ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ МЕЖСТУПЕНЧАТЫЙ ГАЗООХЛАДИТЕЛЬ

Данная полезная модель относится к области машиностроения, теплотехники, холодильной промышленности и компрессоростроения. Она может быть использована в производстве бытовых и промышленных холодильников, конденсаторов, теплообменников и компрессоров, в дальнейшем используемых во всех отраслях промышленности.
Среди имеющихся в настоящее время аналогов данной полезной модели, известен «Пульсационный газоохладитель» (RU 2218526), содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, газораспределитель и систему теплоотвода. Газораспределитель содержит установленный с возможностью вращения золотник с соплами и приемные трубки, размещенные под углом к радиусу золотника. Система теплоотвода выполнена в виде вентилятора, установленного на оси золотника в зоне горячих концов приемных трубок и коллектора. Приемные трубки могут быть выполнены прямоугольными с утоненными стенками и размещены впритык друг к другу. Площадь стенок в зоне их контакта не превышает 10% площади сечения приемных трубок. На холодных частях корпуса газораспределителя и трубок может быть размещен слой теплоизоляции.
Недостатком этого технического решения является расположение патрубка отвода охлажденного газа перпендикулярно относительно горизонтальной оси теплообменника, что затрудняет процесс монтажа отвода охлажденного газа из данного газоохладителя на всасывание в следующую ступень компрессора в случае использовании этого газоохладителя для охлаждения газа данного компрессора. При этом конструкция упомянутого отвода оказывается относительно сложной.
Кроме того, известен «Теплообменник типа «труба в трубе» (RU 2035683), содержащий внутреннюю трубу с наружными цилиндрическими ребрами и установленным в ней турбулизатором в виде спиральной ленты, навитой на стержень, тангенциальный патрубок для подвода межтрубной среды и патрубок для ее вывода, цилиндрические ребра внутренней трубы выполнены полыми, а их полости сообщены с полостью последней.
Недостатком этого технического решения является расположение патрубка отвода среды межтрубного пространства перпендикулярно относительно горизонтальной оси теплообменника, что затрудняет процесс монтажа отвода охлажденного газа из данного теплообменника на всасывание в следующую ступень компрессора в случае использования этого теплообменника в качестве газоохладителя для данного компрессора. При этом конструкция упомянутого отвода оказывается относительно сложной.
Указанное изобретение является по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели. Поэтому оно принято в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
Раскрытие полезной модели.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является упрощение конструкции отвода газа в газоохладителях, используемых для охлаждения газов, идущих под давлением в компрессорах.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является упрощение конструкции отвода газа в газоохладителе.
Сущность полезной модели состоит в том, что горизонтальный межступенчатый газоохладитель содержит трубы, заключенные в цилиндрические кожухи. При этом цилиндрические кожухи закреплены герметичными трубными решетками и охватываются с двух сторон обечайками. Отличается тем, что обечайки с двух противоположных сторон присоединены к тройнику. При этом с третьей стороны к тройнику присоединена емкость сбора конденсата, а сам тройник снабжен патрубком выхода газа. При этом патрубок выхода газа выполнен Г-образным. При этом его выходная часть расположена под острым углом относительно горизонтальной оси газоохладителя.
Кроме того, в данном горизонтальном межступенчатом газоохладителе одна обечайка с помощью подкладного кольца может быть соединена с эллиптической заглушкой, в которой размещен патрубок входа газа. Кроме того, в данном горизонтальном межступенчатом газоохладителе трубы могут быть выполнены с продольным наружным оребрением, а внутри них могут быть размещены вытеснители, выходящие из труб с одного торца, тогда как другие торцы труб закрыты заглушками. При этом по ребрам труб могут быть выполнены поперечные кольцевые прорези. Кроме того вытеснители могут быть выполнены в виде продольных стальных труб. Кроме того, диаметр отверстий тройника данного горизонтального межступенчатого газоохладителя со стороны обечаек может быть больше, чем диаметр отверстия со стороны емкости сбора конденсата. Кроме того, в данном горизонтальном межступенчатом газоохладителе одна обечайка может быть присоединена к тройнику с помощью подкладного кольца, а другая - с помощью разделительной герметичной трубной решетки. Тройник может быть снабжен отбойником, который может быть выполнен в виде металлического изогнутого листа с отверстием. Емкость сбора конденсата может быть выполнена в виде эллиптической заглушки, при этом в ней может размещаться отводная трубка со штуцером отбора собираемого в емкости конденсата. Трубы в данном горизонтальном межступенчатом газоохладителе могут быть выполнены из алюминиевого сплава. Кроме того, трубы могут быть сообщены с поворотными коленами При этом одно из колен может быть снабжено продувочной трубкой с пробкой и алюминиевой прокладкой. Кроме того, одна из труб может быть сообщена патрубком входа охлаждающей воды. Кроме того, в данном горизонтальном межступенчатом газоохладителе один из вытеснителей торцом, выходящим из трубы может быть сообщен с патрубком выхода охлаждающей воды, а остальные вытеснители могут быть сообщены одним торцом с поворотными коленами. Кроме того, в данном горизонтальном межступенчатом газоохладителе одна обечайка может быть снабжена бобышкой под манометр, штуцером под термометр и бобышкой под предохранительный клапан.
