Наборный теплообменник

 

Использование: в молочной и пищевой промышленности. Сущность изобретения: гофрированный лист теплообменника с одной из сторон снабжен крышкой с отверстием для патрубков. Крышка примыкает к нему по образующим гофров с образованием секций. Концы гофров попарно соединены между собой с образованием полостей, внутри которых установлены продольные дистанционирующие прокладки. Корпус снабжен, по крайней мере, одним гнездом под секцию. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к молочной промышленности для обеспечения тепловых режимов при переработке, хранении, транспортировке молока и может быть использовано в пищевой промышленности для других продуктов.

Известно, что при изготовлении аппаратов, различающих по каким-то параметрам, например производительности, существуют три пути удовлетворения потребностей: индивидуальное изготовление аппаратов под конкретные требования, серийное изготовление аппарата какой-то минимальной производительности g кг/ч и соединением их в группы из n таких аппаратов обеспечить производительность G= ng кг/ч и, разбив гамму требований на дискретный ряд, используют унифицированные элементы серийного изготовления, из которых набирают требуемые теплообменники. Последний способ наиболее экономически целесообразный.

Наибольшее распространение в молочной промышленности получили пластинчатые теплообменники [1] Унифицированным элементом служит пластина. Недостатком такого элемента является необходимость выполнять его для обеспечения жесткости с различной формой рифлей. Наличие рифлей приводит к некоторому увеличению теплообменной поверхности (в 1,3 раза), некоторой интенсификации теплообмена, но сопровождается опережающим ростом гидравлического сопротивления, то-есть коэффициент эффективности ( отношение приращения теплоотдачи к приросту гидравлического сопротивления) получается меньше единицы [2] Наличие сложного профиля резиновых уплотнений между каждой пластиной является слабым местом, поскольку трудно выдержать идентичность размеров щелевых каналов при стягивании пакетов, нет уверенности в обеспечении герметичности, в случае интенсивного пригарообразования для механической очистки требуется их полная разборка.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому устройству является теплообменник по [3] Известное устройство содержит корпус с патрубками для подвода теплоносителя и каналами для теплоносителей, образованными установленными в нем гофрированным листом. Лист разделяет камеру корпуса на две полости и служит теплопередающей поверхностью, площадь которой развита за счет гофр. Последняя особенность развитие поверхности за счет гофр - основная идея данного устройства.

Применительно к работе с молоком устройством обладает следующими недостатками: отсутствует возможность механической очистки теплоотдающей поверхности, трудно обеспечить надежную и ежедневно проводимую санитарно-гигиеническую отмывку поверхности из-за образования застойных зон в результате поворотов потока молока в районе входного и выходного патрубков. Устройство не приспособлено выступать в качестве унифицированного для сборки в группы с целью увеличения производительности аппарата. Указанные недостатки обусловлены самой конструкцией прототипа.

Для устранения указанных недостатков в устройстве, содержащем корпус с патрубками для подвода и отвода теплоносителя и каналами для теплоносителей, образованными установленными в нем гофрированным листом, предлагается придать новую форму известным элементам, а именно: разделить устройство на две части корпус с гнездом и секцию, помещаемую в гнездо корпуса. Секцию образует гофрированный лист с одной из сторон снабженный крышкой с отверстиями для патрубков, примыкающей к нему по образующей гофров, а концы гофров попарно соединены между собой с образованием полостей, внутри которых установлены продольные дистанционирующие прокладки. Корпус может содержать от одного до десятков гнезд, выполненных на фронтальной стенке, на фронтальной и задней стенках одновременно.

Техническим результатом предлагаемого устройства по сравнению с прототипом становится следующее: обеспечена возможность изготовлять теплообменник с кратным числом секций; обеспечена возможность извлекать любую секцию для очистки без демонтажа остальных; исключены застойные зоны и тем самым обеспечена возможность качественной санитарно-гигиенической отмывки поверхностей; расширяется область использования, можно встраивать секции в крышки, боковые стенки емкостей так, чтобы побуждать возникновение в содержащихся в них продуктах естественной циркуляции.

