DE2722867B2

DE2722867B2 - Elastische Dichtung für einen plattenförmigen Wärmetauscher

Info

Publication number: DE2722867B2
Application number: DE19772722867
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Kobayashi; Norio Komano
Original assignee: Hisaka Works Ltd
Current assignee: Hisaka Works Ltd
Priority date: 1976-10-14
Filing date: 1977-05-20
Publication date: 1980-04-10
Also published as: FR2367961A1; SE7704464L; FR2367961B1; DE2722867C3; GB1562335A; DE2722867A1; CA1086301A; SE424906B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Dichtung für einen plattenförmigen Wärmetauscher.

In Fig 1 ist ein derartiger plattenförmiger Wärmetauscher dargestellt, welcher vier Öffnungen 1,2,3 und 4 aufweist, die als Ein- und Aus<*^ä.nge für ein Wärmeaustauschmedium, z. B. eine Flüssigkeit oder ein Gas, dienen. Der Wärmetauscher urp-^fißt eine Platte A mit einer darauf angeordneten Dichtung 5a, die die auf einer Diagonallmie befindlichen Öffnungen I und 2 umgibt und sie verbindet, während die anderen Öffnungen 3 und 4 gesperrt werden, sowie eine Platte B mit einer darauf befindlichen Dichtung 5b, die die Öffnungen 3 und 4 umgibt und sie verbindet.

Mehrere derartige Platten A und flsind im Abstand zueinander abwechselnd angeordnet, wobei der Zwischenraum jeweils Wärmeaustauschkammern bildet.

Da mit dem von den Öffnungen 1 auf die Platten A strömenden Medium hoher Temperatur ein Wärmeaustausch stattfindet, sind die Bedingungen des Mediums an verschiedenen Stellen der jeweiligen Platte unterschiedlich, so daß die Bedingungen für ihre Berührung mit der jeweiligen Dichtung 5a ebenfalls unterschiedlich sind. Wenn es sich nun z. B. um ein organisches Lösungsmittel als Medium handelt, besteht das Problem, daß die Berührungsflächen der Dichtungen korrodiert werden. Da außerdem organische Lösungsmittel je nach Temperatur in ihrer Schärfe variieren, kann es sein, daß einige Bereiche der Dichtungen 5a angegriffen werden und andere nicht.

Die meisten Dichtungen für plattenförmige Wärmetauscher werden aus einem elastischen Material, z. B. synthetischem Kautschuk, hergestellt, um flüssigkeitsdichtend zu sein. Solche Dichtungen haben den Nachteil, daß synthetischer Kautschuk gegenüber Chemikalien wenig widerstandsfähig ist und in dem Dichtungsbereich, welcher mit dem organischen Lösungsmittel in Berührung kommt, korrodiert wird.

Ziim Stand der Technik zählen weiterhin Dichtungen, we'che aus einem PTFE-Material und elastischem Dichtungsmaterial bestehen, wobei entweder eine dreieckförmige oder eine kanalförmige Umhüllung des elastischen Materials durch die PTFE-Schicht erfolgen kann. Es handelt sich hierbei um eine durchgehende Dichtung, wobei eine Anwendung für Wärmelauscher nicht bekannt ist.

Zum Stand der Technik zählt weiterhin eine Dichtung für Wärmeaustauschplatten, bei welchen das elastische Material mit einem Blechstreifen armiert ist, um eine Halterung gegen Flankennuten zu gewährlei, ten.

ίο Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elastische Dichtung für einen plattenförmigen Wärmetauscher auch an den Stellen, an denen die Dichtung mit aggressiven Medien in Berührung kommt, beständig auszubilden.

i") Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elastische Dichtung an den Stellen, an denen sie mit einem aggressiven Medium in Berührung kommt, von einer im Querschnitt U-förmigen PTFE-Schicht umgeben ist und das elastische Dichtungsmaterial und die PTFE-Schicht unverschiebbar miteinander verbunden sind.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß eine Dichtung geschaffen wird, welche genau auf die in der Praxis auftretenden Erfordernisse von plattenförmigen Wärmelauschern abgestellt ist: im Bereich ungünstiger Betriebsbedingungen besteht die Dichtung aus zwei Schichten, wohingegen im Bereich günstiger Betriebsbedingungen während des Wärmetauschs die Dichtung lediglich aus elastischem Dichtmaterial besteht.

