DE1976646U

DE1976646U - Plattenwaermetauscher.

Info

Publication number: DE1976646U
Application number: DEA27213U
Authority: DE
Original assignee: APV Corp Ltd
Current assignee: SPX Flow Technology Crawley Ltd
Priority date: 1966-03-30
Filing date: 1967-02-21
Publication date: 1968-01-11
Also published as: US3448796A; GB1129924A

Description

Plattenwärmetauscher

Die Neuerung betrifft einen Plattenwärmetauscher, bestehend aus einem Stapel von - vorzugsweise untereinander gleichen - plattenförmigen Wärmetauschelementen und einem diese Elemente einzeln unterstützenden Nahmen mit einer oberen und einer unteren dazu parallelen Stützschiene, die in Ausnehmungen an den oberen und unteren Snden der quer zu den Schienen verlaufenden Platten greifen und an den Rahmen ergänzenden Stirnteilen befestigt sind, an denen eine den Plattenstapel in Richtung der Stapelachse zusammenpressende Spanneinrichtung angeordnet ist.

Plattenwärmetauscher dieser Art sind in verschiedenen Ausführungen bekannt . Die plattenförmigen Elemente bilden dabei jeweils zu zweit Strömungswege für zwei unterschiedliche Wärmetauschmedien. Die Platten weisen dabei Übergangsöffnungen oder Bohrungen senkrecht zur Plattenebene auf, die zum Anschluß der Wärmetauschwege von Platte zu Platte dienen. Um die Wärmetauschwege und die Anschlußöffnungen sind Dichtungen gelegt, die bei Zusammenpressen des Stapels mit Hilfe der Spannvorrichtung einen dichten

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Abschluß ergeben. Die Spanneinriclitung weist dabei eine Preßplatte mit Anschlußbohrungen und Anschlußstutzen auf, die zur Einleitung der beiden Uärmetauschmedien in den Stapel dienen»

Die Stützsehienen sind in der Hegel ausreichend lang, so daß nach dem jeweiligen Verwendungszweck mehr oder weniger einzelne Plattenelemente zu einem gemeinsamen Stapel zusammengespannt werden können, ohne daß die Rahmenkonstruktion oder die Abmessungen des Hahmens geändert werden müssen.

Bei solchen Plattenwärmetauschern ist es häufig notwendig, die einzelnen Platten entweder zu reini gen oder bei Beschädigung der Dichtungen oder anderer Teile zu ersetzen.

Um eine Platte auswechseln zu können, muß die Spanneinrichtung gelost werden. Nach ausreichender Lösung der Spanneinrichtung lassen sich die Platten von den Stützsehienen abnehmen.

Bei einer solchen Ausbildung des Plattenwärmetauschers muß ausreichend Gewähr dafür sein, daß die einzelnen Platten an den oberen und unteren Stützsehienen ausreichend sicher geführt sind, so daß sie möglichst keine Bewegungsfreiheit in den beiden Koordinatenrichtungen in der Plattenebene besitzen. Schon geringfügige Fluehtungsfehler zwischen den benachbarten Platten können dazu führen, daß die zwischen-

