RU2700213C1

RU2700213C1 - Plate heat exchanger and method of plate heat exchanger manufacturing

Info

Publication number: RU2700213C1
Application number: RU2018146617A
Authority: RU
Inventors: Александр Семенович Косой; Владимир Николаевич Бесчастных; Сергей Викторович Монин; Юрий Александрович Борисов
Original assignee: Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз"
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2019-09-13

Abstract

FIELD: heating equipment.

SUBSTANCE: invention relates to the heat engineering and can be used in the art for liquid or gaseous media pre-heating, for example, as the recuperator. Method of plate heat exchanger manufacturing consists in that external and internal corrugated plates are made by stamping, and then in pairs are connected along peripheral edges, and formed by heat exchange elements (1) are connected to each other by means of external cylindrical housing, two peripheral (3, 4) and one central (2) separating rings, in each heat exchange element (1), flanging (11, 12), forming inlet and outlet manifold openings (13, 14), such that they (11, 12) protrude beyond periphery edge of plates along inner diameter of heat exchanger, wherein peripheral (3, 4) rings are made by connecting at least two connecting elements (15) so that they form a closed line, wherein at least two heat exchange elements (1) are installed in each connecting element (15). Plate heat exchanger is also disclosed.

EFFECT: technical result consists in improvement of dimensional accuracy of positioning connected, for example, by welding of structural elements edges, at which displacement of connected edges from nominal position will not exceed ½ mm, which will allow to perform automated assembly, for example welding in large-size assembly unit.

10 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в технике для подогрева жидких или газообразных сред, например, в качестве рекуператора.The invention relates to heat engineering and can be used in the technique for heating liquid or gaseous media, for example, as a recuperator.

Известен пластинчатый теплообменник рекуператора газотурбинной установки (Патент США №7,065,873 опубликованный 27.05.2006), содержащий цилиндрический наружный корпус, внутренние разделительные кольца, размещенные между ними и опирающиеся на центральное внутреннее разделительное кольцо, идентичные теплообменные элементы в виде конвертов, выполненные из попарно соединенных по периферийным кромкам оребренных пластин. Патрубки подвода и отвода внутреннего теплоносителя с большим давлением здесь формируются набором конструктивных элементов, включающим планки, опирающиеся на разделительные кольца. Известен также способ изготовления данного пластинчатого теплообменника, включающий поэтапную вырезку и сборку элементов конструкции, с указанием мест сварки, включающий приварку планок.A known plate heat exchanger of a gas turbine unit recuperator (US Patent No. 7,065,873 published May 27, 2006) comprising a cylindrical outer casing, inner spacer rings placed between them and resting on a central inner spacer ring, identical heat exchange elements in the form of envelopes made of pairwise connected along peripheral edges of finned plates. Here, the inlet and outlet pipes of the internal coolant with high pressure are formed by a set of structural elements, including strips, based on dividing rings. There is also a known method of manufacturing this plate heat exchanger, which includes phased cutting and assembly of structural elements, indicating the places of welding, including welding the strips.

