Кожухотрубный теплообменник Российский патент 2019 года по МПК F28D1/04 F28D7/16 B21D39/06 

Область техники

Изобретение предназначено для применения в области теплообмена, а именно может быть использовано для изготовления теплообменников, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств.

Уровень техники

Известен кожухотрубный теплообменник, который включает кожух с патрубками подвода и отвода, пучки труб с коллекторами на концах и перегородки внутри кожуха, патрубки входа и выхода соединены с коллекторами, причем кожух выполнен в виде двух концентрично расположенных цилиндров, трубы выполнены в виде незамкнутых колец, причем на концах труб установлено, по меньшей мере, по паре коллекторов - входной, выходной и перепускные, - обеспечивающие зигзагообразное движение по трубам теплообменника, а перегородки внутри кожуха установлены с образованием лабиринта (RU патент № 2294502 С1, Кожухотрубный теплообменник. МПК F28D 7/04, опубл. 27.02.2007, Бюл. № 6).

Причинами, по которым нельзя достичь технический результат, заключается недостаточной технологичности изготовления и низкой эффективностью теплообмена.

Известен теплообменник, содержащий кожух, в котором размещены закрепленные в трубных досках теплообменные трубы, снабженные компенсаторами температурных расширений. Теплообменные трубы выполнены составными из установленных с зазором автономных отрезков труб, имеющих на свободных концах внутренние цилиндрические проточки, а компенсатор выполнен в виде пары вставленных друг в друга пружинящих колец с диаметрально противоположными продольными разрезами. (Авт.св. СССР № 1562656 А1, Кожухотрубный теплообменник. F 28 D 7/16, опубл. 07.05.1990, Бюл. № 17).

Причинами, по которым нельзя достичь технический результат, заключается в низкой надежности и технологичности конструкции.

В качестве прототипа взято техническое решение, кожухотрубный теплообменник и способ его сборки, содержащий кожух, в котором размещен пучок теплообменных трубок с охлаждающими ребрами, закрепленный концами трубок в сквозных отверстиях трубных решеток, причем концы трубок выступают за пределы решетки, а межтрубное пространство разделено поперечными перегородками, образующими охладительный контур с патрубками подвода и отвода межтрубной среды, и коллекторы подвода и отвода внутритрубной среды, присоединенные к фланцам кожуха с обеих сторон теплообменника (RU патент № 2238501 С1, Кожухотрубный теплообменник и способ его сборки. F28D 7/16, опубл. 20.10.2004, Бюл. № 29).

Причинами, по которым нельзя достичь технический результат, заключается в технологической сложности сборки и недостаточной плотностью соединения трубок с трубной решеткой.

Раскрытие сущности полезной модели

Технической проблемой изобретения является упрощение конструкции теплообменника, повышение надежности соединения трубок с трубной решеткой, повышение технологичности и снижение трудоемкости изготовления теплообменника.

Технический результат направлен на повышение эксплуатационной надежности кожухотрубного теплообменника.

Технический результат достигается тем, что кожухотрубный теплообменник, содержащий кожух, в котором размещен пучок теплообменных трубок с охлаждающими ребрами, закрепленный концами трубок в сквозных отверстиях трубных решеток, причем концы трубок выступают за пределы решетки, а межтрубное пространство разделено поперечными перегородками, образующими охладительный контур с патрубками подвода и отвода межтрубной среды, и коллекторы подвода и отвода внутритрубной среды, присоединенные к фланцам кожуха с обеих сторон теплообменника, при этом кожух и трубные решетки выполнены из листового металла с отверстиями для прохождения теплообменных трубок, а кожух и трубные решетки для обеспечения герметичности и прочности соединяются между собой сварным швом, а выступающие концы теплообменных трубок прижимаются к кожуху через дистанционные втулки методом развальцовки, причем кожух, трубные решетки и концы теплообменных трубок снаружи опрессовываются термостойким композитным материалом для создания герметичности, дополнительной прочности и для формирования патрубков подвода и коллекторов отвода межтрубной и внутритрубной среды.

