ПЛАСТИНА ПЛАСТИНЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННИКА Российский патент 2009 года по МПК F28F3/00 

Область техники

Изобретение относится к элементам пластинчатых теплообменников, через которые происходит теплообмен между двумя средами (жидкостями или паром и жидкостью), собираемыми совместно с герметизирующими прокладками в блок, предназначенным для разделения нагреваемой и охлаждаемой сред, которые располагаются по обе стороны пластины.

Уровень техники

Аналогом предлагаемой пластины можно считать изделие, описанное в патенте США №4678030, который опубликован 07.07.1987 г., МПК F28D 9/00. Аналог содержит основную теплообменную часть, расположенную между двумя распределительно-коллекторными частями, отверстия, расположенные в угловых частях распределительно-коллекторных частей, рифления для расположения герметизирующих прокладок, рифления теплообменной части, рифления распределительно-коллекторных частей, рифления вблизи отверстий.

Недостатками аналога являются: недостаточно выровненные гидродинамические параметры элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости 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.

Наиболее близким аналогом для предлагаемой пластины можно считать пластину, описанную в патенте РФ №2110030, который опубликован 27.04.1998 г., МПК F28D 9/00, включающую основную теплообменную часть, расположенную между двумя распределительно-коллекторными частями, отверстия, расположенные в угловых частях распределительно-коллекторных частей, рифления для расположения герметизирующих прокладок, рифления теплообменной части, рифления распределительно-коллекторных частей, рифления вблизи отверстий.

Недостатками наиболее близкого аналога являются: недостаточно выровненные гидродинамические параметры элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости 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 изобретения

Традиционно изготовляемые пластины для пластинчатых теплообменников обычно имеют рифления распределительно-коллекторных частей, не обеспечивающие различное гидродинамическое сопротивление. Такие пластины, собранные совместно с герметизирующими прокладками в теплообменник, обеспечивают недостаточно высокую эффективность теплообмена меду двумя средами в связи с недостаточно выровненными гидродинамическими параметрами элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости 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 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 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 предлагаемой пластины.

Задача изобретения - повысить эффективность теплообмена между двумя средами.

Технические результаты изобретения: выравнивание гидродинамических параметров элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости по ширине пластины при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части и повышение эффективности теплообмена меду двумя средами.

Технические результаты достигаются тем, что пластина пластинчатого теплообменника, собираемая совместно с герметизирующими прокладками в блок, включает 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 вблизи отверстий, рифления распределительно-коллекторных частей, выполненные таким образом, чтобы обеспечить различное гидродинамическое сопротивление с увеличенным его значением в области наименьшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части и уменьшенным его значением в области наибольшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части с выравниванием гидродинамических параметров элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части.

Технические результаты достигаются также тем, что рифления распределительно-коллекторных частей могут быть выполнены с переменным шагом - увеличивающимся от области наименьшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части к области наибольшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части.

Технические результаты достигаются также тем, что рифления распределительно-коллекторных частей могут быть 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.

Технические результаты достигаются также тем, что распределительно-коллекторная часть может содержать рифления для расположения герметизирующих прокладок с плавными обводами, части которых близки к эквидистантам к отверстиям.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлена схема пластины пластинчатого теплообменника. На фиг.2 представлена схема рифления распределительно-коллекторных частей, которые выполнены с переменным шагом. На фиг.3 представлена схема рифления распределительно-коллекторных частей, которые выполнены с переменной пологостью.

Осуществление изобретения

Пластина пластинчатого теплообменника, собираемая совместно с герметизирующими прокладками в блок, включает основную теплообменную часть 1, расположенную между двумя распределительно-коллекторными частями 2 и 3, и отверстия 4, 5, 6 и 7, расположенные в угловых частях 8, 9, 10 и 11 распределительно-коллекторных частей соответственно, рифления для расположения герметизирующих прокладок 12, рифления теплообменной части 13, рифления распределительно-коллекторных частей 14 и 15, рифления вблизи отверстий 16. Рифления распределительно-коллекторной части для расположения герметизирующих прокладок могут быть выполнены с частями с плавными обводами 17, которые близки к эквидистантам к отверстиям 4, 5, 6 и 7.

Пластина пластинчатого теплообменника работает следующим образом. Элементарные объемы жидкости, двигаясь из отверстия 4 вдоль пластины, получают большее сопротивление движению в области наименьшего пути от отверстия 4 к основной теплообменной части 1 и меньшее в области наибольшего пути от отверстия 4 к основной теплообменной части 1. При этом обеспечивается выравнивание гидродинамических параметров элементарных объемов жидкости при их подходе от отверстия 4 через распределительно-коллекторную часть 2 к основной теплообменной части 1.

Изготовление пластины для пластинчатых теплообменников может быть осуществлено из известных материалов, например из металлов, известными способами, например штамповкой.

Изобретение относится к элементам пластинчатых теплообменников, через которые происходит теплообмен между двумя средами (жидкостями или паром и жидкостью). Пластина пластинчатого теплообменника включает основную теплообменную часть, распределительно-коллекторные части, отверстия для обеспечения притока и оттока охлаждаемой или нагреваемой жидкости или пара, рифления: для расположения герметизирующих прокладок, теплообменной части, вблизи отверстий, распределительно-коллекторных частей, причем последние выполнены таким образом, чтобы обеспечить на входе различное гидродинамическое сопротивление - с переменным шагом или пологостью. Технические результаты: выравнивание гидродинамических параметров элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости по ширине пластины при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части и повышение эффективности теплообмена меду двумя средами. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Пластина пластинчатого теплообменника, включающая 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, собираемая совместно с герметизирующими прокладками в блок, отличающаяся тем, что рифления распределительно-коллекторных частей выполнены таким образом, чтобы обеспечить различное гидродинамическое сопротивление с увеличенным его значением в области наименьшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части и уменьшенным его значением в области наибольшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части с выравниванием гидродинамических параметров элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части.

2. Пластина по п.1, отличающаяся тем, что рифления распределительно-коллекторных частей выполнены с переменным шагом - увеличивающимся от области наименьшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части к области наибольшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части.

3. Пластина по п.1, отличающаяся тем, что рифления распределительно-коллекторных частей 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.

4. Пластина по п.1, отличающаяся тем, что распределительно-коллекторная часть содержит рифления для расположения герметизирующих прокладок с плавными обводами, части которых близки к эквидистантам к отверстиям.