RU2188374C1

RU2188374C1 - Method for manufacture of plate heat exchanger

Info

Publication number: RU2188374C1
Application number: RU2000130073A
Authority: RU
Inventors: А.А. Вьюров; Г.Г. Горбатов; А.Г. Фетисов
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-08-27

Abstract

FIELD: applicable in heat power engineering. SUBSTANCE: method consists in assembling of plates in a stack, compression of the whole stack and sealing by heat treatment, assembling of plates in a stack is accomplished simultaneously with sealing by welding first of the plates in pairs in sections, and then - of sections in a stack, after that the stack of the plates is placed in the casing by means of a vacuum-pumping system, and the casing is sealed, after the inner cavity of the plates stack is disconnected from the vacuum-pumping system a leakage test is carried out, to said end, the stability of the preset level of vacuum processing is determined during a definite period of time, and the pressure is reduced to P=(1-5)torr. EFFECT: improved uniformity of compression of corrugated plates and, as a result, improved uniformity of the grid of intersection and engagement of the points of corrugations at preservation of the preset geometric characteristics. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к пластинчатым теплообменникам и способам их изготовления. The invention relates to the field of heat engineering, namely to plate heat exchangers and methods for their manufacture.

Известен способ изготовления пакета теплообменника, включающий сборку пластин в пакет и зажатие пакета до герметизации межпластинных каналов [1]. A known method of manufacturing a heat exchanger package, comprising assembling the plates into a package and clamping the package to seal the interplate channels [1].

Известен способ изготовления пластинчато-трубного теплообменника, включающий сборку пластин в пакет, сжатие пакета с помощью стяжек, закрепление крышки коллектора на крайних пластинах и термообработку путем пайки или сварки [2]. A known method of manufacturing a plate-tube heat exchanger, comprising assembling the plates in a package, compressing the package with ties, fixing the collector cover on the outer plates and heat treatment by soldering or welding [2].

Известен способ изготовления пакета пластинчатого теплообменника, принятый за прототип и включающий сборку пластин в пакет в специальном устройстве, сжатие всего пакета и пайку пакета, зажатого в устройстве, в солевой ванне при температуре 590^o-620^oС [3].A known method of manufacturing a plate plate heat exchanger package, adopted as a prototype and comprising assembling the plates into a package in a special device, compressing the entire package and soldering the package, clamped in the device, in a salt bath at a temperature of 590 ^o -620 ^o C [3].

Однако применение известных способов не позволяет обеспечить равномерность сжатия пакета пластин по всему объему, что приводит к нарушению формы межпластинных каналов, размеров их сечений и, как следствие, к нарушению динамических характеристик потоков в каналах. However, the application of known methods does not allow for uniform compression of the package of plates over the entire volume, which leads to disruption of the shape of interplate channels, the size of their cross sections and, as a result, to a violation of the dynamic characteristics of flows in the channels.

При создании изобретения решалась задача обеспечения равномерности сжатия гофрированных пластин по всему объему пакета, что позволит создать равномерную сетку пересечения и контактирования точек гофр при сохранении заданных геометрических характеристик каналов, определяющих оптимальный коэффициент теплопередачи. When creating the invention, the problem was solved to ensure uniform compression of the corrugated plates over the entire volume of the package, which will create a uniform grid of intersection and contact of the corrugation points while maintaining the specified geometric characteristics of the channels that determine the optimal heat transfer coefficient.

Поставленная задача решена за счет того, что в известном решении, включающем сборку пластин в пакет, сжатие всего пакета и его герметизацию путем термообработки, согласно изобретению сборку пластин в пакет осуществляют одновременно с герметизацией путем сварки сначала пластин попарно между собой в секции, а затем секций в пакет, после чего производят укладку пакета пластин в корпус, сжатие пакета путем понижения давления во внутренней полости пакета с помощью вакуумной установки до 1-5 торр и герметизацию корпуса. Одновременно с изготовлением может быть произведено испытание на герметичность внутренней полости пакета пластин. The problem is solved due to the fact that in the known solution, including the assembly of plates in a package, compression of the entire package and its sealing by heat treatment, according to the invention, the assembly of plates in a package is carried out simultaneously with sealing by welding first plates in pairs between each other in sections and then sections into the bag, after which the package of plates is laid in the case, the package is compressed by lowering the pressure in the internal cavity of the package with a vacuum unit to 1-5 torr and the case is sealed. Simultaneously with the manufacture, a leak test of the internal cavity of the plate package may be performed.

Применение данного способа позволит обеспечить равномерное плотное прижатие пластин в пакете и, как следствие, улучшение гидро- и теплотехнических характеристик теплообменника при одновременном снижении технологических затрат и повышении производительности труда при изготовлении. The application of this method will ensure uniform tight pressing of the plates in the bag and, as a result, improve the hydro- and heat-technical characteristics of the heat exchanger while reducing technological costs and increasing labor productivity in manufacturing.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез пакета теплообменника; на фиг.2 - вид сверху; на фиг.3 - межпластинные (щелевые) каналы; на фиг.4 - один из этапов сборки теплообменника; на фиг.5 - окончательный этап сборки теплообменника. The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of a heat exchanger package; figure 2 is a top view; figure 3 - interplate (slotted) channels; figure 4 - one of the stages of Assembly of the heat exchanger; figure 5 - the final stage of assembly of the heat exchanger.

