DE1401657B2

DE1401657B2 -

Info

Publication number: DE1401657B2
Application number: DE1961B0065381
Authority: DE
Priority date: 1961-12-30
Filing date: 1961-12-30
Publication date: 1970-09-10
Also published as: US3259183A; DE1401657A1; GB1023081A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher · Drucks im Raum zwischen Mantel und Plattenstapel für hohen Druck, bestehend aus einem Druck- herangezogen ist.The invention relates to a plate heat exchanger pressure in the space between the jacket and the plate stack for high pressure, consisting of a pressure is used.

behälter von gleichförmigem Querschnitt mit stirn- Um eine sichere Führung und Abdichtung desContainers of uniform cross-section with frontal To ensure safe guidance and sealing of the

seitigen Deckeln, von denen mindestens einer ab- Preßdeckels zu erreichen, ist dieser in einer Ausgenchmbar ist, und einen im Druckbehälter ange- 5 ctaltung der Erfindung topfartig ausgebildet und an ordneten Stapel von Wärmetauschkanäle bildenden den Dichtstellen gegen den Mantel durch O-Ringe Platten, die gegeneinander mindestens teilweise in der abgedichtet.side covers, of which at least one can be reached by pressing cover, this can be machined in one is, and one in the pressure vessel embodiment of the invention is pot-shaped and on arranged stacks of heat exchange channels forming the sealing points against the jacket by means of O-rings Plates that are sealed against each other at least partially in the.

Weise abgedichtet sind, daß der Plattenstapel mittels Da hohe Drücke am leichtesten von einem rundenAre sealed in a way that the plate stack by means of high pressures is easiest of a round

eines stirnseitigen Deckels einerseits und eines zu- Druckbehälter aufgenommen werden können, sind sätzlich im Druckbehälter angeordneten Preßdeckeis ίο auch die Platten in runder Form ausgebildet. Durch andererseits lösbar zusammengepreßt ist. Dabei ist die erfindungsgemäße Ausführung kann der Anpreßim Raum zwischen Druckbehälter und Stapel ein druck für den Plattenstapel selbsttätig auf eiriem vor-Druck vorgesehen, der im wesentlichen dem Druck gegebenen Wert gehalten werden. Durch die. Auseines der wärmetauschenden Fluide entspricht, und gleichbohrungen in dem erweiterten Endteil des zur Durchführung mindestens eines der Fluide ist 15 Mantels an der Stelle, an der er von dem kleineren mindestens ein Deckel mit Bohrungen versehen, und auf den größeren Innendurchmesser übergeht, wird die Platten weisen diesen Bohrungen entsprechende erreicht, daß der Raum zwischen den Kreisring-Durchlässe auf.· — Ein derartiger Wärmetauscher flächen an den Erweiterungen des Mantels bzw. des ist bekannt (Schweizer Patentschrift 215 204). Bei Deckels sich in die freie Atmosphäre entspannen dieser bekannten Ausführungsform sind zum An- 20 kann. Bringt man noch Verbindungsbohrungen in drücken des Preßdeckels gegen den Plattenstapel dem Preßdeckel derart an, daß der Raum zwischen den benachbarten Deckel des Druckbehälters als Druckbehälterdeckel und Preßdeckel mit dem Raum Widerlager benutzende Andrückschrauben und/oder zwischen Plattenstapel und Mantel in Verbindung Zuganker vorgesehen, die in dem durch die Platten- steht, so übt der Preßdeckel eine Anpreßkraft auf den durchlässe gebildeten Durchführkanal zum gegen- 25 Plattenstapel aus, die dem Unterschied der Flächen überliegenden Deckel des Druckbehälters bzw. zu zu beiden Seiten des. Preßdeckels und dem.zugedem an diesem Deckel angebrachten Zuführstutzen hörigen Fluiddruck entspricht. Die Höhe des Anpreßverlaufen. Diese Art der Anpressung des Preß- drucks kann konstruktiv entsprechend dem Ünterdeckels weist die Nachteile auf, daß sie umständliche schied der oberen und unteren Fläche des Preßmechanische Bauteile erfordert und daß keine Ab- 3° deckeis in weitem Ausmaß verändert werden..·-' .an end cover on the one hand and a pressure vessel can be added are In addition, the press cover arranged in the pressure vessel ίο also has a round shape for the plates. By on the other hand is releasably compressed. The embodiment according to the invention can the Anpreßim Space between the pressure vessel and the stack a pressure for the plate stack automatically on a pre-pressure provided, the value essentially given to the pressure can be maintained. Through the. Out of one corresponds to the heat exchanging fluids, and equal bores in the enlarged end part of the to carry out at least one of the fluids is 15 jacket at the point at which it is from the smaller one at least one cover is provided with holes and merges with the larger inner diameter the plates have these bores corresponding to that the space between the circular ring passages achieved - Such a heat exchanger surfaces on the extensions of the jacket or the is known (Swiss patent specification 215 204). Relax in the open atmosphere at Deckels this known embodiment are used to 20 can. If you bring connection holes in press the press cover against the stack of plates to the press cover in such a way that the space between the adjacent lid of the pressure vessel as a pressure vessel cover and press cover with the space Abutment using pressure screws and / or between the plate stack and jacket in connection Tie rod is provided, which stands in through the plate, so the press cover exerts a pressing force on the Passages formed through-channel to the opposite-25 plate stack, the difference in areas overlying cover of the pressure vessel or on both sides of the. Press cover and dem.zugedem The supply connection attached to this cover corresponds to the associated fluid pressure. The amount of contact pressure. This type of pressing of the pressing pressure can structurally correspond to the lower cover has the drawbacks that it is cumbersome to separate the upper and lower surfaces of the press mechanism Components requires and that no cover 3 ° be changed to a large extent .. · - '.