ίο Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

J> F i g. 2 eine schematische Vorderansicht einer mit einer Dichtung versehenen Wärmeaustauschplatte;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht der Befestigung einer Dichtung nach der Erfindung;

Fig.4 eine vergrößerte Schnittansicht einer anderen

■to Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Dichtung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig.6—9 Querschnittsansichten von Dichtungen zur Darstellung des Eingriffs zwischen einem elastischen

■»■"> Material und einer Schicht aus PTFE-Material.

Nach einer ersten Ausfuhrungsform entsprechend Fig. 2 ist eine Dichtung 15 auf einer Platte iOA angebracht. Die Dichtung 15 besteht aus είηετη elastischen Material 16, ζ. Β. Gummi, und einer gegenüber Wärme und Korrosion stark widerstandsfähigen dünnen PTFE-Schicht 17. Das elastische Material 16, das in einem Bereich angebracht ist, in welchem die Berührungsbedingungen während des Wärmeaustauschs relativ günstig sind, ist einheitlich entsprechend der Größe der Dichtung 15 geformt, während der Teil elastischen Materials, der einem Bereich mit erschwerten Berührungsbedingungen ausgesetzt ist, eine haftbefestigte U-förmige PTFE-Schicht 17 aufweist, deren Se'tenfläche 17a eine Berührungsfläche mit einem Wiirmeaustauschmedium bildet. Die PTFE-Schicht 17 ist zur leichteren Anbringung entsprechend dem Abschnitt elastischen Materials 16 vorgeformt, auf dem es befestigt wird.

Die Oberfläche der Platte I0A auf der die PTFE-Schicht 17 angeordnet werden soll, weist eine Stufe 10a entsprechend der Stärke der PTFE-Schicht 17 auf, wie in Fig. 3 dargestellt ist, um eine unkorrekte Ausrichtung der Dichtung 15 bei der Anbringung ζ·ι

verhindern. Wie in F i g. 4 dargestellt, können die Ober- und Unterseiten des elastischen Materials 16 Stufen 16a und 166 zur Aufnahme der PTFE-Schicht 17 aufweisen, damit diese nicht aus dem elastischen Material vorsteht.

Wenn ein chemisches Produkt, z. B. ein Lösungsmittel, verwendet wird, erlaubt die wie oben beschrieben hergestellte Dichtung 15 einen Wärmeaustausch in der gleichen Weise wie in der Vergangenheit, ohne daß die Dichtung durch das Wärmeaustauschmedium angegriffen wird, wobei schwankende Berührungsbedingungen iu an verschiedenen Stellen der Platte wirksam durch die Eigenschaften des elastischen Materials 16 und der PTFE-Schicht 17, deren Widerstandsfähigkeit gegenüber Wärme und Korrasion verschieden sind, aufgefangen werden können. Außerdem besteht der gleiche \=> Berührungszustand an der gesamten Dichtung 15, unabhängig von Temperaturunterschieden und Schärfe auch bei einer Verwendung über längere Zeit, so daß sich die Platten nicht wölben.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung >o nach Fig.5 besteht die Dichtung 25 aus einem elastischen Material 26, z. B. synthetischer? Kautschuk von rechteckigem Querschnitt, der mit einer dünnen PTFE-Schicht 27 von U-förmigem Querschnitt bedeckt ist.

Die Breite der PTFE-Schicht 27 entspricht im wesentlichen der Breite einer Dichtungsnut 28a oder 286 in einer Platte 20/4 oder 20ß, wobei die Höhe der Seitenfläche 27a größer als die Tiefe der Nut 28a oder 286 ist. Wenn daher die Dichtung 25 beispielsweise in jo der Nut 286 befestigt wird, steht der obere Teil der Seitenfläche 27a dem Kanal gegenüber, und der ober*. Teil der Dichtung 25 steht über die Nut 286 heraus.

