ЭЛЕМЕНТ ОРОСИТЕЛЯ ГРАДИРНИ Российский патент 2005 года по МПК F28F25/08 

Изобретение относится к теплообменным аппаратам и может быть использовано в градирнях.

Известны различные элементы оросителя градирни, содержащие пластину, в которой выполнены отверстия (Патент США № 3647191, В 01 F 3/04, опубл. 07.03.72; Патент США № 4133851, В 01 F 3/04, опубл. 09.01.79; Патент США № 4557878, В 01 F 3/04, опубл. 10.12.85; Патент США № 4576764, В 01 F 3/04, опубл. 18.03.86; Патент США № 4578227, В 01 F 3/04, опубл. 25.03.86).

Элементы оросителя градирни устанавливаются в ячейках сетки подряд по рядам или в шахматном порядке. Обычно сетка имеет различные размеры ячеек, которые определяются формой и размерами элементов оросителя.

Так, в патенте США № 3647191 пластина выгнута под углом в ее поперечном сечении внутрь, а ее концы изогнуты в противоположные стороны под прямым углом.

В патенте США № 4133851 пластина выполнена плоской, а вдоль ее продольной оси выполнено в виде сплошной полосы ребро жесткости.

В патенте США № 4557878 пластина выгнута под углом, а внутри угла расположено продольное ребро жесткости.

В патенте США № 4576764 продольное ребро жесткости образовано за счет изгиба плоской пластины вдоль продольной оси под углом наружу, а противоположные концы пластины загнуты внутрь.

В патенте США № 4578227 ребро жесткости образовано за счет изгиба пластины вдоль продольной оси под двумя прямыми углами с образованием П-образного выступа.

Многообразие используемых элементов оросителей градирни, выпускаемых разными фирмами, различных используемых размеров ячеек сетки делает затруднительным ремонт оросителя и требует для обеспечения эффективного теплообмена изготовления новых элементов с формой и с размерами, соответствующими внутренним габаритным размерам ячеек сетки.

Наиболее близким является элемент оросителя градирни, содержащий пластину, выполненную вдоль ее продольной оси выгнутой формы, ребра жесткости, выполненные посредством изгибов пластины и расположенные на противоположных продольных краях пластины, причем ребра жесткости выполнены в поперечном сечении с С-образным профилем и их выпуклость обращена в направлении выгнутости пластины, отверстия, выполненные в пластине в области ее выгнутой формы. (Патент США № 3389895, 261-111, опубл. 24.01.67).

В этом техническом решении пластина, снабженная ребрами жесткости, выполнена выгнутой под углом. В описании к патенту показаны и другие альтернативные формы выполнения элемента: с изгибом противоположных продольных краев пластины под прямыми углами, с выгнутостью пластины по дуге окружности, с выгнутостями в форме двух гофр, но эти другие варианты исполнены без ребер жесткости. Поэтому ближайшим к заявленному является основной вариант выполнения устройства по патенту США № 3389895 с двумя ребрами жесткости.

Ограничением этого устройства, так же как и предыдущих, является невозможность использования этого элемента для обеспечения ремонта оросителей для различных типов и номенклатуры градирен с обеспечением эффективных технико-эксплуатационных характеристик.

Решаемая изобретением задача - создание элемента, который имеет эффективные технико-эксплуатационные характеристики и способен использоваться в различных оросителях.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - повышение качества элемента и улучшение ремонтопригодности для различной номенклатуры оросителей градирен.

Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата элемент оросителя градирни содержит пластину, выполненную вдоль ее продольной оси выгнутой формы, при этом пластина в поперечном сечении выгнута по дуге и выполнена из материала, обеспечивающего возможность сгибания пластины вдоль ее продольной оси, ребра жесткости, выполненные посредством изгибов пластины и расположенные на противоположных продольных краях пластины, причем ребра жесткости выполнены в поперечном сечении с С-образным профилем и их выпуклость обращена в направлении выгнутости пластины, отверстия, выполненные в пластине в области ее выгнутой формы, согласно изобретению отношение ширины S пластины с ее ребрами жесткости к выгнутости V пластины выбрано в пределах 12≤S/V≤50, а отношение радиуса R выгнутости выгнутой формы пластины к радиусу r С-образного профиля ребра жесткости выбрано в пределах 25≤R/r≤60. Пластина выполнена из пластика или из металла. Величина выгнутости пластины выбрана меньшей, чем величина изгиба ребра жесткости. Отверстия выполнены круглой, и/или овальной, и/или треугольной, и/или прямоугольной, и/или многоугольной формы. Элемент оросителя градирни содержит, по крайней мере, еще одну пластину, при этом габаритный размер С-образного профиля ребра жесткости на одном краю пластин выполнен большим, чем габаритный размер С-образного профиля ребра жесткости на другом краю пластин, с возможностью соединения двух пластин посредством размещения одного ребра жесткости одной пластины внутри другого ребра жесткости другой пластины.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшими вариантами его выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры.

