DE202009010578U1

DE202009010578U1 - Flexibler Durchlaufwärmetauscher

Info

Publication number: DE202009010578U1
Application number: DE200920010578
Authority: DE
Original assignee: FP SENSOR SYSTEMS GmbH
Current assignee: FP SENSOR SYSTEMS GmbH
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2019-08-06

Abstract

Flexibler Durchlaufwärmetauscher (12) für die Temperaturänderung von Flüssigkeiten bestehend aus einem äußeren flexiblen Kunststoffschlauch (3), der einen Produkteintritt und -Austritt aufweist, und einem inneren flexiblen Rohrsystem (1), das ebenso einen Ein- und Austritt für das Wärmeträgermedium aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
a. das innere flexible Rohrsystem (1) als Rohr-in-Rohr-System ausgebildet ist
b. das äußere Rohr des inneren flexiblen Rohrsystems (1) als Wellrohrschlauch (1a) ausgebildet und mit der Ronde (1b) an einem Ende verschlossen ist
c. der Wellrohrschlauch (1a) mit einem glatten Rohrstück (1d) am anderen Ende fest und dicht verbunden ist
d. der Wellrohrschlauch (1a) einen kleineren Außendurchmesser als das glatte Rohrstück (1d) aufweist
e. das innere Rohr des inneren flexiblen Rohrsystems (1) als flexibler Kunststoffschlauch (1c) ausgeführt und im Inneren des Wellrohrschlauchs (1a) und des glatten Rohrstücks (1d) mit offenem Ende bis kurz vor die Ronde (1b) geführt ist
f. das glatte...

