for the invention is the closest to the proposed one

Мо56529А, що містить секції з каналами для переміщення охолоджуваного середовища з розміщеними в них гофрованими стрічками із металевої сітки, які складені із штампованих і плоских листових деталей із отворами, 12 для утворення під час високотемпературного паяння каналів і колекторів. Крім того, він має в місці розташування колектора герметизуючи вставки і кільця, а в каналах вставки із гофрованої стрічки і сітки, яка розташована також навколо і безпосередньо в отворах колекторів для з'єднання штампованих деталей між собою. Вставки із сітки турбулізують струмінь охолоджуваної рідини чи газу і регулюють швидкість струменя в кожному каналі залежно від його віддалення від вхідного патрубка. Це досягається вибором довжини вставки із сітки розміщеної у вхідному колекторі. В каналах, що мають значну довжину, гофровані вставки із стрічки складаються з окремих частин рівної (або різної) довжини, між якими розміщені вставки із гофрованої сітки.Мо56529А, containing sections with channels for moving the cooled medium with placed in them corrugated tapes of metal mesh, which are composed of stamped and flat sheet parts with holes, 12 to form during high-temperature soldering of channels and collectors. In addition, it has sealing inserts and rings in the location of the collector, and in the channels inserts from corrugated tape and mesh, which is also located around and directly in the holes of the collectors for connecting stamped parts to each other. Grid inserts turbulate the jet of cooled liquid or gas and regulate the speed of the jet in each channel depending on its distance from the inlet nozzle. This is achieved by choosing the length of the insert from the mesh placed in the inlet manifold. In channels of considerable length, corrugated tape inserts consist of separate pieces of equal (or different) length, between which are placed corrugated mesh inserts.

Недоліком такого теплообмінника є те, що вставка із сітки має паяне з'єднання тільки з листами каналу.The disadvantage of such a heat exchanger is that the mesh insert has a soldered connection only with the channel sheets.

Розміри каналів пластинчато-ребристих теплообмінників дозволяють застосувати для виготовлення вставок металеву сітку, плетену із тонкого (0,2-0,5мм) дроту. При високотемпературному паянні теплообмінника вставка із сітки з'єднується з металевими листами каналів тільки в містах їх контакту. Перехрестя дроту сітки в з'єднань не має. При навантаженні зігнутий при плетінні сітки дріт вирівнюється, що обумовлює деформацію каналу і теплообмінника в цілому. Крім того, при відсутності з'єднань в перехрестях кожна дротина сітки навантажується окремо. Дроти, розташовані в перпендикулярному напрямку, навантаження не сприймають. До того ж, в наслідок деформації дроту, розташованого в перпендикулярному напрямку і його забрудненні, вони со вилучаються з теплообмінного процесу. чаThe dimensions of the channels of plate-fin heat exchangers allow the use of a metal mesh woven from thin (0.2-0.5 mm) wire for the manufacture of inserts. During high-temperature soldering of the heat exchanger, the grid insert is connected to the metal sheets of the channels only in the cities of their contact. The intersection of the grid wire in the connections does not have. Under load, the wire bent during the weaving of the mesh is straightened, which causes the deformation of the channel and the heat exchanger as a whole. In addition, if there are no connections at the intersections, each wire of the grid is loaded separately. Wires located in a perpendicular direction do not perceive the load. In addition, due to the deformation of the wire located in the perpendicular direction and its contamination, they are also removed from the heat exchange process. Cha

Для запобігання корозійного руйнування гофрованих вставок, використовують сітку із нержавіючої сталі, яка наряду з високою вартістю після високотемпературного паяння має низьку міцність і тому доцільно со застосовувати сітку, плетену з міцного дроту із вуглецевої сталі, захищену від корозійного руйнування ча металевим покриттям. 3о Задачею запропонованого технічного рішення є створення конструкції теплообмінника, який є міцним і буде сч мати підвищену надійність незалежно від матеріалу сітки.To prevent corrosion destruction of corrugated inserts, a stainless steel mesh is used, which, along with high cost after high-temperature soldering, has low strength, and therefore it is advisable to use a mesh woven from strong carbon steel wire, protected from corrosion destruction by a metal coating. 3o The task of the proposed technical solution is to create a design of a heat exchanger that is strong and will have increased reliability regardless of the mesh material.

