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Vorrichtung zur gegenseitigen Befestigung von Platten-
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elementen in Plattenwärmetauschern oder -filtern Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Befestigungsvorrichtung für Plattenelemente in Plattenwärmetauschern
und Plattenfiltern.
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Bisher waren es ausschließlich die Tragachsen oder Tragbalken in Wärmetauscher-
oder Filterständern gewesen, die als Befestigung oder Führung von Plattenelementen
in einem Plattenwärmetauscher oder Plattenfilter dienten. Da diese Tragachsen ursprünglich
runden Querschnitt hatten, ergab sich eine relativ große Anlage zwischen der Tragachse
und der der Achse entsprechenden runden Ausnehmung im Plattenelement. Infolgedessen
war auch die Fixierung der Plattenelemente relativ gut. Die Entwicklung hat sowohl
zu größeren und infolgedessen schwereren Plattenelementen als auch zu einer größeren
Anzahl von Plattenelementen in j jedem Plattenwärmetauscher und Plattenfilter geführt.
Dies hat an das Oberflächenträgheitsmoment der Tragbalken erhöhte Anforderungen
gestellt, wobei man von den runden Tragachsen meistens abgegangen ist. Die Plattenelemente
sind normalerweise am oberen Tragbalken aufgehängt und werden mit der oberen und
der unteren Tragachse geführt. Der obere Tragbalken wird, um sein Oberflächenträgheitsmoment
zu erhöhen, normalerweise als eine I- oder l-Balkenkonstruktion ausgeführt. Bei
einer solchen Ausführung sind die Plattenelemente am unteren Flansch des oberen
Balkens aufgehängt. Um die Plattenelemente leicht an diesem Flansch aufhängen und
von ihm lösen zu können, müssen die Ausnehmungen der Plattenelemente so ausgebildet
werden, -aß sie den Flansch des Tragbalkens begrenzt überlappen.
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Hierdurch ergibt sich zwischen Tragbalken und Plattenelement eine
verminderte Anlagefläche und folglich eine verschlechterte Befestigung der Plattenelemente,
Um die verminderte Anlagefläche zwischen Tragbalken und Plattenelement zu kompensieren,
wird die Kante an der Ausnehmung des Plattenelementes gewöhnlich mit einem durch
Punktschweißung am Plattenelement befestigten Blech versteift.
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Die Plattenelemente sind mit Dichtungen versehen, die den Fluß des
Mediums steuern und die Kanäle zwischen den Plattenelementen dichten. Auf jedem
Plattenelement sind eine durchgehende Dichtung, oder Feld- und Ringdichtungen in
besonderen Dichtungsnuten festgeleimt. Die Seite des Plattenelementes, die mit der
aufgeleimten Dichtung versehen ist, wird gewöhnlich als die Vorderseite des Plattenelementes
bezeichnet. Die Dichtung oder Dichtungen dichten gegen angrenzende Plattenelemente,
deren Rückseite als Dichtungsfläche ausgebildet ist. Um Dichtung zu bewirken, werden
die Dichtungen durch das Zusammenspannen der Plattenelemente zwischen zwei Stirnwänden
im Ständer zusammengedrückt. Das Material in den Dichtungen ist in der Regel ein
Elastomer. Elastomerdichtungen werden zwischen 20 und 408 zusammengedrückt, um einen
Dichtungsdruck für gute Abdichtung zu ergeben.Beim Zusammenspannen von Plattenelementen
zwecks Zusammendrückung der Dichtungen werden die Plattenelemente längs den Tragbalken
verschoben. Die Dichtungsdrücke sind hoch, wodurch auch die Kräfte, insbesondere
am Schluß des Zusammenziehens der Plattenelemente, groß werden. Diese auf das Plattenpaket
zwischen den Stirnwänden wirkenden Kräfte können den Anlaß zu relativ großen Seitenkräften
am einzelnen Plattenelement geben, wodurch bei mangelhafter Befestigung des Plattenelementes
an den Tragbalken die Plattenelemente in Beziehung zueinander zur Seite gleiten
können. Die Dichtungen der Plattenelemente und die Dichtungsflächen liegen dann
nicht mehr gegeneinander, und es entsteht Leckage.
