CN101124450A - 用于板式热交换器的垫片组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种板式热交换器的垫片组件,所述垫片组件包括至少一个垫片(3)和一组热交换器板片(2),所述这组热交换器板片(2)具有入口和出口(4、5、6、7),入口和出口(4、5、6、7)构成贯穿上述组热交换器板片(2)并在它们之间,因而各热交换器板片成对地永久接合,以便构成盒(1),垫片设置在各盒之间热交换器板片内的沟槽(12)中,并与各盒结合在各板片之间的每个第二空间中限定用于第一流体的第一流道,而各盒限定用于第二流体的第二流道。垫片在围绕各出入口的区域中包括沿着它面对孔口的侧面的一个圆周突起的珠状物(14)。本发明还涉及一种板式热交换器,所述板式热交换器包括按照本发明所述的垫片组件、热交换器板片和垫片。
Description
技术领域
本发明涉及板式热交换器的垫片组件,所述垫片组件包括至少一个垫片和一组热交换器板片,所述这组热交换器板片具有若干入口和出口,这些入口和出口构成贯穿上述热交换器板片组并在它们之间的通道,因而各热交换器板片成对地永久接合以便构成盒,垫片设置在各盒之间热交换器板片内的沟槽中,并与各盒结合限定在各板片之间的每隔一个的空间中的用于第一流体的第一流道,及盒限定用于第二流体的第二流道。本发明还涉及板式热交换器,所述板式热交换器包括按照本发明所述的垫片组件,热交换器板片和垫片。
背景技术
食品制造通常以需要加工和处理高度粘性的产品比如充碳酸气的饮料、果汁、汤类、乳制品和其它流体粘性的制品的浓缩物。由于自然的原因,在这方面的卫生吸入和期望极高,以便能满足不同管理机构的要求。
在食品工业中使用板式热交换器用于许多不同的目的。在这方面与所谓的死区有关的问题、制品中可能含有的纤维和其它固体材料的积聚、及灵活而有效清洁的可能性等是极为重要的因素。因此各种热交换器的设计是使它能达到有效的传热和卫生而同时防止所谓的死区方面起决定性作用,在上述死区中制品可能被捕集,并因此变成细菌繁殖的沃土。
在这方面,有利的是使用半焊接的板式热交换器,亦即热交换器包括许多盒,所述盒通过将若干热交换器板片成对焊接在一起形成。焊缝通常是沿着各盒的侧边缘并围绕各孔口行进。垫片设置在相应的盒之间,并且通常是用橡胶材料制成及位于热交换器板片的沟槽中。一种流体在各盒内部流动,而另一种流体在各盒之间流动。半焊接的板式热交换器允许较高的压力,并使它能打开板片组和清洁各对焊接的热交换器板片之间的空间。用焊接代替各热交换器板片的热交换表面周围各板片之间每隔一个的空间中的垫片,减少了更换垫片的需要和增加了安全性。
热交换器板片的材料和构造,传热表面与花纹和冲压深度等有关的设计是卫生应用中的重要因素。热交换器尤其是热交换器板片与死区有关的关键区域是在孔口处,所述孔口通常具有许多所谓的突出部,亦即交替式凸脊和凹谷,上述突出部以波纹形式围绕孔口均匀分布。这些突出部构成接触点,并具有吸收力和支承对抗热交换器中产生的高压的结构的重要功能。然而,当把两个或多个热交换器板片彼此相邻放置时,各突出部导致形成实际流道中的空间亦即死区,在所述死区中流动的流体可能变得静止不动,而液体中所含的固体材料可能被截留和聚积。
目前与接合在一起构成盒的这类板式热交换器一起使用的垫片取例如所谓的“用夹子夹上的”垫片的形式,亦即垫片在热交换器板片的周边处和围绕各孔的用设置在垫片中的突起的锁紧机构牢牢锁紧,上述突起的锁紧机构围绕热交换器板片的边缘牢牢夹紧。这些突起的锁紧机构也可能更适合尤其是在孔口处捕集纤维等。