К недостаткам данной конструкции и способа ее изготовления можно отнести большое количество конструктивных элементов и сварных швов, что негативно сказывается на герметичности и прочности теплообменника. Кроме того, использование в районе патрубков подвода и отвода теплоносителя планок с приваркой их аргонно-дуговой сваркой увеличивает металлоемкость и стоимость изделия, а также снижает его эффективность вследствие загромождения проходных сечений окон патрубков.The disadvantages of this design and the method of its manufacture include a large number of structural elements and welds, which negatively affects the tightness and strength of the heat exchanger. In addition, the use of strips in the area of the coolant inlet and outlet with welding with argon-arc welding increases the metal consumption and cost of the product, and also reduces its effectiveness due to cluttering the passage sections of the pipe windows.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности является пластинчатый теплообменник и способ его изготовления (патент РФ №2659677, опубл. 03.07.2018), содержащий цилиндрический наружный корпус, одно центральное и два периферийных разделительных кольца, размещенные между корпусом и кольцами и опирающиеся на центральное разделительное кольцо теплообменные элементы, выполненные из попарно соединенных по периферийным кромкам гофрированных пластин, при этом теплообменные элементы имеют выступающие за периферийную кромку отбортовки, образующие впускные и выпускные коллекторные окна, соединеные без зазора с окнами соседних теплообменных элементов и охватываемые разделительными кольцами, причем отбортовки, центральное и периферийные кольца формируют коллекторы подвода и отвода внутреннего теплоносителя, а торцевые части теплообменника выполнены таким образом, чтобы обеспечить возможность прохождения между теплообменными элементами внешнего теплоносителя. При этом, способ изготовления пластинчатого теплообменника заключается в том, что наружные и внутренние гофрированные пластины изготавливают методом штамповки, а затем попарно соединяют по периферийным кромкам, а образованные при этом теплообменные элементы соединяют друг с другом с помощью наружного цилиндрического корпуса, двух периферийных и одного центрального разделительных колец, в каждом теплообменном элементе выполняют отбортовки, образующие впускные и выпускные окна, таким образом, что они выступают за периферийную кромку пластин по внутреннему диаметру теплообменника, и торцы центрального кольца, а также по одному торцу периферийных колец выполняют с профилем, повторяющим внешний профиль выпускных окон, в который вставляют поочередно теплообменные элементы, а затем теплообменные элементы соединяют между собой и с кольцами.Closest to the claimed invention in technical essence is a plate heat exchanger and a method for its manufacture (RF patent No. 2659677, publ. 07/03/2018) containing a cylindrical outer case, one central and two peripheral spacer rings located between the body and the rings and resting on the central dividing ring heat exchange elements made of corrugated plates pairwise connected along the peripheral edges, while the heat exchange elements have protruding beyond the peripheral edge hoses forming inlet and outlet manifold windows, connected without a gap with the windows of adjacent heat-exchange elements and covered by dividing rings, the flanges, central and peripheral rings form the inlet and outlet collectors of the internal coolant, and the end parts of the heat exchanger are made in such a way as to allow passage between heat exchange elements of an external heat carrier. Moreover, the method of manufacturing a plate heat exchanger consists in the fact that the outer and inner corrugated plates are made by stamping, and then pairwise connected along the peripheral edges, and the heat-exchange elements formed in this case are connected to each other using an outer cylindrical body, two peripheral and one central dividing rings, in each heat-exchange element, flanges are made forming inlet and outlet windows, so that they protrude beyond the peripheral edge Lastin the inner diameter of the heat exchanger, and the ends of the central ring, and on one end of peripheral rings operate with the profile matches the external profile of the exhaust ports, which are inserted alternately heat exchange elements, then the heat exchange elements and interconnected with the rings.

К недостаткам наиболее близкого аналога можно отнести высокую трудоемкость изготовления, вызванную необходимостью выполнения слесарной подгонки элементов перед сварочными работами, а также проведение сварочных работ в условиях конструктивной стесненности.The disadvantages of the closest analogue include the high complexity of manufacturing, caused by the need to perform fitting fittings before welding, as well as carrying out welding work in conditions of constructive constraint.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является устранение указанных выше недостатков прототипа.The task, which is aimed by the claimed invention, is to eliminate the above disadvantages of the prototype.

Технический результат заключается в повышении размерной точности позиционирования соединяемых, например, сваркой или пайкой кромок элементов конструкции, при которой смещение соединяемых кромок от номинального положения не будет превышать 0,5 мм, что позволит осуществить автоматизированную сборку, например, сварку или пайку в крупногабаритной сборочной единице.The technical result consists in increasing the dimensional accuracy of positioning the edges of structural elements joined, for example, by welding or soldering, in which the offset of the joined edges from the nominal position does not exceed 0.5 mm, which will allow automated assembly, for example, welding or soldering in a large assembly unit .

Технический результат достигается способом изготовления пластинчатого теплообменника, заключающимся в том, что наружные и внутренние гофрированные пластины изготавливают методом штамповки, а затем попарно соединяют по периферийным кромкам, а образованные при этом теплообменные элементы (1) соединяют друг с другом с помощью наружного цилиндрического корпуса, двух периферийных (3, 4) и одного центрального (2) разделительных колец, в каждом теплообменном элементе (1) выполняют отбортовки (11, 12), образующие впускные и выпускные коллекторные окна (13, 14), таким образом, что они (11, 12) выступают за периферийную кромку пластин по внутреннему диаметру теплообменника, при этом периферийные (3, 4) кольца изготавливают соединением по меньшей мере двух соединительных элементов (15) таким образом, чтобы они образовывали замкнутую линию, при этом в каждый соединительный элемент (15) устанавливают по меньшей мере два теплообменных элемента (1).The technical result is achieved by a method of manufacturing a plate heat exchanger, which consists in the fact that the outer and inner corrugated plates are made by stamping, and then pairwise connected along the peripheral edges, and the heat-exchange elements formed in this case (1) are connected to each other using an outer cylindrical body, two peripheral (3, 4) and one central (2) spacer rings, flanges (11, 12) are made in each heat exchange element (1), forming inlet and outlet manifolds ok on (13, 14), so that they (11, 12) protrude beyond the peripheral edge of the plates along the inner diameter of the heat exchanger, while peripheral (3, 4) rings are made by connecting at least two connecting elements (15) in such a way so that they form a closed line, while at least two heat exchange elements (1) are installed in each connecting element (15).

Теплообменные элементы (1) соединительных элементов (15) выполняют примыкающими друг к другу по огибающим поверхностям гофр и имеют линейчатую поверхности с эвольвентными направляющими.The heat exchange elements (1) of the connecting elements (15) are adjacent to each other along the envelope surfaces of the corrugations and have a ruled surface with involute guides.

