<Desc/Clms Page number 1>
Plattenwärmeaustauscher
Die Erfindung bezieht sich auf Plattenwärmeaustauscher mit einer Anzahl von im Abstand voneinander befindlichen Wärmeübertragungsplatten aus dünnem Blech, die zu einem Paket zusammengefügt sind und miteinander fluchtende Durchflusslöcher aufweisen, wobei in den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Platten sowohl äussere Zwischenringe, die entlang des Umfanges der Platten verlaufen und aus Abstandsringen sowie Dichtungsringen aus dünnem Dichtungsmaterial zusammengesetzt sind, als auch innere Zwischenringe angeordnet sind, welche die miteinander fluchtenden Durchflusslöcher eng umschliessen und ebenfalls aus Abstandsringen sowie Dichtungsringen aus dünnem Dichtungsmaterial zusammengesetzt sind,
so dass die äusseren Zwischenringe zusammen einen äusseren Ringstapel und die inneren Zwischenringe zusammen jeweils einen inneren Ringstapel im Paket bilden.
Bei bisher bekannten Wärmeaustauschern dieser Art wird das gesamte, aus dünnen Platten bestehende Paket zwischen steifen Stirnplatten zusammengespannt. Dabei wird jedoch der Dichtungsdruck über die Dichtungsflächen der äusseren und inneren Ringstapel ungleichmässig verteilt, wobei die Stelle kleinsten Dichtungsdruckes auch die obere Grenze des für den Wärmeaustauscher verwendbaren Innendruckes bestimmt.
Auf Grund dieser Nachteile hat man es bisher in vielen Fällen, in denen ein Wärmeaustauscher für hohe Drücke verwendet werden sollte, vorgezogen oder ist sogar dazu gezwungen gewesen, einen Wärmeaustauscher mit zur Gänze zusammengeschweisstem Plattenpaket anzuwenden, wodurch man sich nicht mehr die Vorteile eines zerlegbaren Wärmeaustauschers zunutze machen konnte.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines zerlegbaren Wärmeaustauschers der eingangs erwähnten Art, der sowohl für hohe Drücke als auch hohe Temperaturen geeignet ist, wobei auch die Möglichkeit bestehen soll, an sämtlichen Dichtungsflächen den dort jeweils erforderlichen Dichtungsdruck einzustellen. Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass der von den äusseren Zwischenringen gebildete äussere Ringstapel, die von den inneren Zwischenringen gebildeten inneren Ringstapel und das von den Platten gebildete Paket jeweils für sich durch voneinander unabhängig betätigbare Anpressvorrichtungen zusammengehalten sind.
Durch diese Ausbildung wird es möglich, den jeweils für den äusseren bzw. die inneren Ringstapel erforderlichen Dichtungsdruck individuell einzustellen und den Druckverhältnissen im Inneren des Wärmeaustauschers anzupassen, wobei ausserdem der Dichtungsdruck höher sein kann als der Druck, mit dem die Platten zweckmässigerweise in ihren übrigen Teilen gegeneinander gedrückt werden sollen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt : Fig. l einen Wärmeaustauscher gemäss der Erfindung im Schnitt entlang der Linie 1-1 in Fig. 2, Fig. 2 diesen Wärmeaustauscher entlang der Linie 11-11 in Fig. 1, Fig. 3 die drei obersten Wärmeübertragungsplatten nach Fig. 1 mit den dazwischenliegenden Elementen in auseinandergezogener Darstellung, Fig. 4 eine abgeänderte Ausführungsform des Wärmeaustauschers nach Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 5, Fig. 5 diesen Wärmeaustauscher im Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4 und Fig. 6 die drei obersten Wärmeübertragungsplatten nach Fig. 4 mit den dazwischenliegenden Teilen in auseinandergezogener Darstellung.
In sämtlichen Figuren sind identische Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
<Desc/Clms Page number 2>
Beim Wärmeaustauscher nach den Fig. 1 bis 3 besteht das Plattenpaket aus einer Anzahl vollkommen flacher Wärmeübertragungsplatten --1--, von denen jede, mit Ausnahme der obersten, Abstandselemente in der Form von Zapfen --2-- aufweist, welche die Platten im Abstand voneinander halten, so dass abwechselnd Zwischenräume --a und b--zwischen den Platten gebildet werden. Die Abstandselemente können auch direkt aus den Platten herausgepresst sein.
Jeder Zwischenraum-a, b- ist nach aussen hin entlang den Rändern der Platten durch Zwischenringe abgedichtet, die im folgenden als äussere Zwischenringe bezeichnet werden und die jeweils aus einem Abstandsring --3-- aus steifem Material sowie oberhalb und unterhalb desselben angebrachten
EMI2.1
gegenüberliegender Durchflusslöcher-6-durch die einzelnen Platten stehen mit den Kanälen-a bzw. b--und mit je einem Stutzen --7-- für den Anschluss an äussere Leitungen für die Wärmeaustauschmedien in Verbindung.