Description

Um trinkbare Flüssigkeiten weiterzuverarbeiten, müssen diese häufig erwärmt oder abgekühlt werden. Dazu dienen in der Regel Durchlaufwärmetauscher in Form eines sogenannten Rohrbündelwärmetauschers bzw. Doppelrohrtauschers, die aus Edelstahlrohren (Rohr in Rohr) aufwendig gefertigt werden müssen. Diese Wärmetauscher haben für praxistaugliche Leistungen in der Regel eine Baulänge von mehreren Metern und sind teilweise in Mehrfachanordnung starr ausgeführt. Dies erschwert den Einsatz in oft beengten Produktionsräumen. Weiterhin werden in der Praxis geschraubte Plattenwärmetauscher mit Polymerdichtungen eingesetzt, die allerdings ebenso teuer und aufgrund der Polymerdichtungen mit einem Leckagerisiko behaftet sind. Die Handhabung dieser Wärmetauscher ist kompliziert und zeitaufwändig, da diese Wärmetauscher zur Reinigung komplett in ihre Einzelplatten zerlegt und vor Gebrauch wieder zusammengesetzt werden müssen. Beide Arten von Wärmetauschern sind auch aufgrund des hohen Materialeinsatzes und der Komplexität des Aufbaus teuer in der Herstellung.
Ausgehend von den Wärmetauschern der unter [0001] genannten Art besteht somit neuerungsgemäß die Aufgabe, einen konstruktiv einfachen, leicht bedienbaren, leicht montierbaren, einfach reinigbaren, gut integrierbaren, kostengünstigen und flexiblen Durchlaufwärmetauscher zu schaffen.
In der Lebensmittelindustrie werden flexible Getränkeschläuche dazu verwendet, trinkbare Fluide bei der Verarbeitung von Punkt A nach Punkt B zu fördern. Eine mögliche Anwendung der Neuerung besteht darin, einen solchen Getränkeschlauch mit einem innen liegenden flexiblen Rohrsystem 1 so zu versehen, dass ein Durchlaufwärmetauscher mit den unter [0002] beschriebenen Eigenschaften entsteht. Somit können die Funktionen Transport und Temperaturänderung multifunktional in einem Gerät vereint werden. Der flexible Durchlaufwärmetauscher 12 kann in beliebigen Längen ausgeführt werden und passt sich den räumlichen Gegebenheiten in Produktionsräumen leicht an.
Die Außenhülle des inneren flexiblen Rohrsystems 1 bildet ein Wellrohrschlauch 1a, der einseitig durch eine Ronde 1b mittels Schweißverbindung verschlossen wird. Im Inneren des Wellrohrschlauchs 1a wird ein innererflexibler Kunststoffschlauch 1c mit offenem Ende geführt. Das Wärmeträgermedium wird vom Wärmeträgermedium-Eintritt 10a über den inneren flexiblen Kunststoffschlauch 1c bis an das geschlossenen Ende des Wellrohrschlauchs 1a geführt, und fließt von dort aus in umgekehrter Richtung entlang der Innenkontur des Wellrohrschlauchs 1a bis zum Wärmeträgermedium-Austritt 10b zurück. Dabei kann an der großen Oberfläche des Wellrohrschlauchs 1a Wärmeenergie ausgetauscht werden. Ein wesentlicher Vorteil der Anordnung des inneren flexiblen Rohrsystems 1 ist die Möglichkeit der einseitigen Montage/Demontage zu Wartungs- und Reinigungszwecken. Ebenso lassen sich die beiden Anschlüsse für das Wärmeträgermedium einseitig anbinden, was die Handhabung bei mobilen Anwendungen deutlich erleichtert.
Die weitere Aufgabe der Neuerung besteht darin, das unter [0004] beschriebene innere flexible Rohrsystems 1 hygienegerecht in den äußeren flexiblen Kunststoffschlauch 3 zu integrieren. Dazu wird der Wellrohrschlauch 1a mit einem glatten Rohrstück 1d versehen, das einen größeren Durchmesser als das Wellrohr 1a selbst besitzt. Diese Konstellation der Durchmesser des Wellrohrs 1a zu dem glatten Rohrstück 1d erlaubt es, die Konusdichtung 7 aus lebensmittelechtem flexiblen Kunststoff ungehindert mit Abstand über den Wellrohrschlauch 1a zu schieben und passgenau mit dem glatten Rohrstück 1d zu fügen.
Einseitig ist der äußere flexible Kunststoffschlauch 3 mit einem Anschlussstück 2 mit den Konturen 2a–2i versehen. Die Einzelteile 2a–2h sind mittels Schweißverbindung zu dem Anschlussstück 2 miteinander verbunden. Die Überwurfmutter 2i stellt die Schnittstelle für den Produkteintritt 11a dar. Der äußere flexible Kunststoffschlauch 3 ist auf die Schlauchtülle 2f aufgeschoben und mittels der Schlauchschelle 4 fixiert. In das Anschlussstück 2 ist eine Tauchhülse 2d für die Einbringung eines Temperatursensors für eine Temperaturmessung am Produkteintritt integriert. Die Innenkontur des Einzelteils 2a des Anschlussstücks 2 ist passgenau auf die Außenkontur der Konusdichtung 7 abgestimmt. Somit kann das innere flexible Rohrsystem 1 mit der gefügten Konusdichtung 7 in das Anschlussstück 2 hineingeschoben werden. Das Bauteil 2a des Anschlussstücks 2 besitzt ein Außengewinde. Zur stabilen Montage der Konusdichtung 7 in die Innenkontur 2a des Anschlussstücks 2 dient eine Beilagscheibe 8 und eine Nutmutter 9. Die Nutmutter 9 mit Innengewinde greift passgenau in das Außengewinde des Bauteils 2a und wird auf dieses aufgeschraubt. Durch das Anziehen der Nutmutter 9 wird die Konusdichtung 7 über die Beilagscheibe 8 in den konischen Dichtsitz des Bauteils 2a hineingepresst und sorgt somit für einen dichten Verschluss des inneren flexiblen Rohrsystems 1 innerhalb des Anschlussstücks 2.
Der äußere flexible Kunststoffschlauch 3 ist auf der anderen Seite mittels eines aus Bauteilen mit den Konturen 5a–5f gebildeten austrittseitigen Anschlussstücks 5 kombiniert. Die Einzelteile 5a–5e sind mittels Schweißverbindung zu dem Anschlussstück 5 miteinander verbunden. Die Überwurfmutter 5f stellt die Schnittstelle für den Produktaustritt 11b dar. Der äußere flexible Kunststoffschlauch 3 ist auf die Schlauchtülle 5a aufgeschoben und mittels der Schlauchschelle 6 fixiert. In das Anschlussstück 5 ist eine Tauchhülse 5c für die Einbringung eines Temperatursensors für eine Temperaturmessung am Produktaustritt integriert.
Das Produkt tritt am Produkteintritt 11a in das Anschlussstück 2 ein und bewegt sich entlang der Pfeilrichtung bis zum Produktaustritt 11b. Dabei füllt es den gesamten zur Verfügung stehenden Innenraum des äußeren flexiblen Kunststoffschlauchs 3 aus und umspült die Außenkontur des inneren flexiblen Rohrsystems 1. Aufgrund der dünnen Wandung des Wellrohrschlauchs 1a und seiner aufgrund der Wellrohrgeometrie bestehenden großen Oberfläche findet entlang seines Verlaufs ein guter Wärmeaustausch zwischen Wärmeträgermedium und Produkt statt.
Die Bauteile 1a–1b, 1d–1e, 2a–2i, 4, 5a–5f und 6 bestehen vorzugsweise aus Edelstahl. Es können auch andere geeignete Werkstoffe eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste