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Die Dichtungsfläche der Plattenelemente wird gewöhnlich mit einem
Trennmittel, z.B. einem Silikonöl, bestrichen, um zu verhindern, daß die Dichtungen
am angrenzenden Plattenelement haftenbleiben, und somit sich lösen können, wenn
der Plattenwärmetauscher oder das Plattenfilter z.B. zwecks Reinigung geöffnet werden.
Das-Trennmittelfflauf den Dichtüngsflächen bewirkt eine beträchtliche Verminderung
der Reibung zwischen den Dichtungen und den Dichtungsflächen, d.h. zwischen den
Plattenelementen. Dies hat zur Folge, daß ein großer Teil der Seitenkraft nicht
von der Reibung zwischen den Plattenelementen, sondern nur von den Ausnehmungen
der Plattenelemente aufgenommen wird, in denen die Elemente von den Tragbalken geführt
und fixiert sind.
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Um zu verhindern, daß die Seitenkräfte einzelne Plattenelemente seitwärts
verschieben, wird die Anlagefläche der Ausnehmungen der Plattenelemente für die
Tragbalken mit Versteifungen verstärkt. Eine bessere Lösung ist, die Plattenelemente
untereinander mit Befestigungsvorrichtungen zu versehen, so daß die Plattenelemente
sich gegenseitig befestigen. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, daß die Platteelmente
mit erhöhten und versenkten Gliedern versehen werden, die in entsprechende Glieder
angrenzender Plattenelemente eingreifen. Der auf dem Plattenelement für die Anordnung
solcher Befestigungsglieder ohne Einwirkung auf die Arbeitsweise des Plattenelementes
vorhandene Platz ist jedoch sehr begrenzt. Um die Plattenelemente mittels Befestigungsgliedern
zufriedenstellend aneinander befestigen zu können, muß für diese Befestigungsglieder
eine besondere Oberfläche abgesetzt werden. Dies erfordert mehr Oberfläche und mehr
Material in den Plattenelementen. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung
der Plattenelemente untereinander, die keine besondere Oberfläche der Plattenelemente
verlangt. Gemäß der Erfindung werden die Dichtungsnuten in den Plattenelementen
in einer Zwischenebene angeordnet, so daß die Dichtungen seitlich gegen Abstandsglieder
angrenzender
Plattenelemente anliegen. Auf diese Weise wird Befestigung zwischen den Plattenelementen
mit einer sehr großen Anzahl Punkte auf den Plattenelementen und mit den Dichtungen
als Führungsleisten erhalten. Die früheren Dichtungsfunktionen der Dichtungen, Dichtungsnuten
und Dichtungsflächen bleiben unverändert bestehen.
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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung näher beschrieben, in der identische Einzelteile in den verschiedenen
Figuren dieselbe Bezugsnummer haben, und in der Fig. 1 ein Seitenschnitt der Plattenelemente
in einem Plattenpaket bekannten Musters vor Zusammendrücken der Dichtung in einem
Plattenwärmetauscher oder Plattenfilter ist, wo die Dichtungsnut in der unteren
Ebene des Plattenelementes liegt, Fig. 2 ein Schnitt von Fig. 1 ist, Fig. 3 ein
Seitenschnitt entsprechend Fig. 1, jedoch mit zusammengedrückter Dichtung, ist,
Fig. 4 ein Schnitt von Fig. 3 ist, Fig. 5 ein Seitenschnitt entsprechend Fig. 1,
mit einer Dichtungsnut gemäß der Erfindung, ist, Fig. 6 ein Schnitt von Fig. 5 ist,
Fig. 7 ein Seitenschnitt gem. Fig. 5, mit zusammengedrückter Dichtung, ist, und
Fig. 8 ein Schnitt von Fig. 7 ist.
