DE10325723B3

DE10325723B3 - Verfahren und Vorrichtung zum schrittweisen Aufbau eines Einbauelements für einen Wärmetauscher, insbesondere für einen Kühlturm

Info

Publication number: DE10325723B3
Application number: DE2003125723
Authority: DE
Inventors: Bernd Hewing
Original assignee: Hewitech GmbH and Co KG
Current assignee: Hewitech GmbH and Co KG
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-07

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum schrittweisen Aufbau eines Einbauelements (10) für einen Wärmetauscher, insbesondere zum Einbau in einen Kühlturm, aus mehreren übereinander gestapelten Plattenelementen (12, 22, 24, 60), wobei das jeweils als nächstes anzuordnende Plattenelement in den bereits aufgebauten Plattenelementstapel integriert wird, indem der bereits aufgebaute Plattenelementstapel angehoben, dann das neu anzuordnende Plattenelement unterhalb des Plattenelementstapels positioniert und schließlich das neu anzuordnende Plattenelement durch Anheben des Plattenelementes oder durch Absenken des bereits aufgebauten Plattenelementstapels mit dem bereits aufgebauten Plattenelementstapel in Eingriff gebracht und anschließend wahlweise mit diesem verbunden wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum schrittweisen Aufbau eines Einbauelements für einen Wärmetauscher, insbesondere zum Einbau in einen Kühlturm, aus mehreren übereinander gestapelten Plattenelementen.

Derartige Einbauelemente sind beispielsweise aus DE 197 33 480 C2 bekannt. Sie werden vorzugsweise in Form von Paketen in Wärmetauschern neben- und übereinander angeordnet. Während zu kühlendes Wasser von oben auf die Einbauelemente gegeben wird, wird Kühlluft von einer Zuführung unterhalb der Einbauelemente angesaugt. Die Einbauelemente haben vorzugsweise eine gitterartige Plattenstruktur, so dass es zu einem möglichst großflächigen Austausch zwischen den beiden das Einbauelement im Gegenstrom durchströmenden Medien kommt.

Die Einbauelemente umfassen mehrere übereinander gestapelte Plattenelemente. Bei diesen Plattenelementen kann es sich beispielsweise um wellenförmige tiefgezogene Folien mit schräg verlaufenden Wellenbergen- bzw. Wellentälern handeln. Es sind auch Plattenelemente bekannt, die im Wesentlichen aus wellenförmigen Gittermatten bestehen, die beispielsweise im Spritzgussverfahren aus High-Density-Polyethylen hergestellt werden.

Zum Aufbau eines Einbauelements werden die Plattenelemente manuell aufeinander gestapelt und miteinander verbunden.

Die Verbindung aufeinander gelegter Plattenelemente kann jeweils nach Auflegen des nächsten Plattenelements oder nach dem Aufeinanderstapeln aller ein Einbauelement bildender Plattenelemente erfolgen.

Die Verbindung selbst kann beispielsweise durch einen Eingriff von an den Plattenelementen angeordneten Einrastmitteln oder durch Verschweißen der einzelnen übereinander angeordneten Plattenelemente erfolgen. Die DE 198 19 945 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Einbauelements für einen Wärmetauscher, bei dem das Element lagenweise durch manuelles Aufeinanderlegen vorzugsweise wellenförmiger Plattenelemente aufgebaut wird, wobei zumindest am Rand der Plattenelemente ausgebildete Kontaktflächen aufeinander liegender Plattenelemente in Kontakt treten. Nach dem Aufeinanderlegen sämtlicher Plattenelemente, die das fertige Einbauelement bilden, werden in einem oder mehreren sich anschließenden Schritten Paare von Kontaktflächen am Rand der Plattenelemente miteinander verbunden. Um diese Verbindung herstellen zu können, weist von den entsprechenden Kontaktflächen zweier aufeinander liegender Plattenelemente die eine einen Zapfen auf, der in einem Aufnahmeloch der zweiten Kontaktfläche aufgenommen ist, wobei die entsprechenden Zapfen an ihren die Aufnahmelöcher durchdringenden freien Enden nach dem manuellen Aufeinanderstapeln sämtlicher Plattenelemente durch plastische Verformung, vorzugsweise unter Wärmezufuhr, verbreitert werden. Bei dem in DE 198 19 945 A1 beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Einbauelements für einen Wärmetauscher werden also sämtliche Plattenelemente in einem ersten Schritt manuell aufeinander gestapelt und die Plattenelemente anschließend in einem zweiten Schritt in einer separaten Vorrichtung miteinander verbunden. Dabei gestaltet sich das Aufeinanderstapeln der einzelnen Plattenelemente sehr mühsam, da dasjenige Plattenelement, das als nächstes auf dem bereits erzeugten Plattenelementstapel angeordnet werden soll, mit zunehmender Höhe des Plattenelementstapels manuell auf ein immer höheres Niveau gehoben werden muss.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum schrittweisen Aufbau eines Einbauelements für einen Wärme metauscher, insbesondere für einen Kühlturm, zu schaffen, das bzw. die das Aufeinanderstapeln der einzelnen Plattenelemente zum Aufbau eines Einbauelements wesentlich vereinfacht. Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung nach Anspruch 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf einzelne bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sowie der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum schrittweisen Aufbau für einen Wärmetauscher, insbesondere für einen Kühlturm, aus mehreren übereinander gestapelten Plattenelementen, die jeweils eine Oberseite, eine Unterseite und eine Dicke aufweisen. Bei dem Verfahren wird zunächst ein Plattenelement zugeführt und an einer vorbestimmten Position derart angeordnet, dass sich seine Unterseite auf einem vorbestimmten Ausgangsniveau N₁ befindet. Die Zufuhr und das Anordnen des Plattenelementes können sowohl manuell als auch automatisch erfolgen. Anschließend wird das Plattenelement automatisch angehoben, bis sich seine Unterseite auf einem vorbestimmten Niveau N₂ befindet und anschließend auf diesem Niveau N₂ gehalten, wobei die Differenz zwischen dem Ausgangsniveau N₁ und dem Niveau N₂ größer als die Dicke eines Plattenelements ist, so dass unterhalb des auf dem Niveau N₂ gehaltenen Plattenelements ein weiteres Plattenelement angeordnet werden kann. Dann wird ein weiteres Plattenelement manuell oder maschinell zugeführt und an einer vorbestimmten Position unterhalb des auf dem Niveau N₂ gehaltenen Plattenelements angeordnet. Das weitere Plattenelement wird aus dieser vorbestimmten Position maschinell angehoben, bis das weitere Plattenelement und das auf dem Niveau N₂ gehaltene Plattenelement miteinander in Eingriff gebracht und übereinander gestapelt sind, wobei zumindest am Rand der Plattenelemente ausgebildete Kontaktflächen des auf dem Niveau N₂ gehaltenen Plattenelements und des weiteren Plattenelements miteinander in Kontakt treten. Sobald die beiden Plattenelemente miteinander in Eingriff sind, wird das weitere Plattenelement maschinell angehoben, bis sich die Unterseite des weiteren Plattenelements auf dem Niveau N₂ befindet und anschließend auf diesem Niveau N₂ gehalten. Nun kann noch ein weiteres Plattenelement zugeführt und an einer vorbestimmten Position unterhalb des auf dem Niveau N₂ gehaltenen weiteren Plattenelements angeordnet werden.