GB 809886描述了一种用于两种热交换流体的板式热交换器,由此把各孔口制成圆而平坦,以便避免捕集纤维和颗粒物的问题。那种解决方案通过把孔口的边缘向外挤压以便形成凸缘或套箍(collar)来达到目的。相对的孔口的凸缘如此设置,以便它们相互贴紧,因而形成穿过板片组的光滑通道。然而,那种解决方案包括制造困难。
发明内容
本发明的目的是消除或至少减少上述问题,并提供对热交换器板片的孔口改进的解决方案。尤其针对的是专门预定用于包括两个热交换器板片的盒孔口的新的和更好的垫片组件。
这个目的按照本发明是通过引言中所表明的垫片组件达到,所述垫片组件其特征在于,上述垫片在围绕各出入口的区域中包括沿着它面对孔口的侧面的圆周突起的珠状物。
垫片组件的构造导致大大减少在孔口处的所谓的死区。上述垫片组件的构造代之以在穿过出入口通道的通路中提供平坦的表面,并且基本上避免了捕集可能含有颗粒物或纤维状产品的十分粘稠的液体的风险。不过倘若材料被捕集,但垫片与孔口构造结合的平坦表面有助于产生材料在其中扫除的条件。因此按照本发明所述的垫片组件也减少了细茵繁殖的风险,尤其是在卫生要求极高的应用领域中,减少细菌繁殖的风险是主要的和重要的优点。
按照本发明的可供选择的实施例,垫片组件如此成形,以使在围绕各出入口的区域中的垫片包括沿着它转向孔口的侧面在垫片的上侧和下侧上对置的凹槽。垫片的这种设计使它能大多完全消除死区。在像卫生要求很严格的食品工业和药品工业这些领域中,这是主要的优点。
按照本发明的另一实施例,热交换器板片在出入口的周围有一圆周凸脊,所述圆周凸脊设置在盒的外部孔口和垫片沟槽之间。按照本发明所述垫片组件的有利的实施例,凸脊和垫片协同工作,因为垫片的珠状物紧贴着孔口周围的圆周凸脊,因而保证垫片不会被工作期间所产生的高压从它的位置中移出。
按照本发明所述的垫片组件的有利的实施例,珠状物如此成形,以使在出入口处与垫片结合的盒提供基本上是光滑的通道穿过板片组。在这个实施例中,垫片的平坦表面与孔口的构造协同工作时有助于减少材料被捕集的风险。按照本发明所述的垫片组件的另一个有利的实施例,通过焊接或钎焊把各热交换器板片成对地永久接合在一起。
本发明的目的也可以通过一种板式热交换器达到,所述板式热交换器包括至少一个按照权利要求1-7其中之一所述的垫片组件。
本发明的目的也可以用包括权利要求9中所述特点的热交换器板片达到。
本发明的目的也可以用包括如权利要求10所述特点的垫片达到。垫片的有利实施例在从属权利要求11中指出。
附图说明
下面通过参照附图作为例子列举的各种实施例更详细说明本发明,其中:
图1示意示出包括按照本发明所述的垫片和热交换器板片的垫片组件的平面图;
图2按放大的比例示意示出按照本发明所述的垫片组件的平面图;
图3示意示出各种不同垫片的剖视图,此处按照A所述的垫片代表已知的垫,而按照B和C所述的垫是按照本发明所述的垫的两个可供选择的实施例,上述垫是设置在按照本发明所述的板式热交换器的孔口处,和
图4示出按照本发明所述的垫片组件的孔口的透视图。
具体实施方式
图1和2示出盒1,所述盒1包括两个永久连接在一起的热交换器板片2和一个按照本发明所述的垫片3。两个热交换器板片2具有至少4个出入口和一个传热表面8,上述4个出入口构成入口和出口4,5,6,7,而上述传热表面8带有若干凸脊9和凹谷10。盒1可以通过焊接法或钎焊法制成,因而两个热交换器板片2沿着它们的周边和围绕其中至少两个出入口4、5永久接合在一起。