Поставлена задача вирішується тим, що в пластинчато-ребристому теплообміннику, що містить секції з каналами для переміщення охолоджуваного середовища з розміщеними в них гофрованими стрічками із « металевої сітки, з утворенням перехрестів, які складені із штампованих і плоских листових деталей із З 50 отворами, для утворення під час високотемпературного паяння каналів і колекторів, відповідно до корисної с моделі, що заявляється, кожне перехрестя сітки, плетеної з металевого дроту, має паяне з'єднання. ПаяніThe problem is solved by the fact that in a plate-fin heat exchanger containing sections with channels for moving the cooled medium with corrugated strips of metal mesh placed in them, with the formation of intersections, which are composed of stamped and flat sheet parts with C 50 holes, for formation during high-temperature soldering of channels and collectors, according to the useful model claimed, each intersection of the grid woven from metal wire has a soldered connection. soldered

Із» з'єднання перехресть входять до складу зносостійкого корозійностійкого покриття на дроті сітки. Покриття має склад, який забезпечує перехід його в розплавлений стан при температурі паяння теплообмінника. Покриття має склад і товщину, з можливістю формування паяних з'єднань на перехрестях дроту і в контакті його з листами каналу. о Для цього запропонований теплообмінник, як і відомий, складений із штампованих і плоских листових -І деталей з вставками із гофрованої сітки, має паяні з'єднання кожного перехрестя і захисне покриття на всій поверхні дроту."Iz" cross connections are part of the wear-resistant corrosion-resistant coating on the mesh wire. The coating has a composition that ensures its transition into a molten state at the heat exchanger's soldering temperature. The coating has a composition and thickness, with the possibility of forming solder joints at the intersections of the wire and in contact with the channel sheets. o For this purpose, the proposed heat exchanger, like the known one, is composed of stamped and flat sheet-I parts with corrugated mesh inserts, has soldered connections at each intersection and a protective coating on the entire surface of the wire.

Со До того, відповідно з запропонованим, паяні з'єднання входять до складу покриття. -І 20 До того, відповідно з запропонованим, склад покриття забезпечує його утворення і перехід в розплавлений стан при температурі паяння теплообмінника. со До того, відповідно з запропонованим, склад і товщина покриття забезпечує не тільки формування з'єднань перехресть і захисного шару на поверхні, але і з'єднання дроту сітки з листом каналу.In addition, in accordance with the proposed, soldered joints are part of the coating. -And 20 In addition, in accordance with the proposed, the composition of the coating ensures its formation and transition to the molten state at the temperature of the soldering of the heat exchanger. In addition, in accordance with the proposed, the composition and thickness of the coating ensures not only the formation of cross joints and a protective layer on the surface, but also the connection of the mesh wire with the channel sheet.

До того, відповідно з запропонованим, паяння з'єднань перехресть дозволяє не вилучати дріт сітки з 25 теплообмінного процесу. с Конструкція теплообмінника пояснюється кресленням.In addition, in accordance with the proposed, soldering of cross connections allows not to remove the grid wire from the 25 heat exchange process. c The design of the heat exchanger is explained by the drawing.

На кресленні 1 - вигляд спереду і збоку пластинчато-ребристого теплообмінника На кресленні 2 - вигляд з'єднань перехресть сітки пластинчато-ребристого теплообмінникаIn drawing 1 - a front and side view of a plate-fin heat exchanger In drawing 2 - a view of the cross-connections of the grid of a plate-fin heat exchanger

Теплообмінник складається із плоских і штампованих деталей із металевого листа 1, 2 з розміщеними в 60 каналах (на показані) для охолоджуваного середовища вставок із гофрованої сітки 3. В каналах для охолоджуючого повітря розміщені вставки із гофрованої металевої стрічки 4. Дротини сітки із захисним покриттям З в перехрестях і в контакті з листами 1,2 мають паяні з'єднання 5. (Фіг.1 і Фіг.2).The heat exchanger consists of flat and stamped metal sheet parts 1, 2 with corrugated mesh inserts placed in 60 channels (as shown) for the cooled medium 3. Corrugated metal tape inserts are placed in the cooling air channels 4. Mesh wires with a protective coating C at the intersections and in contact with sheets 1,2 have soldered connections 5. (Fig. 1 and Fig. 2).

Приклад. Виготовили в лабораторно-промислових умовах охолоджувач масла, складений із 30 каналів для бо переміщення охолоджуваного мастила. Розмір перетину каналу Зхбомм. Довжина каналу боО0мм. Товщина листів і жолобів із сталі Ст3 складає О,8мм. В каналі розміщені вставки із гофрованої сітки з розміром вічка 1,4х1,4 із сталевого дроту марки Сталь 20 діаметром 0,4мм. Вставка із сітки попередньо покрита пастоподібною сумішшю із мілко дисперсних порошків Мі, Ст, Зі, В, взятих у пропорції по вазі 70-30-5-595. Суміш порошків створює пасту за допомогою водно-спиртового розчину бентоніту. Після випаровування води і спирту на поверхні залишається шар суміші порошків. Яка розплавляється при нагріві в вакуумі при температурі, близькій до температури плавлення міді.Example. An oil cooler composed of 30 channels for the movement of cooled lubricant was produced in laboratory and industrial conditions. The size of the cross-section of the Zhbomm channel. The length of the channel is 00 mm. The thickness of sheets and gutters made of St3 steel is 0.8 mm. In the channel there are inserts made of corrugated mesh with a mesh size of 1.4x1.4 made of Steel 20 steel wire with a diameter of 0.4 mm. The grid insert is pre-coated with a paste-like mixture of finely dispersed powders Mi, St, Zi, B, taken in a proportion by weight of 70-30-5-595. A mixture of powders creates a paste using a water-alcohol solution of bentonite. After evaporation of water and alcohol, a layer of a mixture of powders remains on the surface. Which melts when heated in a vacuum at a temperature close to the melting temperature of copper.