gelegten Dichtungen einen zuverlässigen Abschluß zwischen benachbarten Platten nicht mehr gewährleisten. Eine enge führung der Platten an den Stützschienen erschwert aber das Auswechseln der einzelnen Platten. Um dennoch das Auswechseln zu ermöglichen, sind in den bekannten Wärmetauschern dieser Art die Ausnehmungen an den Enden der Platten, in welche die Stützschienen eingreifen so ausgebildet, daß die Platten nach Bedarf in eine solche Schrägstellung gegenüber den beiden Stützschienen gebracht werden können, daß sie an einem Ende von der Stützschien/Üe frei werden, so daß sie durch Schwenken um die andere Stützschiene aus der Ebene des Stapels herausgebracht und von der oberen Stützschiene ausgehakt werden können. Da der Eingriff zwischen den Ausnehmungen der Platten und der Stützschienen ausreichend tief sein muß, um eine sichere Führung zu gewährleisten, setzt eine solche Anordnung voraus, daß bei jedem Auswechseln der Platten die Spanneinrichtung sehr weit geöffnet wird, damit die einzelnen Platten in eine ausreichende Schräglage gebracht werden können. Diese Art der Auswechslung beschränkt aber gleichzeitig auch die Zahl der Plattenelemente, die in einem Rahmen vorgegebener Länge untergebracht werden können. Es muß in einem solchen Hahmen stets so viel Saum frei bleiben, daß nach Öffnen der Spannvorrichtung jede einzelne Platte in die erforderliche Schrägeteilung gebracht werden kann. Auf diese Weise ist die Raumausnutzung bei solchen Plattenwärmetauschern relativgering.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Neuerung, einen Platten- ¥iär me tauscher der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß bei enger und sicherer Führung der einzelnen Platten auf den Stützschienen die Möglichkeit erhalten wird, schon bei relativ geringfügiger Öffnung der Spanneinrichtung und ohne das Erfordernis der Schräglage für die einzelnen Platten diese einzeln aus dem Rahmen herausnehmen und gegebenenfalls auswechseln zu können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß die Oberschiene auf ihrem den Plattenstapel zugewandten Bereich einen größeren Querschnitt aufweist, als auf dem abgewandten Bereich, daß die Ausnehmung an jedem Wärmetauschelement von außen nach innen entsprechend erweitert ist und daß die Oberschiene auf ihrer Lange wenigstens einen begrenzten, den erweiterten Querschnitt umfassenden Teil aufweist, der mit der Oberschiene leicht lösbar verbunden ist. Bei dieser Anordnung gewährt die Ausbildung der Oberschiene und der mit dieser in Eingriff tretenden Ausnehmung, daß die Platten auf den Schienen nicht nur in dichtungen quer zum Plattenstapel, sondern auch in einer Richtung senkrecht dazu zuverlässig geführt sind, so daß eine relative Verschiebung zwischen den Platten in keiner Sichtung möglich ist und eine zuverlässige Abdichtung beim Zusammenspannen des Stapels gewährleistet ist. Trotz dieser engen Führung aber ermöglicht die neue Anordnung ein einfaches Auswechseln der einzelnen Platten, ohne daß da-

für ein für die Schrägstellung der Platten erforderlicher Kaum freigehalten werden muß. Die Entfernung der einzelnen Platten kann vielmehr unter Aufrechterhaltung der lotrechten Stellung der Platten erfolgen, indem nämlich lediglich ein Ibschnitt der Oberschiene, welcher Abschnitt den sich erweiternden Bereich umfaßt, herausgenommen zu werden braucht, um der Platte an diesem Teil ein Ausschwenken zur Seite zu ermöglichen, so daß sie mit dem anderen Ende von der unteren Stützschiene abgefädelt oder ausgehakt werden kann* Dadurch wird das Auswechseln nicht nur wesentlich erleichtert, da die Spanneinrichtung nur um ein geringes Stück geöffnet "werden braucht, sondern es wird auch die Führung wesentlich verbessert, da auch eine sichere Führung in senkrechter Richtung gewährleistet ist und schließlich wird durch die neue Anordnung die Raumausnutzung des Stützrahmens wesentlich verbessert, da jeweils nur ein geringerfreil für den Spannweg der Spanneinrichtung freigehalten zu werden braucht. Zweckmäßigerweise sind mehrere solche leichtflösbare Abschnitte der Oberschiene entlang der Länge der Oberschiene vorgesehen, damit die Platten schon nach geringer Verschiebung zur Seite ausgeschwenkt werden können.