Поскольку жесткость гофр в предлагаемом устройстве обеспечена продольными прокладками, то поверхность можно снабдить поверхностными интенсификаторами с высоким коэффициентом эффективности и тем самым уменьшить гидравлическое сопротивление тракта.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: фиг. 1 продольный и поперечный разрезы секции; фиг. 2 вид корпуса со встроенными секциями; фиг. 3 возможные компоновки секций.

Устройство содержит теплообменную секцию, состоящую из слита 1 (фиг. 1), продольных дистанционирующих прокладок 2, крышки 3 с отверстиями 4 для присоединения подводящего и отводящего патрубков и корпус, содержащий боковые стенки 5, торцевые фланцы 6, фронтальную стенку 7 с гнездами, в которые помещены секции 8, соединенные по тракту греющего (охлаждающего) теплоносителя перемычки 9, который поступает через патрубок 10 и выходит через патрубок 11. На фиг. 2 из возможных четырех секций показаны две. Возможные варианты сборки секций с односторонним размещением (а), с двусторонним встык (б), с двусторонним в замок, когда выступы одной секции входят в пазы другой, (в) показаны на фиг. 3.

Устройство работает следующим образом. Через верхний патрубок ( на фиг. 2 не показан) в полость, образуемую гофрированным листом, поступает молоко, движется вниз и выходит через патрубок ( на фиг. 2 также не показан). Гидравлический тракт молока прямой, поток не испытывает никаких поворотов, не образует застойных зон, что позволяет обеспечивать надежную санитарно-гигиеническую отмывку. Греющий теплоноситель (вода) поступает патрубок 10, через отверстия 4 попадает во внутренние полости гофров, омывает поверхность гофрированного листа и передает тепло молоку. Дистанционирующие прокладки кроме обеспечения жесткости гофр служат и как направляющие для выравнивания профиля скоростей потока теплоносителя. Из одной секции в другую теплоноситель поступает через перемычку 9. При необходимости механической очистки какой-либо секции нужно отсоединить соответствующие патрубки (перемычки) по теплоносителю, после чего секцию можно легко извлечь.

Возможность реализации предлагаемого устройства подтверждена изготовлением и испытаниями лабораторного образца.

Из качественных рассуждений достаточно очевидно, что можно ожидать существенного снижения производственных затрат при изготовлении гаммы теплообменных аппаратов за счет массового выпуска унифицированных узлов, сократить потери сырья за счет быстрого восстановления работоспособности теплообменника при интенсивном пригарообразовании, снизить вредные стоки за счет уменьшения расходования моющих средств.

Источники информации 1. Барановский М.Б. Коваленко Л.М. и Ястребенский А.Р. Плакстинчатые и спиральные теплообменники. М. Машиностроение, 1973.

2. Коваленко Л.М. и Глушков А.Ф. Теплообменники с интенсификацией теплоотдачи. М. Энергоатомиздат,1986.

Заявка ФРГ N 2408462, кл. F 28 D 9/00, 1975.

Формула изобретения

1. Наборный теплообменник, содержащий корпус с патрубками для подвода и отвода теплоносителя и каналами для теплоносителей, образованными установленными в нем по крайней мере одним гофрированным листом, отличающийся тем, что гофрированный лист с одной из сторон снабжен крышкой с отверстиями для патрубков, примыкающей к нему по образующим гофров с образованием секции, а концы гофров попарно соединены между собой с образованием полостей, внутри которых установлены продольные прокладки, при этом корпус снабжен по крайней мере одним гнездом под вышеуказанную секцию.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что гнезда под секции выполнены на фронтальной стенке корпуса.

3. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что гнезда под секции выполнены на фронтальной и задней стенках корпуса, а секции соединены между собой встык или в замок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3