DE8527568U1

DE8527568U1 - Doppelrohrwärmetauscher

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Publication number: DE8527568U1
Application number: DE8527568U
Authority: DE
Original assignee: Kieselmann 7134 Knittlingen De GmbH
Current assignee: Kieselmann 7134 Knittlingen De GmbH
Priority date: 1985-09-27
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1985-12-05

Description

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Beschreibung

Das Gebrauchsmuster befasst sich mit einem Doppelrohrwärmetauscher mit einem im Innenrohr eingebauten Mischelement für zähflüssige Medien, insbesondere für Fruchtmaischen·

Ein solcher Doppelrohrwärmetauscher ist aus der DE-OS 23 11 bekannt. Bei diesem bekannten Doppelrohrwärmetauscher sind untereinander gleichlange, gerade Innenrohre durch 180° -Rohrkrümmer mäanderförmig lösbar miteinander verbunden, und die geraden Innenrohre sind konzentrisch von Aussenrohren mit

Abstand umgeben, welche aufeinander folgend ebenfalls

mäanderförmig miteinander verbunden sind, und zwar aurch gerade Rohrleitungsabschnitte, welche auf Gehrung geschnitten mit den geraden Aussenrohrabschnitten verschweißt sind. Der bekannte Doppelrohrwärmetauscher ist zum Erwärmen oder zum

Kühlen von zähflüssigen, faserhaltigen Fließmitteln, insbes.

Fruchtmaischen, vorgesehen, welche durch das Innenrohr strömen, während durch den Zwischenraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr eine Heizflüssigkeit bzw. eine Kühlflüssigkeit strömt.

Zähflüssige Medien fliessen in Rohren verhältnismäßig langsam, wobei sich gewöhnlich eine schlichte Strömung ausbildet. Bei einer schlichten oder laminaren Strömung besteht ein denkbar schlechter Wärmeaustausch zwischen dem Zentrum der Strömung und dem Randbereich der Strömung an der Innenrohrwand, weil ein Stofftransport zwischen der Rohrwand und dem

Zentrum des Rohres .nicht stattfindet · Um den Wärmeaustausch zwischen dem Innenrohr und dem Aussenrohr des Doppelrohrwärmetauschers zu verbessern, ist es deshalb aus der DE-OS 23 11 563 bereits bekannt, im Innenrohr stellenweise Mischelemente vorzusehen, welche das im Zentrum des Innenrohrs strömende Medium nach aussen gegen die Rohrwand lenken und umgekehrt. Die durch ein solches Mischelement hervorgerufene Turbulenz verliert sich bei zähflüssigen Medien jedoch sehr rasch und in einigem Abstand hinter einem solchen Mischelement hat man bereits wieder eine unerwünschte laminare Strömung. Bei dem bekannten Doppelrohrwärmetauscher sind deshalb mehrere Mischelemente hintereinander vorgesehen, und zwar jeweils in der Nachbarschaft der Innenrohrkrümmer von denen aus sie sich in den geraden Abschnitt des Innenrohres hinein erstrecken. Die Innenrohrkrümmer sind mit den geraden Innenrohrabschnitten verschraubt und können zum Zwecke der Reinigung der Innenrohre und der Mischelemente entfernt werden.

Bei dem bekannten Doppelrohrwärmetauscher haben die Mischelemente die Gestalt eines schiefen Hohlkegelstumpfes,dessen Mantel zu einem zusammenhängenden Teil durchgehend entfernt ist und dessen Querschnittsfläche an der Basis ungefähr so groß ist wie die Querschnittsfläche des geraden Abschnittes des Innenrohres.