Соединительные элементы (15) каждой секции (16) выполняют плоскими, кроме того периферийные кромки каждого теплообменного элемента выполняют таким образом, что они лежат в одной плоскости.The connecting elements (15) of each section (16) are flat, in addition, the peripheral edges of each heat exchange element are made in such a way that they lie in the same plane.

В пространство между теплообменными элементами (1) соседних секций (16) устанавливают вытеснители (25).Displacers (25) are installed in the space between the heat exchange elements (1) of the adjacent sections (16).

Гофрированные пластины выполняют имеющими по меньшей мере две вихревые матрицы, соединенные продольным гладким каналом и разделенные с помощью внутренних перегородок, выполненных методом штамповки и соединяют между собой, а вдоль периферийных кромок вблизи гладких каналов устанавливают соединенные с теплообменными элементами внешние перегородки, которые изготавливают с помощью штамповки металлического листа, при этом по меньшей мере одно из соединений осуществляют с помощью сварки.Corrugated plates are made with at least two vortex matrices connected by a longitudinal smooth channel and separated by internal partitions made by stamping and connected to each other, and along the peripheral edges near smooth channels, external partitions connected to heat-exchange elements are made, which are made by stamping a metal sheet, wherein at least one of the joints is carried out by welding.

Технический результат также достигается пластинчатым теплообменником, содержащим цилиндрический наружный корпус, одно центральное (2) и два периферийных (3, 4) разделительных кольца (2), размещенные между корпусом и разделительными кольцами (2, 3 и 4) и опирающиеся на центральное разделительное кольцо (2) теплообменные элементы (1), выполненные из попарно соединенных по периферийным кромкам (7) гофрированных пластин (5, 6) и имеющие выступающие за периферийную кромку (7) отбортовки (11, 12), которые образуют впускные (13) и выпускные (14) коллекторные окна, причем коллекторные окна (13, 14) охвачены разделительными кольцами (3, 4), отбортовки (11, 12), центральное (2) и периферийные кольца (3, 4) формируют коллекторы подвода (21) и отвода (22) внутреннего теплоносителя, торцевые части теплообменника выполнены таким образом, чтобы обеспечить возможность прохождения между теплообменными элементами (1) внешнего теплоносителя, при этом теплообменник состоит из по меньшей мере двух секций (16), каждая из которых состоит из теплообменных элементов (1), соединенных со сторон подвода и отвода внутреннего теплоносителя с помощью соединительных элементов (15), причем в каждой секции (16) коллекторные окна (13 и 14) соединены без зазора с окнами соседних тепловых элементов (1) одной секции, а соединительные элементы (15) образуют периферийные кольца (3, 4).The technical result is also achieved by a plate heat exchanger containing a cylindrical outer casing, one central (2) and two peripheral (3, 4) spacer rings (2), located between the casing and the spacer rings (2, 3 and 4) and resting on the central spacer ring (2) heat-exchange elements (1) made of corrugated plates (5, 6) pairwise connected along the peripheral edges (7) and having flanges protruding beyond the peripheral edge (7) (11, 12), which form the inlet (13) and outlet (14) collector windows, moreover, the collector windows (13, 14) are covered by dividing rings (3, 4), flanges (11, 12), central (2) and peripheral rings (3, 4) form the collectors for supplying (21) and removal (22) of the internal coolant, the end parts of the heat exchanger are designed in such a way as to allow external heat transfer between the heat exchange elements (1), while the heat exchanger consists of at least two sections (16), each of which consists of heat exchange elements (1) connected from the supply sides and internal heat transfer For using connecting elements (15), and in each section (16) the collector windows (13 and 14) are connected without a gap with the windows of adjacent thermal elements (1) of one section, and the connecting elements (15) form peripheral rings (3, 4 )

Теплообменные элементы (1) примыкают друг к другу по огибающим поверхностям гофр (8) и имеют линейчатую поверхность с эвольвентой направляющей.The heat exchange elements (1) are adjacent to each other along the envelope surfaces of the corrugations (8) and have a ruled surface with an involute guide.

Соединительные элементы (15) каждой секции (16) выполнены плоскими, периферийные кромки (7) каждого теплообменного элемента (1) лежат в одной плоскости.The connecting elements (15) of each section (16) are made flat, the peripheral edges (7) of each heat exchange element (1) lie in the same plane.

Между теплообменными элементами (1) соседних секций (16) установлены вытеснители.Between the heat exchange elements (1) of the adjacent sections (16) displacers are installed.