Die zuvor genannten Schritte werden wiederholt, bis sämtliche Plattenelemente, die zur Erzeugung des fertigen Einbauelements dienen, aufeinander gestapelt sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird demnach der Plattenelementstapel aufgebaut, indem dem Plattenelementstapel jeweils von unten ein neues Plattenelement zugeführt und mit dem zuunterst in dem Plattenelementstapel angeordneten Plattenelement in Eingriff gebracht wird.

Auf diese Weise erfolgt die Zufuhr und die Positionierung an der vorbestimmten Position sämtlicher zuzuführender Plattenelemente stets auf einem Niveau, so dass ein Anheben des jeweils neu zuzuführenden Plattenelements entfällt.

In der vorliegenden Beschreibung soll der Begriff Plattenelemente für eine Vielzahl von möglichen verwendbaren Elementen gebraucht werden. Zunächst soll klargestellt werden, dass die Plattenelemente im hier gebrauchten Sinne nicht notwendigerweise Platten sein müssen, sondern vorzugsweise gitterartige Struktur aufweisen. Die Plattenelemente können entweder an einem Stück, zum Beispiel im Spritzgussverfahren hergestellt werden oder aber aus mehreren geeigneten Einzelelementen aufgebaut sein. Der Begriff Plattenelement soll hier auch beispielsweise solche Elemente umfassen, die ihrerseits bereits aus zwei oder sogar mehreren wellenförmigen Platten aufgebaut sind.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein weiteres Verfahren zum schrittweisen Aufbau eines Einbauelements für einen Wärmetauscher, insbesondere für einen Kühlturm, aus mehreren übereinander gestapelten Plattenelementen, die jeweils eine Oberseite, eine Unterseite und eine Dicke aufweisen. Auch bei diesem Verfahren wird zuerst ein Plattenelement manuell oder maschinell zugeführt und derart an einer vorbestimmten Position angeordnet, dass sich seine Unterseite auf einem vorbestimmten Ausgangsniveau N₁ befindet. Anschlie ßend wird das Plattenelement maschinell angehoben, bis sich seine Unterseite auf einem vorbestimmten Niveau N₂ befindet, wobei die Differenz zwischen dem Ausgangsniveau N₁ und dem Niveau N₂ größer als die Dicke eines Plattenstapels ist, so dass unterhalb des Plattenelements ein weiteres Plattenelement angeordnet werden kann. Das Plattenelement wird dann auf dem Niveau N₂ gehalten. Anschließend wird ein weiteres Plattenelement zugeführt und an einer vorbestimmten Position unterhalb des auf dem Niveau N₂ gehaltenen Plattenelements angeordnet. Nun wird das auf dem Niveau N₂ gehaltene Plattenelement maschinell abgesenkt, bis die beiden Plattenelemente miteinander in Eingriff gebracht und übereinander gestapelt sind, wobei zumindest am Rand der Plattenelemente ausgebildete Kontaktflächen miteinander in Kontakt treten. Anschließend wir das weitere Plattenelement zusammen mit dem zuoberst angeordneten Plattenelement maschinell angehoben, bis sich die Unterseite des weiteren Plattenelements auf dem Niveau N₂ befindet, und dann auf diesem Niveau N₂ gehalten. Nun kann noch ein weiteres Element zugeführt und unterhalb des auf dem Niveau N₂ gehaltenen weiteren Plattenelements angeordnet werden.

Auch bei diesem Verfahren erfolgt die Zufuhr und Positionierung an der vorbestimmten Position sämtlicher zuzuführender Plattenelemente stets auf dem gleichen Niveau, so dass ein Anheben des jeweils neu zuzuführenden Plattenelements entfällt.

Ferner können auch bei dieser zuletzt beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Zufuhr und das Anordnen der einzelnen Plattenelemente maschinell erfolgen.