häufigkeit der Anpressung vom Druck wenigstens... Es ist zweckmäßig, auf den Preßdeckel den jeweils eines der V/ärniciauschfliiido hergestellt ist. Wenn höheren Betriebsdruck der beiden Flüssigkeiten z. B. der bekannte Wärmetauscher mit' einem wirken zu lassen. Durch die .Verbindungsbohrungen höheren Druck des die Durchführkanäle dieser Aus- in dem Preßdeckel wird dann gleichzeitig der führung durchströmenden Fluids als bisher betrieben 35 Plattcnstapel von außen her unter die Wirkung des wird, so muß mittels der Andrückschrauben bzw. höheren Betriebsdrucks gesetzt. Die Dichtungen und der Zuganker die Anpressung des Preßdeckels ent- Abstützungen im Plattenstapel werden dann nach sprechend verstärkt werden. Unterbleibt dies, so außen hin nur von dem jeweiligen DiiTerehzdruck, klaffen die zusammengedrückten Dichtungsstellen, der zwischen ..Außenraum und ΙηηεηΓαμίϊΐ des und der Plattenstapel leckt. Andererseits muß bei 4° Plattenstapels entsteht, beansprucht,
der Umstellung von höherem auf niedrigeren Be-· ..·■ Zwischen dem Preßdeckel und dem benachbarten triebsdruck die Anpressung entsprechend verringert Druckbehälterdeckel wird ein Verbindungsrohr werden, weil andernfalls die zusammengedrückten gleitend angeordnet. Das Rohr ist an dem Preß-Dichtungsstcllcn überlastet und z. B. verquetscht deckel befestigt und wird in dem Druckbehälterwerden. Eine entsprechende Nachstellung jeweils 45 deckel durch eine O-Ring-Dichtung abgedichtet. Die von Hand an den Andrückschrauben oder Zug- zwischen den Wärmetauschkanälen und dem die ankern ist entsprechend unzuverlässig. Sie wird voll- Platten umgebenden Raum sich einstellende Druckends undurchführbar in den Fällen, in denen wäh- differenz ist kleiner als bei den üblichen Plattenrend des Betriebs erhebliche Druckschwankungen in kühlem ohne Druckmantel. Es ist daher möglich, die dem betreffenden Fluid auftreten. 50 Platten dünner als gewöhnlich auszubilden und da-frequency of contact with pressure at least ... It is advisable to place one of the V / ärniciauschfliiido on the press cover. If higher operating pressure of the two liquids z. B. the well-known heat exchanger with 'to let act. Because of the connection bores, the higher pressure of the ducts in the press cover is then operated at the same time as the fluid flowing through the guide than before. The seals and the tie rod relieve the pressure on the press cover. If this is not done, so on the outside only from the respective DiiTerehzdruck, the compressed sealing points gape, which leaks between the ... outside space and ΙηηεηΓαμίϊΐ and the stack of plates. On the other hand, a 4 ° stack of panels must be created, claimed,
The changeover from higher to lower load · .. · ■ The pressure between the press cover and the adjacent operating pressure is reduced accordingly. The pipe is overloaded at the Preß-Dichtungsstcllcn and z. B. crimped lid attached and will be in the pressure vessel. A corresponding adjustment in each case 45 cover sealed by an O-ring seal. The anchoring by hand on the pressure screws or tension between the heat exchange ducts and the one is accordingly unreliable. It becomes full-plate-surrounding-space-adjusting pressure ends impracticable in those cases in which the difference is smaller than with the usual plate-end operation, considerable pressure fluctuations in cool without a pressure jacket. It is therefore possible for the fluid in question to occur. 50 plates thinner than usual and therefore

