Теплообмінник розбірний

 

Винахід відноситься до теплообмінної техніки і може бути використане в різних галузях промисловості.

Відомий спосіб герметизації теплообмінних труб в трубній дошці за допомогою еластичних елементів, але виключає доступ для ревізії та очищення внутрішньої поверхні кожуха чинності нероз'ємного з'єднання між внутрішніми плитами трубної решітки і кожухом теплообмінника (авторські свідоцтва СРСР №1749683 F28F 9/02, 1302130, 463852).

Відомий спосіб герметизації теплообмінних труб в трубної решітці за допомогою еластичних елементів, що забезпечує механічний монтаж-демонтаж теплообмінних труб, але не виключає деформації теплообмінних труб при температурних розширень (авторське свідоцтво СРСР №1302130, F28F 11/00).

Найбільш близьким до пропонованого технічного рішення є теплообмінник, в якому теплообмінні труби ущільнюються в трубній дошці еластичними елементами, але вимагають для свого об'ємного розширення попереднього нагрівання метою герметизації труби в трубної решітці, при цьому не виключається випадання теплообмінних труб з ущільнювальних місць і не забезпечується доступ до внутрішньої поверхні кожуха для її ревізії і очищення (авторське �літи з отворами під теплообмінні труби, співвісними між собою, причому кожне отвір має співвісно кільцеве поглиблення, поєднане з отвором відкритим каналом, а при стягуванні плит утворюються кільцеві камери з закритим каналом метою підведення до стінок труби розширюється при нагріванні матеріалу прокладки, частини якої попередньо укладені в кільцеві поглиблення плит, причому внутрішня плита пов'язана з відповіддю кожуха неразъемним з'єднанням.

Недолік пропонованого в аналогу ущільнення теплообмінних труб в трубній дошці полягає в необхідності попереднього нагрівання ущільнення в цілях його об'ємного термічного розширення, що обмежує область його застосування.

Недолік описаної трубної дошки полягає у відсутності доступу до внутрішньої поверхні кожуха і зовнішніх поверхнях теплообмінних труб для візуальної ревізії та очищення через нероз'ємного з'єднання між внутрішньою плитою трубної дошки і кожухом.

Також недолік зазначеної трубної дошки полягає в небезпеці втрати теплообмінних труб з місця ущільнення по причині відсутності обмежувачів осьових переміщень теплообмінних труб, що знижує надійність роботи теплообмінника.

Завданням пропонує�екущих температур і тисків теплообмінних середовищ, забезпечення механічної зборки-розбирання кожуха з трубними дошками і трубних дощок з пучком теплообмінних труб.

Поставлена задача вирішується в теплообміннику розбірному, що містить фланець трубної середовища, кожух, пучок теплообмінних труб, кінцями введених в співвісні отвори трубних дощок, кожна з яких утворена внутрішньої і зовнішньої механічно сполученими плитами і ущільнювальними кільцями елементами між ними, центри яких збігаються з осями теплообмінних труб, згідно винаходу під фланці кожуха виконана виїмка, в яку через ущільнення встановлена внутрішня плита, що має на торці з боку зовнішньої плити концентричні розточки виходів отворів під укладання теплообмінних труб, з закладеними в розточування та нанизаними на теплообмінні труби ущільнювальними кільцями елементами, перекривають зазори між зовнішніми поверхнями теплообмінних труб і внутрішніми поверхнями отворів в плитах, а стяжні елементи розташовані в коаксіальних отворах фланця кожуха, фланця трубної середовища та зовнішньої плити, яка має в отворах під укладання теплообмінних труб з боку фланця трубної середовища обмежувачі осьового переміщення теплообмінних тру�введено з боку фланця кожуха через гладкі отвори в ньому і ввинчени в різьбові отвори у зовнішній плиті, а на кінці стяжних елементів своїми гладкими отворами надітий фланець трубної середовища, притягнутий через ущільнення до зовнішньої поверхні зовнішньої плити гайками, навинченними на кінці стяжних елементів.

Крім того, обмежувачі осьового переміщення труб виконані у вигляді звужений виходу отворів у зовнішній плиті з боку фланця трубної середовища.

В теплообміннику зовнішня поверхня внутрішнього плити і відповідна їй внутрішня поверхня виїмки фланця кожуха мають форми тіл обертання і ущільнені між собою ущільнювальними кільцями, розташованими між сполучаються поверхнями і (або) плоскою прокладкою, розташованої між торцем внутрішньої плити і відповідним торцем виїмки фланця кожуха.

