Ограничитель перетечек теплоносителя между трубами и кожухом в теплообменном аппарате

Изобретение предназначено для теплообмена и может быть использовано в компактных кожухотрубных теплообменниках, применяемых на летательных аппаратах. Ограничитель перетечек теплоносителя между трубами и кожухом в теплообменном аппарате выполнен в виде радиальных перегородок, установленных параллельно оси кожуха. Ограничитель содержит элементы шарообразной формы, размещенные между кожухом, трубами и радиальными перегородками, диаметр элементов превышает величину зазоров между трубами, при этом упомянутые элементы выполнены из полимерных материалов. 2 ил.

 

Изобретение относится к области теплообмена, а именно к устройствам для обеспечения направленного движения теплоносителей, и может быть использовано, в частности, в компактных кожухотрубных теплообменниках, применяемых на летательных аппаратах.

Известен ограничитель перетечек теплоносителя между трубами и кожухом в теплообменном аппарате, содержащий втулку, состоящую из двух закрепленных на противоположных концах труб частей и размещенную между последними по длине труб пластину, при этом части втулки выполнены в виде колец, прикрепленных к противоположным сторонам пластины, размещенной между соседними трубами [1]. Однако указанный ограничитель не может быть использован для компактных теплообменных аппаратов из-за малого расстояния между трубами, недостаточного для закрепления на трубах колец ограничителя.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является ограничитель перетечек теплоносителя между трубами и кожухом в теплообменном аппарате, выполненный в виде радиальных перегородок, установленных параллельно оси кожуха [2]. Однако при использовании указанных ограничителей в компактных кожухотрубных теплообменниках из-за наличия зазоров между радиальными перегородками и трубами, возникающих в производстве вследствие отклонений размеров и формы элементов теплообменника и соизмеримых по величине с зазорами между трубами, не удается избежать перетечек среды между трубами и кожухом, при этом часть теплоносителя проходит в пространстве между трубами и кожухом, не участвуя в процессе теплообмена, что ухудшает эффективность теплообменного аппарата.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена.

Указанная цель достигается тем, что ограничитель перетечек теплоносителя между трубами и кожухом в теплообменном аппарате, выполненный в виде радиальных перегородок, установленных параллельно оси кожуха, содержит элементы шарообразной формы, размещенные между кожухом, трубами и радиальными перегородками, диаметр элементов превышает величину зазоров между трубами, при этом упомянутые элементы выполнены из полимерных материалов.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый ограничитель перетечек теплоносителя между трубами и кожухом в теплообменном аппарате содержит элементы шарообразной формы, размещенные между кожухом, трубами и радиальными перегородками, диаметр элементов превышает величину зазоров между трубами, при этом упомянутые элементы выполнены из полимерных материалов.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения “новизна”.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое техническое решение от вышеназванных, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию “существенные отличия”.

На фиг.1 схематично изображен предлагаемый ограничитель перетечек теплоносителя, установленный в теплообменном аппарате, на фиг.2 - узел А на фиг.1.

Ограничитель перетечек 1 содержит радиальные перегородки 2, установленные параллельно оси кожуха 3 теплообменного аппарата 4, элементы 5 шарообразной формы, размещенные между кожухом 3, трубным пучком 6 и радиальными перегородками 2. Трубный пучок 6 содержит трубы 7. Диаметр D элементов 5 превышает величину зазоров S между трубами 7. Элементы 5 выполнены из полимерных материалов, например из фторопласта.

При движении теплоносителя поперек труб 7 элементы 5 ограничителя 1 предотвращают перетечки теплоносителя между трубами 7 и кожухом 3 и направляют поток внутрь трубного пучка 6, при этом весь поток теплоносителя участвует в теплообмене, в результате чего происходит интенсификация теплообмена.

Как показали испытания, проведенные в ОАО ПКО “Теплообменник” на водомасляном кожухотрубном теплообменнике, содержащем пучок труб диаметром 3 мм с расстоянием между трубками 1 мм и предлагаемый ограничитель перетечек, заполнение пространства между кожухом теплообменника, трубным пучком и радиальными перегородками шарообразными элементами диаметром 4 мм увеличило эффективность теплообмена на 15%.

Таким образом, предлагаемое техническое решение способствует интенсификации теплообмена при незначительном увеличении массы теплообменника, что является особенно важным для компактных теплообменников, используемых на летательных аппаратах.

Источники информации

1. А.с.СССР № 642595 от 05.01.1981.

2. А.Фраас, М.Оцисик. Расчет и конструирование теплообменников. Перев. с англ., М., Атомиздат, 1971.

Ограничитель перетечек теплоносителя между трубами и кожухом в теплообменном аппарате, выполненный в виде радиальных перегородок, установленных параллельно оси кожуха, отличающийся тем, что он содержит элементы шарообразной формы, размещенные между кожухом, трубами и радиальными перегородками, диаметр элементов превышает величину зазоров между трубами, при этом упомянутые элементы выполнены из полимерных материалов.