Фиг.1 изображает элемент, вид сверху;

Фиг.2 - то же, что фиг.1, поперечное сечение;

Фиг.3 - то же, что фиг.1, вид снизу;

Фиг.4 - элемент, выполненный из двух пластин, поперечное сечение;

Фиг.5 - элемент, выполненный из одной пластины и дополнительно изогнутый вдоль продольной оси, поперечное сечение;

Фиг.6 - элемент, выполненный из двух дополнительно изогнутых пластин, поперечное сечение;

Фиг.7 - расположение элемента на фиг.2 в ячейках сетки оросителя, вариант со сплошными рядами;

Фиг.8 - то же, что фиг.7, вариант шахматного порядка;

Фиг.9 - вариант установки элемента с максимальными габаритными размерами ячейки сетки;

Фиг.10 то же, что фиг.9, с меньшими габаритными размерами ячейки сетки, чем на фиг.9;

Фиг.11 - то же, что фиг.9, с меньшими габаритными размерами ячейки сетки, чем на фиг.10;

Фиг.12 - вариант установки элемента с минимальными габаритными размерами ячейки сетки.

Элемент оросителя градирни (фиг.1-3) содержит пластину 1, выполненную вдоль ее продольной оси выгнутой формы. Ребра 2 жесткости выполнены посредством изгибов пластины 1 и расположены на ее противоположных продольных краях. Ребра 2 выполнены в поперечном сечении с С-образным профилем и их выпуклость обращена в направлении выгнутости пластины 1. Отверстия 3 выполнены в пластине 1 в области ее выгнутости. Пластина 1 в поперечном сечении выполнена выгнутой по дуге из материала, обеспечивающего возможность сгибания пластины вдоль ее продольной оси (фиг.4-5), преимущественно в направлении выгнутости пластины 1.

Могут быть использованы различные конструкционные материалы. Пластина 1 может быть выполнена из пластика. Пластина 1 может быть выполнена из металла, например из нержавеющей стали или из алюминия.

Величина выгнутости V (прогнутости) пластины 1 выбрана меньшей, чем величина изгиба W ребра 2 жесткости так, чтобы не в согнутом состоянии ребра жесткости возвышались над выгнутостью пластины 1 (фиг.2).

Отношение ширины S пластины с ее ребрами жесткости к выгнутости V пластины 1 может быть выбрано в достаточно широких пределах 12≤S/V≤50 (фиг.2).

Отношение радиуса R выгнутости выгнутой формы пластины 1 к радиусу r С-образного профиля ребра 2 может быть выбрано в пределах 25≤R/r≤60 (фиг.2).

Отверстия выполнены круглой, и/или овальной, и/или треугольной, и/или прямоугольной, и/или многоугольной формы (фиг.1, 3).

Элемент может быть выполнен, по меньшей мере, из двух пластин 1 (фиг.4 и 6). Габаритный (внутренний) размер С-образного профиля ребра 2 на одном краю пластины 1 выполнен большим, чем габаритный (внешний) размер С-образного профиля ребра жесткости на другом краю пластины 1. За счет этого обеспечивается возможность соединения двух пластин 1 посредством размещения одного ребра 2 жесткости одной пластины 1 внутри другого ребра 2 жесткости другой пластины 1.

Работа элемента оросителя градирни поясняется с помощью фигур 7-12.

