ТЕПЛООБМЕННИК
HEAT EXCHANGER

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к теплообменникам, в частности, для котла, работающего на газе или мазуте.
Более точно изобретение к теплообменнику, содержащему газонепроницаемый кожух, который содержит теплообменное устройство и ограничивает камеру сгорания, причем указанный кожух имеет отверстие для доступа и створку, приспособленную для закрывания указанного отверстия для доступа, и указанная створка снабжена горелкой, в частности, работающей на газе или мазуте, которая выступает от ее внутренней стороны.
Предшествующий уровень техники
Из документа FR2942866 также уже известен теплообменник, упомянутый выше. Его створка также снабжена с наружной стороны системой для подачи горючей смеси к горелке. И, наконец, указанный кожух снабжен патрубком для выпуска отработавших газов.
Указанная створка прикреплена с возможностью отсоединения к каркасу указанного отверстия для доступа, например, с помощью винтов.
Однако необходимо периодически обеспечивать доступ к трубам теплообменника и/или к горелке для выполнения операций технического обслуживания.
Открывание створки осуществляют посредством ее удаления после вывинчивания винтов. Такой демонтаж иногда требует использования подъемного устройства, если эта створка крупногабаритная и/или тяжелая, в частности, в случае теплообменников большой мощности, в которых диаметр створки может достигать 1 метра, а масса более 50 кг.
По существующему уровню техники также известны теплообменники, в которых створка установлена на оси поворота, прикрепленной к лицевой стороне теплообменника. Однако такая створка может быть оборудована только малогабаритной горелкой, поскольку горелка большого размера препятствовала бы поворотному перемещению створки.
Раскрытие изобретения
Изобретение предназначено для устранения вышеупомянутых недостатков существующего уровня техники и предлагает теплообменник, оборудованный створкой для доступа, которая снабжена горелкой и обеспечивает полный и облегченный доступ, как к горелке, так и к теплообменному устройству, исключая необходимость подъема створки вручную или с помощью подъемного устройства.
Изобретение также должно обеспечивать газонепроницаемость теплообменника после закрывания створки на его лицевой поверхности.
С этой целью изобретение относится к теплообменнику, включающему в себя газонепроницаемый кожух, который содержит теплообменное устройство и ограничивает камеру сгорания, причем указанный кожух имеет отверстие для доступа и створку, приспособленную для закрывания указанного отверстия для доступа, и указанная створка снабжена горелкой, в частности, работающей на газе или мазуте, которая выступает от ее внутренней стороны.
Согласно изобретению указанная створка установлена с возможностью поворота вокруг оси поворота, прикрепленной к так называемому «переднему» концу ползуна или, по существу, к этому переднему концу, причем указанный кожух снабжен на наружной поверхности направляющим средством, которое позволяет направлять указанный ползун в осевом направлении вдоль оси X2 - X'2 перемещения, которая проходит параллельно продольной оси X - X' указанного кожуха, ось поворота проходит вдоль оси Z - Z', перпендикулярной указанной оси X2 - X'2 перемещения, и ход указанного ползуна больше длины горелки, так что указанная створка способна перемещаться из закрытого положения, в котором она закрывает отверстие для доступа в указанном кожухе, в так называемое «разнесенное» положение, в котором она отделена от этого отверстия для доступа, и в котором горелка расположена снаружи кожуха, и указанная створка способна поворачиваться вокруг оси поворота, когда она расположена в указанном «отделенном» положении.
Благодаря этим особенностям изобретения горелку можно полностью извлекать из теплообменника, что облегчает его очистку и возможные действия в отношении изоляционного материала, окружающего горелку. Кроме того, створка остается прикрепленной к ползуну и поддерживается им. Следовательно, больше нет необходимости поднимать створку.
И, наконец, в закрытом положении створки обеспечивается газонепроницаемость теплообменника.