Пластинчатый теплообменник представляет собой пакет гофрированных пластин 1, соединенных попарно в секции 2 таким образом, что в каждой секции смежные пластины повернуты на 180^o, при этом создается равномерная сетка пересечения взаимных точек опор вершин гофр и образуется щелевой канал 3 сложной формы для протекания одной из рабочих сред. По краям пластин выполнены коллекторные отверстия 4, а на крайней секции пакета на коллекторных отверстиях 4 герметично закреплены патрубки 5. Пакет теплообменника размещен в корпусе 6, представляющем собой короб с крышкой 7, двумя патрубками 8 по торцам для входа и выхода другой рабочей среды и двумя отверстиями под патрубки 5 пакета пластин.The plate heat exchanger is a package of corrugated plates 1 connected in pairs in section 2 in such a way that adjacent plates are turned 180 ^° in each section, thereby creating a uniform grid of intersection of the mutual support points of the corrugation vertices and creating a slotted channel 3 of complex shape for one of working environments. On the edges of the plates, collector holes 4 are made, and on the extreme section of the package, nozzles 5 are hermetically fixed on the collector holes 4. The heat exchanger package is placed in the housing 6, which is a box with a cover 7, two nozzles 8 at the ends for entering and exiting another working medium and two holes for nozzles 5 package plates.

Способ осуществляется следующим образом. Гофрированные пластины 1 по периметру попарно сваривают в секции 2 с помощью контактной роликовой сварки. Из необходимого количества секций 2 монтируют пакет, для чего секции 2 сваривают по коллекторным отверстиям 4 с помощью аргоно-дуговой сварки, а на крайней секции к коллекторным отверстиям 4 приваривают патрубки 5. Затем пакет укладывают в корпус 6. Вследствие неплотного прилегания поверхностей пластин часть вершин гофр не контактирует друг с другом и толщина пакета пластин превышает высоту корпуса (фиг.4). Один из патрубков 5 пакета заглушают, а к другому подсоединяют вакуумную установку и производят откачку воздуха из внутренней полости пакета. При этом происходит понижение давления относительно атмосферного, пакет пластин начинает сжиматься, а крышка опускаться на стенки корпуса. После этого откачку прекращают, заглушают другой патрубок 5, крышку 7 приваривают к стенкам корпуса 6 и проваривают места соединения патрубков 5 с корпусом 6. Затем осуществляют проверку на герметичность внутренней полости пакета пластин, для чего с помощью манометрического прибора (на чертеже не показан) определяют уровень вакуумирования в течение определенного времени после отключения вакуумной установки. The method is as follows. Corrugated plates 1 around the perimeter are welded in pairs in section 2 using contact roller welding. From the required number of sections 2, a package is mounted, for which sections 2 are welded along the collector holes 4 using argon-arc welding, and on the end section, pipes 5 are welded to the collector holes 4. Then the package is placed in the housing 6. Due to the loose fit of the plate surfaces, some of the vertices the corrugation is not in contact with each other and the thickness of the package of plates exceeds the height of the housing (figure 4). One of the nozzles 5 of the package is drowned, and a vacuum unit is connected to the other and air is pumped out of the internal cavity of the package. In this case, a decrease in pressure relative to atmospheric pressure occurs, the package of plates begins to compress, and the lid falls to the walls of the housing. After that, the pumping is stopped, another nozzle 5 is plugged, the cover 7 is welded to the walls of the housing 6 and the joints of the nozzles 5 are welded to the housing 6. Then, the internal cavity of the plate package is checked for leaks, for which, using a gauge (not shown), determine evacuation level for a certain time after turning off the vacuum system.

Источники информации
1. А.С. СССР 1758388, МКИ F 28 F 3/10.Sources of information
1. A.S. USSR 1758388, MKI F 28 F 3/10.

2. Патент РФ 2137076, МПК F 28 D 9/00. 2. RF patent 2137076, IPC F 28 D 9/00.

3. А.С. СССР 1383946, МКИ F 28 D 9/00. 3. A.S. USSR 1383946, MKI F 28 D 9/00.

Claims

1. A method of manufacturing a plate heat exchanger, including assembling the plates into a package, compressing the entire package and sealing it by heat treatment, characterized in that the assembly of the plates into a package is carried out simultaneously with sealing by welding first the plates in pairs in sections and then sections into a package, after which they place the package of plates in the housing, compress the package by lowering the pressure in the internal cavity of the package using a vacuum unit and seal the housing.

2. A method of manufacturing a plate heat exchanger according to claim 1, characterized in that after disconnecting the internal cavity of the plate package from the vacuum unit, a leak test is carried out, for which the stability of a given level of evacuation for a certain time is determined.

3. A method of manufacturing a plate heat exchanger according to claim 1, characterized in that the pressure is reduced to P = (1-5) torr.