Теплообменник Советский патент 1976 года по МПК F28D7/14 F28D11/06 

1

Изобретение относится к теплообменным устройствам и может быть использовано в энергетических установках, применяемых в различных областях народного хозяйства.

Известен теплообменник, содержащий вертикальный корпус с крышками и коаксиально размещенными внутри него сильфонами, прикрепленными к крышкам и подвижной перегородке, имеющей перепускной канал в центральной части. Однако такой теплообменник не обеспечивает эффективного нагрева материала в его центральной зоне из-за расположения теплообменных повер.хностей сильфонов в периферийной зоне. Кроме того, подключение пульсирующего устройства для осуществления вибрации сильфонов приводит к увеличению габаритов теплообменника и вызывает неудобства в работе.

Для повышения эффективности теплообмена в предлагаемом теплообменнике в канале установлен дроссель, а снаружи сильфоны заключены в дополнительные сильфоны, прикрепленные к перегородке и крышкам, по оси центральных сильфонов размещены патрубки с соплами на концах для подвода сжатого воздуха и выброса его в атмосферу, и верхние сильфоны подпружинены.

На чертеже изображен описываемый теплообменник.

Теплообменник содержит вертикальный

корпус 1 с крышками 2 и 3, к которым прикреплены центральные сильфоны 4 и 5, заключенные в дополнительные сильфоны 6-8 с общей подвижной перегородкой 9. Наружные поверхности сильфонов 7 и 8 и корпус 1 с торцами крыщек 2 и 3 образуют теплообменную полость А, соединенную с каналами а-б, предназначенными для входа и выхода теплообменной среды. Внутренние поверхности сильфонов 7 и 8 и наружные поверхности сильфонов 5 и 6 совместно с торцами подвижной перегородки 9 образуют межсильфонные входную Б и выходную В полости, которые сообщены между собой отверстием г,

выполненным в перегородке 9, и соединены с каналами Э и е, предназначенными для входа и выхода нагреваемого материала.

Внутренняя поверхность сильфона 6 и наружная поверхность сильфона 4 образуют с

торцами подвижной перегородки 9 и крышки 2 межсильфонную полость Г, соединенную каналом ж с входным каналом а теплообменной среды и через канал ы, выполненный в перегородке 9, с теплообменной полостью А.

Сильфоны 4 и 5 с торцами крышек 2 и 3 и подвижной перегородки 9 образуют полости Д и Е, которые сообщены между собой чере дроссель 10, установленный в перепускном канале к, выполненном в центральной части

подвижной перегородки 9.

Во внутренних нолостях Д и Е по оси центральных сильфонов 4 и 5 размещены патрубки 11 и 12 с соплами 13 и 14 на концах для подвода сжатого воздуха и выброса его в атмосферу. Сильфон 4 выполнен меньшей эффективной площадью, чем сильфон 5, а сопла 13 и 14 установлены навстречу друг

Другу.

Верхние сильфоны 4, 6 и 7 снабжены пружиной 15 сжатия, установленной во внутренней полости Д сильфона 4, а торцовые поверхности подвижной перегородки 9 сильфонов 4-8 являются заслонками сопел 13 и 14. Прокладки 16 и 17 предназначены для обеспечения соответствующей герметичности соединений.

Теплообменник работает следующим образом.

По каналу д во входную полость Б подают нагреваемый материал, который через отверстие г поступает в выходную полость В. Одновременно по каналам а, б и ж; в полости А и Г подают теплообменную среду, а патрубок 11 сообщают с источником сжатого воздуха. Сжатый воздух через сопло 13, полость Д сильфона 4, канал к и дроссель 10 поступает во внутреннюю полость Е сильфона 5, так как под действием пружины 15 сопло 13 в этот момент открыто. С течением времени давление в полости Е становится равным давлению на входе, а так как эффективная площадь сильфоиа 5 больще, чем эффективная площадь сильфона 4, то, преодолевая усилие пружины 15, подвижная перегородка 9 сильфонов 4-8 перемещается вверх, сопло 13 закрывается, а сопло 14 открывается, и воздух, находящийся в полости Е, через сопло 14 и патрубок 12 сбрасывается в атмосферу. Как

только давление в полости Е уменьшится, под действием пружины 15 подвижная перегородка 9 переместится вниз, сопло 14 закроется, а сопло 13 откроется. Цикл повторяется.

Возвратно-поступательные перемещения перегородки 9 вызывают соответствующие колебания гофров сильфонов 5-8, которые разрушают пограничный слой нагреваемого материала, увеличивая при этом эффективность теплообмена. Кроме того, эффективность теплообмена повышается за счет пульсации потока нагреваемого материала в полостях Б и В, возникающей при выдавливании материала из гофров сильфонов 5-8 при их перемещениях, а также за счет дополнительной теплопередачи через стенки сильфона 6.

Таким образом, нагреваемый материал, проходя через входную полость Б, отверстие г и выходную полость В, эффективно нагревается и выходит в виде готового нродукта через канал е на потребление.

Формула изобретения

Теплообменник, содержащий вертикальный корпус с крышками и коаксиально размещенные внутри него сильфоны, прикрепленные к крышкам и подвижной перегородке, имеющей перепускной канал в центральной части, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, в канале установлен дроссель, а снаружи сильфоны заключены в дополнительные сильфоны, прикрепленные к перегородке и крышкам, по оси центральных сильфонов размещены патрубки с соплами на концах для подвода сжатого воздуха и выброса его в атмосферу, v верхние сильфоны подпружинены.

w

5 б

П 3