По другим преимущественным и неограничивающим особенностям изобретения, взятым по отдельности и в комбинации:
- створка выполнена с возможностью поворота вокруг оси поворота на угол, по меньшей мере, 180°;
- ползун снабжен упором конца хода, который предотвращает выскальзывание ползуна из направляющего средства;
- ползун представляет собой полосу, имеющую верхнюю сторону и нижнюю сторону, и направляющее средство содержит два верхних вращающихся ролика и два нижних вращающихся ролика в форме сдвоенных колес, установленных в качестве поддерживающих роликов, имеющих канавку, профиль которой соответствует профилю указанных верхней и нижней сторон ползуна;
- верхняя сторона и нижняя сторона ползуна имеют V-образную выступающую форму с двумя гранями;
- к наружной стороне створки прикреплена пластина, которая имеет две выступающие полки, которые проходят в плоскости, перпендикулярной оси Z - Z' оси поворота, причем в каждой полке выполнено отверстие, ось поворота имеет глухое отверстие на каждом из двух ее концов, и в каждое глухое отверстие через отверстие, обеспеченное в полке, ввинчен ступенчатый винт для обеспечения поворачивания створки вокруг оси поворота;
- указанная створка снабжена блокирующим средством, которое препятствует поворачиванию створки вокруг оси поворота относительно указанного ползуна и удерживает ее в положении, в котором она перпендикулярна оси перемещения указанного ползуна;
- ползун имеет на переднем конце отверстие, проходящее насквозь от одной его стороны до другой, створка имеет на периферии на стороне, обращенной к оси поворота, глухое отверстие, и указанное блокирующее средство содержит съемный штифт, выполненный с возможностью вставления через указанное отверстие в указанное глухое отверстие, тем самым, блокируя поворотное перемещение створки относительно ползуна;
- створка снабжена, по меньшей мере, одной ручкой на наружной стороне.
Краткое описание чертежей
Другие особенности и преимущества изобретения станут понятными из приведенного далее описания со ссылками на чертежи, которые ориентировочно без ограничения представляют возможный вариант выполнения изобретения.
На фиг. 1 показан теплообменник согласно примеру варианта осуществления изобретения, вид в перспективе;
на фиг. 2 - 5 - теплообменник на фиг. 1, виды в перспективе, на которых показана кинематика открывания и закрывания створки теплообменника; и
на фиг. 6 - часть теплообменника, вид в вертикальном разрезе по плоскости VI - VI на фиг. 1.
Варианты осуществления изобретения
Со ссылкой на фиг. 1 можно видеть, что теплообменник 1 по изобретению содержит газонепроницаемый кожух 2. Он опирается, например, на стойки 20.
В остальном описании и формуле изобретения ссылки на понятия «горизонтальный» или «вертикальный» даны с учетом положения теплообменника на фиг. 1 - 5.
Кожух 2 вмещает теплообменное устройство 3, обеспечивающее нагрев текучей среды, например, холодной воды.
На фигурах номера позиций 21 и 22 обозначают впускное и выпускное отверстия устройства 3 теплообменника.
Форма кожуха 2 непринципиальна (не имеет большого значения). Кожух имеет продольную ось X-X'. В примере, показанном на фигурах, этот кожух 2 является цилиндрическим. Он также имеет разгрузочный патрубок отработавших газов, невидимый на фигурах.
Кожух 2 имеет сторону 23, которая ограничивает отверстие 230 для доступа к внутренней части указанного кожуха. Принято, что конец кожуха 2, расположенный вблизи стороны 23, называют передним концом 24, а противоположный конец - задним концом 25.
Кожух 2 также содержит створку 5, предназначенную для закрывания отверстия 230, обеспеченного на стороне 23.
К центральной части створки с ее внутренней стороны 51 прикреплена горелка 4, выступающая от указанной стороны. Внутренняя сторона 51 створки 5 кожуха 2 является стороной, ориентированной к внутренней части кожуха 2, когда створка 5 закрыта. Таким образом, когда створка 5 закрыта, горелка 4 расположена вблизи устройства 3 теплообмена. Кожух 2 ограничивает камеру 30 сгорания (см. фиг. 4 и 5).
Преимущественно, но не в обязательном порядке горелка 4 является цилиндрической и имеет ось X1 - X'1. Также предпочтительно эта продольная ось X1 - X'1 совпадает с продольной осью X - X' кожуха 2.
Горелка 4 предпочтительно работает на газе или мазуте.
Продукты сгорания, вырабатываемые указанной горелкой 4, нагревают текучую среду, содержащуюся в устройстве 3 теплообмена.
Как можно видеть, например, на фиг. 3, наружная сторона 52 створки 5 предпочтительно соединена с патрубком 53 для подачи горючей газовой смеси (например, газовой, топливовоздушной, мазутно-воздушной), причем перенос этой смеси к горелке 4 выполняется через соответствующее отверстие, обеспеченное в створке 5.
Как более наглядно показано на фиг. 4 и 5, зона внутренней стороны 51 створки 5, которая окружает горелку 4, преимущественно покрыта термостойким термоизолирующим материалом 54 и содержит уплотнение 55.