Es ist bevorzugt, dass bei beiden zuvor beschriebenen Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ferner jeweils Paare der miteinander in Kontakt tretenden Kontaktflächen der übereinander gestapelten Plattenelemente in wenigstens einem Verbindungsschritt fest miteinander verbunden werden, um einen in sich stabilen Plattenelementstapel zu erzeugen.

Vorzugsweise wird dieser Verbindungsschritt während des Aufeinanderstapelns der einzelnen Plattenelemente durchgeführt, beispielsweise zu demjenigen Zeitpunkt, zu dem die bereits aufeinander gestapelten Plattenelemente auf dem Niveau N₂ gehalten sind. Einzelne Kontaktflächen bereits aufeinander gestapelter Plattenelemente werden nacheinander oder gleichzeitig miteinander verbunden. Die Verbindung der Kontaktflächen kann durch Warmverformung, Kaltverformung, Einrastelemente oder dergleichen erfolgen.

Alternativ ist es auch möglich, dass der wenigstens eine Verbindungsschritt erst nach Aufeinanderstapeln sämtlicher Plattenelemente, die das fertige Einbauelement bilden sollen, erfolgt.

Ferner ist bevorzugt, dass in dem wenigstens einem Verbindungsschritt nur Paare von Kontaktflächen am Rand der Plattenelemente miteinander verbunden werden, da innenliegende Kontaktflächen nach dem Aufeinanderstapeln der einzelnen Plattenelemente nur schwer zugänglich sind. Die am Rand befindlichen Kontaktflächen, an denen sich jeweils mindestens zwei aufeinander liegende Plattenelemente berühren, sind hingegen von außen zur Herstellung einer Verbindung gut zugänglich. Es wurde festgestellt, dass zur Erzeugung eines in sich stabilen Einbauelements eine Verbindung von Paaren von Kontaktflächen lediglich am Rand der Plattenelement völlig ausreicht.

Schließlich ist bevorzugt, dass dasjenige Plattenelement, das als nächstes hinzugefügt werden soll, in demjenigen Zeitpunkt, in dem es mit dem darüber angeordneten Plattenelement in Eingriff kommt, in einem Spannschritt einer Zugspannung in zumindest einer Richtung unterzogen wird. Auf diese Weise soll sichergestellt werden, dass an dem Plattenelementen angeordnete Eingriffs- oder Einrastmittel, die den Eingriff und somit die Stapelbarkeit der einzelnen Plattenelemente ineinander ermöglichen, zu demjenigen Zeitpunkt, in dem die übereinander anzuordnenden Plattenelemente miteinander in Eingriff kommen, ordnungsgemäß zueinander ausgerichtet sind. Durch die auf das Plattenelement ausgeübte Zugspannung wird dieses also in Bezug auf das darüber angeordnete Plattenelement wunschgemäß ausgerichtet.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren. Diese Vorrichtung umfasst einen Rahmen mit wenigstens einer Aufnahmefläche zur im Wesentlichen waagerechten Aufnahme eines Plattenelements in einer vorbestimmten Position, eine Hebe- und Absenkeinrichtung zum Auf- und Abwärtsbewegen von einem oder mehreren Plattenelementen, wobei die Hebe- und Absenkeinrichtung wahlweise in oder aus dem Eingriff mit wenigstens dem zuunterst angeordneten Plattenelement bringbar ist, und eine Halteeinrichtung zum Halten von einem oder mehreren Plattenelementen derart, dass sich die Unterseite des zuunterst angeordneten Plattenelements auf dem Niveau N₂ befindet, wobei die Halteeinrichtung wahlweise in oder aus dem Eingriff mit wenigstens dem zuunterst angeordneten Plattenelement bringbar ist.

Es ist bevorzugt, dass die Hebe- und Absenkeinrichtung auch als Halteeinrichtung dient, um auf diese Weise die Anzahl von Einrichtungen und somit die Komplexität der Vorrichtung zu verringern.

Ferner umfasst die Halteeinrichtung vorzugsweise wenigstens zwei einander gegenüberliegende, im Wesentlichen auf gleicher Höhe angeordnete Grundkörper, die sich jeweils oberhalb und entlang der vorbestimmten Position erstrecken, wobei die Grundkörper jeweils drehbar um eine entsprechende, längs der vorbestimmten Position angeordnete Längsachse gehalten sind, wenigstens einen Antrieb zum Drehen der einzelnen Grundkörper um die entsprechende Längsachse, Halteelemente, die an den wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Grundkörpern angeordnet sind und von dem entsprechenden Grundkörper zumindest in eine Richtung vorstehen, wobei die einzelnen Grundkörper wahlweise zwischen einer Betriebsstellung, in der die an dem ersten Grundkörper angeordneten Halteelemente im Wesentlichen in Richtung der an dem zweiten Grundkörper angeordneten Halteelemente weisen und die an dem zweiten Grundkörper angeordneten Halteelemente im Wesentlichen in Richtung der an dem ersten Grundkörper angeordneten Halteelemente weisen, und einer Ruhestellung, in der die Halteelemente der gegenüberliegenden Grundkörper nicht zueinander weisen, drehbar sind. Soll nun das zuunterst im dem Plattenelementstapel angeordnete Plattenelement, das auf das Niveau N₂ angehoben wurde, auf dem Niveau N₂ gehalten werden, so werden die Halteelemente aus ihrer Ruhestellung in ihre Betriebsstellung geschwenkt, indem die wenigstens zwei Grundkörper entsprechend gedreht werden, wobei die Halteelemente in ihrer Betriebsstellung in Eingriff mit dem zuunterst in dem Plattenelementstapel angeordneten Plattenelement kommen und dieses halten.