Гофрированные пластины (5, 6) состоят из по меньшей мере двух вихревых матриц, соединенных продольным гладким каналом (10) и разделенных с помощью внутренних перегородок, а вдоль периферийных кромок (7) вблизи гладких каналов (10) установлены соединенные с теплообменными элементами (1) внешние перегородки (23, 24), при этом по меньшей мере одно из соединений элементов выполнено с помощью сварки или пайки.Corrugated plates (5, 6) consist of at least two vortex matrices connected by a longitudinal smooth channel (10) and separated by internal partitions, and along the peripheral edges (7) near smooth channels (10) are installed connected to heat exchange elements (1 ) external partitions (23, 24), with at least one of the connections of the elements made by welding or soldering.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:

на фиг. 1 - пластинчатый теплообменникin FIG. 1 - plate heat exchanger

на фиг. 2 - секция теплообменника с теплообменными элементами, имеющими линейчатую поверхность с эвольвентой направляющей.in FIG. 2 - section of a heat exchanger with heat exchange elements having a ruled surface with an involute guide.

на фиг. 3 - пластинчатый теплообменник с вытеснителямиin FIG. 3 - plate heat exchanger with displacers

на фиг. 4 - секция теплообменника с плоскими соединительными элементами и теплообменными элементами с периферийными кромками, лежащими в одной плоскости.in FIG. 4 - section of the heat exchanger with flat connecting elements and heat exchange elements with peripheral edges lying in the same plane.

на фиг. 5 - теплообменный элементin FIG. 5 - heat exchange element

на фиг. 6 - вытеснительin FIG. 6 - displacer

на фиг. 7 - внешние перегородкиin FIG. 7 - external partitions

Теплообменник (фиг. 1) состоит из цилиндрического корпуса (на чертежах не показан), теплообменных элементов 1, центрального 2 и периферийных 3, 4 разделительных колец. Теплообменные элементы 1 выполнены из нижней 5 и верхней 6 гофрированных пластин (фиг. 6). Поверхность (например, линейчатая поверхность с эвольвентой направляющей) пластин 5, 6 имеет штампованный рельеф и состоит из периферийной кромки 7, гофр 8 вихревой матрицы, поперечных перемычек внутренних перегородок 9, продольных гладких каналов 10 и отбортовок 11, 12, а также коллекторных окон 13, 14.The heat exchanger (Fig. 1) consists of a cylindrical body (not shown in the drawings), heat exchange elements 1, central 2 and peripheral 3, 4 spacer rings. The heat exchange elements 1 are made of lower 5 and upper 6 corrugated plates (Fig. 6). The surface (for example, a ruled surface with an involute guide) of the plates 5, 6 has a stamped relief and consists of a peripheral edge 7, corrugations 8 of the vortex matrix, transverse bridges of the internal partitions 9, longitudinal smooth channels 10 and flanges 11, 12, and also collector windows 13 , fourteen.

Периферийные разделительные кольца 3, 4 состоят из соединительных элементов 15, которые являются частью по меньшей мере двух секций 16 из которых состоит теплообменник. Каждая секция 16 теплообменника включает два соединительных элемента 15 и по меньшей мере два теплообменных элемента 1, соединенных со сторон подвода и отвода внутреннего теплоносителя с помощью соединительных элементов 15. При сборке теплообменника соединительные элементы 15 секций 16 образуют периферийные разделительные кольца 3, 4, при этом каждый соединительный элемент 15 имеет пазы 17, 18, 19, 20 (фиг. 2). Имеются также коллекторы подвода 21 и отвода 22 внутреннего и наружного теплоносителей (фиг. 1) и внешние перегородки 23, 24 (фиг. 7). В каждой секции 16 коллекторные окна 13, 14 соединены без зазора с окнами соседних тепловых элементов 1 одной секции.The peripheral spacer rings 3, 4 consist of connecting elements 15, which are part of at least two sections 16 of which the heat exchanger consists. Each section 16 of the heat exchanger includes two connecting elements 15 and at least two heat exchange elements 1 connected to the supply and exhaust sides of the internal coolant using the connecting elements 15. When assembling the heat exchanger, the connecting elements 15 of the sections 16 form peripheral spacer rings 3, 4, while each connecting element 15 has grooves 17, 18, 19, 20 (Fig. 2). There are also collectors for supply 21 and outlet 22 of internal and external coolants (Fig. 1) and external partitions 23, 24 (Fig. 7). In each section 16, the collector windows 13, 14 are connected without a gap with the windows of adjacent thermal elements 1 of one section.