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus- durch höhere Wärmedurchgangszahlen zu erzielen, gehend von der eingangs angeführten bekannten Art Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in derThe invention is based on the object of achieving higher heat transfer coefficients, going from the aforementioned known type. An embodiment of the invention is in the

von Wärmetauschern eine Bauweise zu finden, bei Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher der die genannten Nachteile der bekannten Aus- beschrieben. Der, Plattenwärmetauscher besteht aus führung nicht auftreten. ,. 55 einem Mantel 1 mit zwei abnehmbaren Deckeln 4to find a design of heat exchangers, shown in the drawing and will be explained in more detail below which describes the mentioned disadvantages of the known Aus. The plate heat exchanger consists of leadership does not occur. ,. 55 a jacket 1 with two removable lids 4

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- und 5; in den Deckeln sind Bohrungen 8 bis 11 für löst, daß der Mantel des Druckbehälters an seinem den Durchtritt der beiden wärmetauschenden Proeinen Ende zylindrisch erweitert ist, in diesem dukte vorgesehen. In dem Mantel sind einzelne Mantclcnde der Preßdeckel frei beweglich und so- Platten 6 übereinander zu einem Plattenstapel 7 zuwohl in dem engeren Hauptteil als auch in dem er- 60 sammengepreßt und mit den Randdichtungen 14 weiterten Endteil des Mantels dichtend gleitend an- gegen den Raum 13 zwischen Mantel und Plattengeordnet ist, der Preßdeckcl den Bohrungen des be- stapel abgedichtet. Die Deckel 4 und 5 werden durch nachbarten, abnehmbar ausgeführten Deckels ent- Gewinderinge 17 und 18 mit dem Mantel, in den sprechende Öffnungen aufweist, in einem zwischen diese eingeschraubt sind, verbunden. Zur Abden Diclitstellcn des Pießdeckcls gelegenen Bereich 65 dichtung des Innenraums des Druckbehälters werden des Endteils mindestens eine Ausüleichbolming im zwischen den Deckeln 4 und 5 und dem Mantel ί Mantel vorgesehen ist und das auf den Prcßdeckel O-Ringc 19 bzw. 20 angeordnet. Der Mantel 1 ist in drückende Wännclauschfiuid zur Bildung des seinem oberen Teil erweitert. Hierdurch wird er inAccording to the invention, the object is thereby achieved and 5; in the lids are holes 8 to 11 for solving that the jacket of the pressure vessel is expanded cylindrically at its the passage of the two heat-exchanging Proeine end, in this products provided. In the casing, individual casing ends of the press cover are freely movable and thus plates 6 on top of one another to form a stack of plates 7, both in the narrower main part and in the compressed end part of the casing that is extended with the edge seals 14, sliding against the space 13 in a sealing manner is arranged between the jacket and the plate, the Pressdeckcl the bores of the stack sealed. The covers 4 and 5 are connected by adjacent, detachable covers ent- threaded rings 17 and 18 to the jacket, in which the speaking openings are screwed in between them. To Abden Diclitstellcn the Pießdeckcls located area 65 seal the interior of the pressure vessel, at least one Ausüleichbolming is provided in the end part between the covers 4 and 5 and the jacket ί jacket and the O-Ringc 19 or 20 placed on the press cover. The jacket 1 is expanded into pressing Wännclauschfiuid to form its upper part. This will make it in

