CN115398174A - 用于蒸馏设备的防非法操纵的热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热交换器、尤其用于蒸馏设备中，具有安装框架和构型为由多个板材堆叠成的基础单元，其中，基础单元的板材具有压制部，用于形成流体通道，其中，至少一个流体通道构造为用于在至少两个板材之间引导流体，其中，基础单元可替换地布置在安装框架的连接区段和相对区段之间，其中，基础单元的流体通道和连接单元的接头和/或连接单元和基础单元之间的连接部机械和/或电子地编码。此外公开一种设备和方法。

Description

用于蒸馏设备的防非法操纵的热交换器
技术领域
本发明涉及一种热交换器，尤其用于蒸馏设备中，具有安装框架和构型为由多个板材堆叠成的基础单元，其中，基础单元的板材具有压制部，用于形成流体通道，其中，至少一个流体通道构造为用于在至少两个板材之间引导流体。此外，本发明涉及一种设备和方法。
背景技术
在制造蒸馏设备时，热交换器是最昂贵的部件之一，因为热交换器与相应蒸馏设备的过程，例如淡水获取装置精确地相协调。在此，热交换器可以构型为组合的蒸发器和冷凝器。
如果热交换器尺寸设计过大，则在负载较小时，钙化风险或所谓的结垢风险就增加。在热交换器尺寸设计过小时存在如下风险：蒸馏设备的相应运营商会进行修改和篡改，以提高淡水产量。
已知具有可拆卸的热交换器的蒸馏设备。在此，热交换器或热交换器的基础单元的各个板材或者说板可以拆下并清洁。由此可以简单地清洁钙化的尺寸设计过大的热交换器。然而，这种解决方案的问题是蒸馏设备在清洁期间停止。
发明内容
本发明所基于的任务可以在于，提出一种用于设备的防非法操纵的热交换器，其能够实现设备的最大运行时间。
该任务借助独立权利要求的相应主题来解决。本发明的有利构型是各从属权利要求的主题。
根据本发明的一个方面，提供一种热交换器、尤其用于蒸馏设备中。热交换器具有安装框架和构型为由多个板材堆组成的堆叠的基础单元。基础单元的板材具有压制部，用于形成流体通道。至少一个流体通道构造为用于在至少两个板材之间引导流体。在此，例如第一板材的压制部可以形成在一侧通过第二板材限界的凹陷部和引导槽道。
有利地，基础单元可替换地布置在安装框架的连接区段和相对区段之间，其中，基础单元的流体通道和连接单元的接头和/或连接单元和基础单元之间的连接部机械和/或电子地编码。
基础单元或过程单元可以构造为组合的蒸发器/冷凝器单元或构造为蒸发器或冷凝器。例如，基础单元可以构型为降膜蒸发器或真空蒸发器。
与现有技术相反地，在设备中方法技术上关键的基础单元并没有尺寸设计过大，并且因此没有预留设计尺寸，由此出现较少的钙化和结垢。尽管，如果设备例如通过少量结垢或定期维护优化地运行，则存在如下可能性：通过更大的更换热交换器事后增大设备，例如蒸馏设备的产量。为此，热交换器和尤其基础单元可以构型为即插即用的替换件。在维护设备时可以拆下整个热交换器或仅拆下基础单元并且通过替代件替换。通过该措施可以使使用寿命最大化，因为更换基础单元需要很少的时间耗费。对拆下的基础单元检查和清洁的步骤可以独立于设备运行实施。
优选地，热交换器和/或基础单元可以构造为“单本(Unikat)”，该“单本”仅适合于为此设置的设备，用于安全和节能地运行。这可以通过机械编码实现，该机械编码可以防止对热交换器的非法操纵。
在此，在基础单元内的几何形状和基础单元的类型可以是任意的。例如，基础单元能够作为在较低温度和高可靠性时的真空蒸发器运行。基础单元和热交换器之间和/或热交换器和设备之间的连接区域也可以通过机械编码附加地“防混淆”并且针对相应设备单独地成形。
热交换器和/或基础单元的电子编码可以优选地通过呈RFID应答器形式或呈传感器形式的电子安全装置实现，所述传感器可以构型为压力传感器、电感传感器、电容传感器或构型为磁场传感器。通过电子编码，读取单元或读取器可以根据应答器识别热交换器或基础单元，并且因此使得具有正确基础单元的设备能够运行。在此，在非法操纵基础单元或非法操纵热交换器的情况下可以禁止设备运行或输出错误消息。优选地，应答器可以集成到基础单元或热交换器的框架中。