Alternativ umfasst die Halteeinrichtung vorzugsweise wenigstens zwei einander gegenüberliegende, im Wesentlichen auf gleicher Höhe angeordnete Grundkörper, die sich jeweils oberhalb und entlang der vorbestimmten Position erstrecken, wobei die Grundkörper im Wesentlichen in eine Betriebsstellung aufeinander zu und in eine Ruhestellung voneinander weg bewegbar sind, wenigstens einen Antrieb zum Bewegen der beiden Grundkörper in ihre Betriebsbeziehungsweise Ruhestellung, und Halteelemente, die an den wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Grundkörpern angeordnet sind und von dem entsprechenden Grundkörper zumindest in eine Richtung vorstehen, wobei die an dem ersten Grundkörper angeordneten Halteelemente im Wesentlichen in Richtung der an dem zweiten Grundkörper angeordneten Halteelemente weisen und die an dem zweiten Grundkörper angeordneten Halteelemente im Wesentlichen in Richtung der an dem ersten Grundkörper angeordneten Halteelemente weisen. Um das zuunterst in dem Plattenelementstapel angeordnete Plattenelement, das auf das Niveau N₂ angehoben ist, zu halten, werden hier die an den wenigstens zwei Grundkörpern angeordneten Halteelemente mit dem zuunterst in dem Plattenelementstapel angeordneten Plattenelement in Eingriff gebracht, indem die beiden Grundkörper aus ihrer Ruhestellung aufeinander zu in ihre Betriebsstellung bewegt werden, so dass die Halteelemente mit dem zuunterst in dem Plattenelementstapel angeordneten Plattenelement in Eingriff kommen.

Es ist bevorzugt, dass es sich bei den Grundkörpern um stangenartige Profile handelt.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung ferner wenigstens jeweils eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden von Paaren von Kontaktflächen übereinander angeordneter Plattenelemente an einander gegenüberliegenden Seiten der Aufnahmefläche auf, wobei jede Verbindungseinrichtung zumindest teilweise in Richtung der Aufnahmefläche und von dieser weg bewegbar ist. Auf diese Weise kann die Verbindungseinrichtung zum Verbinden von Paaren von Kontaktflächen in Richtung der Aufnahmefläche und somit in Richtung der Plattenelemente bewegt und folglich mit den Paaren von Kontaktflächen in Eingriff gebracht werden.

Vorzugsweise weist jede Verbindungseinrichtung wenigstens einen oberen Pressstempel und einen unteren Pressstempel auf, die aufeinander zu und voneinander weg bewegbar und zwischen denen ein Paar von Kontaktflächen übereinander angeordneter Plattenelemente aufnehmbar ist. Wenn zwischen den beiden Pressstempeln ein Paar von Kontaktflächen angeordnet ist, so werden diese zum Verbinden der Kontaktflächen aufeinander zu bewegt, wodurch die beiden Kontaktflächen bzw. die an den Kontaktflächen vorgesehenen Verbindungselemente zusammengepresst werden. Das Verbinden kann hier durch Warmverformung, Kaltverformung oder durch entsprechende Schnappmechanismen erfolgen. Die Verbindungseinrichtung kann beispielsweise zangenartig ausgebildet sein, wobei die entsprechenden Kontaktflächen der Zange, die beim Zudrücken der Zange miteinander in Eingriff kommen, die Pressstempel verkörpern.

Vorzugsweise ist die Verbindungseinrichtung zumindest teilweise entlang der Aufnahmefläche bewegbar. Auf diese Weise können mehrere Paare von Kontaktflächen zweier übereinander angeordneter Plattenelemente mit nur einer Verbindungseinrichtung miteinander verbunden werden, indem die Verbindungseinrichtung von einem Paar von Kontaktflächen zu einem nächsten Paar von Kontaktflächen entlang der Aufnahmefläche bewegt wird.

Ferner ist bevorzugt, dass die Vorrichtung einer Spanneinrichtung zum Ausüben einer Zugspannung auf ein Plattenelement in wenigstens einer Richtung aufweist. Die Spanneinrichtung dient dazu, dass neu anzuordnende Plattenelement zu spreizen, kurz bevor dieses mit dem zuunterst in dem Plattenelementstapel angeordneten Plattenelement in Eingriff kommt und unter dieses gestapelt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass an den beiden aufeinander zu stapelnden Plattenelementen vorgesehene Ausrichtelemente, die ein Übereinanderstapeln der Plattenelemente ermöglichen, ordnungsgemäß zueinander ausgerichtet sind.