Краткое описание чертежей.
Сущность полезной модели поясняется следующими графическими материалами.
На фигуре 1 показан продольный разрез газоохладителя (вид сбоку), на фигуре 2 показан газоохладитель (вид сбоку, с торца). На фигуре 3 показан продольный разрез емкости сбора конденсата (вид сбоку). На фигуре 4 показан газоохладитель (вид сверху). На фигуре 5 показана схема возможного использования прототипа заявляемой полезной модели для охлаждения газа, идущего под давлением в компрессоре.
Условные обозначения конструктивных элементов полезной модели, изображенных на чертежах: патрубок входа газа (1), патрубок выхода газа (2), входная обечайка (3), эллиптическая заглушка (4), подкладное кольцо (5), разделительная герметичная трубная решетка (6), выходная обечайка (7), герметичная трубная решетка (8), тройник (9), емкость сбора конденсата (10), отводная трубка (11), отбойник (12), поворотное колено (13), продувочная трубка (14), штуцер (15), бобышка (16), бобышка (17), патрубок входа охлаждающей воды (18), патрубок выхода охлаждающей воды (19), заглушка (20), цилиндрический кожух (21), алюминиевая оребренная труба (22), вытеснитель (23), штуцер (24), отводная труба (25), переходной загиб (26), патрубок отвода среды межтрубного пространства (27).
Осуществление полезной модели.
Горизонтальный межступенчатый газоохладитель имеет входную обечайку (3), которая соединена с эллиптической заглушкой (4) с помощью подкладного кольца (5) для лучшего провара металла. В эллиптической заглушке (4) размещен патрубок входа газа (1). Входная обечайка (3) соединена с тройником (9) с помощью герметичной трубной решетки (6). Тройник (9) соединен с выходной обечайкой (7) с помощью подкладного кольца (5) для лучшего провара металла. Диаметр отверстий тройника (9) со стороны входной (3) и выходной (7) обечаек больше, чем диаметр отверстия со стороны емкости сбора конденсата (10), для снижения металлоемкостных показателей газоохладителя. В выходной обечайке (7), тройнике (9) и входной обечайке (3) размещены четыре цилиндрических кожуха (21), которые закреплены в разделительной герметичной трубной решетке (6) и герметичной трубной решетке (8). Входная (3) и выходная (7) обечайки охватывают цилиндрические кожухи (21) с двух сторон. В тройнике (9) размещен патрубок выхода газа (2) и к нему приварена емкость сбора конденсата (10). Патрубок выхода газа (2) соединен с отводной трубой (25) для отвода охлажденного газа из газоохладителя на всасывание в следующую ступень компрессора. Патрубок выхода газа (2) выполнен Г-образно и его выходная часть расположена под острым углом относительно горизонтальной оси газоохладителя для удобства монтажа и упрощения конструкции отводной трубы (25). Емкость сбора конденсата (10) выполнена в виде эллиптической заглушки и снабжена отводной трубкой (11) для отвода собираемого конденсата. Отводная трубка (11) выполнена со штуцером (24) для присоединения стальной трубки и сброса конденсата. Внутри тройника (9) отверстие со стороны емкости сбора конденсата (10) закрывает отбойник (12), выполненный в виде металлического изогнутого вовнутрь емкости сбора конденсата (10) листа с отверстием. Отбойник (12) предотвращает повторный захват потоком газа жидкости из емкости сбора конденсата (10). В каждый цилиндрический кожух (21) заключена алюминиевая оребренная труба (22) для обеспечения высокого коэффициента теплопередачи от газа к трубе. По продольным ребрам каждой алюминиевой оребренной трубы (22) выполнены кольцевые поперечные прорези для создания турбулентного потока воздуха внутри цилиндрического кожуха (21). Внутри каждой алюминиевой оребренной трубы (22) размещен вытеснитель (23), выходящий из каждой алюминиевой оребренной трубы (22) с одного торца, тогда как другой ее торец закрыт заглушкой (20) для создания противотока охлаждающей воды внутри алюминиевой оребренной трубы (22). С одной стороны алюминиевые оребренные трубы (22), с насаженными с торца на них направляющими в виде колец, торцами приварены к отверстиям в трубной решетке (6). С другой стороны, отверстия закрыты фланцами, закрепляемыми с помощью шпилек. С внутренней стороны к фланцам приварены концы вытеснителей (23). Другие концы вытеснителей (23) снабжены центрирующими приспособлениями, выполненными из проволоки, которые при вставке вытеснителя в алюминиевую трубу удерживают его в центре трубы. Пространства между алюминиевыми оребренными трубами (22) и вытеснителями (23) сообщаются с тремя поворотными коленами (13), Поворотные колена (13) с