因此可以确保，仅能将原始的热交换器或对于设备所设置的热交换器安装到相应的设备中。在设计设备时，可以优先考虑和简化基础单元的可访问性和可更换性。尤其，在维护设备时，通过服务人员可以提供替换热交换器或替换基础单元。
基础单元可以夹紧在安装框架中，该安装框架由连接区段和相对区段组成。这例如可以通过呈螺纹连接或夹紧杆形式的固定器件实现。
根据一个实施例，连接单元的接头和/或连接单元与基础单元之间的连接部通过接头的形状、位置、分布、接头的横截面和/或横截面形状机械地编码。由此，基础单元和热交换器之间和/或热交换器和设备之间的连接区段可以防非法操纵地实施。机械编码的接头例如可以用于供应加热蒸汽、用于供应盐水、用于排出饮用水蒸汽、用于排出浓缩盐水等。
根据另一实施方式，连接单元的能够以引导流体的方式与流体通道连接的接头垂直于连接单元地延伸。通过该措施能够实现热交换器以简化的即插即用方式装配在设备中。
根据另一实施例，基础单元构型为由相互熔焊、烧结、插接、卷边、压紧、钎焊或粘接的板材组成的堆叠，其中，基础单元构造为注塑件或快速原型元件。基于大量可能的制造方法，可以提供成本高效地构型的集成式或一件式的基础单元，其不需要板材之间的任何密封。通过基础单元与更换基础单元的简单更换，可以在设备外对拆下的基础单元执行简单的清洁。
根据另一实施方式，基础单元由金属、金属合金或导热塑料制成。由此能够以工业上和成本高效的方式生产基础单元。例如，基础单元可以作为由钛、钢或PVDF制成的经焊接的单元制造。此外，基础单元可以完全或部分地由聚合物或由例如适配于至少一种液体的温度范围或浓度范围的聚合物，例如由PVDF、PE、PVC、PVCC、PP或PFA的组合制造。
根据另一实施例，具有不同的可调节数量的板材的基础单元能够插入到安装框架中。根据所使用的板材的数量可以调节使用基础单元的设备的可能的饮用水循环量。随着板材数量的增加，可以提高饮用水循环量。
如果例如构建一个蒸馏设备，则各种构件如泵、阀门等的采购价格在一定的尺寸变化范围内仅有不显著的区别。由此，提供具有例如20％的产量差异的多个设备模型是不值得的。因此，这些设备通常针对特定的设备运行方式进行优化。
方法技术上关键的热交换器并没有设计尺寸过大，但存在如下可能性：通过安装具有更大基础单元的热交换器来增大产量。
根据本发明的另一方面，提供一种用于热处理至少一种流体的设备。该设备具有至少一个热交换器，其中，该热交换器能够通过至少一个替换热交换器更换。
在此，热交换器可以机械编码地构型并且只能机械地匹配到该设备中。因此不再能够将经修改或非法操纵的热交换器安装到设备中。这例如可以通过对热交换器的接头进行机械编码来实现。
例如，该设备可以适用于具有特许经营概念的当地饮用水生产的水制备。该设备可以具有允许功率例如增加50％的组件的技术设计，因为在阀门设计尺寸较小的情况下管路等由标准尺寸的跳跃引起地没有形成成本优势。
通过替换热交换器的简单的可能性，可以通过替代热交换器将设备转换为更高的饮用水产量。此外，设备的运行时间可以被最大化，因为安装的热交换器仅在需要时通过替代热交换器被更换。设备的停止仅限于热交换器更换。
如果要增大设备的产量，例如在客户数量和由此产生的用水需求增加的情况下，设备运营商可以通过安装更大的基础单元和/或热交换器升级设备。由此例如可以使用大25％或50％的热交换器。因此可以避免热交换器的设计尺寸过小。
根据一个实施例，热交换器通过接头的形状、数量、位置和/或尺寸机械编码地连接在设备中。由此可以确保热交换器以防止混淆的方式装配在设备中。此外，可以通过接头的这种机械编码降低非法操纵热交换器的风险。
根据另一实施方式，该设备具有至少一个观察窗，尤其用于检查热交换器和/或热交换器的基础单元的原始状态。优选地，热交换器和/或热交换器的基础单元在设备中装配在观察窗后面。通过这种措施可以简单且快速地检查热交换器。尤其，由此能直接看到对设备的非法操纵。
