Пластина пластинчатого теплообменника
Владельцы патента RU 2351866:
Открытое акционерное общество "Банк Патентованных Идей" /Patented Ideas Bank, Inc., (RU)
Изобретение относится к элементам пластинчатых теплообменников, через которые происходит теплообмен между двумя средами (жидкостями или паром и жидкостью). Пластина пластинчатого теплообменника включает основную теплообменную часть, распределительно-коллекторные части, отверстия для обеспечения притока и оттока охлаждаемой или нагреваемой жидкости или пара, рифления: для расположения герметизирующих прокладок, теплообменной части, вблизи отверстий, распределительно-коллекторных частей, причем последние выполнены таким образом, чтобы обеспечить на входе различное гидродинамическое сопротивление - с переменным шагом или пологостью. Технические результаты: выравнивание гидродинамических параметров элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости по ширине пластины при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части и повышение эффективности теплообмена меду двумя средами. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники
Изобретение относится к элементам пластинчатых теплообменников, через которые происходит теплообмен между двумя средами (жидкостями или паром и жидкостью), собираемыми совместно с герметизирующими прокладками в блок, предназначенным для разделения нагреваемой и охлаждаемой сред, которые располагаются по обе стороны пластины.
Уровень техники
Аналогом предлагаемой пластины можно считать изделие, описанное в патенте США №4678030, который опубликован 07.07.1987 г., МПК F28D 9/00. Аналог содержит основную теплообменную часть, расположенную между двумя распределительно-коллекторными частями, отверстия, расположенные в угловых частях распределительно-коллекторных частей, рифления для расположения герметизирующих прокладок, рифления теплообменной части, рифления распределительно-коллекторных частей, рифления вблизи отверстий.
Недостатками аналога являются: недостаточно выровненные гидродинамические параметры элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости по ширине пластины при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части, как следствие - недостаточно высокая эффективность теплообмена меду двумя средами.
Наиболее близким аналогом для предлагаемой пластины можно считать пластину, описанную в патенте РФ №2110030, который опубликован 27.04.1998 г., МПК F28D 9/00, включающую основную теплообменную часть, расположенную между двумя распределительно-коллекторными частями, отверстия, расположенные в угловых частях распределительно-коллекторных частей, рифления для расположения герметизирующих прокладок, рифления теплообменной части, рифления распределительно-коллекторных частей, рифления вблизи отверстий.
Недостатками наиболее близкого аналога являются: недостаточно выровненные гидродинамические параметры элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости по ширине пластины при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части, как следствие - недостаточно высокая эффективность теплообмена меду двумя средами.
Раскрытие изобретения
Традиционно изготовляемые пластины для пластинчатых теплообменников обычно имеют рифления распределительно-коллекторных частей, не обеспечивающие различное гидродинамическое сопротивление. Такие пластины, собранные совместно с герметизирующими прокладками в теплообменник, обеспечивают недостаточно высокую эффективность теплообмена меду двумя средами в связи с недостаточно выровненными гидродинамическими параметрами элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости по ширине пластины при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части. В таких начальных условиях перемещение элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости по основной теплообменной части происходит с выравниванием гидродинамических параметров, в зависимости от расходов и давления в различных пластинчатых теплообменниках, от 1/3 до 1/2 длины пластины, что можно наблюдать при анализе отложений на пластинах, проработавших в теплообменниках достаточно длительное время. Анализ отложений на таких пластинах показывает более высокую интенсивность отложений в зоне основной теплообменной части со стороны входного отверстия и меньшую интенсивность с противоположной стороны. Ближе к выходному отверстию интенсивность отложений выравнивается. Неравномерность интенсивности отложений показывает недостаточно высокую эффективность использования основной теплообменной части у аналогов предлагаемой пластины.
Задача изобретения - повысить эффективность теплообмена между двумя средами.
Технические результаты изобретения: выравнивание гидродинамических параметров элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости по ширине пластины при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части и повышение эффективности теплообмена меду двумя средами.
Технические результаты достигаются тем, что пластина пластинчатого теплообменника, собираемая совместно с герметизирующими прокладками в блок, включает основную теплообменную часть, расположенную между двумя распределительно-коллекторными частями, и отверстия, расположенные в угловых частях распределительно-коллекторных частей, для обеспечения притока и оттока охлаждаемой или нагреваемой жидкости или пара, рифления для расположения герметизирующих прокладок, рифления теплообменной части, рифления вблизи отверстий, рифления распределительно-коллекторных частей, выполненные таким образом, чтобы обеспечить различное гидродинамическое сопротивление с увеличенным его значением в области наименьшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части и уменьшенным его значением в области наибольшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части с выравниванием гидродинамических параметров элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части.
Технические результаты достигаются также тем, что рифления распределительно-коллекторных частей могут быть выполнены с переменным шагом - увеличивающимся от области наименьшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части к области наибольшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части.
Технические результаты достигаются также тем, что рифления распределительно-коллекторных частей могут быть выполнены с переменной пологостью - уменьшающейся от области наименьшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части к области наибольшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части.
Технические результаты достигаются также тем, что распределительно-коллекторная часть может содержать рифления для расположения герметизирующих прокладок с плавными обводами, части которых близки к эквидистантам к отверстиям.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена схема пластины пластинчатого теплообменника. На фиг.2 представлена схема рифления распределительно-коллекторных частей, которые выполнены с переменным шагом. На фиг.3 представлена схема рифления распределительно-коллекторных частей, которые выполнены с переменной пологостью.
Осуществление изобретения
Пластина пластинчатого теплообменника, собираемая совместно с герметизирующими прокладками в блок, включает основную теплообменную часть 1, расположенную между двумя распределительно-коллекторными частями 2 и 3, и отверстия 4, 5, 6 и 7, расположенные в угловых частях 8, 9, 10 и 11 распределительно-коллекторных частей соответственно, рифления для расположения герметизирующих прокладок 12, рифления теплообменной части 13, рифления распределительно-коллекторных частей 14 и 15, рифления вблизи отверстий 16. Рифления распределительно-коллекторной части для расположения герметизирующих прокладок могут быть выполнены с частями с плавными обводами 17, которые близки к эквидистантам к отверстиям 4, 5, 6 и 7.
Пластина пластинчатого теплообменника работает следующим образом. Элементарные объемы жидкости, двигаясь из отверстия 4 вдоль пластины, получают большее сопротивление движению в области наименьшего пути от отверстия 4 к основной теплообменной части 1 и меньшее в области наибольшего пути от отверстия 4 к основной теплообменной части 1. При этом обеспечивается выравнивание гидродинамических параметров элементарных объемов жидкости при их подходе от отверстия 4 через распределительно-коллекторную часть 2 к основной теплообменной части 1.
Изготовление пластины для пластинчатых теплообменников может быть осуществлено из известных материалов, например из металлов, известными способами, например штамповкой.
1. Пластина пластинчатого теплообменника, включающая основную теплообменную часть, расположенную между двумя распределительно-коллекторными частями, и отверстия, расположенные в угловых частях распределительно-коллекторных частей, для обеспечения притока и оттока охлаждаемой или нагреваемой жидкости или пара, рифления для расположения герметизирующих прокладок, рифления теплообменной части, рифления распределительно-коллекторных частей, рифления вблизи отверстий, собираемая совместно с герметизирующими прокладками в блок, отличающаяся тем, что рифления распределительно-коллекторных частей выполнены таким образом, чтобы обеспечить различное гидродинамическое сопротивление с увеличенным его значением в области наименьшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части и уменьшенным его значением в области наибольшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части с выравниванием гидродинамических параметров элементарных объемов охлаждаемой или нагреваемой жидкости при их подходе от входного отверстия через распределительно-коллекторную часть к основной теплообменной части.
2. Пластина по п.1, отличающаяся тем, что рифления распределительно-коллекторных частей выполнены с переменным шагом - увеличивающимся от области наименьшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части к области наибольшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части.
3. Пластина по п.1, отличающаяся тем, что рифления распределительно-коллекторных частей выполнены с переменной пологостью - уменьшающейся от области наименьшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части к области наибольшего пути от входного отверстия к основной теплообменной части.
4. Пластина по п.1, отличающаяся тем, что распределительно-коллекторная часть содержит рифления для расположения герметизирующих прокладок с плавными обводами, части которых близки к эквидистантам к отверстиям.