Між робочими каналами в перпендикулярному напрямку розміщена вставка висотою бмм із гофрованої стрічки товщиною 0,15мм із сталі 12Х18Н9. Вставка створює канали для охолоджуючого повітря, яке навівається /о вентилятором.Between the working channels in the perpendicular direction, there is an insert with a height of 0.15 mm from corrugated steel 12X18N9. The insert creates channels for cooling air, which is blown in by a fan.

Зібрані деталі з'єднані паянням в вакуумній печі. В якості припою застосовувалась мідна фольга товщиноюThe assembled parts are connected by soldering in a vacuum oven. Thick copper foil was used as solder

ЗОмкм. Під час паяння суміш із мілко дисперсних порошків Мі, Ст, 5і, В при контактній взаємодії розплавилась при температурі х 10409 створивши зносостійке корозійностійке захисне покриття з металу типу колмоной, водночас під дією капілярних сил утворивши паяне з'єднання перехресть дроту сітки.ZOmkm. During soldering, a mixture of finely dispersed Mi, St, 5i, B powders melted at a temperature of x 10409 during contact interaction, creating a wear-resistant corrosion-resistant protective coating of metal of the kolmono type, at the same time, under the action of capillary forces, forming a soldered connection of the mesh wire cross.

До паяного пакету деталей теплообмінника приєднані за допомогою дугового зварювання колектори.Collectors are connected to the soldered package of heat exchanger parts by means of arc welding.

Паяний масло охолоджувач випробувано тиском 8МПа на міцність і щільність. В робочому режимі теплообмінник випробуваний при охолодженні мастила з температури 10492С до 76беС під тиском 0,9МПа.The brazed oil cooler was tested with a pressure of 8 MPa for strength and density. In the operating mode, the heat exchanger was tested by cooling the lubricant from a temperature of 10492C to 76beC under a pressure of 0.9MPa.

Результати випробувань визнані задовільними.The test results are recognized as satisfactory.

Ф ормула винаходу 1. Теплообмінник пластинчато-ребристий, що містить секції з каналами для переміщення охолоджуваного середовища з розміщеними в них гофрованими стрічками із металевої сітки, який відрізняється тим, що кожне ов перехрестя сітки, плетеної з металевого дроту, має покриття і має паяне з'єднання. 2. Теплообмінник пластинчато-ребристий за п. 1, який відрізняється тим, що покриття виготовлено із о) дрібнодисперсних порошків Мі, Ст, Зі, В типу колмоной. 3. Теплообмінник пластинчато-ребристий за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що паяні з'єднання перехресть входять до складу зносостійкого корозійностійкого покриття на дроті сітки. со 4. Теплообмінник пластинчато-ребристий за одним із пп. 1-3, який відрізняється тим, що покриття має склад, який забезпечує перехід його в розплавлений стан при температурі паяння теплообмінника. - 5. Теплообмінник пластинчато-ребристий за одним із пп. 1-4, який відрізняється тим, що покриття має склад со і товщину, що забезпечують формування паяних з'єднань на перехрестях дроту і в контакті його з листами каналу. - 6. Теплообмінник пластинчато-ребристий за одним із пп. 1-5, який відрізняється тим, що перехрестя с встановлені з можливістю забезпечення теплообміну всієї гофрованої сітки. - . и? іме) -і (ее) -іFormula of the invention 1. A plate-fin heat exchanger containing sections with channels for moving the cooled medium with corrugated strips of metal mesh placed in them, which is distinguished by the fact that each intersection of the mesh woven from metal wire has a coating and is soldered with unity 2. Plate-ribbed heat exchanger according to item 1, which is characterized by the fact that the coating is made of o) finely dispersed powders Mi, St, Zi, B of the Kolmonoy type. 3. Plate-fin heat exchanger according to paragraph 1, 2, which is distinguished by the fact that the soldered joints of the cross are part of the wear-resistant corrosion-resistant coating on the mesh wire. so 4. Plate-fin heat exchanger according to one of paragraphs 1-3, which differs in that the coating has a composition that ensures its transition to a molten state at the heat exchanger's soldering temperature. - 5. Plate-finned heat exchanger according to one of paragraphs 1-4, which is distinguished by the fact that the coating has a composition and thickness that ensure the formation of solder joints at the intersections of the wire and in its contact with the channel sheets. - 6. The plate-fin heat exchanger according to one of paragraphs 1-5, which differs in that the intersections are installed with the possibility of ensuring heat exchange of the entire corrugated grid. - and? ime) -i (ee) -i

ІЧ е) 60 б5IR e) 60 b5