Нижняя 5 и верхняя 6 гофрированные пластины примыкают друг к другу по поверхностям гофр 8 (фиг. 5) и жестко скреплены между собой, например, сваркой или пайкой по периферийным кромкам 7 и перемычкам внутренних перегородок 9. При этом, в собираемом теплообменном элементе 1 отбортовки 11, 12 формируют впускные 13 и выпускные 14 коллекторные окна для входа и выхода внутреннего теплоносителя (фиг. 6), а внутри теплообменного элемента 1 вместе с гофрами 8 и продольными гладкими каналами 10 сформированы каналы для протекания внутреннего теплоносителя. Теплообменные элементы 1 располагаются между наружным корпусом и разделительными кольцами 2, 3 и 4 (фиг. 1), последние два из которых образованы из соединительных элементов 15. При этом, теплообменные элементы 1 торцами периферийных кромок 7 опираются на центральное разделительное кольцо 2, а коллекторные окна 13, 14 вместе с примыкающими к ним пазами 17, 18, 19 и 20, периферийными 3, 4 и центральным 2 кольцами формируют коллекторы подвода 21 и отвода 22 внутреннего теплоносителя (фиг. 1, 2, 6).The lower 5 and upper 6 corrugated plates adjoin each other on the surfaces of the corrugations 8 (Fig. 5) and are rigidly fastened to each other, for example, by welding or soldering along the peripheral edges 7 and the bridges of the internal partitions 9. Moreover, in the assembled heat-exchanging element 1 flanges 11, 12 form inlet 13 and outlet 14 collector windows for the input and output of the internal coolant (Fig. 6), and inside the heat exchange element 1, along with corrugations 8 and longitudinal smooth channels 10, channels for the flow of the internal coolant are formed. Heat exchange elements 1 are located between the outer casing and the dividing rings 2, 3 and 4 (Fig. 1), the last two of which are formed of connecting elements 15. In this case, the heat exchange elements 1 with the ends of the peripheral edges 7 rest on the central dividing ring 2, and the collector Windows 13, 14, together with the grooves 17, 18, 19 and 20 adjacent to them, peripheral 3, 4 and central 2 rings form the collectors for supplying 21 and removal 22 of the internal coolant (Fig. 1, 2, 6).

Внутренний теплоноситель подводят к коллектору подвода 21, откуда он через впускные коллекторные окна 13 проходит внутрь теплообменного элемента 1, где движется по вихревой матрице, сформированной гофрами 8 нижней 5 и верхней 6 пластин. Для равномерного перетекания внутреннего теплоносителя из одной к другой вихревой матрице, которые сформированы между располагаемыми в шахматном порядке внутренними перегородками 9, в районе перепускных окон, выполненных в виде разрывов между перегородками 9 и периферийной кромкой 7, сформированы штамповкой продольные гладкие каналы 10. Угол α при вершине скрещивания гофр 8 пластин 5, 6 составляет от 20° до 90°. После вихревых матриц внутренний теплоноситель, по ходу течения, проходит через выпускное коллекторное окно 14 к коллектору 22 отвода внутреннего теплоносителя. Для наружного теплоносителя формируется канал вихревой матрицы между соседними теплообменными элементами 1. При этом коллекторы подвода и отвода наружного теплоносителя сформированы наружным корпусом и периферийными разделительными кольцами 3 и 4, соответственно.The internal coolant is led to the supply manifold 21, from where it passes through the intake manifold windows 13 into the heat exchange element 1, where it moves along the vortex matrix formed by the corrugations 8 of the lower 5 and upper 6 plates. For uniform flow of the internal coolant from one to another vortex matrix, which are formed between staggered internal partitions 9, in the region of the bypass windows made in the form of gaps between the partitions 9 and the peripheral edge 7, stamped longitudinal smooth channels 10. Angle α at the top of the corrugation crossing 8 plates 5, 6 is from 20 ° to 90 °. After the vortex matrixes, the internal coolant, along the course of the flow, passes through the exhaust manifold window 14 to the collector 22 of the removal of the internal coolant. For the external heat carrier, a channel of the vortex matrix is formed between adjacent heat exchange elements 1. In this case, the collectors for supplying and removing the external heat carrier are formed by the outer casing and peripheral dividing rings 3 and 4, respectively.

При изготовлении такого пластинчатого теплообменника вначале вырезаются и штампуются пластины 5, 6 с гофрами 8 и периферийными кромками 7, перемычками внутренних перегородок 9 и отбортовками 11, 12 коллекторных окон 13, 14. Изготавливаются цилиндрический наружный корпус с разделительными кольцами 2, 3, 4. При этом разделительные кольца 2, 3, 4 изготавливают таким образом, чтобы разница наружного и внутреннего диаметра в местах соединения с отбортовкой 11, 12 коллекторных окон 13, 14 δ_к равной от 2 мм до 2,2 мм, а торцы отбортовок 11, 12 в пластинах 5, 6 выполняют с выступанием за торец периферийной кромки на величину Δ равную 0,95-1,05 от величины δ_к. Стыкуемые торцы периферийных разделительных колец 3, 4 выполняют фигурными с пазами 17, 18, 19, 20 (фиг. 2), которые зеркально повторяют профиль периферийной кромки 7 и отбортовок 11, 12, коллекторных окон 13, 14.In the manufacture of such a plate heat exchanger, plates 5, 6 with corrugations 8 and peripheral edges 7, jumpers of the internal partitions 9 and flanges 11, 12 of the collector windows 13, 14 are first cut and stamped. A cylindrical outer case with spacer rings 2, 3, 4 is made. this dividing rings 2, 3, 4 are made in such a way that the difference between the outer and inner diameters at the points of connection with the flanges 11, 12 of the collector windows 13, 14 δ _to equal from 2 mm to 2.2 mm, and the ends of the flanges 11, 12 in plates 5, 6 a protruding end face of the peripheral edge by an amount equal to Δ δ 0.95-1.05 value of _k. The abutting ends of the peripheral dividing rings 3, 4 are made curly with grooves 17, 18, 19, 20 (Fig. 2), which mirror the profile of the peripheral edge 7 and flanges 11, 12, collector windows 13, 14.