热交换器板片2这样成形,以使两个相互毗邻的盒之间有尽可能少的接触点,防止把流体可能含有的纤维和固体材料捕集在盒之间的空间中。按照本发明,各热交换器板片还如此设计,以便用于必要机械支承的各接触点大多只在两个热交换器板片之间的内侧上通过相对的凸脊彼此贴紧产生,上述两个热交换器板片接合在一起以形成盒。相反,在孔口4和5处,两个热交换器板片完全相互贴紧,并永久接合在一起,以便形成密封防止预定流过孔口的流体泄漏。而构成盒的入口和出口的孔口6和7代之以装备有突出部11,所述突出部11对在各孔口处提供必要的机械支承是必要的。
垫片3优选的是用一种弹性材料比如橡胶材料制成,所述垫片3设置在沟槽12中,所述沟槽沿着构成盒的板片的周边延伸并围绕出入口4和5。围绕出入口6和7有一环形垫片13。垫片3的用途是密封两个盒之间的空间,并且在围绕出入口4和5的区域中,沿着它面对孔口的侧面有一圆周上突出的珠状物14,所述珠状物14可以有如由垫片按照图3中的B和C所表示的横断面构造。垫片可以包括一种金属,或者是被第二种材料如金属、PTFE(聚四氟乙烯)等包围。
为了保证垫片3牢牢设置在孔口中,并且在高压和高温下不压紧或者不滑出沟槽12,在板片中出入口周围孔口4或5和垫片沟槽12之间盒的外侧上形成一圆周凸脊15。凸脊15的高度是这样,以便当两个盒彼此相邻设置时,在两个相对的凸脊之间有一间隙。在按照本发明所述的垫片组件的情况下,垫片3这样位于沟槽12中,以便珠状物14在孔口4和5处紧贴着构成各盒的板片的凸脊15。这种安排导致垫片牢固地保持在合适位置,而同时在孔口4和5中及出入口通道中形成紧密、平坦而光滑的表面,如图4中清楚示出的。
图3示出死区的体积如何受垫片的横断面构造影响。当垫片3有一按照A的构造,亦即没有珠状物14时,有一大的空间,所述大的空间由孔口处垫片A和热交换器板片定界,上述大的空间通常被若干突出部包围。这个所谓的死区捕集流体,因而纤维和其它固体材料被捕集并因此构成供细菌繁殖的沃土。
相反,如果垫片的横断面构造按照本发明是按照B,亦即使垫片在围绕出入口的区域中包括沿着它的面对孔口的侧面的圆周突起的珠状物14,则死区的体积将大大减小。实际上,珠状物14紧贴住凸脊15还在出入口通道中产生更光滑的表面。在本发明的另一实施例中,垫片具有按照C的横断面构造,因而珠状物14是如此成形,以使围绕各出入口的区域中的垫片3包括沿着它面对孔口的侧面在垫片的上侧和下侧上对置的凹槽16。在这种情况下,在各孔口两个盒之间的整个空间主要是被垫片充填,消除了死区和在出入口通道处形成平坦光滑的表面。
按照本发明所述成形的垫片组件,因而在热交换器板片中围绕孔口的凸脊与垫片的珠状物协同工作,导致出入口通道具有最大可能的表面光滑度,同时大大减少或者没有死区。这尤其是在有严格卫生要求的板式热交换器应用中,还有在堵塞和所谓的沾污通常是个问题的其它应用中,具有很大意义。按照本发明所述的垫片组件和包括垫片组件的热交换器使之能得到满足高度卫生要求和便于清洁的板式热交换器。
应该注意,在不脱离所附权利要求书中所指出的本发明的范围情况下,本文未引用的本发明的另一些实施例也是可行的。
Claims (11)
1.一种板式热交换器的垫片组件,包括至少一个垫片(3)和一组热交换器板片(2),上述热交换器板片(2)具有贯通的入口和出口(4、5、6、7),上述入口和出口(4、5、6、7)构成通道,所述通道贯穿热交换器板片组并在各热交换器板片(2)之间,从而热交换器板片成对地永久接合以构成盒(1),垫片(3)设置在各盒之间热交换器板片的沟槽(12)中,并在各板片之间的每隔一个通道中与各盒结合限定用于第一流体的第一流道,而各盒限定用于第二流体的第二流道,其特征在于,上述垫片(3)在出入口(4、5)周围的区域中包括沿着它面对孔口的侧面的圆周突起的珠状物(14)。