根据本发明的另一方面，提供一种用于维护设备的方法。在一个步骤中，设备的运行停止或至少暂停。随后将至少一个第一热交换器从设备中拆下并且通过至少一个第二热交换器替换。在另一步骤中，通过第二热交换器继续设备的运行。
随后可以清洁拆下的第一热交换器。这可以通过将第一个热交换器放入到醋酸中并且随后冲洗来完成。
然而，第一热交换器的清洁过程并不妨碍设备的运行。相应地，在需要清洁时，第二热交换器可以通过第三热交换器或通过清洁过的第一热交换器替换。
附图说明
下面根据极其简化的示意图更详细地阐述本发明的优选实施例。在此示出：
图1：根据一个实施方式的设备的示意图，
图2-4：根据一个实施方式的热交换器的示意图，
图5-7：根据另一实施方式的热交换器的示意图，和
图8：用于直观说明根据一个实施方式的用于维护设备的方法的示意性流程图。
具体实施方式
图1示出根据一个实施方式的设备1的示意图。设备1例如构型为饮用水制备设备或蒸馏设备，其通过蒸馏从盐水中获得饮用水。设备1具有热交换器2。
热交换器2具有基础单元4。基础单元4插入到安装框架6、8中并且由多个板材5构成。流体通道7穿过板材5形成。尤其，一个或多个流体通道7可以分别设置在两个板材5之间。流体通道7用于引导流体，例如蒸汽或水。
基础单元4可更换地布置在安装框架6、8中。例如，基础单元4可以旋拧在安装框架6、8中或通过夹紧钩夹紧。
安装框架6、8具有连接区段6和相对区段8，基础单元4布置在它们之间。在所示的实施例中，基础单元4的流体通道7与连接区段6的接头10、11、12、13、14、15以引导流体的方式连接。
连接区段6的接头10、11、12、13、14、15例如构型为用于盐水供应的接头10、用于排出盐水的接头11、用于排出饮用水蒸汽的接头12，用于加热蒸汽供应的接头13，用于加热蒸汽回流的接头14和用于加热蒸汽的冷凝水回流的接头15。
流体通道7例如可以用于引导加热蒸汽。相邻的流体通道7可以引导来自盐水供应部10的盐水并且因此将其加热到沸腾温度。产生的饮用水蒸汽可以通过用于饮用水蒸汽的接头12逸出并且在冷凝器16中液化。随后可以将液化的饮用水收集在收集容器18中。
加热蒸汽可以借助蒸汽发生器20产生并且通过用于加热蒸汽的接头13到达热交换器2中。从热交换器2出来的加热蒸汽和加热蒸汽的冷凝物可以通过相应的接头14、15重新被供应给蒸汽发生器20。
热交换器2装配在设备1中的观察窗22后面，使得能够目视检查最初安装的或对于设备1设置的热交换器2。
为了提供电子编码，热交换器2和/或基础单元4可以优选地通过呈RFID应答器形式或呈传感器形式的电子保险装置来实现。在所示的实施例中，应答器23定位在热交换器2上，而读取器25定位在系统侧。电子编码可以基于RFID技术、电容传感装置、磁场传感装置或基于电感传感装置构型。如果读取器25识别出正确的应答器，则可以解锁具有安装的热交换器2的设备1的运行。
在图2至4中示出根据第一实施方式的热交换器2的示意图。热交换器2从不同的角度图示出。
基础单元4例如通过螺纹连接24固定在连接区段6和相对区段8之间并且可以任意更换。
连接区段6具有多个接头10、12、13、15，这些接头以引导流体的方式与基础单元2的流体通道7连接。接头10、12、13、15机械地编码，使得设置为防非法操纵地安装在设备1中。
接头10、12、13、15的机械编码例如可以通过接头10、12、13、15的形状、位置、分布、接头的横截面和/或横截面形状实现。例如，接头10、12、13、15可以具有矩形或椭圆形的横截面形状。
图5至7示出根据另一实施方式的热交换器2的示意图。与第一实施方式不同地，热交换器2具有增大的基础单元4，其包括更多数量的板材5。由此可以制备更高的饮用水量。
在图8中示出用于直观说明用于维护在图1中所示的根据一个实施方式的设备1的方法26的示意性流程图。在步骤27中，设备1的运行短时间地停止。