В процессе изготовления теплообменника путем штамповки изготавливают нижние 5 и верхние 6 гофрированные пластины, которые различаются направлением гофр 14 и линейчатой поверхностью с эвольвентной направляющей.In the manufacturing process of the heat exchanger by stamping, the lower 5 and upper 6 corrugated plates are made, which differ in the direction of the corrugations 14 and the ruled surface with an involute guide.

Дополнительно, соединительные элементы 15 каждой секции 16 могут быть выполнены плоскими, при этом периферийные кромки 7 каждого теплообменного элемента 1 лежат в одной плоскости. В случае выполнения соединительных элементов 15 и теплообменных элементов 1 вышеуказанным образом, между теплообменными элементами 1 соседних секций образуется пространство, в которое устанавливается вытеснитель 25 (фиг. 3, 6) для обеспечения надежности и прочности теплообменника.Additionally, the connecting elements 15 of each section 16 can be made flat, while the peripheral edges 7 of each heat exchange element 1 lie in the same plane. In the case of the execution of the connecting elements 15 and the heat exchange elements 1 in the above manner, between the heat exchange elements 1 of the adjacent sections, a space is formed in which the displacer 25 is installed (Fig. 3, 6) to ensure the reliability and strength of the heat exchanger.

В случае, когда теплообменные элементы 1 примыкают друг к другу по огибающим поверхностям гофр 8 и имеют линейчатую поверхность с эвольвентой направляющей, вытеснители (на фиг. 1 не показаны) конструктивно выполняются такими же по форме, как и теплообменные элементы 1, но без отбортовок 11 и 12. При этом, вытеснители соединены только с соседними теплообменными элементами 1 соседних секций 16.In the case when the heat exchange elements 1 adjoin each other along the envelope surfaces of the corrugations 8 and have a ruled surface with an involute guide, the displacers (not shown in Fig. 1) are structurally made in the same form as the heat exchange elements 1, but without flanges 11 and 12. In this case, the displacers are connected only with neighboring heat exchange elements 1 of the neighboring sections 16.

В случае, когда соединительные элементы 15 каждой секции 16 выполнены плоскими и периферийные кромки 7 каждого теплообменного элемента 1 лежат в одной плоскости, то вытеснитель 25 состоит из продольных 26 и поперечных 27 ребер и кожуха 28. В данном случае детали вытеснителя между собой не свариваются, а собираются путем вставления в предварительно вырезанные пазы (фиг. 6).In the case when the connecting elements 15 of each section 16 are made flat and the peripheral edges 7 of each heat exchange element 1 lie in the same plane, the displacer 25 consists of longitudinal 26 and transverse 27 ribs and casing 28. In this case, the displacer parts are not welded together, but assembled by inserting into pre-cut grooves (Fig. 6).

Установка вытеснителей 25 обеспечивает передачу усилия от внутреннего давления в теплообменных элементах 1.The installation of displacers 25 provides the transfer of force from the internal pressure in the heat exchange elements 1.

Нижнюю 5 и верхнюю 6 пластины жестко скрепляют между собой, например, сваркой или пайкой с помощью роликовой контактной сварки по периферийным кромкам 7 и перемычкам внутренних перегородок 9. При этом, так как при использовании роликовой контактной сварки ширина сварного шва составит не менее 6 толщин пластины, то ширина Θ периферийной кромки 7 и перемычки внутренней перегородки 9 должна составлять 20-40 толщин пластины σ. Это делается с целью экономии материала и обеспечения герметичности и прочности пластинчатого теплообменника. Так, в случае использования листа толщиной 0,2 мм, ширина периферийной кромки 7 и перемычки 9 должна быть от 4 до 8 мм.The lower 5 and upper 6 plates are rigidly fastened together, for example, by welding or soldering using roller contact welding along the peripheral edges 7 and jumpers of the internal partitions 9. Moreover, since using roller contact welding, the width of the weld will be at least 6 plate thicknesses , then the width Θ of the peripheral edge 7 and the lintel of the inner partition 9 should be 20-40 plate thicknesses σ. This is done in order to save material and ensure the tightness and strength of the plate heat exchanger. So, in the case of using a sheet with a thickness of 0.2 mm, the width of the peripheral edge 7 and the jumper 9 should be from 4 to 8 mm.