Vorteilhafterweise ist der betreffende Querschnitt der Oberschiene in Form eines umgekehrten großen T ausgebildet, wobei der Querschnitt der Ausnehmung entsprechend eine innen liegende Erweiterung aufweist, in welche die Querstege des Stützschienenquerschnittes eingreifen können. Damit ergibt

sieh eine schwalbenschwanzähnliche Führung zwischen Stützschiene und Platte. Die den erweiterten Querschnitt der Ausnehmung nach außen begrenzenden Nasen oder Stege können mit dem Boden der Ausnehmung einen engen Schiebesitz bilden, mit dem die Platte über den erweiterten Querschnitt der oberen Stützschiene greift. Um dabei die Reibung beim Zusammenspannen und Öffnen des Stapels zu vermindern, können im Grunde jeder Ausnehmung Gleitnocken vorgesehen sein, die den VorSprüngen oder Nasen, welche die Ausnehmung nach außen begrenzen, gegenüberliegen.

In bekannter Weise sind vorteilhafterweise die Ausnehmungen an den beiden Enden jeder Platte gleich ausgebildet, so daß die Platten beim Aufbau des Stapels in beliebiger Stellung auf die Schienen aufgefädelt werden können. Die Unterschiene weist dabei zweckmäßigerweise einen Querschnitt auf, der dem Eintrittsquerschnitt zwischen den Nasen der Ausnehmung entspricht. Dies ist erforderlich, damit nach Aushaken am oberen Ende die Platte auf der Unterschiene nach außen geschwenkt und dann von dieser abgenommen werden kann.

Die Neuerung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an einem Äusführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch eine bevorzugte Ausgestaltung der Oberschiene mit dem oberen Teil eines plattenförmigen Elementes.

Fig. 2 zeigt in im wesentlichen gleicher Darstellung die Unterschiene.

Fig. Z zeigt eine perspektivische Darstellung eines plattenförmigen Elementes in teils ausgebauter Lage zwischen der Ober- und Unterschiene.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische ,Ansicht eines aus plattenförmigen Elementen zusammengesetzten Wärmeübertragers.

Es wird zunächst auf Fig. 4 Bezug genommen. Der in dieser Figur gezeigte Wärmeübertrager weist einen Satz plattenförmiger Elemente IO auf, die mit ihren oberan Enden an einer Oberschiene 11 getragen und von einer Bodenschiene 12 geführt sind. Vervollständigt wird der Rahmen für diesen Wärmeübertrager durch ein Kopfglied 13, ein endseitiges Widerlagerglied 14, ein Pressglied 15 und eine Klammer oder Klemmeinrichtung 16.

Die Oberschiene ist in Fig. 1 dargestellt. Ihr Querschnitt A ist T-förmig ausgebildet, wobei die Anordnung der Oberschiene so getroffen ist, daß das T auf dem Kopf steht. An den oberan Enden sind die Elemente mit Ausnehmungen versehen, durch welche zivei gegeneinander gekehrte Vor Sprünge oder Nasen L gebildet werden, die sich dicht und eng in die hohlen Ecken des T-Querschnittes A an der Oberschiene einpassen. Die Ausnehmungen weisen außerdem noch ein oder mehrere Erhebungen P auf , welche sich dicht gegen die Unterseite des

T-Querschnittes der Oberschiene legen und so dafür sorgen, daß ein plattenförmiges Element nicht nur gegen seitliche Bewegung, und zwar durch die Nasen L, sondern auch gegen Bewegungen in HÖhenrichtung und zwar durch die Erhebungen P und die Nasen L gehalten und zentriert ist.

Das Entnehmen der plattenförmigen Elemente wird dadurch ermöglicht, daß !deine Abschnitte C im unteren Querschnittsbereich der Oberschiene A (siehe Fig. 3) entnehmbar ausgebildet sind. Das Entnehmen eines solchen Abschnittes ermöglicht es, das zu entnehmende Element seitlich zu verschwenken (siehe Fig. 3), wobei der vom entnommenen Abschnitt C ursprünglich eingenommene Raum nunmehr frei wird und der Ecke des plattenförmigen Elementes einen Durchtritt unter dem verbleibenden Teil der Oberschiene A gestattet. Das plattenformige Element kann nach seiner Entnahme, falls erforderlicli, leicht seitlich ausgeschwenkt werden oder auch seitlich verkippt werden, um den Freiheitsgrad, der erforderlich ist, und der die Größe des Abschnittes C bestimmt, klein zu halten.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmeaustauscher und Rahmen für Wärmeaustauscher besteht darin, daß die Elemente gleichgeformte Ausschnitte am oberen und unteren Ende aufweisen, so daß die gleichen Ausnehmungen, die am oberen Ende zum Aufhängen und Zentrieren der Elemente dienen, zugleich auch, wie Fig, S zeigt, zum Zentrieren und Festlegen der Elemente, auf oder über der Unter-