1: inneres flexibles Rohrsystem, bestehend aus den Bauteilen
1a: Wellrohrschlauch
1b: Ronde
1c: innerer flexibler Kunststoffschlauch
1d: glattes Rohrstück
1e: Fitting zur Anbindung Prozessmedium Eintritt/Austritt
2: Anschlussstück für Produkteintritt und Abdichtung Wärmetauscher, bestehend aus den Bauteilen
2a: Drehteil mit konischer Innenkontur und Außengewinde
2b: Zwischenstück
2c: T-Stück
2d: Tauchhülse
2e: Zwischenstück
2f: Schlauchtülle
2g: Zwischenstück
2h: Adapterteil
2i: Überwurfmutter
3: äußererflexibler Kunststoffschlauch
4: Schlauchschelle
5: Anschlussstück für Produktaustritt, bestehend aus den Bauteilen
5a: Schlauchtülle
5b: Zwischenstück
5c: Tauchhülse
5d: Zwischenstück
5e: Adapterteil
5f: Überwurfmutter
6: Schlauchschelle
7: Konusdichtung
8: Beilagscheibe
9: Nutmutter
10a: Wärmeträgermedium-Eintritt
10b: Wärmeträgermedium-Austritt
11a: Produkt-Eintritt
11b: Produkt-Austritt
12: Flexibler Durchlaufwärmetauscher (Gesamtheit)

Claims

Flexibler Durchlaufwärmetauscher (12) für die Temperaturänderung von Flüssigkeiten bestehend aus einem äußeren flexiblen Kunststoffschlauch (3), der einen Produkteintritt und -Austritt aufweist, und einem inneren flexiblen Rohrsystem (1), das ebenso einen Ein- und Austritt für das Wärmeträgermedium aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass a. das innere flexible Rohrsystem (1) als Rohr-in-Rohr-System ausgebildet ist b. das äußere Rohr des inneren flexiblen Rohrsystems (1) als Wellrohrschlauch (1a) ausgebildet und mit der Ronde (1b) an einem Ende verschlossen ist c. der Wellrohrschlauch (1a) mit einem glatten Rohrstück (1d) am anderen Ende fest und dicht verbunden ist d. der Wellrohrschlauch (1a) einen kleineren Außendurchmesser als das glatte Rohrstück (1d) aufweist e. das innere Rohr des inneren flexiblen Rohrsystems (1) als flexibler Kunststoffschlauch (1c) ausgeführt und im Inneren des Wellrohrschlauchs (1a) und des glatten Rohrstücks (1d) mit offenem Ende bis kurz vor die Ronde (1b) geführt ist f. das glatte Rohrstück (1d) in Verbindung mit der passgenauen zentrischen Bohrung der Konusdichtung (7) sowie die konische Innenkontur des Bauteils (2a) des Anschlussstücks (2) in Verbindung mit der passgenauen konischen Außenkontur der Konusdichtung (7) in Kombination mit der durch die Nutmutter (9) erzeugte und durch die Beilagescheibe (8) übertragene Kraft zur Verpressung der Konusdichtung (7), eine montagefreundliche, lebensmittelgerechte und dichte Durchführung entstehen lässt.
Flexibler Durchlaufwärmetauscher nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Bauteile abgesehen vom inneren flexiblen Kunststoffschlauch (1c), dem äußeren flexiblen Kunststoffschlauch (3) und der Konusdichtung (7) vorzugsweise aus dem Werkstoff Edelstahl hergestellt sind.
Flexibler Durchlaufwärmetauscher nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der äußere flexible Kunststoffschlauch (3) und die Konusdichtung (7) vorzugsweise aus lebensmittelechtem Kunststoffmaterial hergestellt sind.