DD256266A1

DD256266A1 - DEVICE FOR PRODUCING HEAT TRANSFER PLATES

Info

Publication number: DD256266A1
Application number: DD29861086A
Authority: DD
Inventors: Bodo Hille; Walter Kawe; Harald Schomburg
Original assignee: Kyffhaeuserhuette Maschf
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1988-05-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Waermeuebertragungsplatten gleicher Breite und unterschiedlicher Laenge fuer Plattenwaermeuebertrager unterschiedlicher Baugroessen mittels Tiefziehen. Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein an sich bekanntes Tiefziehwerkzeug, das in Kopfteilsegmente und in austauschbare Waermeuebertragungsflaechensegmente zerlegt ist und diese Segmente in einem den Abmessungen der in der Baureihe vorhandenen groessten Waermeuebertragungsplatte entsprechenden Rahmen so angeordnet sind, dass zwischen beiden Kopfteilsegmenten in Abhaengigkeit von der jeweils erforderlichen Waermeuebertragungsflaeche ein oder mehrere Waermeuebertragungsflaechensegmente gespannt sind und die Laenge R eines Waermeuebertragungsflaechensegments ein ganzzahliges Vielfaches des Quotienten der Wellenlaenge G und des Sinus des Winkels a ist.The invention relates to a device for producing heat transfer plates of the same width and different length for Plattenwaermeuebertrager different Bauugroessen by deep drawing. The apparatus is characterized by a deep-drawing tool known per se, which is broken down into header segments and exchangeable heat transfer surface segments and these segments are arranged in a frame corresponding to the dimensions of the largest heat transfer plate in the series, so that between the two header segments depending on the respectively required Waermewebertragungsfläche one or more heat transfer surface segments are stretched and the length R of a heat transfer surface segment is an integer multiple of the quotient of the wavelength G and the sine of the angle a.

Description

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß ein an sich bekanntes Tiefziehwerkzeug in Kopfsegmente und in austauschbare Wärmeübertragungsflächensegmente zerlegt ist und diese Segmente in einem den Abmessungen der in der Baureihe vorhandenen größten Wärmeübertragungsplatte entsprechenden Rahmen so angeordnet sind, daß zwischen beiden Kopfteilsegmenten in Abhängigkeit von der jeweils erforderlichen Wärmeübertragungsfläche ein oder mehrere Wärmeübertragungsflächensegmente gespannt sind und die Länge R eines Wärmeübertragungsflächensegmentes ein ganzzahliges Vielfaches des Quotienten der Wellenlänge G und des Sinus des Winkels α ist. Durch die Zerlegung des Ziehwerkzeuges, d. h. des Stempels und der Matrize, in Ziehsegmente, insbesondere in Kopfteilsegmente und Wärmeübertragungsflächensegmente, wird es ermöglicht, entsprechend der zu lösenden Wärmeübertragungsaufgabe in einem Rahmen das entsprechende Ziehwerkzeug zusammenzustellen, indem man zu den immer gleichbleibenden Kopfteilsegmenten ein oder mehrere Wärmeübertragungsflächensegmente zuordnet und in den Rahmen spannt. Dazu ist es erforderlich, daß der Rahmen die Abmaße der größten in der Baureihe vorgesehenen Wärmeübertragungsplatte aufweist. Mit diesem einem Ziehwerkzeug ist es möglich, durch die Kombination der Ziehsegmente jede erforderliche Größe an Wärmeübertragungsplatten herzustellen. Dabei haben alle Wärmeübertragungsplatten die gleiche Breite. Sie unterscheiden sich nur in ihrer Länge. Da das Wellenprofil der Wärmeübertragungsfläche bei jeder gezogenen Wärmeübertragungsplatte voll ausgeprägt sein muß, ist es erforderlich, daß die Wärmeübertragungsflächensegmente ein bestimmtes Längenmaß erhalten. Dieses Längenmaß wird bestimmt vom Winkel a, den das Wellenprofil mit der Strömungsrichtung bildet, und vom Abstand zwischen den einzelnen Wellen, d. h. von der Wellenlänge. Danach ist die Länge eines Wärmeübertragungsflächensegments ein ganzzahliges Vielfaches des Quotienten der Wellenlänge G und des Sinus des Winkels a. Bei Wärmeübertragungsplatten, die mit einem über die Breite der Wärmeübertragungsfläche sich periodisch ändernden Winkel verlaufenden Wellenprofilen versehen sind, ist es aus fertigungstechnischen Gründen möglich, die Wärmeübertragungsflächensegmente bei Einhaltung ihres Längenmaßes an der Stelle der Richtungsänderung des Winkels nochmals in Segmente zu zerlegen. Eine derartige Zerlegung in kleinere Tiefziehsegmente ist bei allen Wärmeübertragungsplatten unabhängig ihres Wellenprofils möglich, jedoch nicht erforderlich.According to the invention this is achieved in that a per se known thermoforming tool is divided into head segments and exchangeable heat transfer surface segments and these segments are arranged in a corresponding dimensions of the existing series in the largest heat transfer plate frame so that between the two headboard segments depending on the respectively required Heat transfer surface one or more heat transfer surface segments are stretched and the length R of a heat transfer surface segment is an integer multiple of the quotient of the wavelength G and the sine of the angle α. By the decomposition of the drawing tool, ie the punch and the die, in drawing segments, in particular in headboard segments and heat transfer surface segments, it is possible according to the heat transfer task in a frame to assemble the appropriate drawing tool by adding one or more heat transfer surface segments to the always consistent headboard segments assigned and clamped in the frame. For this purpose, it is necessary that the frame has the dimensions of the largest provided in the series heat transfer plate. With this one pulling tool, it is possible to produce any required size of heat transfer plates by the combination of the pulling segments. All heat transfer plates have the same width. They differ only in their length. Since the wave profile of the heat transfer surface must be fully developed in each drawn heat transfer plate, it is necessary that the heat transfer surface segments receive a certain length measure. This measure of length is determined by the angle a, which forms the wave profile with the flow direction, and the distance between the individual waves, ie the wavelength. Thereafter, the length of a heat transfer surface segment is an integer multiple of the quotient of the wavelength G and the sine of the angle a. In heat transfer plates, which are provided with an over the width of the heat transfer surface periodically changing angle extending wave profiles, it is possible for manufacturing reasons, to break the heat transfer surface segments in compliance with their length measure at the point of change in direction of the angle again in segments. Such a decomposition into smaller thermoforming segments is possible, but not required, in all heat transfer plates regardless of their wave profile.