schiene B (Fig. 2) dienen können. Dabei kann die Bodenschiene sowohl einen kreisförmigen als auch einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und sich dabei dicht und weitgehend spielfrei zwischen die Enden der Vorsprünge oder Nasen L einfügen und auf diese Weise eine seitliche Verschiebung der Elemente bzw. der unteren Enden der Elemente vermeiden. Die Verwendung gleichgeforrater Ausnehmungen am oberen und unteren Ende der Elemente ermöglicht die Verwendung gleichartiger Press- und Stanzwerkzeuge bei der Herstellung der beiden abwechselnd aufeinanderfolgenden Elementearten, welche erforderlich sind, um Strömungswege für die beiden Strömungsmedien zu schaffen. Die erforderliche zweite Form der Elemente wird lediglich durch Umkehren der einheitlichen gefertigten Elemente herbeigeführt. Dadurch, daß die Einlaß- und Auslaßöffnungen an den gegenüberliegenden Enden auf jeweils der gleichen Seite der Elemente für ein und das gleiche Strömungsmedium liegen, wird durch die Umkehrung des Elementes eine exakte Überführung der Ein- und Auslaßöffnungen in die jeweils richtige Lage zum Ein- und Auslassen des anderen Strömungsmediums erzielt.

Im Sahmen der Neuerung können zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden.

Schutzansprüche

Claims

PAS« 113' - 10 - ' Schutzansprüche

1. Plattenwärmetauscher, bestehend aus einem Stapel von - vorzugsweise untereinander gleichen - plattenförmigen Wärmetauschelernenten und einen diese Elemente einzeln unterstützenden Rahmen mit einer oberen und einer dazu parallelen unteren Stützschiene, die in Ausnehmungen an den oberen und unteren Enden der quer zu den Schienen angeordneten Platten greifen, sowie den Rahmen ergänzenden Stirnteilen befestigt sind, an denen eine den Plattenstapel in Richtung der Stapelachse zusammenpressende Spanneinrichtung angeordnet ist, dadurch ge k e η η ζ e i c h net, daß die Oberschiene (11;A) auf ihren den Plattenstapel (10) zugewandten Bereich einen größeren Querschnitt aufweist, als auf den abgewandten Bereich, daß die Ausnehmung an jedem Wärmetauschelement von außen nach innen entsprechend erweitert ist und daß die Oberschiene auf ihrer Länge wenigstens einen begrenzten, den erweiterten Querschnitt umfassenden Teil (C) aufweist, der mit der Oberschiene leicht lösbar verbunden ist.

2. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch g E k e η η ζ ei c h η e t , daß der den Plattenstapel (10) zugewandte Teil der Oberschiene den Querschnitt eines umgekehrten T's aufweist und die Ausnehmungen in den Platten im Sintrittsbereich durch beiderseitige Vorsprünge oder Nasen (L) begrenzt sind.

3. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der erweiterte Bereich jeder Ausnehmung den größeren Querschnittsbereich der Oberschiene (11;A) mit in senkrechter Richtung engem Schiebesitz übergreift.

4. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß im Grund jeder Ausnehmung den Vorsprüngen oder Nasen (L) jeweils gegenüberliegende Gleitnocken (P) vorgesehen sind.

5. Plattenwärmetauscher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e η η ζ e i cn η et, daß die Ausnehmungen an der Oberkante und der Unterkante jedes Wärmetauschelementes gleich ausgebildet sind und der Querschnitt der Unterschiene (12;B) etwa den engen Eintrittsquerschnitt der Ausnehmungen entspricht.