Описание чертежей

На фиг. 1 показан общий вид кожухотрубного теплообменника, где:

1. корпус;

2. кожух;

3. теплообменные трубки;

4. поперечные перегородки;

5. трубные решетки;

6. шов;

7. переходники;

8. фланцы;

9. дистанционные втулки;

10. патрубок подвода межтрубной среды;

11. патрубок отвода межтрубной среды;

12. коллектор подвода внутритрубной среды

13. коллектор отвода внутритрубной среды

Кожухотрубный теплообменник состоит из корпуса теплообменника 1, состоящего из стального кожуха 2, в который вставлены медные или алюминиевые теплообменные трубки 3 с поперечными перегородками 4 для перетекания межтрубной среды и трубные решетки 5, с отверстиями под трубки, которые для обеспечения герметичности и прочности соединены между собой сварным швом 6. К кожуху привариваются переходники 7 и фланцы 8 для формирования места крепления теплообменника и подачи межтрубной среды. На трубки снаружи трубных решеток 5 надеваются дистанционные втулки 9 для обеспечения литьевого зазора между трубными решетками 5 и фланцем теплообменных трубок 3 после развальцовки. Концы теплообменных трубок 3 развальцовываются. Сваренные, между собой, кожух 2 и трубные решетки 5 для обеспечения герметичности и дополнительной прочности опрессовывается термостойким композитным материалом высокой прочности стойким к межтрубной и внутритрубной среде образуя корпус теплообменника 1. Из композитного материала формируются патрубки 10 подвода и отвода 11 межтрубной среды и коллектора 12 подвода и отвода 13 внутритрубной среды.

Осуществление изобретения.

Теплообменник работает следующим образом.

Среда внутритрубного пространства подается в коллектор 12, протекает через теплообменные трубки 3, обмениваясь при этом теплом со средой межтрубного пространства, и далее через коллектор 13 удаляется из теплообменника. Среда межтрубного пространства поступает через патрубок 10, а затем, огибая поперечные перегородки 4, протекает по охладительному контуру между трубками 3 поступает в патрубок 11.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для изготовления теплообменников, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания транспортных средств. Кожухотрубный теплообменник, содержащий кожух, в котором размещен пучок теплообменных трубок с охлаждающими ребрами, закрепленный концами трубок в сквозных отверстиях трубных решеток, причем концы трубок выступают за пределы решетки, а межтрубное пространство разделено поперечными перегородками, образующими охладительный контур с патрубками подвода и отвода межтрубной среды, и коллекторы подвода и отвода внутритрубной среды, присоединенные к фланцам кожуха с обеих сторон теплообменника. Кожух и трубные решетки выполнены из листового металла с отверстиями для прохождения теплообменных трубок и для обеспечения герметичности и прочности соединяются между собой сварным швом, при этом выступающие концы теплообменных трубок прижимаются к кожуху через дистанционные втулки методом развальцовки, а кожух, трубные решетки и концы теплообменных трубок снаружи опрессовываются термостойким композитным материалом. Технический результат - повышение надежности соединения трубок с трубной решеткой при снижении трудоемкости изготовления теплообменника. 1 ил.

Кожухотрубный теплообменник, содержащий кожух, в котором размещен пучок теплообменных трубок с охлаждающими ребрами, закрепленный концами трубок в сквозных отверстиях трубных решеток, причем концы трубок выступают за пределы решетки, а межтрубное пространство разделено поперечными перегородками, образующими охладительный контур с патрубками подвода и отвода межтрубной среды, и коллекторы подвода и отвода внутритрубной среды, присоединенные к фланцам кожуха с обеих сторон теплообменника, отличающийся тем, что кожух и трубные решетки выполнены из листового металла с отверстиями для прохождения теплообменных трубок, при этом кожух и трубные решетки для обеспечения герметичности и прочности соединяются между собой сварным швом, а выступающие концы теплообменных трубок прижимаются к кожуху через дистанционные втулки методом развальцовки, причем кожух, трубные решетки и концы теплообменных трубок снаружи опрессовываются термостойким композитным материалом.