embodiment

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert:The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings:

Fig. 1-2: zeigt die Draufsicht auf die Matrize bzw. eines Stempels eines Ziehwerkzeuges, bestehend aus den in einem RahmenFig. 1-2: shows the top view of the die or a stamp of a drawing tool, consisting of the in a frame

gespannten Kopfteilsegmenten und einer unterschiedlichen Anzahl von Wärmeübertragungsflächensegmenten. Fig.3: zeigt einen Ausschnitt aus einem Wärmeübertragungsflächensegment.strained header segments and a different number of heat transfer surface segments. 3 shows a section of a heat transfer surface segment.

Wie in den Fig. 1-2 dargestellt, wird die erfindungsgemäße Vorrichtung am Beispiel einer in einem Winkel α zur Strömungsrichtung über die Gesamtbreite b der Wärmeübertragungsplatte verlaufenden Wellen, die ab Mittelriß spiegelbildlich angeordnet sind, beschrieben.As shown in FIGS. 1-2, the device according to the invention is described using the example of a wave extending at an angle α to the flow direction over the entire width b of the heat transfer plate waves, which are arranged mirror images of the central crack.

Die Matrize bzw. der Stempel der Ziehvorrichtung besteht aus einem Rahmen 1, in dem die Kopfteilsegmente 2 und 3 und ein oder mehrere Wärmeübertragungsflächensegmente 4zusammengespannt sind. Die Kopfteilsegmente 2 und 3 weisen die Form für die Prägungen für die Schaltlochung, die Dichtungsnuten und für das für die Wärmeübertragung und für die Abstützung erforderliche Wellenprofil auf. Die Wärmeübertragungsflächensegmente 4 weisen die Form des Wellenprofils der Wärmeübertragungsfläche und die der Wärmeübertragungsfläche begrenzenden Dichtungsnut auf. Die Breite b dieser Kopfteilsegmente 2 und 3 ist in diesem speziellen Fall gleich der Breite aller Wärmeübertragungsflächensegmente 4 und ist bei allen Größen der mit dem Ziehwerkzeug herzustellenden Wärmeübertragungsplatten gleich, denn für alle herzustellenden Wärmeübertragungsplatten werden die gleichen Kopfteilsegmente 2 und 3 verwendet. Der Rahmen 1 der Matrize bzw. des Stempels des Ziehwerkzeuges ist ausgelegt nach der größten herzustellenden Plattengröße. Je nach der zu lösenden Wärmeübertragungsaufgabe, d.h. je nach der erforderlichen Größe der Wärmeübertragungsfläche sind in diesen Rahmen 1 zwischen den Kopfteilsegmenten 2 und 3 ein oder mehrere Wärmeübertragungsflächensegmente 4 gespannt. In diesem konkreten Beispiel erfolgt das Hinzufügen oder Weglassen der Wärmeübertragungsflächensegmente 4 vom Mittelriß aus immer paarweise. Die Wärmeübertragungsflächensegmente 4 können bei Beibehaltung ihres Längenmaßes R in weitere kleinere Ziehsegmente unterteilt sein.The die of the drawing apparatus consists of a frame 1 in which the header segments 2 and 3 and one or more heat transfer surface segments 4 are clamped together. The header segments 2 and 3 have the shape for the embossments for the keyholes, the sealing grooves and for the wave profile required for the heat transfer and for the support. The heat transfer surface segments 4 have the shape of the wave profile of the heat transfer surface and the heat transfer surface limiting seal groove. The width b of these headboard segments 2 and 3 is equal in this particular case the width of all heat transfer