На верхней пластине 6 теплообменного элемента 1 в районе периферийных кромок 7 со стороны наружного корпуса и центрального разделительного кольца 2, в местах сформированных продольных гладких каналов 10 закрепляются внешние перегородки 23, 24, по высоте, ширине и толщине равные высоте периферийной кромки, ширине двух высот выштамповки и толщине гофрированной пластины соответственно. Перегородки изготавливаются с помощью штамповки в заданную форму и размер металлического листа, и жестко закрепляются на верхней 6 пластине теплообменного элемента 1, например, с помощью сварки.On the upper plate 6 of the heat exchange element 1 in the region of the peripheral edges 7 from the side of the outer casing and the central dividing ring 2, in the places of the formed longitudinal smooth channels 10, external partitions 23, 24 are fixed, equal in height, width and thickness to the height of the peripheral edge, the width of two heights stamping and thickness of the corrugated plate, respectively. Partitions are made by stamping in a given shape and size of the metal sheet, and are rigidly fixed to the upper 6 plate of the heat exchange element 1, for example, by welding.

При сборке каждой секции 16 соединительные элементы 15 жестко фиксируют, например, в оправке (на чертежах не показана). Образованные теплообменные элементы 1 вставляют сторонами подвода и отвода внутреннего теплоносителя (отбортовками 11, 12) в пазы 17, 18, 19, 20, выполненные в соединительных элементах 15, при этом в каждый соединительный элемент 15 устанавливается по меньшей мере два теплообменных элемента. Теплообменные элементы 1 торцами периферийных кромок 7 опираются на центральное разделительное кольцо 2. Кроме того, сваркой могут соединяться торцы отбортовок 11, 12 соседних теплообменных элементов 1 коллекторных окон 13, 14.When assembling each section 16, the connecting elements 15 are rigidly fixed, for example, in a mandrel (not shown in the drawings). The formed heat-exchange elements 1 are inserted by the supply and exhaust sides of the internal coolant (flanges 11, 12) into the grooves 17, 18, 19, 20 made in the connecting elements 15, and at least two heat-exchange elements are installed in each connecting element 15. The heat exchange elements 1 with the ends of the peripheral edges 7 are based on the central dividing ring 2. In addition, the ends of the flanges 11, 12 of adjacent heat exchange elements 1 of the collector windows 13, 14 can be connected by welding.

Далее, по меньшей мере, два соединительных элемента (15) с установленными в них теплообменными элементами соединяют друг с другом таким образом, чтобы они образовывали замкнутую линию, представляющую собой периферийное кольцо (3, 4)Further, at least two connecting elements (15) with heat exchange elements installed in them are connected to each other so that they form a closed line representing a peripheral ring (3, 4)

После завершения полного набора секций 16 с теплообменными элементами 1 с внешними перегородками 23, 24 на собранный набор надевается цилиндрический наружный корпус.After completion of the complete set of sections 16 with heat exchange elements 1 with external partitions 23, 24, a cylindrical outer casing is put on the assembled set.

Теплообменные элементы 1 соединительных элементов 15 могут выполняться примыкающими друг к другу по огибающим поверхностям гофр и имеют линейчатую поверхности с эвольвентными направляющими. Кроме того, возможен вариант выполнения, при котором соединительные элементы 15 каждой секции 16 выполняют плоскими, а периферийные кромки каждого теплообменного элемента выполняют таким образом, что они лежат в одной плоскости. При выполнении соединительных элементов 15 плоскими в пространство между теплообменными элементами 1 соседних соединительных элементов 15 необходимо установить вытеснители 25.The heat exchange elements 1 of the connecting elements 15 can be performed adjacent to each other along the envelope surfaces of the corrugations and have a ruled surface with involute guides. In addition, an embodiment is possible in which the connecting elements 15 of each section 16 are made flat and the peripheral edges of each heat exchange element are made in such a way that they lie in the same plane. When making the connecting elements 15 flat in the space between the heat exchange elements 1 of the adjacent connecting elements 15, it is necessary to install displacers 25.