Schließlich ist bevorzugt, dass die Spanneinrichtung wenigstens zwei einander gegenüberliegende Spannelemente aufweist, die in das neu einzuordnende Plattenelement sowie aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind. Folglich können die Spannelemente in das Plattenelement und anschließend in zueinander entgegengesetzte Richtungen bewegt werden, um auf das Plattenelement eine Zugspannung aufzubringen. Dabei können die einzelnen Bewegungen linear und/oder rotatorisch erfolgen.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht von aufeinander gestapelten Plattenelementen,
2 eine Schnittansicht eines Teils von übereinander angeordneten Plattenelementen vor dem Zusammenfügen,
3 eine Schnittansicht eines Teils von übereinander angeordneten zusammengefügten Plattenelementen,
4–10 schematische Querschnittansichten, die den Verfahrensablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen,
11 eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A in 5, und
12 eine Querschnittansicht entlang der Linie B-B in 6.
In 1 ist ein Einbauelement 10 dargestellt, das aus übereinander gelegten wellenförmigen Plattenelementen 12 aufgebaut ist. Die Plattenelemente 12 bestehen aus einer gitterartigen Struktur, in der schräg verlaufende Wellenberge 14 und Wellentäler 16 eingeformt sind. Die Plattenelemente 12 werden zur Bildung des Einbauelements 10 so aufeinander gelegt, dass die Kanäle aus Wellenbergen 14 und Wellentälern 16 überkreuzend übereinander liegen.
In 2 sind das Plattenelement 12 sowie zwei darüber liegende obere Plattenelemente 22 und 24 im Schnitt dargestellt. Es ist zu erkennen, dass an den Wellenbergen 14 bzw. den Wellentälern 16 der Plattenelemente 12,22 Kontaktflächen 26,28 ausgebildet sind. Einige der Kontaktflächen 26 weisen einen Zapfen 30 auf, der auf einem kegelstumpfförmigen Ansatz 32 so auf der Kontaktfläche 26 ausgebildet ist, dass er aus der Ebene des Plattenelements 12,22 herausragt. Als Gegenstücke zu den so ausgebildeten Kontaktflächen 26 weisen Kontaktflächen 28 ein Aufnahmeloch 34 mit kegelförmiger Berandung auf. Innerhalb einer Schnittebene durch ein Plattenelement 12 weisen die Wellenberge 14 und ebenso die Wellentäler 16 jeweils abwechselnd eine Kontaktfläche 26 mit Zapfen 30 und eine Kontaktfläche 28 mit Aufnahmeloch 34 auf. Die Kontaktflächen sind so verteilt, dass beim Aufeinanderlegen zweier identischer Plattenelemente 12,22 jeweils passende Kontaktflächen 26,28 der Plattenelemente 12, 22 an Verbindungsstellen 35 (siehe 3) in Kontakt treten.
In 3 sind drei übereinander gelegte Plattenelemente 12,22,24 dargestellt, bei denen die Kontaktflächen 26,28 an den Verbindungsstellen 35 zusammen gefügt sind. Hier ist zu sehen, wie der kegelstumpfförmige Ansatz 32 jeder Kontaktfläche 26 in dem kegelförmig berandeten Loch 34 der zugehörigen Kontaktfläche 28 aufgenommen ist. Der Zapfen 30, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der kleinste Innendurchmesser des Aufnahmeloches 34, ragt durch das Aufnahmeloch 34 hindurch.
Es ist zu erkennen, dass die Struktur des aus den Plattenelementen 12,22,24 gebildeten Stapels sich in Diagonalrichtung nach rechts oben wiederholt: Wie bei einer Verbindungsstelle 35a ist auch bei einer diagonal rechts oben davon angeordneten Verbindungsstelle 35b der Zapfen 30 an der oberen Kontaktfläche 26 angeordnet und weist nach unten. Diese Struktur setzt sich über alle von links unten nach rechts oben verlaufenden Diagonalen fort.
Die 4 bis 10 zeigen schematisch den Verfahrensablauf einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zum schrittweisen Aufbau eines Einbauelements für einen Wärmetauscher.
4 zeigt schematisch eine Vorrichtung 40 zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Vorrichtung 40 umfasst einen Rahmen 42 mit wenigstens einer Aufnahmefläche 44 zur im Wesentlichen waagerechten Aufnahme eines Plattenelements in einer vorbestimmten Position auf einem Niveau N₁. An der Aufnahmefläche 44 können beispielsweise Anschläge (nicht gezeigt) für das anzuordnende Plattenelement vorgesehen sein, welche die vorbestimmte Position definieren.
Die Vorrichtung 40 umfasst ferner eine Halteeinrichtung 46 zum Halten von einem oder mehreren Plattenelementen derart, dass sich die Unterseite des zuunterst angeordneten Plattenelements auf einem Niveau N₂ befindet. Die Halteeinrichtung 46 ist in 4 im Querschnitt dargestellt und weist zwei einander gegenüberliegende Stangen 48 auf, die sich jeweils oberhalb und entlang der vorbestimmten Position erstrecken und im Wesentlichen auf gleicher Höhe angeordnet sind. An den beiden Stangen 48 sind jeweils Halteelemente 50 befestigt, die sich im Wesentlichen quer zur Längsachse der entsprechen den Stange 48 erstrecken und die von dem Umfang der entsprechenden Stange 48 jeweils in Richtung der gegenüber liegenden Stange 48 vorstehen, so dass die Halteelemente 50 der ersten Stange 48 in Richtung der zweiten Stange 48 weisen und umgekehrt. Die Stangen 48 sind quer zu ihren Längsachsen in eine Betriebsstellung aufeinander zu und in eine Ruhestellung voneinander weg bewegbar. In der in 4 dargestellten Ansicht sind die Stangen 48 in ihrer Betriebsstellung dargestellt und halten einen aus den Plattenelementen 12,22,24, bestehenden Plattenelementstapel 25, indem die Halteelemente 50 beidseitig in das zuunterst in dem Plattenelementstapel angeordnete Plattenelement 12 eingreifen.
Ferner umfasst die Vorrichtung 40 eine Verbindungseinrichtung 52, die mehrere Verbindungszangen 54 aufweist. Die einzelnen Verbindungszangen 54 sind an gegenüberliegenden Seiten des angehobenen Plattenelementstapels auf gleicher Höhe und oberhalb der vorbestimmten Position angeordnet, wobei auf jeder Seite des Plattenelementstapels 25 jeweils mehrere Verbindungszangen positioniert sind. Die einander gegenüber angeordneten Verbindungszangen 54 sind ähnlich wie die Stangen 48 der Halteeinrichtung 46 in eine Betriebsstellung aufeinander zu und in eine Ruhestellung voneinander weg bewegbar. In der in 4 dargestellten Ansicht befinden sich die Verbindungszangen 54 in ihrer Ruhestellung, wobei die Verbindungszangen 54 geöffnet sind.