Пластины 1 могут быть размещены в соответствующих им по габаритам ячейках сетки 4 оросителя сплошными рядами по вертикали и горизонтали (фиг.7) или в шахматном порядке (фиг.8). За счет использования пластины 1 в поперечном сечении выгнутой по дуге происходит проникновение капель жидкости через отверстия 3 при ее растекании по поверхности пластины 1.

Поскольку габаритный (внутренний) размер С-образного профиля ребра 2 на одном краю пластины 1 выполнен большим, чем габаритный (внешний) размер С-образного профиля ребра 2 на другом краю пластины 1, с возможностью соединения двух пластин 1 посредством размещения одного ребра 2 одной пластины 1 внутри другого ребра 2 другой пластины 1 (фиг.4), то можно наращивать поперечные размеры элемента. Если ороситель имеет крепежную сетку 4 с ячейками, имеющими максимальные габариты, то нужно использовать две (и более) пластины 1 в одной ячейке сетки 4 (фиг.9).

Однако габаритные размеры ячейки сетки 4 могут быть не пропорциональны габаритным поперечным размерам пластины 1. Так как пластина 1 выполнена из материала, обеспечивающего возможность сгибания пластины 1 вдоль ее продольной оси (в других направлениях сгибанию пластины 1 препятствуют ребра 2 жесткости), то простым сгибанием пластин 1 удается подогнать размеры элементов под размеры ячейки сетки 4 (фиг.10). Дополнительно согнутая пластина(ы) 1 находится в напряженном состоянии, что увеличивает ее (их) жесткость и препятствует каким-либо изгибам и деформации в сборке. Выгнутость V каждой пластины 1 дополнительно увеличивается и поскольку пластина 1 выгнута по дуге, то улучшается растекание жидкости по поверхности пластин 1.

При соответствии поперечных размеров пластины 1 с ребрами 2 жесткости размерам ячейки сетки 4 (фиг.11) используется только одна пластина 1, устанавливаемая в ячейке. Ребра жесткости препятствуют деформации пластины.

Если габаритные размеры ячейки сетки 4 меньше поперечных габаритных размеров пластины 1, то пластину 1 дополнительно сгибают вдоль ее продольной оси в направлении выгнутости пластины 1 и устанавливают соответствующим образом в ячейку (фиг.12).

Таким образом, конструкция элемента позволяет использовать его для любых размеров ячеек сеток 4 оросителя градирни, при этом выполнение пластины 1 в поперечном сечении выгнутой по дуге не препятствует ее дополнительному сгибанию в продольном направлении и сохраняет жесткость конструкции. Использование выгнутости пластины 1 по дуге позволяет обеспечить равномерность проникновения капель жидкости через отверстия 3 по всей поверхности пластины, что улучшает технико-эксплуатационные характеристики устройства.

Величина выгнутости V пластины 1 выбрана меньшей, чем величина изгиба W ребра 2 жесткости в ненапряженном состоянии, что облегчает подгонку размеров элемента для различных типоразмеров ячеек сетки 4. Дополнительно подогнуть пластину 1 в сторону ее выгнутости всегда легче, чем, например, ее выгнуть в противоположном направлении, а для достаточно жестких пластиков или нержавеющих сталей выгнуть пластину 1 после ее формовки в обратном направлении практически невозможно. При этом пластина 1 при ее дополнительном сгибании и установке в ячейке сетки 4, как отмечалось ранее, находится в напряженном состоянии, что дополнительно препятствует ее нежелательным изгибам под действием сил тяжести.

Для того, чтобы можно было дополнительно увеличить интервал использования элемента из одной пластины 1 в разных по габаритам ячейках сетки 4, отношение ширины S пластины 1 с ребрами 2 жесткости к выгнутости V пластины выбрано в пределах 12≤S/V≤50.

Радиус r С-образного профиля ребра 2 жесткости выбран значительно большим, чем радиус ребра жесткости ближайшего аналога для того, чтобы увеличить жесткость пластины 1, поскольку она в заявленном техническом решении выгнута по дуге, а не под углом, а угол в известном аналоге придает дополнительную жесткость элементу. Поэтому в заявленном техническом решении требуется придание большей устойчивости к противодействию деформациям пластины 1. Отношение радиуса R выгнутости выгнутой формы пластины 1 к радиусу r С-образного профиля ребра 2 жесткости может быть выбрано в пределах 25≤R/r≤60.