Выполнение теплообменника из секций 16 обеспечивает высокую точность сборки для дальнейшего скрепления элементов конструкции друг к другу, например, сваркой, при этом смещение кромок соединяемых элементов от номинального положения может составлять не более 0,5 мм. Кроме того, снижается трудоемкость выполнения сборочных операций, за счет обеспечения удобного доступа, что, в конечном счете, может позволить исключить операции слесарной подгонки элементов теплообменника друг к другу. При проведении испытаний на герметичность можно проверить каждую секцию 16 в отдельности, что уменьшает трудозатраты на проведение таких испытаний, а также уменьшение риска возникновения неустранимого брака для дорогостоящей сборочной единицы. Таким образом, теплообменник, состоящий из нескольких секций 16, обеспечивает высокую точность сборки элементов конструкции, повышает качество теплообменника в целом, при этом теплообменник с плоскими соединительными элементами 15 дополнительно уменьшает трудоемкость изготовления штампов, упрощает процесс шовной роликовой сварки, а также позволяет использовать одни и те же теплообменные элементы 1 для изготовления теплообменника любой производительности.The execution of the heat exchanger from sections 16 provides high assembly accuracy for further fastening of structural elements to each other, for example, by welding, while the offset of the edges of the connected elements from the nominal position can be no more than 0.5 mm. In addition, the complexity of assembly operations is reduced by providing convenient access, which, ultimately, can eliminate the operations of fitting the heat exchanger elements to each other. When conducting leak tests, each section 16 can be tested individually, which reduces the labor required to conduct such tests, as well as reducing the risk of fatal defects for an expensive assembly unit. Thus, the heat exchanger, consisting of several sections 16, provides high accuracy of assembly of structural elements, improves the quality of the heat exchanger as a whole, while the heat exchanger with flat connecting elements 15 further reduces the complexity of manufacturing dies, simplifies the process of seam roller welding, and also allows the use of one and the same heat exchange elements 1 for the manufacture of a heat exchanger of any capacity.

Claims

1. A method of manufacturing a plate heat exchanger, which consists in the fact that the outer and inner corrugated plates are made by stamping, and then pairwise connected along the peripheral edges, and the heat-exchange elements formed in this case (1) are connected to each other using an outer cylindrical body, two peripheral (3, 4) and one central (2) spacer rings, flanges (11, 12) are made in each heat exchange element (1), forming inlet and outlet manifold windows (13, 14), so that they (11, 12 ) protrude beyond the peripheral edge of the plates along the inner diameter of the heat exchanger, characterized in that the peripheral (3, 4) rings are made by connecting at least two connecting elements (15) so that they form a closed line, with each connecting element (15) at least two heat exchange elements (1) are installed.

2. The method according to p. 1, characterized in that the heat exchange elements (1) of the connecting elements (15) are adjacent to each other along the envelope surfaces of the corrugations and have a ruled surface with involute guides.

3. The method according to p. 1, characterized in that the connecting elements (15) of each section (16) are flat, in addition, the peripheral edges of each heat exchange element are made in such a way that they lie in the same plane.

4. A method according to claim 2 or 3, characterized in that displacers (25) are installed in the space between the heat exchange elements (1) of adjacent connecting elements (15).

5. The method according to p. 4, characterized in that the corrugated plates are made with at least two vortex matrices connected by a longitudinal smooth channel and separated by internal partitions made by stamping, and are interconnected, and along peripheral edges near smooth channels external baffles connected to the heat exchange elements are installed, which are made by stamping a metal sheet, at least one of the joints being carried out by welding.

6. A plate heat exchanger comprising a cylindrical outer casing, one central (2) and two peripheral (3, 4) spacer rings (2) located between the casing and the spacer rings (2, 3 and 4) and supported by a central spacer ring (2 ) heat-exchange elements (1) made of corrugated plates (5, 6) pairwise connected along the peripheral edges (7) and having flanges protruding beyond the peripheral edge (7) (11, 12), which form the inlet (13) and outlet (14) ) collector windows, and collector windows (13, 14) covered by p separating rings (3, 4), flanges (11, 12), central (2) and peripheral rings (3, 4) form the collectors for supplying (21) and removal (22) of the internal coolant, the end parts of the heat exchanger are made in such a way as to ensure the possibility of passage between the heat exchange elements (1) of the external heat carrier, characterized in that the heat exchanger consists of at least two sections (16), each of which consists of heat exchange elements (1) connected from the sides of the supply and removal of the internal coolant using connecting lementov (15), wherein in each section (16) header box (13 and 14) are connected without play with windows adjacent thermal elements (1) of one section, and connecting elements (15) form a peripheral ring (3, 4).

7. The heat exchanger according to claim 6, characterized in that the heat exchange elements (1) are adjacent to each other along the envelope surfaces of the corrugations (8) and have a ruled surface with an involute guide.

8. The heat exchanger according to claim 6, characterized in that the connecting elements (15) of each section (16) are made flat, the peripheral edges (7) of each heat exchange element (1) lie in one plane.

9. A heat exchanger according to claim 7 or 8, characterized in that displacers (25) are installed between the heat exchange elements (1) of adjacent sections (16).

10. A heat exchanger according to claim 9, characterized in that the corrugated plates (5, 6) consist of at least two vortex matrices connected by a smooth longitudinal channel (10) and separated by internal partitions, and along the peripheral edges (7) near smooth channels (10) are installed connected to the heat exchange elements (1) external partitions (23, 24), while at least one of the connections of the elements is made by welding or soldering.