AT254141B - Plattenapparat zur Durchführung von Wärmeaustausch- und Gasaustausch- oder andern Verfahren - Google Patents

Description

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  Plattenapparat zur Durchführung von   Wärmeaustausch- und  
Gasaustausch- oder andern Verfahren 
Die Erfindung betrifft einen Plattenapparat zur Durchführung von Wärmeaustausch-, Gasaustauschod. ahnl. Verfahren. 
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 angeordneter Platten bekannt, die an ihrem Umfang und an ihren Durchgangsöffnungen durch einen zwischen den Platten eingeklemmten, ringsumlaufenden Rahmen aus elastischem Material abgedichtet sind, wobei der Dichtungsrahmen gleichzeitig die Aufgabe hat, zwischen zwei Platten den Abstand zu halten. 



  Die Dichtungen liegen meist in eingeprägten Rillen. Es sind aber auch Apparate bekannt, deren Platten am Rande aufgebogen sind, um die Dichtungen seitlich gegen den Druck zwischen den Platten abzustützen. Ausserdem sind Apparate bekannt, bei denen zwischen den Platten feste Rahmen mit eingelegten Dichtungen eingeklemmt sind, welche die Platten auf Abstand halten. 



   Die bekannten Apparate sind dadurch gekennzeichnet, dass die Platten quer auf ihrer Längsachse gewellt sind, die Wellungen aber nicht über die gesamte Breite der   Platten verlaufen. A n den Längs-   seiten weisen die Platten glatte Streifen einer gewissen Breite auf. Dies hat zur Folge, dass die Wellungen der Platten nur durch Ziehen erreicht werden können. Das hat den Nachteil, dass infolge der starken Gefügeveränderungen beim Ziehen die Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffes wesentlich herabgesetzt wird. Nachteilig ist es auch, dass im glatten Bereich der Platten der Biegewiderstand im Vergleich zum Biegewiderstand im gewellten Bereich sehr niedrig liegt.

   Ein weiterer Nachteil ist es, dass die Verweilzeit der zwischen   zwei Platten durchströmenden Flüssigkeit   im   nicht gewellten Bereich der Platten wesent-   lich kürzer ist als die Verweilzeit im gewellten Bereich, da die Strömungswege stark voneinander abweichen. 



   Um die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, Platten einzusetzen, die quer zur Längsachse über ihre gesamte Breite gewellt sind, wobei die Wellungen sinusförmig oder kreisbogenförmig oder dreieckähnlich oder trapezähnlich sein können,   u. zw.   entweder glatt oder treppenförmig abgestuft. Die Platten können noch zusätzlich mit Einprägungen versehen sein, wie Distanznocken, Sicken zur Abstützung von Dichtungsrahmen, Nocken zur Abstützung von unelastischen Distanzrahmen od. dgl. Die Platten können auch an den Rändern ganz oder teilweise aufgebogen sein zur Abstützung von Dichtungs- und Distanzrahmen. Bei Einsatz von Distanzrahmen sind diese den Platten entsprechend ebenfalls wellenförmig ausgebildet. 



   Bei geringeren Drücken kann der Bereich der Durchtrittsöffnungen eben ausgebildet sein, da dieser Bereich infolge der nahen Einspannstellen an sich schon eine erhebliche Beulfestigkeit besitzt. Bei einer noch weitergehenden Drucksteigerung sind diese Stellen jedoch gefährdet und werden oberhalb eines be- 

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 stimmten Grenzdruckes auszubeulen beginnen. 



   In einer Weiterbildung der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, dass die Wellungen sich über die gesamte Plattenfläche, also auch über den Bereich der Durchtrittsöffnungen, erstrecken. 



   Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Wellungen an einer Schmalseite der Platten mit einer steigenden Halbwelle beginnen und an der entgegengesetzten Schmalseite mit einer fallenden Halbwelle enden. 