surface segments 4 and is the same for all sizes of heat transfer plates to be produced with the drawing tool, because for all heat transfer plates to be produced, the same headboard segments 2 and 3 are used. The frame 1 of the die or the stamp of the drawing tool is designed according to the largest plate size to be produced. Depending on the heat transfer task to be solved, i. Depending on the required size of the heat transfer surface, one or more heat transfer surface segments 4 are stretched in this frame 1 between the header segments 2 and 3. In this particular example, the addition or omission of the heat transfer surface segments 4 always takes place in pairs from the central crack. The heat transfer surface segments 4 can be subdivided into smaller segments while retaining their length dimension R.

Wie Fig. 3 zeigt, ist das Wellenprofil in einem bestimmten Winkel α zur Strömungsrichtung angeordnet. Der Abstand zwischen den einzelnen Wellungen, d. h. die Wellenlänge G und der Winkel α sind ausschlaggebend für das Längenmaß R der Wärmeübertragungsflächensegmente 4. Dabei ist die Länge R der Wärmeübertragungsflächensegmente 4 ein ganzzahliges Vielfaches des Quotienten der Wellenlänge G und des Sinus des Winkels a. Mit Änderung des Winkels α ändert sich also auch das Längenmaß R der Wärmeübertragungsflächensegmente 4. Beträgt der Winkel a = 90°, so weist die Wärmeübertragungsfläche quer zur Strömungsrichtung verlaufende Wellungen auf. In diesem Fall beträgt die Länge R des Wärmeübertragungsflächensegmentes 4 ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge G. Daraus resultiert, daß die Wärmeübertragungsfläche der Wärmeübertragungsplatte im Rahmen 1 aus jeder beliebigen, bis zur maximalen möglichen Anzahl von Wärmeübertragungsflächensegmenten 4 zusammengesetzt werden kann. Weist die Wärmeübertragungsfläche ein Wellenprofil auf, dessen Winkel α sich über die Plattenbreite ein oder mehrmals ändert, wie es z.B. bei dem sogenannten Fischgrätenprofil der Fall ist, so bestimmt sich ebenfalls die Länge R der Wärmeübertragungsflächensegmente 4 nach der vorstehend dargelegten Beziehung.As shown in FIG. 3, the wave profile is arranged at a certain angle α to the flow direction. The distance between the individual corrugations, ie the wavelength G and the angle α are decisive for the length dimension R of the heat transfer surface segments 4. The length R of the heat transfer surface segments 4 is an integer multiple of the quotient of the wavelength G and the sine of the angle a. With a change in the angle α , the length dimension R of the heat transfer surface segments 4 also changes. If the angle α = 90 °, then the heat transfer surface has corrugations extending transversely to the flow direction. In this case, the length R of the heat transfer surface segment 4 is an integer multiple of the wavelength G. As a result, the heat transfer surface of the heat transfer plate in the frame 1 can be composed of any, up to the maximum possible number of heat transfer surface segments 4. If the heat transfer surface has a wave profile whose angle α changes one or more times over the width of the plate, as is the case, for example, in the so-called herringbone profile, the length R of the heat transfer surface segments 4 is also determined according to the relationship described above.

