ТЕПЛООБМЕННИК С ПЛАСТИНАМИ
HEAT EXCHANGER WITH PLATES

Область техники
Изобретение относится к области теплообменников с пластинами, между которыми проходят две жидкости, имеющие разные температуры, и одна из которых принимает/отдает тепловую энергию другой.
В частности, изобретение нацелено на теплообменники с пластинами большого размера, рама которых имеет на внутренней части направляющую для направления пластин параллельно в раме перед тем, как пластины будут плотно прикреплены друг к другу для получения уплотнения между двумя контурами.
Предшествующий уровень техники
В целом, для получения уплотнения между различными замкнутыми потоками жидкости на каждую из пластин теплообменника помещают периферийное уплотнение. Такие пластины, снабженные периферийными уплотнениями, описаны, в частности, в документе GB-1592069.
Однако, когда пластины имеют очень большие размеры, между пластинами может произойти смещение, когда их вставляют в раму и затем, когда пластины затягивают относительно друг друга. Указанное смещение может быть вызвано, в частности, из-за использования уплотнения, которое имеет заостренную форму и также известно под термином "ROOF TOP". Действительно, когда пластина входит в контакт с кончиком уплотнения смежной пластины, она устанавливается по существу со смещением в поперечном направлении и качается вокруг кромки, образованной кончиком уплотнения. Это явление особенно заметно, когда пластины имеют единственный направляющий вырез для облегчения установки пластин в раме.
Цель изобретения, таким образом, состоит в исключении смещения, которое может произойти между различными пластинами теплообменника, когда пластины помещают в раму, и затем, когда пластины затягивают относительно друг друга. Кроме того, эта цель достигается и без ущерба для функции уплотнения периферийным уплотнением.
Описание изобретения
Таким образом, изобретение относится к теплообменнику, содержащему набор пластин, ограничивающих между собой контуры для жидкости, проходящей поочередно через уплотнения, установленные между каждой парой из двух смежных пластин. Каждая пластина содержит по меньшей мере один направляющий вырез, выполненный по меньшей мере в одном из ее концов, и который позволяет направлять каждую пластину в раме.
Согласно изобретению, теплообменник отличается тем, что он также содержит между каждыми двумя смежными пластинами и вблизи направляющего выреза по меньшей мере одну распорку, которая будет сжата в контакте с двумя смежными пластинами, причем каждая распорка имеет перед сжатием толщину, по меньшей мере равную толщине уплотнения.
Другими словами, когда пластины теплообменника помещены в раму, они ориентируются параллельно относительно друг друга, входя в контакт с распоркой, помещенной на смежную пластину. Кроме того, перед тем, как пластины затянуты относительно друг друга, уплотнение не воздействует на смежную пластину и, следовательно, не входит в контакт с ней.
Таким образом, когда затягивание пластины начинается, все пластины располагаются параллельно относительно друг друга, и не может возникать смещение, даже когда уплотнение сжимается, так как распорка, находящаяся вблизи направляющего выреза, предотвращает любое качание одной пластины относительно другой.
Как преимущество, каждая распорка может быть вставлена в паз, выполненный в одной из пластин, с которым она входит в контакт.
Действительно, подобно уплотнению, распорка может быть расположена или даже связана в пазе, таким образом, предотвращая скольжение распорки, в частности, при затягивании.
Эти пазы обычно выполняют посредством прессования и штамповки в ходе операции штамповки пластины таким образом, чтобы производить множество ребер, таким образом, увеличивая поверхность теплообмена между жидкостями в теплообменнике.
На практике, каждая распорка может быть по существу в форме прямоугольного параллелепипеда. Как таковая, она содержит две параллельные поверхности, и она имеет постоянное сечение, совместимое с производственным процессом, таким как экструзия или формование.
Согласно одному конкретному варианту осуществления изобретения, каждая распорка может иметь большую сжимаемость, чем уплотнение.
Таким образом, когда пластины затянуты относительно друг друга, распорка, которая имеет толщину, большую, чем толщина другой распорки, может сжиматься, не препятствуя последующему сжатию уплотнения.
Кроме того, такая распорка может быть изготовлена различными способами и может быть прикреплена или не прикреплена к уплотнению.
Согласно первому альтернативному варианту, каждая распорка может быть ответвлением уплотнения. Уплотнение и распорка, таким образом, формируют монолитный элемент, который может быть изготовлен в ходе единой операции, в частности посредством операции формования.
Преимущественно, теплообменник может содержать соединительную часть между каждым уплотнением и каждой распоркой. Эта конфигурация позволяет располагать распорку вблизи направляющего выреза, однако без изменения положения уплотнения на пластине. Единственной функцией этой соединительной части является облегчение производства теплообменника посредством исключения увеличения количества частей в его строении и помещения распорки на пластине. Эта соединительная часть имеет толщину, которая меньше, чем толщина уплотнения, и, следовательно, также меньше, чем толщина распорки.