Bei der Befestigung des elastischen Materials 26 an der PTFE-Schicht 27 wird die U-förmig vorgeformte ü PTFE-Schicht 26 kreisförmig oder mit konischer Erweiterung z. B. durch eine Walze unter Wärmeeinwirkung so geformt, daß ihre Seitenfläche 27a eine innere Umfangsfläche wird, und das elastische Material 26 wird dann auf άτ PTFE-Schicht aufgebracht.

Die Oberfläche der PTFE-Schicht 27 ist glatt und stark rutschend, und die Dichtung ist schmal und länglich, so daß beim Festspannen der Platten 2OA und 20S die Gefahr besteht, daß das elastische Material 26 zur offenen Seite der PTFE-Schicht 27 herausgedrückt wird, wenn es verformt wird. Um dies zu verhindern, wird die Innenfläche der FfFE-Schicht 27 oberflächenbehandelt, und es wird ein Haftmittel aufgebracht, um die beiden Teile aneinander zu befestigen. Wenn die Dichtung 25 außerdem an der Dichtungsnui 286 der Platte 20ß haftbefestigt wird, erleichtert dies weiterden Zusammenbau der Platten.

Weiter kann die Befestigung des elastischen Maienais

26 an der PTFE-Schicht 27 oder deren Integration durch eine ineinandergreifende Gestaltung entsprechend der Darstellung in Fig. 7 bis 9 ohne Haftmittel erreicht werden: In der Ausfuhrungsform nach F i g. 7 ist auf der Innenseite der PTFE-Schicht 27 ein Vorsprung 276 gebildet, der zur Festlegung in das elastische Material hineinragt. In F i g. 8 ist die Innenseite der PTFE-Schicht

27 aufgerauht oder korrodiert. Ip. Fig.9 sind in dem elastischen Material 26 Drähte 2° eingebettet, um die Verformungsbeständigkeit des elastischen Materials zu erhöhen. Diese Formen können entsprechend der Festspannkraft an den Platten 2QA und 20S gewählt werden.

Auf der Platte 205 mit der haftend angebrachten Dichcung 25 in der Dichtungsnut 286 ist die Rückseite der anderen Platte 2QA angebracht, wobei der Grund der Nut 28a mit der Dichtung 25 in Berührung gelangt. In diesem Zustand wird die Anordnung festgespannt, wobei zwischen den Platten eine Wärmeaustaüschkammer 20Cgebildet wird.

So besteht ein enger Kontakt der Dichtung 25 mit den Oberflächen der entsprechenden Platten mit einer relativ geringen Festspannkraft, wobei das Wärmeaustauschmedium nur mit der PTFE-Schicht 27 der Dichtung 25 in Berührung steht. Dadurch wird die Verwendung auch von organischen Lösungsmitteln für den Wärmeaustausch möglich. Außerdem verhindert die oben beschriebene Funktionsweise, daß das elastische Material 26 beim Festspannen der Platten 204 und 20ß herausgepreßt wird. Somit ist eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elastische Dichtung für einen plattenförmigen Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Dichtung (16, 26) an den Stellen, an denen sie mit einem aggressiven Medium in Berührung kommt, von einer im Querschnitt U-förmigen PTFE-Schicht (17, 27) umgeben ist und das elastische Dichtungsmaterial (16, 26) und die PTFE-Schicht (17, 27) unverschiebbar miteinander verbunden sind.

2. Dichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die PTFE-Schicht und das elastische Dichtungsmaterial über ein Haftmittel miteinander verbunden sind.

3. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die PTFE-Schicht und das elastische Dichtungsmaterial über einen Vorsprung (27b) oder eine aufgerauhte Fläche miteinander verbunden sind.

4. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Draht (29) der Länge nach in das elastische Dichtungsmaterial (16,26) eingebettet ist.