Створка 5 установлена с возможностью поворота на оси 6 поворота, которая поддерживается или прикреплена к концу или, по существу, к концу ползуна 7. Указанный ползун 7 направляется и удерживается с возможностью скольжения относительно направляющего средства 8, обеспеченного на наружной стороне кожуха 2.
Согласно возможному варианту осуществления створка 5 снабжена пластиной 56, прикрепленной, например, винтами 560, к наружной стороне 52 створки. Эта пластина также могла бы быть нераздельной частью створки, если бы последняя была, например, литой.
Ползун 7 представляет собой плоскую прямолинейную полосу небольшой толщины, имеющую, как можно видеть на фиг. 1, наружную вертикальную сторону 70, верхнюю сторону 71, противоположную нижнюю сторону 72, задний конец 73 и передний конец 74.
Предпочтительно, верхняя сторона 71 и нижняя сторона 72 имеют в сечении V-образную форму, вершина которой выступает наружу; другими словами, они имеют две грани 711, 712 и, соответственно, 721, 722.
Как более наглядно показано на виде в разрезе на фиг. 6, ось 6 прикреплена, например, посредством сварки, к переднему концу 74 ползуна 7.
Ось 6 поворота проходит вдоль вертикальной оси Z - Z', перпендикулярной продольной оси X2 - X'2 ползуна 7.
Ось 6 поворота имеет глухое резьбовое отверстие 61 на каждом из двух концов.
Две стороны, верхняя и нижняя, пластины 56 изогнуты вперед в горизонтальном направлении и образуют две полки 561, проходящие в плоскости, перпендикулярной оси Z - Z'. В каждой полке 561 выполнено отверстие 5610. Два отверстия 5610 вертикально выровнены, и каждое из них сообщается с одним из глухих отверстий 61 оси 6 поворота.
В каждое глухое отверстие 61 через отверстие 5610 с зазором, обеспеченным в последнем, ввернут ступенчатый винт 562, что позволяет поворачивать пластину 56 и, следовательно, створку 5, к которой она прикреплена, вокруг оси 6 поворота. Это поворачивание можно выполнять на угол, по меньшей мере, 180°.
Согласно возможному варианту осуществления изобретения направляющее средство 8 содержит пластину 80 и четыре ролика, соответственно, два верхних ролика, задний 81 и передний 82, и два нижних ролика, передний 83 и задний 84 (см. фиг. 1 и фиг. 6).
Пластина 80 прикреплена, например, посредством сварки, к наружной стороне кожуха 2. Она имеет плоскую наружную сторону 800.
Вращающиеся ролики 81 - 84 установлены в качестве поддерживающих роликов вокруг осей вращения, соответственно, 810, 820, 830 и 840, и прикреплены к наружной стороне указанной пластины 80.
Оси 810 - 840 расположены перпендикулярно к оси X - X' кожуха 2.
Ролики 81 - 84, например, являются роликами в форме сдвоенных колес (в вогнутой форме), имеющих на периферии кольцевую канавку, соответственно, 811, 821, 831 и 841, форма которой позволяет ей взаимодействовать с верхней 71 и нижней 72 сторонами ползуна 7. Двухгранная форма этих сторон облегчает самоцентрирование ползуна 7 относительно указанных роликов.
Таким образом, ползун 7 направляется в осевом направлении направляющим средством 8 вдоль оси X2 - X'2 перемещения, которая совмещена с продольной осью X2 - X'2 ползуна 7 и, кроме того, параллельна продольной оси X - X' кожуха 2.
Как преимущество, два диагонально противоположных ролика, в рассматриваемом случае, например, ролики 81 и 83, расположены на пластине 80 таким образом, что они выровнены на ползуне 7, что способствует их качению по указанному ползуну. И наоборот, два других ролика, установленных с противоположных сторон по диагонали, в рассматриваемом случае, например, ролики 82 и 84, расположены на пластине 80 таким образом, что они имеют незначительный зазор относительно ползуна 7, который обеспечивает перемещение ползуна 7, но препятствует заклиниванию, обусловленному разбросом размеров и геометрией и сборкой различных частей системы.
Таким образом, ползун 7 направляется в осевом направлении вдоль оси X2 - X'2 перемещения в двух противоположных направлениях, так что он может перемещаться по заданной траектории между крайним положением, называемым «убранным» положением, как показано на фиг. 2, в котором его задний конец 73 находится рядом с задним концом 25 кожуха 2, и противоположным крайним положением, называемом «выдвинутым» положением, как показано на фиг. 3 и 4, в котором его задний конец 73 перемещается в направлении направляющего средства 8.