2.按照权利要求1所述的垫片组件,其特征在于,珠状物(14)如此构造,以使垫片(3)在围绕出入口(4、5)的区域中包括沿着它面对孔口的侧面在垫片的上侧和下侧上的对置的凹槽(16)。
3.按照权利要求1和2其中之一所述的垫片组件,其特征在于,热交换器板片(2)围绕出入口(4、5)有一圆周凸脊(15),所述圆周凸脊(15)设置在盒(1)的外侧上孔口和垫片沟槽(12)之间。
4.按照权利要求3所述的垫片组件,其特征在于,垫片的珠状物(14)围绕孔口紧贴着圆周凸脊(15)。
5.按照权利要求1-4其中之一所述的垫片组件,其特征在于,珠状物(14)如此构造,以便盒(1)在出入口(4、5)处与垫片(3)结合提供基本上光滑的贯穿板片组的通道。
6.按照权利要求1-5其中之一所述的垫片组件,其特征在于,热交换器板片通过焊接成对地永久接合。
7.按照权利要求1-5其中之一所述的垫片组件,其特征在于,热交换器板片通过钎焊成对地永久接合。
8.一种板式热交换器,包括至少一个垫片(3)和一组热交换器板片(2),所述一组热交换器板片(2)具有入口和出口(4、5、6、7),入口和出口(4、5、6、7)构成通道,所述通道贯穿该热交换器板片组并在热交换器板片之间,从而各热交换器板片成对地永久接合以构成盒(1),垫片设置在各盒之间热交换器板片内的沟槽(12)中,并在各板片之间的每隔一个空间中与各盒结合限定用于第一流体的第一流道,而各盒限定用于第二流体的第二流道,其特征在于,上述板式热交换器包括至少一个按照权利要求1-7其中之一所述的垫片组件。
9.热交换器板片(2),形成一组用于板式热交换器的板片的一部分,所述热交换器板片(2)具有入口和出口(4、5、6、7),入口和出口(4、5、6、7)构成贯穿该热交换器板片组并在热交换器板片之间的通道,从而各热交换器板片成对地永久接合以构成盒(1),垫片(3)设置在各盒之间热交换器板片内的沟槽(12)中,并在各板片之间的每隔一个空间中与各盒结合限定用于第一流体的第一流道,而各盒限定用于第二流体的第二流道,其特征在于,热交换器板片(2)围绕出入口(4、5)具有一圆周凸脊(15),所述圆周凸脊(15)设置在孔口和垫片沟槽(12)之间盒(1)的外侧。
10.一种用于板式热交换器的垫片(3),包括一组热交换器板片(2),所述热交换器板片(2)具有入口和出口(4、5、6、7),入口和出口(4、5、6、7)构成贯穿上述热交换器板片组并在热交换器板片之间的通道,从而各热交换器板片成对地永久接合以构成盒(1),垫片(3)设置在各盒之间热交换器板片内的沟槽(12)中,并与各盒结合在各板片之间的每隔一个空间中限定用于第一流体的第一流道,及各盒限定用于第二流体的第二流道,其特征在于,上述垫片(3)在围绕出入口(4、5)的区域中包括沿着它面对孔口的侧面一圆周突起的珠状物(14)。
11.按照权利要求10所述的衬垫片(3),其特征在于,珠状物(14)如此构造,以使垫片(3)在围绕出入口(4、5)的区域中包括沿着它面对孔口的侧面在垫片的上侧和下侧上的对置的凹槽(16)。
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