   Dadurch wird es möglich, den dem Wellenprofil angepassten Distanzrahmen durch einfaches Umwenden über seine Querachse sowohl an der linken als auch an der rechten Plattenseite zu verwenden, so dass an Stelle von zwei Distanzrahmentypen für einen Plattenapparat nur noch ein einziger Rahmentyp eingesetzt werden muss. 



   Zur weiteren Steigerung der Plattendruckfestigkeit bzw. um breitere Platten mit grosser Druckfestigkeit zu ermöglichen, wird weiterhin vorgeschlagen, in der Längsachse oder parallel zur Längsachse der Platten eine bzw. mehrere Stützrippen anzuordnen. Diese Stützrippen können zu jeder Schmalseite hin in einem gewissen Abstand von der Randdichtung enden. 



   Das Profil der Rippen kann dabei dem Querschnitt des Hohlraumes zwischen zwei Platten entsprechen. 



   In manchen Fällen wird es jedoch, besonders in fertigungstechnischer Hinischt, vorteilhaft sein, wenn die Stützrippen aus einem Bandmaterial mit rundem, rechteckigem od. ähnl. Querschnitt bestehen, dessen Dicke dem kleinsten Abstand zweier Platten, also   z. B.   dem Abstand der Wellenflanken zweier Platten voneinander entspricht. 



   Gemäss einer weiteren Variante der Erfindung teilen die Stützrippen den Zwischenraum zwischen je zwei Platten derart in Längsrichtung, dass die einzelnen Teile des Zwischenraumes gegenläufig hintereinandergeschaltete Strömungsräume bilden. 



   Dabei bestehen die Stützrippen vorzugsweise mit einem zwischen den Plattenrändern angeordneten Distanzrahmen aus einem Stück. 



   In diesem Falle ist es vorteilhaft, das freie Ende jeder Stützrippe durch einen Steg, der so flach ist, dass er den Durchtritt der Strömung von einem Strömungsraum zu dem benachbarten nicht behindert, zu verlängern und ebenfalls mit dem Distanzrahmen zu verbinden. 



   Als Material für den Distanzrahmen mit der dazugehörigen Stützrippe erweist sich glasfaserverstärkter oder mit Metallkern verstärkter Kunststoff als vorteilhaft. 



   Die Dichtungen sind vorzugsweise an den Innenflächen des Distanzrahmens und eventuell auch an den Seitenflächen der Stützrippe mittels Noppen in Bohrungen des Rahmens bzw. der Stützrippe oder mittels Lippen in Nuten des Rahmens bzw. der Stützrippe befestigt. 



   Die Dichtungen bestehen dabei aus elastischen Stoffen, wie Gummi od. ähnl. Kunststoffen bzw. bei höheren Temperaturen aus Asbest oder besonders wärmebeständigen Kunststoffen. 



   Für die Herstellung der Platten wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, das Ausgangsmaterial auf die gestreckte Länge der fertigen Platte zuzuschneiden und durch Wellen auf die Länge der fertigen Platte zu verkürzen. 



   In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 eine Platte gemäss der Erfindung in Vorderansicht ; Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Platte mit Distanzrahmen und Dichtung gemäss der Fig.   1 ; Fig. 3   eine Platte mit sich über die gesamte Plattenfläche erstreckenden Wellungen in Vorderansicht ; Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Plattenpaar gemäss Fig. 3 ; Fig. 5 die Vorderansicht einer Platte gemäss Fig. 3 mit   Stützrippe ; Fig. 6   eine andere Variante der Stützrippe gemäss   Fig. 5 ; Fig. 7   einen Längsschnitt durch eine ein Plattenpaar abstützende Rippe ; Fig. 8 einen Querschnitt durch 3 Platten mit Sicken und eingeklemmten   Dichtungen ;

   Fig. 9   einen Querschnitt durch 3 Platten mit teilweise aufgebogenem Rand, Distanzrahmen und Lippendichtung ; Fig. 10 die Seitenansicht von 3 Platten mit eingelegten Dichtungen ; Fig. 11 einen Längsschnitt durch ein Platten-   paar ; Fig. 12   eine Platte mit dreieckähnlichen treppenförmig abgestuften Wellungen und Fig. 13 eine Platte mit trapezähnlichen glatten Wellungen im Längsschnitt. 