Как преимущество, задний конец 73 ползуна 7 имеет задний упор, показанный в рассматриваемом случае в форме двух выступающих пальцев 75, проходящих параллельно оси Z - Z' оси 6 поворота. Этот упор 75 ограничивает прямой ход ползуна 7 и препятствует его полному выходу из зацепления с направляющим средством 8, когда он расположен в «выдвинутом» положении.
Ползун 7 имеет такие размеры и направляется таким образом, что его ход вдоль оси X - X'2 превышает длину горелки 4, что обеспечивает полное извлечение указанной горелки из кожуха 2.
И, наконец, следует отметить, что ползун 7 не может выскальзывать из роликов 81 - 84 в заднем направлении из-за наличия оси 6 поворота, которая выполняет функцию упора.
Также как преимущество, передний конец 74 ползуна 7 имеет отверстие 76, перпендикулярное оси X - X'2 и перпендикулярное оси Z - Z' оси 6 поворота. Это отверстие 76 проходит насквозь через ползун 7 от одной его стороны к другой. Кроме того, створка 5 имеет на периферии на стороне, обращенной к оси 6 поворота, глухое отверстие (невидимое на фигурах) как продолжение отверстия 76, когда створка 5 находится в закрытом положении. В отверстие 76 и глухое отверстие створки 5, обращенное к отверстию 76, может быть вставлен съемный штифт 77 для удерживания створки 5 в заблокированном положении перпендикулярно ползуну 7 во время его перемещения.
В закрытом положении створки 5 должна обеспечиваться газонепроницаемость. С этой целью створку 5, как преимущество, привинчивают винтами к стороне 23.
Как преимущество, створка 5 также снабжена одной или более ручками 58, прикрепленными к ее наружной стороне 52 и обеспечивающими манипулирование указанной створкой.
Далее приведено описание кинематики открывания и закрывания створки 5 со ссылкой на фиг. 2 - 5.
На фиг. 2 показано рабочее положение теплообменника 1, в котором горелка 4 находится в рабочем состоянии и нагревает текучую среду, циркулирующую в теплообменном устройстве 3. В этом положении створка 5 находится в закрытом состоянии, и она закрывает отверстие 230 для доступа, при этом ползун 7 находится в убранном положении.
Когда оператор должен выполнить техническое обслуживание, он останавливает работу горелки 4. Далее, потянув ручки 58 на себя, он может перемещать ползун до тех пор, пока он не достигнет выдвинутого положения, как показано на фиг. 3. Ползун 7 перемещается до тех пор, пока его упор 75 конца хода не упрется в ролики 81 и 84. Штифт 77 все еще остается на месте так, что створка остается в положении, перпендикулярном ползуну 7. Далее створку 5 перемещают в положение, называемое «разнесенным» («отделенным»), в котором она перемещена в сторону, т.е. отделена от отверстия 230 доступа.
Кроме того, длина ползуна 7 и установка в заданное положение его заднего упора 75 заданы с учетом размера горелки 4, которая теперь расположена полностью снаружи камеры 30 сгорания.
Далее оператор вытаскивает штифт 77, так чтобы можно было поворачивать створку 5 к передней стороне теплообменника 1 вокруг оси 6 поворота до тех пор, пока последняя не придет в так называемое «обратное» положение, показанное на фиг. 4.
В указанном обратном положении створка 5 повернута, по меньшей мере, на 180°. Горелка 4 предварительно полностью извлечена из кожуха 2, поэтому она не может сталкиваться с теплообменным устройством 3.
И, наконец, оператор также может отодвинуть створку 5, так чтобы переместить ползун 7 в убранное положение, чтобы достичь положения, показанного на фиг. 5. В последнем положении доступ к камере 30 сгорания является полным, что облегчает выполнение работ по техническому обслуживанию. То же самое относится к горелке 4, которая полностью доступна, когда створка 5 повернута на 180°.
По завершении выполнения операций технического обслуживания оператор может переместить створку 5 вперед так, чтобы привести направляющую 7 в выдвинутое положение (фиг. 4), затем повернуть створку 5 на 180°, чтобы привести ее в разнесенное положение, как показано на фиг. 3, установить штифт 77 в отверстие 76 и переместить створку 5 и ползун назад, так чтобы привести ползун в убранное положение, а створку в закрытое положение.
В общем, изобретение особенно хорошо подходит для горелки, габариты которой (размеры по длине и ширине) таковы, что створку 5 нельзя открыть без риска повреждения устройства 3, если она снабжена простым шарниром, как по существующему уровню техники.