Форма и размеры отверстий 3 не являются принципиальными и могут быть выбраны в их поперечном сечении исходя из технических характеристик оросителя круглой, овальной, треугольной, прямоугольной, многоугольной формы (например, в виде правильного многоугольника, креста, звезды и т.п. (фиг.1, 3).

Таким образом, заявленный элемент позволяет обеспечить его ремонтопригодность для любых оросителей градирен, использующих для крепления пластин 1 сетки 4, а также улучшить его технико-эксплуатационные характеристики за счет устойчивости растекания жидкости по поверхности пластины дугообразной формы и препятствию к деформации элемента в процессе эксплуатации.

Наиболее успешно заявленный элемент оросителя градирни промышленно применим в теплообменных аппаратах с горизонтальным расположением пластин.

Изобретение относится к теплообменным устройствам. Элемент оросителя градирни содержит пластину, выполненную вдоль ее продольной оси выгнутой формы, при этом пластина в поперечном сечении выгнута по дуге и выполнена из материала, обеспечивающего возможность сгибания пластины вдоль ее продольной оси, ребра жесткости, выполненные посредством изгибов пластины и расположенные на противоположных продольных краях пластины, причем ребра жесткости выполнены в поперечном сечении r С-образным профилем и их выпуклость обращена в направлении выгнутости пластины, отверстия, выполненные в пластине в области ее выгнутой формы. Отношение ширины S пластины с ее ребрами жесткости к выгнутости V пластины выбрано в пределах 12 ≤ S/V ≤ 50, а отношение радиуса R выгнутости выгнутой формы пластины к радиусу r С-образного профиля ребра жесткости выбрано в пределах 25 ≤ R/r ≤ 60. Пластина выполнена из пластика или из металла. Величина выгнутости пластины выбрана меньшей, чем величина изгиба ребра жесткости. Отверстия выполнены круглой, и/или овальной, и/или треугольной, и/или прямоугольной, и/или многоугольной формы. Элемент оросителя градирни содержит, по крайней мере, еще одну пластину, при этом габаритный размер С-образного профиля ребра жесткости на одном краю пластин выполнен большим, чем габаритный размер С-образного профиля ребра жесткости на другом краю пластин, с возможностью соединения двух пластин посредством размещения одного ребра жесткости одной пластины внутри другого ребра жесткости другой пластины. Изобретение позволяет повысить технико-эксплуатационные характеристики элемента оросителя и улучшить его ремонтопригодность. 5 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Элемент оросителя градирни, содержащий пластину, выполненную вдоль ее продольной оси выгнутой формы, при этом пластина в поперечном сечении выгнута по дуге и выполнена из материала, обеспечивающего возможность сгибания пластины вдоль ее продольной оси, ребра жесткости, выполненные посредством изгибов пластины и расположенные на противоположных продольных краях пластины, причем ребра жесткости выполнены в поперечном сечении с С-образным профилем и их выпуклость обращена в направлении выгнутости пластины, отверстия, выполненные в пластине в области ее выгнутой формы, отличающийся тем, что отношение ширины S пластины с ее ребрами жесткости к выгнутости V пластины выбрано в пределах 12 ≤ S/V ≤ 50, а отношение радиуса R выгнутости выгнутой формы пластины к радиусу r С-образного профиля ребра жесткости выбрано в пределах 25 ≤ R/r ≤ 60.2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что пластина выполнена из пластика.3. Элемент по п.1, отличающийся тем, что пластина выполнена из металла.4. Элемент по п.1, отличающийся тем, что величина выгнутости пластины выбрана меньшей, чем величина изгиба ребра жесткости.5. Элемент по п.1, отличающийся тем, что отверстия выполнены круглой, и/или овальной, и/или треугольной, и/или прямоугольной, и/или многоугольной формы.6. Элемент по п.1, отличающийся тем, что он содержит, по крайней мере, еще одну пластину, при этом габаритный размер С-образного профиля ребра жесткости на одном краю пластин выполнен большим, чем габаритный размер С-образного профиля ребра жесткости на другом краю пластин, с возможностью соединения двух пластин посредством размещения одного ребра жесткости одной пластины внутри другого ребра жесткости другой пластины.