Ausgehend von dem in 4 dargestellten Betriebszustand der Vorrichtung 40 wird nun ein weiteres Plattenelement 60 zugeführt und auf der Aufnahmefläche 44 des Rahmens 42 an der vorbestimmten Position auf dem Niveau N₁ angeordnet, so dass sich das neu hinzugefügte Plattenelement 60 unterhalb des Plattenelementsstapels 25 befindet. Dieser Zustand ist in 5 gezeigt.
Ausgehend von dem in 5 dargestellten Zustand wird nachfolgend das in der vorbestimmten Position auf dem Niveau N₁ angeordnete Plattenelement 60 durch eine Hebe- und Absenkeinrichtung 62 angehoben, bis die Oberseite des Plattenelements 60 mit der Unterseite des zuunterst in dem Plattenelement stapel 25 angeordneten Plattenelements 12 in Eingriff kommt. Dieser Zustand ist in 6 dargestellt.
Während die Hebe- und Absenkeinrichtung 62 der Vorrichtung 40 das Plattenelement 60 mit den über diesem Plattenelement 60 gestapelten Plattenelementen 12,22,24 auf dem in 6 dargestellten Niveau hält, werden nun die Stangen 48 der Halteeinrichtung 46 voneinander weg in ihre Ruhestellung bewegt, so dass die Halteelemente 50 nicht mehr mit dem Plattenelement 12 in Eingriff sind. Dieser Zustand ist in 7 dargestellt.
Anschließend wird der Plattenelementstapel derart durch die Hebe- und Absenkeinrichtung 62 angehoben, dass sich die Unterseite des zuunterst in dem Plattenelementstapel 25 angeordneten Plattenelements 60 auf dem Niveau N₂ befindet. Dieser Zustand ist in 8 dargestellt.
Während die Unterseite des Plattenelements 60 durch die Hebe- und Absenkeinrichtung 62 der Vorrichtung 40 auf dem Niveau N₂ gehalten wird, wie es in 8 gezeigt ist, werden die Stangen 48 der Halteeinrichtung 46 aufeinander zu in ihre Betriebsstellung bewegt, so dass die Halteelemente 50 in Eingriff mit dem zuunterst in dem Plattenelementstapel 25 angeordneten Plattenelement 60 kommt. Zeitgleich werden auch die Verbindungszangen 54 der Verbindungseinrichtung 52 aufeinander zu in ihre Betriebsstellung bewegt und geschlossen, um auf diese Wiese diejenigen Paare von Kontaktflächen der übereinander angeordneten Plattenelemente 22 und 24, die sich zwischen den Eingriffsflächen der einzelnen Verbindungszangen 54 befinden, miteinander zu verbinden, so dass die Plattenelemente 22 und 24 fest aneinander befestigt sind. Dieser Zustand ist in 9 dargestellt.
Schließlich wird die Hebe- und Absenkeinrichtung 62 unter das Niveau N₁ abgesenkt, so dass der Plattenelementstapel 25 allein durch die Halteelemente 50 der Halteeinrichtung 46 derart gehalten sind, dass die Unterseite des Plattelements 16 auf dem Niveau N₂ angeordnet ist. Gleichzeitig werden auch die Verbindungszangen 54 der Verbindungseinrichtung 52 geöffnet und voneinan der weg in ihre Ruhestellung bewegt. Dieser Zustand ist in 10 dargestellt, der im Übrigen im Wesentlichen dem in 4 dargestellten Zustand entspricht, abgesehen von der Tatsache, dass vier anstelle von drei Plattenelementen übereinander angeordnet sind.
Sollen ausgehend von dem in 10 dargestellten Zustand noch weitere Plattenelemente hinzugefügt werden, so müssen lediglich die in den 5 bis 10 dargestellten Schritte wiederholt werden.
11 zeigt eine Querschnittschnittsansicht entlang der Linie XI-XI in 5. Wie in 11 zu erkennen ist, ist der durch die Plattenelemente 12,22,24 gebildete Plattenelementstapel 25 durch die Halteeinrichtung 46 (in dieser Ansicht nicht dargestellt) derart gehalten, dass die Unterseite des zuunterst in dem Stapel angeordneten Plattenelements auf dem Niveau N₂ positioniert ist. Dabei liegt eine der Seitenflächen des Plattenelements 60 an einem an der Aufnahmefläche 44 des Rahmens 42 befestigten winkelförmigen Anschlag 64 an, der zur Positionierung des Plattenelements an einer vorbestimmten Position auf der Aufnahmefläche 44 dient. In dem Rahmen 42 ist eine Spanneinrichtung 66 angeordnet, die Spannelemente 68 aufweist. Die Spannelemente 68 sind jeweils um eine entsprechende Drehachse schwenkbar, wie es in 11 durch die Pfeile C angedeutet ist, und dienen dazu, auf das neu hinzugefügte Plattenelement eine Zugspannung auszuüben, wie es nachfolgend unter Bezugnahme auf 12 noch genauer beschrieben ist.
12 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie XII-XII wie in 6. Wie in 6 ist das Plattenelement 60 in dem in 12 dargestellten Zustand durch die Hebe- und Absenkeinrichtung 62 derart angehoben, dass die Oberseite des Plattenelements 60 mit der Unterseite des zuunterst in dem Plattenelementstapel 25 angeordneten Plattenelements 12 in Eingriff kommt. Zeitgleich mit dem Anheben des Plattenelements 60 durch die Hebe- und Absenkeinrichtung werden die Spannelemente 68 der Spanneinrichtung 66 aufwärts geschwenkt, so dass sie mit dem Plattenelement 60 in Eingriff kommen. Sobald dieser Eingriff erfolgt ist, drücken die Spannelemente 68 Bereiche des Plattenelements 60 nach außen und erzeugen eine Zugkraft auf das Plattenelement 60 in Richtung der Pfeile D. Auf diese Weise soll sichergestellt werden, dass an den beiden aufeinander zu stapelnden Plattenelementen 60 und 12 vorgesehene Ausrichtelemente (nicht gezeigt), die ein Übereinanderstapeln der Plattenelemente ermöglichen, ordnungsgemäß zueinander ausgerichtet sind, selbst wenn das Plattenelement 60 beispielsweise leicht verzogen ist. In dem so vorgespannten Zustand wird das Plattenelement 60 von der Hebe- und Absenkeinrichtung 62 angehoben, bis die Oberseite des Plattenelements 60 mit der Unterseite des Plattenelements 12 in Eingriff kommt. Sobald das Plattenelement 60 und das Plattenelement 12 übereinander gestapelt sind, werden die Spannelemente 68 in die in 11 dargestellte Stellung zurückgeschwenkt.

