Теплообменный аппарат
HEAT EXCHANGING DEVICE

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к рекуперативным теплообменным аппаратам.
Известен теплообменный аппарат, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода теплоносителей трубной и межтрубной полостей и расположенный в нем пучок труб с по крайней мере одной поперечной перегородкой, создающей в межтрубном пространстве камеры, соединенные между собой расположенными на корпусе полостями для перетока среды из одной камеры в другую (заявка DE №34327690 от 07.08.90 г., опубл. DE №00000297231 от 02.01.92 г, «Изобретения стран мира» Выпуск 79, №6, 1993 г.).
Основными недостатками известного устройства являются сложность изготовления корпуса, т.к. на нем необходимо образовать полости для перетока среды межтрубного пространства из одной камеры в другую, повышенные гидравлические сопротивления в местах перетока, а также отклонение направления движения жидкости внутри камеры от перпендикулярного по отношению к продольной оси аппарата.
Известен теплообменный аппарат, выбранный в качестве прототипа, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода теплоносителей трубной и межтрубной полостей и расположенный в нем пучок труб с по крайней мере одной имеющей свободные проходы в заданных местах для перетока среды межтрубной полости поперечной перегородкой, цилиндрическая поверхность которой снабжена дугообразным упругим уплотнительным элементом, охватывающим эту поверхность и входящим в контакт с внутренней поверхностью корпуса (US №4733722 А, МПК F28F 9/00).
Это техническое решение позволяет упростить изготовление корпуса, характеризуется меньшим гидравлическим сопротивлением при перетекании жидкости межтрубной полости из одной камеры в другую и обеспечивает ее перпендикулярное по отношению к продольной оси аппарата движение. Однако снабжение периферийной цилиндрической поверхности перегородки упругим уплотнительными элементом, охватывающим эту поверхность и входящим в контакт с внутренней поверхностью корпуса, в виде двух направленных в противоположные стороны от перегородки дуг, приведет, при горизонтальном расположении теплообменного аппарата, к тому, что упругие элементы, находящиеся в нижней части трубного пучка и воспринимающие вес вышерасположенной части трубного пучка, со временем будут деформированы и разрушены, а упругие элементы, находящиеся в верхней части трубного пучка, потеряют контакт с внутренней поверхностью корпуса, что ведет к снижению показателей надежности и тепловой эффективности теплообменника.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности теплообменного аппарата.
Поставленная задача решается тем, что теплообменный аппарат содержит корпус с патрубками подвода и отвода теплоносителей трубной и межтрубной полостей и расположенный в нем пучок труб с по крайней мере одной имеющей свободные проходы в заданных местах для перетока среды межтрубной полости поперечной перегородкой. Цилиндрическая поверхность перегородки снабжена дугообразным упругим уплотнительным элементом, охватывающим эту поверхность и входящим в контакт с внутренней поверхностью корпуса. При этом упругий уплотнительный элемент выполнен из сетчатого материала, а свободный объем под дугообразным элементом заполнен эластичным материалом.
Выполнение упругого дугообразного уплотнительного элемента из сетчатого материала с заполнением свободного объема под дугообразным элементом эластичным материалом обеспечивает ограниченную деформацию упругого элемента и исключает разрушение упругого элемента в процессе эксплуатации, что гарантирует поддержание контакта упруго элемента с внутренней поверхностью корпуса по всему его периметру.
На фиг. 1. показан заявляемый теплообменный аппарат. Поз. 1 - корпус, поз. 2 и поз. 3 - патрубки трубной полости, поз. 4 и поз. 5 патрубки межтрубной полости, поз. 6 - трубки трубного пучка, поз. 7 - перегородка, поз. 8 обозначены проходы сквозь перегородку, поз. 9 - упругий уплотнительный элемент, а поз. 10 - эластичный материал.
На фиг. 2 показан поперечный разрез заявляемого теплообменного аппарата.
На фиг. 3 показан вырыв в районе упругого эластичного элемента.
Теплообменный аппарат работает следующим образом. Теплоноситель трубной полости через патрубок 2 входит в трубки 6 трубного пучка и, пройдя по трубной полости, выходит из аппарата через патрубок 3. Теплоноситель межтрубной полости входит в межтрубную полость через патрубок 4 и, пройдя по межтрубной полости, выходит через патрубок 5. При движении теплоносителя по межтрубной полости он перпендикулярно омывает теплопередающие трубки 6 трубного пучка каждой камеры, попадая через свободные проходы 8 в перегородках 7 из одной камеры межтрубной полости в другую. Камеры образованы корпусом 1 и перегородками 7. Плотность разделения камер между собой обеспечивается упругими уплотнительными элементами 9 с эластичным материалом 10.
Использование заявляемого технического решения позволяет повысить надежность теплообменного аппарата.