внешней стороны приварены к фланцам, для последовательного перехода охлаждающей воды из одной трубы в другую. Каждый вытеснитель выполнен в виде продольной стальной трубы. Одна алюминиевая оребренная труба (22) сообщена с патрубком входа охлаждающей воды (18). При этом один из вытеснителей (23) выходящим из трубы (22) торцом сообщен с патрубком выхода охлаждающей воды (19), а остальные вытеснители (23) сообщены одним торцом с поворотными коленами (13). При этом поворотные колена (13) предназначены для направления охлаждающей воды из вытеснителя (23) одной трубы в пространство между другой оребренной трубой (22) и вытеснителем (23). Одно из поворотных колен (13) снабжено продувочной трубкой (14) для устранения воздушных пробок внутри вытеснителей (23). Продувочная трубка (14) выполнена с пробкой и алюминиевой прокладкой для герметичности. Выходная обечайка (7) снабжена штуцером (15) под термометр, бобышкой (16) под предохранительный клапан, бобышкой (17) под манометр.
Описание работы полезной модели
Газ поступает через патрубок входа газа (1) в пространство входной обечайки (3) и эллиптической заглушки (4), заполняет его, затем проходит в пространстве между цилиндрическими кожухами (21) и алюминиевыми оребренными трубами (22), после чего поступает в пространство выходной обечайки (7) и тройника (9), заполняет его и попадает через патрубок выхода газа (2) в отводную трубу (25), по которой поступает на всасывание в следующую ступень компрессора. При этом он интенсивно охлаждается путем теплообмена с охлаждающей водой, которая входит через патрубок входа охлаждающей воды (18), идет в прямом направлении в полости между первой алюминиевой оребренной трубой (22) и вытеснителем (23), упирается в заглушку (20), затем в обратном направлении проходит по вытеснителю (23) и через первое поворотное колено (13) попадает в следующую алюминиевую оребренную трубу (22). Охлаждающая вода, таким образом, проходит через полости между всеми четырьмя алюминиевыми оребренными трубами (22) и вытеснителями (23), упирается в заглушки (20), затем идет в обратном направлении по последнему вытеснителю (23) и выходит через патрубок выхода охлаждающей воды (19). При этом скопившийся в вытеснителях (23) воздух периодически отводится через продувочную трубку (14). Кроме того, во внутреннем пространстве выходной обечайки (7) и тройника (9) часть охлажденного газа конденсируется во влагу (воду) и стекает по внутренним стенкам выходной обечайки (7) и тройника (9) на отбойник (12), затем через отверстие попадает в емкость сбора конденсата (10). Из емкости сбора конденсата (10) собираемая влага (вода) отводится с помощью отводной трубки (11) со штуцером (24).
Таким образом, в данной заявляемой полезной модели заявляемый технический результат - упрощение конструкции отвода газа в газоохладителе - достигается за счет труб, заключенных в цилиндрические кожухи. При этом цилиндрические кожухи закреплены герметичными трубными решетками и охватываются с двух сторон обечайками. Отличается тем, что обечайки с двух противоположных сторон присоединены к тройнику. При этом с третьей стороны к тройнику присоединена емкость сбора конденсата, а сам тройник снабжен патрубком выхода газа. При этом патрубок выхода газа выполнен Г-образным, при этом его выходная часть расположена под острым углом относительно горизонтальной оси газоохладителя.
Поскольку, в прототипе заявляемой полезной модели патрубок отвода среды межтрубного пространства расположен перпендикулярно относительно горизонтальной оси теплообменника, то в случае использования данного теплообменника для охлаждения газа, идущего под давлением в компрессоре, необходимо будет дополнительно устанавливать переходной загиб (26) для осуществления отвода охлажденного газа из данного теплообменника на всасывание в следующую ступень компрессора (фиг.5). При этом конструкция упомянутого отвода оказывается более сложной по сравнению с конструкцией отвода заявляемой полезной модели -в которой патрубок выхода газа выполнен Г-образным, при этом его выходная часть расположена под острым углом относительно горизонтальной оси газоохладителя.
Промышленная применимость.
Автором изготовлен опытный образец заявляемой полезной модели, испытания которой подтвердили достижение заявленного технического результата.
Заявляемый горизонтальный межступенчатый газоохладитель реализован с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлен на любом машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в холодильной промышленности.