Согласно второму альтернативному варианту, каждая распорка может быть отдельной от уплотнения. По существу можно располагать каждый из элементов на пластине независимо. Такой альтернативный вариант, таким образом, означает, что соединительная часть может быть исключена, и могут использоваться существующие уплотнения, используемые в обычных уже произведенных теплообменниках.
Предполагаются различные варианты выполнения уплотнения и распорки и, в частности, они могут быть выполнены из разных или одинаковых материалов.
Таким образом, согласно первому варианту осуществления изобретения, распорки и уплотнения могут быть выполнены из одного материала. Таким образом они могут, например, формоваться в одной матрице и изготавливаться одновременно.
Согласно второму варианту осуществления изобретения, распорки и уплотнения могут быть выполнены из двух различных материалов. По существу, в частности, можно приспособить сжимаемость распорок таким образом, чтобы локально не изменять сжимаемость уплотнения.
Краткое описание чертежей
Способ, которым осуществлено изобретение, и получаемые преимущества будут более понятны из нижеследующего описания варианта осуществления изобретения, данного для информации, но не внося ограничений, со ссылками на фигуры, на которых:
фиг.1 - частичный вид сечения теплообменника в соответствии с изобретением;
фиг.2 - частичный вид спереди теплообменной пластины;
фиг.3 и 4 - виды поперечного сечения различных форм распорки в промежутке между двумя пластинами перед тем, как они затянуты относительно друг друга.
Описание изобретения
Как уже было упомянуто, изобретение относится к теплообменнику (1), такому как показано на фиг.1. Этот тип теплообменника с пластинами (10), таким образом, содержит два контура (2, 3) для жидкости, причем две жидкости текут для обмена тепловой энергией.
Как показано, эти контуры (2, 3) ограничены уплотнением (4), определяющим периферию поверхности обмена на каждой пластине. Пластины (10) помещены в раму (6) и направляются в этой раме при помощи направляющего выреза (5), входящего в зацепление с направляющей, установленной в раме (6). Распорки (7), в этом случае, дают возможность устанавливать пластины (10) на равном удалении друг от друга и параллельно вблизи этой направляющей. Распорки (7), таким образом, используются для обеспечения параллельного расположения пластин относительно друг друга перед операцией затягивания для сжатия уплотнения (4).
В показанном альтернативном варианте распорки (7) могут формировать ответвление уплотнения (4). Этот вариант конструкции облегчает операции сборки и изготовления такого теплообменника (1).
Как показано в альтернативном варианте на фиг.2, распорки (17) также могут быть отделены от уплотнения (4). Таким образом, можно изготовлять теплообменники в соответствии с изобретением, используя обычное уже произведенное уплотнение.
Как показано на фиг.3, распорка (7) является, в этом случае, ответвлением уплотнения (4) и связана с ним посредством соединительной части (9). Кроме того, толщина (E) распорки (7) больше, чем толщина (e) уплотнения (4). Таким образом, верхняя поверхность (27) распорки (7) первой входит в контакт с верхней пластиной (11), когда пластины (10, 11) помещают друг против друга в раме (6).
Например, может использоваться уплотнение толщиной e, составляющей 6 мм, в комбинации с распоркой толщиной E, составляющей 6,2 мм.
Кроме того, нижняя поверхность (37) распорки (7) входит в контакт с пазом (8) для обеспечения того, что распорка (7) может быть легко установлена на пластину (10) и закреплена. Действительно, распорка (7) должна быть очень точно помещена на пластину (10) таким образом, чтобы входить в контакт с плоской поверхностью тыльной стороны пластины (11) противоположной стороной.
Верхняя (27) и нижняя (37) поверхности в показанном альтернативном варианте по существу плоские для формирования распорки (7) по существу в форме прямоугольного параллелепипеда.
Согласно другому альтернативному варианту, и, как показано на фиг.4, верхняя (27) и нижняя (37) поверхности могут также формировать искривленную вогнутую поверхность перед сжатием. В этом случае при затягивании контакт между распоркой (7) и смежной пластиной (11) линеен до достижения площади поверхности. Такой линейный контакт вблизи направляющей, однако, позволяет гарантировать то, что пластины могут быть расположены параллельно относительно друг друга.
Из указанного выше становится ясно, что теплообменник с пластинами в соответствии с изобретением имеет разнообразные преимущества и, в частности:
- он позволяет располагать пластины параллельно относительно друг друга и перпендикулярно относительно направления осевой нагрузки, прилагаемой при затягивании пластин друг к другу;
- он позволяет, в частности, использовать единственную направляющую, таким образом, облегчая установку пластин очень больших размеров.