einen engeren Hauptteil 21 und einen weiteren Endteil 22 unterteilt. Zwischen diesen beiden Teilen 21 und 22 befindet sich ein kreisringförmiger Absatz 23. In dem Behälter ist ein abgesetzter schwimmender Preßdeckel 24 angeordnet. Er kommt sowohl am engeren Hauptteil 21 wie am weiteren Endteil 22 des Mantels 1 zur Anlage und weist daher, wie der Mantel, einen engeren Abschnitt 25 und einen weiteren Abschnitt 26 mit entsprechenden zylindrischen Außenflächen auf. Zwischen den beiden zylindrischen Außenflächen der Abschnitte 25 und 26 befindet sich ein gleichfalls kreisringförmiger Absatz 27. Der schwimmende Preßdeckel 24 wird an seinen beiden Abschnitten an Dichtstellen 28 und 29 mit O-Ringen gegen die Zylinderflächen der Teile 21 und 22 des Mantels abgedichtet. Er weist zur Durchleitung der wärmetauschenden Produkte zwei Öffnungen 30 und 31 auf. Im weiteren Endteil 22 des Mantels ist unmittelbar über dem Absatz 23 eine Druck-Ausgleichsbohrung 32 angeordnet. Sie ist erforderlich, um bei einer Bewegung des schwimmenden Preßdeckels 24 einen Ausgleich mit der Außenluft zu ermöglichen.a narrower main part 21 and a further end part 22 are divided. Between these two parts 21 and 22 there is an annular shoulder 23. In the container is a recessed floating one Press cover 24 arranged. It comes both at the narrower main part 21 and at the wider end part 22 of the Jacket 1 to the plant and therefore has, like the jacket, a narrower section 25 and a further section 26 with corresponding cylindrical outer surfaces. Between the two cylindrical outer surfaces of the sections 25 and 26 is also a circular ring-shaped shoulder 27. The floating press cover 24 is attached to sealing points 28 and 29 on both of its sections sealed with O-rings against the cylindrical surfaces of parts 21 and 22 of the shell. He points to the passage of the heat-exchanging products have two openings 30 and 31. In the further end part 22 of the Jacket, a pressure compensation bore 32 is arranged directly above the shoulder 23. She is required in order to compensate for a movement of the floating press cover 24 with the outside air to enable.

Auf den schwimmenden Preßdeckel 24 wirkt von oben eine Kraft, die der senkrecht zur Achse verlaufenden Querschnittsfläche im erweiterten Endteil 22 des Mantels entspricht. Die von unten auf den Preßdeckel wirkende Kraft ist kleiner und entspricht der kleineren Querschnittsfläche des engeren Hauptteils 21 des Mantels. Die Differenz beider Kräfte wirkt demnach auf den Plattenstapel 7 als Anpreßdruck. Diese Kraft ist daher auch von dem Druck des am Preßdeckel anstehenden Produktes abhängig. Durch den Druck des Preßdeckels wird der Plattenstapel fest zusammengepreßt. Auf diese Weise können hohe Drücke in den Produkten, die in den Plattenstapel 7 strömen, auftreten, ohne daß die einzelnen Platten zu stark beansprucht werden.On the floating press cover 24 acts from above a force that is perpendicular to the axis Cross-sectional area in the enlarged end portion 22 of the jacket corresponds. The from below on the The force acting on the press cover is smaller and corresponds to the smaller cross-sectional area of the narrower main part 21 of the coat. The difference between the two forces accordingly acts on the plate stack 7 as a contact pressure. This force is therefore also dependent on the pressure of the product on the press cover. The stack of plates is firmly pressed together by the pressure of the press cover. That way you can high pressures occur in the products that flow into the plate stack 7, without the individual Plates are stressed too much.