Приватним випадком може бути теплообмінник, в якому фланець кожуха, плити трубної дошки, теплообмінні труби виконані з матеріалу, хімічно інертного по відношенню до теплообмінних середовищ, або в якому поверхні кожуха, фланця кожуха, плит трубної дошки, теплообмінних труб забезпечені покриттям з матеріалу, хімічно інертного по відношенню до теплообмінних середовищ, а ущільнювальні прокладки виконані з матеріалу, хімічно інертного до теплообмінних середовищ.

В теплообміннику ѻотнительние кільцеві елементи виконані у вигляді стандартних ущільнювальних кілець.

Сутність винаходу: на торці внутрішньої плити виконані з боку зовнішньої плити концентричні розточки виходів отворів під укладання теплообмінних труб. Зовнішня плита, що має в отворах під укладання теплообмінних труб обмежувачі їх осьового переміщення, механічно притягається до фланця кожуха, фіксуючи внутрішню плиту і деформуючи ущільнювальні кільця, попередньо надіті на кінці теплообмінних труб, матеріал яких, перетікаючи поверхні розточування, герметизує зазори між поверхнями теплообмінними трубами і отворів в плитах.

Пропонований кожухотрубний теплообмінник забезпечує наступний позитивний ефект:

- надійність ущільнення теплообмінних труб в трубній дошці за рахунок гарантованого перекриття зазорів між зовнішніми поверхнями теплообмінних труб і внутрішніми поверхнями отворів в плитах трубної дошки, в тому числі незалежно від температур і тисків теплообмінних середовищ;

- самокомпенсацию теплообмінних труб при температурних навантаженнях за рахунок можливості їх вільного осьового переміщення в ущільненнях без їх порушення;

- доступ до внутрішньої поверхні кожуха і зовнішніх поверхнях теплообмінний дошкою і теплообмінними трубами;

- виключення випадіння теплообмінних труб з ущільнень за рахунок обмежувачів їх осьових переміщень, виконаних на виході отворів під укладання теплообмінних труб у зовнішніх плитах.

Дані технічні результати досягаються за рахунок того, що внутрішня плита трубної дошки має на торці з боку зовнішньої плити концентричні розточки виходів кожного з отвору під укладання теплообмінної труби, співвісні з даними отворами.

Ущільнювальні кільця з еластичного матеріалу, що надягають на кінці теплообмінних труб і укладаються в концентричні розточування, забезпечують герметичність з'єднання плит і теплообмінних труб, прокладені в отворах плит трубної дошки, за рахунок перетікання матеріалу ущільнювальних кілець по поверхнях паросточок в зону зазору між зовнішніми поверхнями труб і внутрішніми поверхнями отворів в плитах при стягуванні плит до фланця кожуха. Стягування плит забезпечується болтами, вворачиваемими з боку фланця кожуха в різьбові отвори зовнішньої плити. Внутрішня плита, виконана окремою деталлю у вигляді циліндра, монтується в циліндричну виїмку фланця кожуха через кільцеве ущільнення, що укладаються на її зовнішньої пвиемки фланця кожуха. До зовнішньої плиті трубної дошки через плоску прокладку притягається відповідь фланець трубної середовища, використовуючи при цьому гайки, навинчиваемие на кінці наявних болтів.

Аналіз відомих технічних рішень в даній області техніки показує, що пропоноване пристрій має ознаки, які відсутні у відомих технічних рішеннях, що відповідає умові патентоспроможності - «новизна», а використання їх в заявленій сукупності дало можливість отримати новий технічний ефект.

Заявляється рішення може бути здійснено з використанням відомих технічних засобів на будь-якому машинобудівному підприємстві, отже, воно відповідає умові патентоспроможності - «промислова застосовність».

Винахід ілюструється кресленнями, де на фіг.1 зображена конструкція теплообмінника, на фіг. 2 - виносний вид А, показує вузли ущільнень.

В теплообміннику встановлені дві трубні дошки, кожна з яких складається з внутрішньої 1 і зовнішньої 2 плит циліндричної форми і з співвісними отвору 3 і 4 під укладання теплообмінних труб 5.

На труби 5 нанизані ущільнювальні кільця 6, розміщені між плитами в конічних расточках 7 виходів отворів н�я в циліндричну виїмку 9 фланця 10 кожуха 11, має на периферійній колу гладкі отвори 12 під enter стяжних болтів 13. Введені в ці отвори 12 стяжні болти 13 вкручені в різьбові отвори 14 у зовнішній плиті 2, які співвісні гладким 12 отворів у фланці кожуха 10, а отвори під enter теплообмінних труб 5 у зовнішній плиті 2 мають обмежувач осьового переміщення труб 15 у вигляді звужений виходу отвори. На кінці болтів 13 своїми гладкими отворами 16, співвісними з різьбовими отворами 14 на зовнішній плиті 2, через плоску прокладку 17 встановлений фланець трубної середовища 18, зафіксований гайками 19.