从设备1中拆下28至少一个第一热交换器2。第一热交换器2例如可以是被水垢沉积物堵塞的热交换器2。
在另一步骤29中，第一热交换器2被至少一个第二热交换器2替换28。第二热交换器2例如可以是清洁过的或新的热交换器，其使得设备1能够不受限制地运行。
在安装29第二热交换器2之后，继续30设备1的运行。

Claims (10)

1.一种热交换器(2)，尤其用于蒸馏设备中，所述热交换器具有安装框架(6、8)和基础单元(4)，所述基础单元构型为由多个板材(5)组成的堆叠，其中，所述基础单元(4)的板材(5)具有压制部，用于形成流体通道(7)，其中，至少一个流体通道(7)为了引导流体在至少两个板材(5)之间形成，其特征在于，所述基础单元(4)可更换地布置在所述安装框架(6、8)的连接区段(6)和相对区段(8)之间，其中，所述基础单元(4)的流体通道(7)和所述连接单元(6)的接头(10、11、12、13、14、15)和/或所述连接单元(6)和所述基础单元(4)之间的连接部机械或电子地编码。
2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述连接单元(6)的接头(10、11、12、13、14、15)和/或所述连接单元(6)与所述基础单元(4)之间的连接部通过所述接头(10、11、12、13、14、15)的形状、位置、分布、所述接头(10、11、12、13、14、15)的横截面和/或横截面形状机械地编码。
3.根据权利要求1或2所述的热交换器，其特征在于，所述连接单元(6)的能够以引导流体的方式与所述流体通道(7)连接的接头(10、11、12、13、14、15)与所述连接单元(6)垂直地延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，其中，所述基础单元(4)构型为由相互熔焊、烧结、插接、卷边、压紧、钎焊或粘接的板材(5)组成的堆叠，其中，所述基础单元(4)构造为注塑件或快速原型元件。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的热交换器，其中，所述基础单元(4)由金属、金属合金或导热塑料制成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的热交换器，其中，在所述安装框架(6、8)中能够使用具有不同可调节数量的板材(5)的基础单元(4)。
7.一种用于热处理至少一种流体的设备(1)，其中，所述设备(1)具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的热交换器(2)，其中，所述热交换器(2)能够通过至少一个替代热交换器更换。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述热交换器(2)通过接头(10、11、12、13、14、15)的形状、数量、位置和/或尺寸以防非法操纵的方式连接在所述设备(1)中。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其中，所述设备(1)具有至少一个观察窗(22)，尤其用于检查所述热交换器(2)的原始状态和/或所述热交换器(2)的基础单元(4)的原始状态，其中，所述热交换器(2)和/或所述热交换器(2)的基础单元(4)在所述设备(1)中装配在所述观察窗(22)后面。
10.一种用于维护根据权利要求7至9中任一项所述的设备(1)的方法(26)，其中，停止(27)所述设备(1)的运行，将至少一个第一热交换器(2)从所述设备(1)中拆下(28)并且通过至少一个第二热交换器替换(29)，并且其中，继续(30)所述设备(1)的运行。
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