Claims

Verfahren zum schrittweisen Aufbau eines Einbauelements (10) für einen Wärmetauscher, insbesondere zum Einbau in einen Kühlturm, wobei das Einbauelement (10) lageweise durch Aufeinanderlegen mehrerer übereinander gestapelter Plattenelemente (12,22,24,60) aufgebaut wird und jedes Plattenelement (12,22,24,60) jeweils eine Oberseite, eine Unterseite und eine Dicke aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Zufuhr eines Plattenelements (12), b) Anordnen des Plattenelements (12) an einer vorbestimmten Position derart, dass sich seine Unterseite auf einem vorbestimmten Ausgangsniveau N1 befindet, c) Anheben des Plattenelements (12), bis sich seine Unterseite auf einem vorbestimmten Niveau N₂ befindet, wobei die Differenz zwischen dem Ausgangsniveau N₁ und dem Niveau N₂ größer als die Dicke eines Plattenelementes ist, d) Halten des Plattenelements (12) auf dem Niveau N₂, e) Zufuhr eines weiteren Plattenelements (60), f) Anordnen des weiteren Plattenelements (60) an einer vorbestimmten Position unterhalb des auf dem Niveau N₂ gehaltenen Plattenelements (12), g) Anheben des weiteren Plattenelements (60), bis das weitere Plattenelement (60) und das auf dem Niveau N₂ gehaltene Plattenelement (12) miteinander in Eingriff gebracht und übereinander gestapelt sind, wobei zumindest am Rand der Plattenelemente (12,60) ausgebildete Kontaktflächen (26,28) des auf dem Niveau N₂ gehal tenen Plattenelements (12) und des weiteren Plattenelementes miteinander in Kontakt treten, h) weiteres Anheben des weiteren Plattenelements (60), bis sich die Unterseite des weiteren Plattenelements (60) auf dem Niveau N₂ befindet, und j) Halten des weiteren Plattenelements (60) auf dem Niveau N₂, wobei die Schritte e) bis j) zum Anordnen noch weiterer Plattenelemente entsprechend wiederholt werden und die Schritte h) und j) beim Anordnen des letzten Plattenelements fakultativ sind.
Verfahren zum schrittweisen Aufbau eines Einbauelements (10) für einen Wärmetauscher, insbesondere für einen Kühlturm, wobei jedes Einbauelement (10) lageweise durch Aufeinanderlegen mehrerer übereinander gestapelter Plattenelemente (12,22,24,60) aufgebaut wird und jedes Plattenelement (12,22,24,60) jeweils eine Oberseite, eine Unterseite und eine Dicke aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Zufuhr eines Plattenelements, b) Anordnen des Plattenelements an einer vorbestimmten Position derart, dass sich seine Unterseite auf einem vorbestimmten Ausgangsniveau N1 befindet, c) Anheben des Plattenelements, bis sich seine Unterseite auf einem vorbestimmten Niveau N₂ befindet, wobei die Differenz zwischen dem Ausgangsniveau N₁ und dem Niveau N₂ größer als die Dicke eines Plattenelements ist, d) Halten des Plattenelements auf dem Niveau N₂, e) Zufuhr eines weiteren Plattenelements, f) Anordnen des weiteren Plattenelements an einer vorbestimmten Position unterhalb des auf dem Niveau N₂ gehaltenen Plattenelements, g) Absenken des Plattenelements, bis die Plattenelemente miteinander in Eingriff gebracht und übereinander gestapelt sind, wobei zumindest am Rand der Plattenelemente ausgebildete Kontaktflächen des Plattenelements und des weiteren Plattenelements miteinander in Kontakt treten, h) Anheben des weiteren Plattenelements, bis sich die Unterseite des weitern Plattenelements auf dem Niveau N₂ befindet, und j) Halten des weiteren Plattenelements auf dem Niveau N₂, wobei die Schritte e) bis j) zum Anordnen noch weiterer Plattenelemente entsprechend wiederholt werden und die Schritte h) und j) beim Anordnen des letzten Plattenelements fakultativ sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ferner jeweils Paare der miteinander in Kontakt tretenden Kontaktflächen (26,28) der übereinander gestapelten Plattenelemente (60,12,22,24) in wenigstens einem Verbindungsschritt fest miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Verbindungsschritt, bei dem zwei bereits übereinander angeordnete Plattenelemente (60,12;12,22;22,24) miteinander verbunden werden, während oder nach dem Schritt d) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verbindungsschritt erst nach Aufeinanderlegen sämtlicher Plattenelemente (60,12,22,24), die das Einbauelement (10) bilden, erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen Verbindungsschritt nur Paare von Kontaktflächen (26,28) am Rand der Plattenelemente (12,22,24,60) miteinander verbunden werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dasjenige Plattenelement (60), das als nächstes hinzugefügt werden soll, in demjenigen Zeitpunkt, in dem es mit dem darüber angeordneten Plattenelement (12) in Eingriff kommt, in einem Spannschritt einer Zugspannung in zumindest einer Richtung unterzogen wird.