Es ist jedoch aus Fertigungsgründen möglich, das Wärmeübertragungsflächensegment 4 an der Stelle des Richtungswechsels des Winkels α in seiner Breite nochmals in mehrere Ziehsegmente zu unterteilen.However, it is possible for manufacturing reasons, to divide the heat transfer surface segment 4 at the point of change of direction of the angle α in its width again in several drawing segments.

Der Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung es ermöglicht, Wärmeübertragungsplatten mit gleicher Breite, jedoch in Abhängigkeit von der zu lösenden Wärmeübertragungsaufgabe mit unterschiedlicher Länge herzustellen und somit unterschiedliche Plattenwärmeübertragerzu erhalten, bei denen das Verhältnis zwischen der Lösung der wärmetechnischen Aufgabe und dem Materialeinsatz optimal ist. Dabei ist vor allem gewährleistet, diese unterschiedlichen Plattengrößen mit nur einem Ziehwerkzeug herzustellen, so daß die Werkzeugkosten und die Fertigungskosten gering gehalten sind.The advantage of this invention is that the device according to the invention makes it possible to produce heat transfer plates with the same width, but depending on the heat transfer task to be solved with different lengths and thus to obtain different Plattenwärmeübager, where the relationship between the solution of the heat engineering task and the use of materials optimal. It is especially ensured to produce these different plate sizes with only one drawing tool, so that the tooling costs and manufacturing costs are kept low.

Claims

1. An apparatus for producing heat transfer plates of the same width and different length for plate heat exchangers of different sizes, in which the heat transfer plates are provided with transversely or under a certain over the width of the heat transfer plates constant or periodically changing angle extending wave profiles and the production of heat transfer plates by deep drawing CHARACTERIZED IN THAT a per se known deep drawing tool is divided into header segments (2) and (3) and exchangeable heat transfer surface segments (4) and these segments are arranged in a frame (1) corresponding to the dimensions of the largest heat transfer plate present in the series in that one or more heat transfer surface segments are stretched between the two head part segments η (2) and (3), depending on the heat transfer surface required in each case, and the L length R of a heat transfer surface segment (4) is α an integral multiple of the quotient of the wavelength G and the sine of the angle.

2. Device according to item 1, characterized in that the heat transfer surface segments (4) are divided into smaller segments while maintaining the length dimension R.

For this 1 page drawings

Field of application of the invention

The invention relates to a device for producing heat transfer plates of equal width and different length for plate heat exchangers of different sizes, in which the heat transfer plates are provided with transversely or at a certain over the width of the heat transfer plates constant or periodically changing angle extending wave profiles and the production of the heat transfer plates by deep drawing ,

Characteristic of the known state of the art

Heat transfer plates for plate heat exchangers generally have a rectangular total area. On both narrow sides in each case two switch holes are possible, with the aid of which the flow pattern of the liquids involved in the heat transfer is controlled. The narrow sides containing the switching perforations are referred to below as head parts. Between the two head parts is the actual heat transfer surface, which is provided with a wave profile.

There are a relatively large number of heat transfer plates on the market for a variety of heat transfer problems, which differ from one another substantially by the size of their heat transfer surface. The production of such known heat transfer plates is carried out by deep drawing by means of a thermoforming tool. In this case, a separate drawing tool is required for each plate size. The economic effort for the production of drawing tools for the production of heat transfer plates is very high. For this reason, the number of individual different plate sizes depending on the expected annual production quantity for each plate size, i. H. from an economic point of view, limited. This means that the optimal design of a plate heat exchanger in terms of its ratio, the solution of the heat engineering task and the use of materials is not secured in each case.

By limiting the number of required plate sizes, the thermal length required between two fixed plate sizes by modification of the plate spacing or by using the same plate sizes with different shape of the surface is attempted according to the known methods within certain limits, the heat-related disadvantage caused by the small number of plate sizes minimize. However, this has the disadvantage that both process paths are very expensive, since they make changes to the seal groove, the spacer cam or the entire plate profile required and thus a new drawing tool is required.

Object of the invention

The object of the invention is to provide a device for deep drawing, which makes it possible with a device different heat transfer plate sizes at substantially constant profile shape cost.

Explanation of the essence of the invention

The object of the invention is to provide a device which makes it possible to produce heat transfer plates with the same width, but depending on the respective heat transfer task to be solved different length at substantially the same profile structure.