Um zwischen der Bohrung 9 im oberen Deckel 5 und der zugehörigen Öffnung 31 im Preßdeckel 24 eine dichte, aber bewegliche Verbindung herzustellen, ist ein Verbindungsrohr 33 mit der Öffnung 31 fest verbunden. Es reicht bis zur Bohrung 9 im oberen Deckel 5 und wird hier mit einem O-Ring 34 abgedichtet. Der Preßdeckel 24 kann sich daher zusammen mit dem Verbindungsrohr 33 gegenüber dem oberen Deckel 5 bewegen, ohne daß sich die beiden Produkte, die durch die Bohrungen 8 und 9 ein- und austreten, miteinander vermischen. Zwischen der Bohrung 8 und der Öffnung 30 entfällt ein Verbindungsrohr, da der Druck dieses Produktes den Anpreßdruck für den Preßdeckel erzeugen soll und der Druck auch durch die Verbindungsbohrung 36 in den Raum 13 weitergeleitct werden soll.To between the bore 9 in the upper cover 5 and the associated opening 31 in the press cover 24 Establishing a tight but flexible connection is a connecting pipe 33 with the opening 31 firmly connected. It extends to the hole 9 in the upper cover 5 and is here with an O-ring 34 sealed. The press cover 24 can therefore face each other together with the connecting pipe 33 the upper cover 5 move without the two products, which through the holes 8 and 9 enter and exit, mix together. Between the bore 8 and the opening 30 is omitted Connection pipe, as the pressure of this product is intended to generate the contact pressure for the press cover and the pressure should also be passed on through the connecting bore 36 into the space 13.

Die Anordnung nach der Zeichnung wird verwendet, wenn die als Dichtung zwischen den Deckeln eingelegten Kunststoffringc festigkeitsmäßig dies noch zulassen. Ist die Temperatur hierfür aber zu hoch, dann wird eine Ausführung mit metallischer Abdichtung gewählt. Es ist dann der zulässige Druck bzw. die Betriebstemperatur hauptsächlich von der Dicke und dem Werkstoff des Mantels und von der Temperaturbeständigkeit der Randdichtungen zwischen den Platten abhängig. Infolge der weitgehenden Druckgleichheit zwischen den von den Platten 6 gebildeten Wärmetauschkanälen und dem Raum 13 um den Plattenstapel werden höchste Betriebsdrücke ermöglicht.The arrangement according to the drawing is used when the as a seal between the Lids inserted plastic ringc still allow this in terms of strength. But is the temperature for this too high, a version with a metallic seal is selected. It is then the admissible one Pressure or the operating temperature mainly depends on the thickness and the material of the jacket and depends on the temperature resistance of the edge seals between the panels. As a result of the extensive Pressure equality between the heat exchange channels formed by the plates 6 and the Space 13 around the stack of plates enables the highest operating pressures.

Claims

Patent claims:

1. Plate heat exchanger for high pressure, consisting of a pressure vessel of uniform Cross-section with end caps, at least one of which is removable, and one arranged in the pressure vessel stack of plates forming heat exchange channels, which against each other are at least partially sealed in such a way that the plate stack by means of a end cover on the one hand and a press cover additionally arranged in the pressure vessel on the other hand is releasably compressed, with a in the space between the pressure vessel and the stack Pressure is provided which corresponds essentially to the pressure of one of the heat-exchanging fluids, and at least one cover with bores for carrying out at least one of the fluids is given away and the plates have these holes corresponding passages, thereby marked that

a) the jacket (1) of the pressure vessel is expanded cylindrically at one end,

b) in this shell end of the press cover (24) freely movable and both in the narrower Main part (21) as well as in the enlarged end part (22) of the jacket sliding in a sealing manner is arranged

c) the press cover (24) the bores (8, 9) of the adjacent, detachable Cover (5) has corresponding openings (30, 31),

d) in an area of the end part located between the sealing points (28, 29) of the press cover (22) at least one compensating bore (32) is provided in the jacket, and

e) the heat exchange fluid which presses on the press cover (24) to generate the pressure is used in the space (13) between the jacket and plate stack (7).

2. Plate heat exchanger according to claim 1, characterized in that the press cover (24) Cup-shaped and sealed at the sealing points (28, 29) against the jacket (1) by O-rings is.

1 sheet of drawings