Vorrichtung (40) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, die aufweist: einen Rahmen (42) mit wenigstens einer Aufnahmefläche (44) zur im Wesentlichen waagerechten Aufnahme eines Plattenelementes in einer vorbestimmten Position, eine Hebe- und Absenkeinrichtung (62) zum Auf- und Abwärtsbewegen von einem oder mehreren Plattenelementen, wobei die Hebe- und Absenkeinrichtung (62) wahlweise in oder aus dem Eingriff mit wenigstens dem zuunterst angeordneten Plattenelement bringbar ist, und eine Halteeinrichtung (46) zum Halten von einem oder mehreren Plattenelementen derart, dass sich die Unterseite des zuunterst angeordneten Plattenelementes auf dem Niveau N₂ befindet, wobei die Halteeinrichtung (46) wahlweise in oder aus dem Eingriff mit wenigstens dem zuunterst angeordneten Plattenelement bringbar ist.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebe- und Absenkeinrichtung (62) auch als Halteeinrichtung (46) dient.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (46) aufweist: wenigstens zwei einander gegenüberliegende, im Wesentlichen auf gleicher Höhe angeordnete Grundkörper (48), die sich jeweils oberhalb und entlang der vorbestimmten Position erstrecken, wobei die Grundkörper (48) jeweils drehbar um eine entsprechende, längs der vorbestimmten Position angeordnete Längsachse gehalten sind, wenigstens einen Antrieb zum Drehen der einzelnen Grundkörper (48) um die entsprechende Längsachse, Halteelemente (50), die an den wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Grundkörpern (48) angeordnet oder einteilig mit diesen ausgebildet sind und die von dem entsprechenden Grundkörper (48) zumindest in eine Richtung vorstehen, wobei die einzelnen Grundkörper (48) wahlweise zwischen einer Betriebsstellung, in der die an dem ersten Grundkörper (48) angeordneten Halteelemente (50), im Wesentlichen in Richtung der an dem zweiten Grundkörper (48) angeordneten Halteelemente (50) weisen und die an dem zweiten Grundkörper (48) angeordneten Halteelemente (50) im Wesentlichen in Richtung der an dem ersten Grundkörper (48) angeordneten Halteelemente (50) weisen, und einer Ruhestellung, in der die Halteelemente (50) der gegenüberliegenden Grundkörper (48) nicht zueinander weisen, drehbar sind.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (46) aufweist: wenigstens zwei einander gegenüberliegende, im Wesentlichen auf gleicher Höhe angeordnete Grundkörper (48), die sich jeweils oberhalb und entlang der vorbestimmten Position erstrecken, wobei die Grundkörper (48) im Wesentlichen in eine Betriebsstellung aufeinander zu und in eine Ruhestellung voneinander weg bewegbar sind, wenigstens einen Antrieb zum Bewegen der beiden Grundkörper (48) in ihre Betriebs- beziehungsweise Ruhestellung, und Halteelemente (50), die an den wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Grundkörpern (48) angeordnet oder einteilig mit diesen ausgebildet sind und von dem Grundkörper (48) zumindest in eine Richtung vorstehen, wobei die an dem ersten Grundkörper (48) angeordneten Halteelemente (50) im Wesentlichen in Richtung der an dem zweiten Grundkörper (48) angeordneten Halteelemente (50) weisen und die an dem zweiten Grundkörper (48) angeordneten Halteelemente (50) im Wesentlichen in Richtung der an dem ersten Grundkörper (48) angeordneten Halteelemente (50) weisen.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Grundkörpern (48) um stangenartige Profile handelt.
Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 8 bis 12 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (40) ferner wenigstens jeweils eine Verbindungseinrichtung (52) zum Verbinden von Paaren von Kontaktflächen (26,28) übereinander angeordneter Plattenelemente (60,12;12,22;22,24) an einander gegenüberliegenden Seiten der Aufnahmefläche (44) aufweist, wobei jede Verbindungseinrichtung (52) zumindest teilweise in Richtung der Aufnahmefläche (44) und von dieser weg bewegbar ist.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jede Verbindungseinrichtung (52) wenigstens einen oberen Pressstempel und einen unteren Pressstempel aufweist, die aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind und zwischen denen ein Paar von Kontaktflächen (26,28) übereinander angeordneter Plattenelemente (60,12;12,22;22,24) aufnehmbar ist.
Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (52) zumindest teilweise entlang der Aufnahmefläche (44) bewegbar ist.
Vorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 8 bis 15 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (40) ferner eine Spanneinrichtung (66) zum Ausüben einer Zugspannung auf ein Plattenelement in wenigstens einer Richtung aufweist.
Vorrichtung (40) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung (66) wenigstens zwei einander gegenüberliegende Spannelemente (68) aufweist, die in das neu anzuordnende Plattenelement sowie aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind.