Многосекционный разборный трубчатый теплообменник

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МНОГОСЕКЦИОННЫЙ РАЗБОРНЫЙ ТРУБЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК(71) Заявители Мамонов Николай Владимирович Мамонов Дмитрий Николаевич(72) Авторы Мамонов Николай Владимирович Мамонов Дмитрий Николаевич(73) Патентообладатели Мамонов Николай Владимирович Мамонов Дмитрий Николаевич(57) Многосекционный разборный трубчатый теплообменник состоит из трех и более коаксиально расположенных труб, заглушенных шайбами образующиеся вследствие этого полости, начиная от центральной и далее через одну по радиусу от центра к периферии,сообщаются пространством между шайбами, а полости, начиная со следующей по радиусу за центральной и далее через одну к периферии, сообщаются между собой посредством перепускных патрубков и дополнительно содержит входной и выходной патрубки для теплоносителя, отличающийся тем, что многосекционный разборный трубчатый теплообменник содержит трубы, изготовленные из тонкостенной листовой нержавеющей стали посредством вальцовки, сварки и накатки спирали, к торцам труб с одной стороны приварены кольца, к которым присоединены конусообразные шайбы с отверстием, соответствующим диаметру труб, а в отверстия, располагающиеся по высоте колец, вварены 69832011.02.28 патрубки входа и выхода обрабатываемых сред, а также переходные патрубки с переходами, причем в кольце трубы с меньшим диаметром патрубок отсутствует, герметизация колец осуществляется прокладками, вставленными в паз, проделанный в кольцах, посредством шпилек, вставленных во втулки, приваренных равномерно по периметру первого и последнего колец, с другой стороны в торец наименьшей трубы вварен конус, в следующий конус трубы, возрастающей по диаметру, вварена разделительная камера, представляющая собой отрезок трубы, разделенный на две части продольной перегородкой, в каждой секции камеры на высоте, необходимой для прохода нагреваемой и нагревающей сред, проделаны отверстия, а торцы заглушены с противоположных сторон двумя секторами, в следующие два конуса труб, возрастающих по диаметру, вварены фланцы с конусным отверстием для закладки уплотнительной прокладки, поджимаемой ответным прямым фланцем, в следующие четыре трубы вварены детали по аналогии с первыми четырьмя трубами, конус последней трубы изготовлен глухим. Предлагаемое техническое решение относится к теплообменным устройствам, а именно к теплообменникам для нагрева или охлаждения жидкости через стенку. Известен пластинчатый теплообменник 1. Теплообменник содержит пластины с прокладками по периметру, которые стягиваются при помощи шпилек гайками. Недостатками его являются низкие скорости движения жидкости, трудности герметизации пластин по периметру, невозможность создания постоянных скоростей движения жидкости по площади всей пластины вследствие образования поперечных потоков. Известен трубчатый теплообменник с вытеснителем 2. В обогреваемую трубу вводится полый трубчатый вытеснитель, закрытый с обоих концов. Между трубой и вытеснителем остается зазор, по которому проходит жидкость с большой скоростью. Наиболее близким к предлагаемому (прототипом) по способу нагрева (охлаждения) является теплообменник 3, который содержит три и более коаксиально расположенные трубы, заглушенные шайбами, образующиеся вследствие этого полости, начиная от центральной и далее через одну по радиусу от центра к периферии, сообщаются пространством между шайбами, а полости, начиная со следующей по радиусу за центральной и далее через одну к периферии, сообщаются между собой посредством перепускных патрубков, и дополнительно содержит входной и выходной патрубки для теплоносителя. Недостатками его являются неразборность конструкции, узкая область применения, невозможность создания высоких давлений в межтрубных пространствах и применения тонкостенного металла. Задачей является создание теплообменника, способного превзойти по техническим параметрам пластинчатый и ликвидировать его недостатки, при помощи которого уменьшится материалоемкость изделия, увеличится коэффициент теплопередачи, рабочее давления теплоносителя и область применения. Создание постоянных скоростей движения жидкости по межтрубным пространствам, турбулизация потока жидкости и создание ее движения по спирали. Задача решается за счет того, что теплообменник содержит три и более коаксиально расположенные трубы, заглушенные шайбами, образующиеся вследствие этого полости,начиная от центральной и далее через одну по радиусу от центра к периферии, сообщаются пространством между шайбами, а полости, начиная со следующей по радиусу за центральной и далее через одну к периферии, сообщаются между собой посредством 2 69832011.02.28 перепускных патрубков, и дополнительно содержит входной и выходной патрубки для теплоносителя, отличающийся тем, что многосекционный разборный трубчатый теплообменник содержит трубы, изготовленные из тонкостенной листовой нержавеющей стали посредством вальцовки, сварки и накатки спирали, к торцам труб с одной стороны приварены кольца, к которым присоединены конусообразные шайбы с отверстием, соответствующим диаметру труб, а в отверстия, располагающиеся по высоте колец, вварены патрубки входа и выхода обрабатываемых сред, а также переходные патрубки с переходами, причем в кольце трубы с меньшим диаметром патрубок отсутствует, герметизация колец осуществляется прокладками, вставленными в паз, проделанный в кольцах, посредством шпилек, вставленных во втулки, приваренных равномерно по периметру первого и последнего колец, с другой стороны в торец наименьшей трубы вварен конус, в следующий конус трубы, возрастающей по диаметру, вварена разделительная камера, представляющая собой отрезок трубы, разделенный на две части продольной перегородкой, в каждой секции камеры на высоте, необходимой для прохода нагреваемой и нагревающей сред, проделаны отверстия, а торцы заглушены с противоположных сторон двумя секторами, в следующие два конуса труб, возрастающих по диаметру, вварены фланцы с конусным отверстием для закладки уплотнительной прокладки, поджимаемой ответным прямым фланцем, в следующие четыре трубы вварены детали по аналогии с первыми четырьмя трубами, конус последней трубы изготовлен глухим. Предлагаемый многосекционный разборный трубчатый теплообменник изображен на фиг. 1 - общий вид, фиг. 2 - уплотнение колец, фиг. 3 - разделительная камера. Теплообменник содержит трубы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, изготовленные из тонкостенной листовой нержавеющей стали посредством вальцовки, сварки и накатки спирали. К торцам труб с одной стороны приварены кольца 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, к которым присоедины конусообразные шайбы 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 с отверстием, соответствующим диаметру труб. В отверстия, располагающиеся по высоте колец, приварены патрубки входа и выхода обрабатываемых сред 28, 29, 30, 31, а также переходные патрубки 32, 33, 34,35 с переходами 36, 37. В кольце трубы с меньшим диаметром патрубок отсутствует. Герметизация колец осуществляется прокладками 38, вставленными в паз 39, проделанный в кольцах, посредством шпилек 40, вставленных во втулки 41, приваренных равномерно по периметру первого и последнего колец. С другой стороны в торец наименьшей трубы 1 вварен конус 42. В следующий конус 43 трубы 2, возрастающей по диаметру, вварена разделительная камера 46, представляющая собой отрезок трубы 47, разделенный на две части продольной перегородкой 48. В каждой секции камеры на высоте, необходимой для прохода нагреваемой и нагревающей сред, проделаны отверстия 49, 50, а торцы заглушены с противоположных сторон двумя секторами 52, 51. В следующие два конуса 44, 45 труб 3, 4 вварены фланцы 53, 54 с конусным отверстием, служащим для закладки и герметизации уплотнительной прокладки, поджимаемой ответными прямыми фланцами 55, 56. В следующие четыре трубы ввариваются детали по аналогии с первыми четырьмя трубами. Конус 57 последней трубы изготовлен глухим. Работа теплообменника осуществляется следующим образом. Нагреваемая среда через входной патрубок 29 поступает в межкольцевое пространство, образованное конусообразными шайбами 19, 20, движется по межтрубному пространству, образованному трубами 1, 2, и поступает в межкольцевое пространство 60. Из межкольцевого пространства через отверстие 49 разделительной камеры, межкольцевое пространство 62 нагреваемая среда поступает в межтрубное пространство 63, образованное трубами 3, 4, проходя межкольцевое пространство 64, патрубок 33, переход 36, патрубок 32, межкольцевое пространство конусообразных шайб, межтрубное пространство,образованное трубами 5, 6, поступает в межкольцевое пространство. Из межкольцевого пространства через секторное отверстие 61 разделительной камеры и отверстие 49, проходя межкольцевое пространство, поступает в межтрубное пространство, образованное тру 3 69832011.02.28 бами 7, 8, проходя нижнее межкольцевое пространство, выводится из теплообменника через выходной патрубок 28. Вход теплоносителя осуществляется через входной патрубок 31, межкольцевое пространство 65, межтрубное пространство, образованное трубами 9, 8, межкольцевое пространство 67, отверстия 68, 50 разделительной камеры, межкольцевое пространство 69,далее теплоноситель поступает в межтрубное пространство, образованное трубами 7, 6,проходя межкольцевое пространство 71, патрубок 34, переход 37, патрубок 35, межкольцевое пространство конусообразных шайб 22, 23, межтрубное пространство, образованное трубами 4, 5, поступает в верхнее межкольцевое пространство. Из верхнего межкольцевого пространства через отверстия 68, 50 разделительной камеры, межкольцевое пространство, образованное конусами 20, 21, выводится из теплообменника через выходной патрубок 30. В процессе движения сред происходит интенсивный теплообмен через стенки спиралеобразных труб. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4