   Mit 1 ist eine Platte bezeichnet, die quer zu ihrer Längsachse über die gesamte Breite reichende Wellungen 3 aufweist, die sich gemäss der Erfindung entweder bis zum Bereich der Durchtritts- öffnungen 4,5 (wie Fig. l zeigt) oder über die gesamte Oberfläche der Platte, also auch über den Bereich der Durchtrittsöffnungen 4 und 5 erstrecken, wie Fig. 3, 5,6 zeigen. 



   Gemäss Fig. 4 sind die Wellungen 3 derart über die Platte 1 verteilt, dass sie mit einer steigenden Halbwelle 7 an einer Schmalseite 6 beginnen und mit einer fallenden Halbwelle 8 an der andern Schmalseite 6 enden. 

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   Diese Wellenverteilung hat den Vorteil, dass ein dem Wellenprofil angepasster Distanzrahmen 9 durch einfaches Umwenden um seine Querachse sowohl an der linken als auch an der rechten Plattenseite verwendet werden kann, wie es aus Fig. 4 erkennbar ist. 



   Bei grösseren Plattenbreiten oder höheren Drücken ist in der Längsachse der Platten 1 eine Stützrippe 10 angeordnet   (Fig. 5).   



   Diese Stützrippe 10 kann zu jeder Schmalseite 6 hin in einem gewissen Abstand von der Randdichtung 11 enden. Das Profil der Rippe 10 kann dem Querschnitt des Hohlraumes zwischen zwei Platten entsprechen, wie es bei dem Distanzrahmen 9 (Fig. 4) der Fall ist,   d. h.   ihre Querschnitte vergrössern und verkleinern sich entsprechend dem wechselnden Abstand zwischen den Platten 1. Es ist unter Umständen jedoch vorteilhafter, wenn die Stützrippe aus einem Bandmaterial 12 besteht, dessen Dicke dem kleinsten Abstand zweier Platten 1 entspricht (Fig. 7). Diese Stützrippenausbildung ist in allen den Fällen vorzuziehen, in denen die Rippe nur der Abstützung dient. 



   Bei der Ausbildung gemäss Fig. 5 hat die Stützrippe 10 jedoch auch noch Trennungsfunktionen. 



  Sie teilt den Zwischenraum zwischen zwei Platten derart in Längsrichtung, dass die einzelnen Teile des Zwischenraumes gegenläufig hintereinandergeschaltete Strömungsräume bilden, die von der Strömung in Pfeilrichtung durchlaufen werden. 



   In solchen Fällen ist eine Ausbildung der Stützrippe 10 entsprechend dem Profil des Distanzrahmens 9 (Fig. 4) vorzuziehen. Dabei besteht die Rippe 10 mit dem Distanzrahmen 9 vorzugsweise aus einem Stück. 



   Das freie Ende der Stützrippe 10 ist im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6 durch einen Steg 16 mit dem Distanzrahmen 9 fest verbunden, so dass die Rippe sich nicht seitlich verschieben kann. Der Steg 16 ist dabei so flach, dass der den Durchtritt der Strömung von einer Seite der Rippe 10 auf die andere nicht behindert. 



   Gemäss   Fig. 9   ist die Randdichtung 11 ebenso wie die Rippendichtung 13 an der Innenseite des Distanzrahmens 9 bzw. an den Seitenflächen der Rippen 10, mittels Noppen oder Lippen befestigt, die in entsprechende Bohrungen bzw. Nuten des Rahmens 9 und der Rippe 10 eingedrückt sind. 



   Eine andere Form und Befestigung der Randdichtung 11 zeigt Fig. 8. Die Dichtung 11 hat hiebei runden Querschnitt und ist in einer quer zu den Wellungen der Platten 1 verlaufenden Sicke 17 eingelegt, welche die Dichtung 11 gegen den Innendruck abstützt. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Plattenapparat zur Durchführung von Wärmeaustausch-,   Gasaustausch- od.   ähnl. Verfahren mit einer Reihe dünner, in einem gewissen Abstand voneinander angeordneter Platten, die an ihrem Umfang und an ihren Durchgangsöffnungen durch ringsumlaufende Dichtungen abgedichtet werden,   dadurch   
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Claims (1)

1. 2. Plattenapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellungen (3) sich über die gesamte Plattenfläche erstrecken.

   3. Plattenapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellungen (3) sich über einen Teil der Plattenfläche erstrecken und die oberen bzw. unteren Schmalseiten (6) im Bereich der Durchtrittsöffnungen (4,5) wellenfrei ausgebildet sind. EMI3.2 gen (3) an einer Schmalseite (6) der Platte (1) mit einer steigenden Halbwelle (7) beginnen und an der entgegengesetzten Schmalseite (6) mit einer fallenden Halbwelle (8) enden.

   5. Plattenapparatnachden Ansprüchenlbis4, dadurch gekennzeichnet, dassdie Platten (1) ausser den Wellungen (3) noch Einprägungen, wie Distanznocken, Sicken (17) zur Aufnahme von Dichtungsrahmen od. dgl. aufweisen.

   6. Plattenapparat nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Platten (1) an den Rändern ganz oder teilweise aufgebogen sind.

   7. Plattenapparat nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass unelastische Distanzrahmen (9) zwischen den Platten (1) diesen entsprechend wellenförmig ausgebildet sind und EMI3.3 <Desc/Clms Page number 4> dem Abstand zwischen den Platten vergrössert und verkleinert und dass die Dichtungen vorzugsweise Lippenform haben.

   9. Plattenapparat nach den Ansprüchen 1 bis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Längsachse oder parallel zur Längsachse der Platten eine bzw. mehrere Stützrippen (10) angeordnet sind.

   10. PlattenapparatnachdenAnsprüchen 1 bis 6 und 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrippen (10) zu jeder Schmalseite (6) der Platte (1) hin in einem gewissen Abstand von der Randdichtung enden.

   11. Plattenapparat nach den Ansprüchen 1 bis 6 und 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil der Stützrippen (10) dem Querschnitt des Hohlraumes zwischen zwei Platten entspricht.

   12. Plattenapparat nach den Ansprüchen 1 bis 6 und 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrippen (10) aus einem Bandmaterial mit rundem, rechteckigem od. ähnl. Querschnitt bestehen, dessen Dicke dem kleinsten Abstand zweier Platten (1) voneinander entspricht.

   13. Plattenapparat nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrippen (10) den Zwischenraum zwischen je zwei Platten (1) derart in Längsrichtung teilen, dass die einzelnen Teile des Zwischenraumes gegenläufig hintereinandergeschaltete Strömungsräume bilden.

   14. Plattenapparat nach den Ansprüchen 1 bis 9 und 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrippen (10) mit einem zwischen den Plattenrändern angeordneten Distanzrahmen (9) aus einem Stück bestehen.

   15. Plattenapparat insbesondere nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzrahmen (9) und die Stützrippen (10) aus glasfaserverstärktem oder mit Metallkern verstärktem Kunststoff bestehen.

   16. Plattenapparat nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (11,13) an den Innenflächen des Distanzrahmens (9) mittels Noppen in Bohrungen des Rahmens oder mittels Lippen in Nuten des Rahmens befestigt sind.

   17. Plattenapparat nach den Ansprüchen 1 bis 9, 11 und 13 bis 16, dadurch gekennzeich- net, dass das freie Ende der Stützrippe (10) durch einen schmalen, den Durchtritt der Strömung von einer Seite der Rippe auf die andere nicht behindernden Steg (16) verlängert und mit den Distanzrahmen (9) verbunden ist.