МНОГОПОТОЧНЫЙ ТРУБЧАТЫЙ ЗМЕЕВИК

Полезная модель относится к конструкции трубчатых поверхностей теплопередачи теплообменных устройств для текучих сред и может быть использована в нефтегазовой, химической и других отраслях техники, в частности в нагревателях нефти и нефтяной эмульсии.
Известны однопоточные трубчатые змеевики [1, 2], в которых прямые трубы-шпильки соединены между собой приварными крутоизогнутыми отводами. Минимальное расстояние между осями смежных труб в змеевиках ограниченно величиной l,75d, где d - наружный диаметр труб. Данное обстоятельство не позволяет увеличивать площадь поверхности теплопередачи в единице объема, занимаемого змеевиком.
Известен однопоточный трубчатый змеевик [3], в котором прямые трубы-шпильки соединены между собой двойниками и отводами. В данном змеевике возможно любое малое расстояние между прямыми трубами в плоскости ряда труб-шпилек, но значительно увеличивается габаритный размер ряда труб в направлении, перпендикулярном плоскости ряда. Недостатком является и усложнение конструкции змеевика.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство, содержащее ряд прямых труб, открытые концы которых соединены между собой трубчатыми соединительными элементами с отверстиями для ввода в них открытых концов прямых труб, установленные в диаметральных сечениях трубчатых соединительных элементов диски, образующие со стенкой трубчатого соединительного элемента отсеки [4] - прототип. Конструкция данного устройства является простой, технологичной в изготовлении. Из-за малого расстояния между трубами змеевик [4] имеет значительно более высокую компактность, чем известные аналоги. Недостатком устройства [4], как и известных аналогов [1, 2, 3] является невозможность осуществлять движение текучей среды в них несколькими параллельными потоками. Организация движения текучей среды в одном змеевике несколькими параллельными потоками требуется, когда необходимо уменьшить скорость движения среды, увеличить время пребывания ее в змеевике и в ряде других специальных случаев.
Техническая проблема, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в обеспечении многопоточного движения текучей среды в одном змеевике.
Сущность полезной модели заключается в том, что в многопоточном трубчатом змеевике, содержащем ряд прямых труб, открытые концы которых соединены между собой трубчатыми соединительными элементами с отверстиями для ввода в них открытых концов прямых труб, установленные в диаметральных сечениях трубчатых соединительных элементов диски, образующие со стенкой трубчатого соединительного элемента отсеки, полости отсеков трубчатых соединительных элементов соединены между собой прямыми трубами, при этом общий поток, подаваемый из полости отсека в открытые концы прямых труб, разделяется на несколько параллельных потоков, объединяющихся на выходе из прямых труб в полости следующего отсека, диски в трубчатых соединительных элементах, расположенных на противоположных концах прямых труб, смещены относительно друг друга в осевом направлении на расстояние вдвое меньшее, чем длина отсека.
В отличие от известного устройства, то, что полости отсеков трубчатых соединительных элементов соединены между собой прямыми трубами, при этом общий поток, подаваемый из полости отсека в открытые концы прямых труб, разделяется на несколько параллельных потоков, объединяющихся на выходе из прямых труб в полости следующего отсека, диски в трубчатых соединительных элементах, расположенных на противоположных концах прямых труб, смещены относительно друг друга с осевом направлении на расстояние вдвое меньшее, чем длина отсека, позволяет осуществлять движение текучей среды в прямых трубах змеевика несколькими параллельными потоками, и тем самым решить поставленную задачу.
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом [4] показывает, что заявляемое решение соответствует критерию «новизна».
В известных технических решениях [1, 2, 3] можно осуществлять лишь однопоточное движение текучей среды в змеевике.
Все это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «существенные отличия».
На фиг. 1 приведен разрез предлагаемого многопоточного трубчатого змеевика (показан частный случай двухпоточного трубчатого змеевика); на фиг. 2 - часть трубчатого соединительного элемента.
Многопоточный трубчатый змеевик содержит ряд прямых труб 1 и трубчатые соединительные элементы 2 с отверстиями 3. В диаметральных сечениях трубчатых соединительных элементов 2 установлены диски 4, которые со стенкой трубчатого соединительного элемента образуют отсеки 5.
Открытыми концами прямые трубы 1 вставлены в отверстия 5 и соединены с трубчатыми соединительными элементами сваркой по линиям стыка.
Многопоточный трубчатый змеевик работает следующим образом. При подаче жидкости, например, слева в верхний трубчатый соединительный элемент 2, поток подаваемой жидкости разделяется на несколько параллельных потоков (на фиг. 1 два потока), входящих с разворотом на 90° через открытые концы в полости прямых труб 1. При выходе из прямых труб 1 параллельные потоки объединяются в полости отсека 5 нижнего трубчатого соединительного элемента 2, а затем вновь идет разделение общего потока по другим прямым трубам 1, входящим своими открытыми концами в данный отсек 5. Далее жидкость последовательно проходит параллельными потоками через все прямые трубы 1 и отсеки 5 в трубчатых соединительных элементах 2 и выходит из змеевика справа. В каждом отсеке 5 осуществляется поворот движения жидкости на 180°.
Преимуществами предлагаемого многопоточного трубчатого змеевика являются
возможность осуществления движения жидкости несколькими параллельными и однонаправленными потоками в устройстве;
простота конструкции и технологичность изготовления;
большая площадь поверхности труб, приходящаяся на единицу объема змеевика.
Источники информации
1. Ентус Н.Р., Шарихин В.В. Трубчатые печи в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М: Химия, 1987 г. с. 13-16.
2. Патент РФ №2256846 C1, М. кл. 22В 7/00. Бюл. №20 от 20.07.2005.
3. Авторское свидетельство СССР №454405, М. кл. F26b 5/10, C10g 9/20. Бюл. №47 от 25.12.1974.
4. Патент РФ №2382973 C1, М. кл. F25F 1/00. Бюл. №6 от 27.02.2010.