Um jede solche Lochreihe herum sind in jedem Zwischenraum zwischen den Platten, d. h. in jedem Durchflusskanal, Zwischenringe angeordnet, die im folgenden als innere Zwischenringe bezeichnet werden und die unter überbrückung des Zwischenraumes die Durchflusslöcher --5a,5b-- eng umschliessen. Diese inneren Zwischenringe bestehen in Zwischenräumen, die mit einer Lochreihe nicht in Verbindung stehen sollen, aus einem Abstandsring --8-- aus steifem Material und aus oberhalb und unterhalb desselben angeordneten Dichtungsringen --9-- aus dünnem Dichtungsmaterial. In Zwischenräumen, die mit einer Lochreihe in Verbindung stehen sollen, bestehen die inneren Zwischenringe jeweils nur aus einem Abstandsring --8a--, der mit radialen Durchflusslöchern --10-- versehen ist.
Eine dichte Anlage der Platten an den Zwischenringen ist hier nicht erforderlich, sondern der Abstandsring --8a-- ist statt dessen um so viel höher als der Abstandsring --8-- wie dies der Stärke der beiden Dichtungsringe --9-- entspricht, Natürlich können die Abstandsringe --8a-- auch hier mit Dichtungsringen versehen sein und damit gleich hoch sein, wie die Abstandsringe-8--. Die Lochreihen --5a-- stehen somit durch die Abstandsringe - 8a-mit den Kanälen-a-m Verbindung, die anderseits durch die Abstandsringe --8-- mit
EMI2.2
stehen.
In dieser Anordnung bilden alle äusseren Zwischenringe--3, 4-- zusammen mit den dazwischenliegenden Plattenteilen einen äusseren Stapel, der zwischen einerseits einer Stirnplatte --11-- und anderseits einem Flansch-12-einer andern Stirnplatte-13-durch eine Anzahl von Bolzen --14-- zusammengehalten ist, mit denen dieser Stapel entsprechend dem gewünschten Druck zusammengespannt werden kann. Sämtliche innere Zwischenringe-8, 8a und 9-bilden um je eine Lochreihe zusammen mit den zwischenliegenden Plattenteilen jeweils einen inneren Stapel, der zwischen einerseits einer Scheibe --15-- und anderseits dem Stutzen --7-- mittels eines Bolzens - zusammengehalten ist, mit dem jeder innere Stapel für sich mit gewünschtem Druck zusammengespannt werden kann.
Alle Dichtungsteile werden dadurch gleichförmig unterstützt. Besonders wichtig ist die Möglichkeit, einen ausreichenden Dichtungsdruck in jedem der inneren Stapel ausüben zu können, da dies eine Bedingung dafür ist, dass man das verhältnismässig einfache System an sämtlichen Reihen von Durchflusslöchern innerhalb aller Durchströmkanäle ohne Gefahr eines Leckens und damit einer Vermischung der beiden Wärmeaustauschmedien anwenden kann.
EMI2.3
Druck zusammengehalten, ohne dass man hiefür einen Druck auszuüben braucht, der gleichzeitig die Abdichtung bewirken soll.
Beim Wärmeaustauscher gemäss den Fig. 4 bis 6 sind die Wärmeübertragungsplatten --1a-- in anderer Weise ausgebildet, was eine Vereinfachung des Zwischenringsystems bedeutet. Im übrigen ist diese Ausführungsform mit dem Wärmeaustauscher gemäss den Fig. 1 bis 3 identisch. Der Unterschied
EMI2.4
zw.Abschnitten --19-- entlang der Aussenkanten und Abschnitten --20-- um die Durchflusslöcher (Fig. 5 und 6).
Wenn die Platten im Plattenpaket aneinander liegen, kommen durch diese Ausbildung in jedem zweiten Zwischenraum--a--der benachbarten Platten die Randpartien und zwei Reihen
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
Dichtung--9--um die Lochreihen überbrückt werden muss, während in den übrigen Zwischenräumen die Platten um die verbleibenden Lochreihen--5a-auf diese Weise nahe aneinander zu liegen kommen. Die Platten weisen ausserdem an ihren beiden Seiten Abstandselemente--2a--auf, welche die Platten in einer solchen Lage festhalten.
Wenn man die beiden beschriebenen Wärmeaustauscher miteinander vergleicht, siehe insbesondere Fig. 3 und 6, findet man somit, dass im letzterwähnten Falle der innere Abstandsring --8-- mit den beiden Dichtungsringen --9-- in allen Zwischenräumen-a und b-- durch einen einzigen Dichtungsring --9-- ersetzt ist und in jedem zweiten Zwischenraum-a-ausserdem der äussere Abstandsring --3-- mit den beiden Dichtungsringen --4-- durch einen einzigen Dichtungsring - ersetzt ist.
Die verbleibenden Abstandsringe, u. zw. der Ring-3-im Zwischenraum --b-- und der Ring --8a-- in sämtlichen Zwischenräumen, haben nur eine grössere Höhe erhalten, so dass der durch die abgeänderte Form der Platte entstandene grössere Abstand zwischen den Platten an diesen Stellen überbrückt wird. Das auf diese Weise gebildete Plattenpaket kann hergestellt werden, indem man die gleichartig ausgebildeten Platten-la--derart zusammenlegt, dass vor dem Zusammenbau jede zweite Platte um ihre Mittellinie--C-C- (Fig-5) um 180 zu den übrigen Platten gedreht wird.