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Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Ausführung gemäß dem schwedischen Patent
165 960 von Dichtungsnuten der Plattenelemente, von der Seite des Plattenpaketes
gesehen. Die Dichtung 1 ist in einer Nut auf der oberen Seite des Plattenelementes
festgeleimt. Diese Nut ist von distanzierenden Auspressungen, Abstandsgliedern 3,
umgeben, die eine Stütze für die auf dem Plattenelement 2 festgeleimte Dichtung
1 bilden. Fig. 2 zeigt Sähnitte -der Dich-' tung 1 in der Dichtungsnut. Die Dichtungsnut
ist so angeordnet, daß sie mit der unteren Ebene des Plattenelementes zusammenfällt.
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Die Dichtung dichtet gegen eine Dichtungsfläche auf dem angrenzenden
Plattenelement, die aus der ebenen Rückseite der Dichtungsnut besteht. Beim Zusammendrücken
der Dichtung 1 hat die Dichtung keine Unterstützung von den Abstands gliedern des
angrenzenden Plattenelementes.
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Fig. 3 zeigt Plattenelemente mit Dichtungen in zusammengespanntem
Zustand und mit zusammengedrückter Dichtung. Wenn die Plattenelemente sich in zusammengespanntem
Zustand befinden, hindern die Abstands glieder die Dichtung daran, aus ihrer für
Dichtung gegen die Plattenelemente vorgesehenen Lage herausgepreßt zu werden. Fig.
4 ist ein Schnitt von Fig. 3.
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Fig. 5 ist ein Seitenschnitt des aus Plattenelementen bestehenden
Plattenpaketes, wo die noch nicht zusammengedrückten Dichtungen gegen angrenzende
Plattenelemente anliegen.
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Verglichen mit der Ausführung gemäß Fig. 1 bis 4 ist die Lage der
Dichtungsnut in Fig. 5 in Beziehung zur unteren Ebene des Plattenelementes versetzt,
Hierdurch kommt bei eventueller Seitenbewegung der Plattenelemente die Dichtung
zur Anlage sowohl gegen die Abstands glieder in ihrer eigenen Dichtungsnut als auch
gegen Teile von Abstandsgliedern angrenzender Plattenelemente. Diese, über das ganze
Plattenelement längs der Dichtung verteilten Anlageflächen 4 wirken zusammen mit
der Dichtung als Befestigung der Plattenelemente untereinander, wenn sie zusammengespannt
werden.
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Fig. 6 ist ein Schnitt- von Fig. 5.
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Fig. 7 ist ein Seitenschnitt entsprechend Fig. 5, wo die Plattenelemente
völlig zusammengespannt sind, und die Dichtung für ihre Dichtungsfunktion zusammengedrückt
ist. Wie Fig. 8 zeigt, liegt die Dichtung in zusammengedrücktem Zustand völlig gegen
die Anlageflächen 4 auf den Abstands gliedern des angrenzenden Plattenelementes
an. Das Befestigungsvermögen nimmt somit mit wachsender Zusammendrückung der Dichtungen
zu, was ein großer
Vorteil ist, da die Kräfte im Plattenpaket während
des Zusammenspannens auch mit dem Zusammendrücken zunehmen.
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Die vorstehend beschriebene Befestigungsvorrichtung zwischen den Plattenelementen
hält die Plattenelemente in bestimmten Lagen, so daß die Plattenelemente nicht in
Beziehung zueinander verschoben werden und Leckage verursachen können. Die Dichtungsnut
soll vorzugsweise in einer Neutralebene der Plattenelemente, d.h. mitten zwischen
der unteren und der oberen Ebene der Plattenelemente, angeordnet werden, kann aber
natürlich auch im Rahmen des im beigefügten Patentanspruch definierten Erfindungsgedankens
eine andere Lage in Beziehung zur unteren Ebene erhalten.
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