Теплообмінник працює наступним чином. Внутрішня плита 1 трубної дошки при монтажі в виїмку 9 фланця 10 кожуха 11 ущільнюється за допомогою ущільнюючого кільця 8 з еластичного матеріалу, встановлюваного між суміжними поверхнями внутрішньої плити 1 і виїмки 9 фланця кожуха, або за допомогою плоскої прокладки (на кресленні не показано), що встановлюється між торцями внутрішньої плити 1 і виїмки 9 фланця кожуха.

Теплообмінні труби 5 вводяться через отвори 3 внутрішньої плити 1. На кінцеві частини теплообмінних труб 5 надягають ущільнювальні кільця 6.

На організований пучок теплообмінних труб 5 з кожного торцажуха і укручуються в різьбові отвори 14 зовнішньої плити 2. При вворачивании болтів 13 в різьбові отвори 14 зовнішньої плити 2 за рахунок перетікання матеріалу ущільнювальних кілець 6 по конічних поверхнях паросточок 7 формуються ущільнення, що перекривають зазори між зовнішньою поверхнею теплообмінних труб 5 і внутрішньою поверхнею отворів в плитах 1, 2.

Обмежувачі осьових переміщень 15 теплообмінних труб 5, виконані звуженими виходами отворів 4 у зовнішній плиті 2, забезпечують місця для теплового розширення теплообмінних труб 5 і виключають випадання труб з місць ущільнення.

На кінці стяжних болтів 13 своїми гладкими отворами 16 надівається фланець трубної середовища 18, який притягається гайками 19 через плоску прокладку 17 до зовнішньої плиті 2.

Реально розроблена і виготовлена конструкція витримала випробування на герметичність з'єднань тиском межтрубной середовища в 55 атм, виготовлений розбірний кожухотрубний теплообмінник для приготування гарячої води в багатоповерховому житловому будинку експлуатується без зауважень.

1. Теплообмінник розбірний, що містить фланець трубної середовища, кожух, пучок теплообмінних труб, кінцями введених в співвісні отвори трубних дощок, кожна з яких утворена внутрішньої і зовнішньої хутро з осями теплообмінних труб, відрізняється тим, що під фланці кожуха виконана виїмка, в яку через ущільнення встановлена внутрішня плита, що має на торці з боку зовнішньої плити концентричні розточки виходів отворів під укладання теплообмінних труб, з закладеними в розточування та нанизаними на теплообмінні труби ущільнювальними кільцями елементами, що перекривають зазори між зовнішніми поверхнями теплообмінних труб і внутрішніми поверхнями отворів в плитах, а стяжні елементи розташовані в коаксіальних отворах фланця кожуха, фланця трубної середовища та зовнішньої плити, яка має в отворах під укладання теплообмінних труб з боку фланця трубної середовища обмежувачі осьового переміщення теплообмінних труб.

2. Теплообмінник з п. 1, який відрізняється тим, що стяжні елементи виконані у вигляді болтів або шпильок і введені з боку фланця кожуха через гладкі отвори в ньому і ввинчени в різьбові отвори у зовнішній плиті.

3. Теплообмінник з п. 2, який відрізняється тим, що на кінці стяжних елементів своїми гладкими отворами надітий фланець трубної середовища, притягнутий через ущільнення до зовнішньої поверхні зовнішньої плити гайками, навинченними на кінці стяжних елементів.

4. Теплообменнирстий у зовнішній плиті з боку фланця трубної середовища.

5. Теплообмінник з п. 1, який відрізняється тим, що зовнішня поверхня внутрішнього плити і відповідна їй внутрішня поверхня виїмки фланця кожуха мають форми тіл обертання і ущільнені між собою ущільнювальними кільцями, розташованими між сполучаються поверхнями і (або) плоскою прокладкою, розташованої між торцем внутрішньої плити і відповідним торцем виїмки фланця кожуха.

6. Теплообмінник з п. 1, який відрізняється тим, що кожух, фланець кожуха, плити трубної дошки, теплообмінні труби виконані з матеріалу, хімічно інертного по відношенню до теплообмінних середовищ.

7. Теплообмінник з п. 1, який відрізняється тим, що поверхні кожуха, фланця кожуха, плит трубної дошки, теплообмінних труб забезпечені покриттям з матеріалу, хімічно інертного по відношенню до теплообмінних середовищ.

8. Теплообмінник п. 1, який відрізняється тим, що ущільнювальні прокладки виконані з матеріалу, хімічно інертного до теплообмінних середовищ.

9. Теплообмінник з п. 1, який відрізняється тим, що розточки виходу отворів під укладання теплообмінних труб у внутрішній плиті мають форму тіла обертання.

10. Теплообмінник з п. 1, який відрізняється тим, що ущільнювальні кільця елементи виконані у вигляді стандартних �

 

Up!