Der bekannte Doppelrohrwärmetauscher hat den Nachteil, daß er von den zähflüssigen Medien nur in stets ein und derselben Richtung durchströmt werden kann, nämlich in Richtung von der

Basis zur Spitze der kegelstumpfförmigen Mischelemente. Bei Umkehrung der Strömungsrichtung, beispielsweise beim Rückspülen des' Doppelrohrwärmetauscher, können sich faserige Bestandteile» welche in Medien wie zum Beispiel Fruchtmaischen enthalten sind, im Ringraum zwischen dem Mischelement und der umgebenden Innenrchrwand verfangen, dieser Ringraum ist ein Totraum,welcher ohne Ausbau der Mischelemente schwer zu reinigen ist, was bei Apparaturen

für die Lebensmitteltechnologie ein großer Nachteil ist. 10

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Doppelrohrwärmetauscher mit eingebautem Mischelement so zu verbessern, daß er leichter zu reinigen· und in beiden Richtungen von zähflüssigen, insbesondere faserige Bestandteile enthaltenden Medien durchströmt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Doppelrohrwärmetauscher mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weil als Mischelement erfindungsgemäß eine schwenkbare Klappe vorgesehen ist, kann der Doppelrohrwärmetauscher in beiden Richtungen durchströmt werden; die Klappe legt sich dabei durch das Einwirken der Strömung in ihre eine bzw. andere Endlage. Soweit das strömende Medium faserige Bestandteile

' enthält, können diese zwar zeitweise an der Klappe hängenbleiben„ durch Spülen in wechselnden Richtungen kann die Klappe jedoch wieder vollständig gesäubert werden, denn es gibt auf

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keiner Seite der Klappe Toträume, die von der Spülflüssigkeit nicht erreicht werden könnten. Vor allem durch das Hin- und I Herbewegen der Klappe bei wechselnden Spülrichtungen ;' gelingt es, faserige Bestandteile, welche sich an der { Klappe verfangen haben, praktisch vollständig zu von der 5 Klappe zu entfernen.

Die Klappe wird zweckmäßigerweise so angeordnet, daß ihre Schwenkachse rechtwinklig zur Lä'ngsmittel linie des

I 10 Innenrohrs verläuft, denn dann bietet sie der zu ver-

1 wirbelnden Strömung den größten Widerstand. Es ist jedoch

j auch möglich, sie so anzuordnen, daß die Schwenkachse

\ schräg oder mit veränderlicher Neigung zur Längsmittel-

' linie des Innenrohres verläuft; dadurch kann der

15 Strömung ein Drall vermittelt und gegebenenfalls der

I Strömungswiderstand nach Bedarf verändert werden.

;: Vorzugsweise sind die beiden Anschläge, welche die Endlagen

•\ der Klappe definieren, in der Weise symmetrisch angeordnet,

20 daß die Klappe in beiden Strömungsrichtungen die gleiche

Wirksamkeit entfaltet. Aus dem selben Grund ist es auch

! zweckmäßig, die Klappe als ebene Platte auszubilden.

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Die Schwenkachse der Klappe sollte am Rand der Klappe so angeordnet sein und nahe bei dem ihr benachbarten Bereich der Innenrohrwandung liegen, weil das für die Wirksamkeit und im Hinblick auf den Einbau der Klappe am günstigsten ist. Grundsätzlich könnte die Klappe in einem geraden Abschnitt des Innenrohres angeordnet sein, vorzugsweise ist sie jedoch in einem gebogenen Abschnitt des Innenrohres angeordnet, und zwar in der Weise, daß ihre Schwenkachse in der Nachbarschaft der Aussenseite des Innenrohrbogens liegt, wodurch eine stärkere Turbulenz erzeugt werden kann als bei Anordnung an anderer Stelle. Außerdem hat die Anordnung der Klappe im gebogenen Abschnitt des Innenrohres den Vorteil eines bequemeren Einbaus und eines leichteren Zugangs zur Klappe, da bei einem Ooppelrohrwärmetauscher, dessen Innenrohr maanderförmig angeordnet ist, üblicherweise nur die geraden Rohrabschnitte, nicht jedocft die gebogenen Abschnitte von dem jeweiligen Außenrohr umgeben sind.

Zweckmäßigerweise baut man die Klappe so in das Innenrohr ein, daß man sie zu Prüf- und Reinigungszwecken bequem ausbauen kann. Eine vorteilhafte Möglichkeit, um dieses zu erreichen, be steht darin, die Klappe schwenkbar in einem Stopfen zu lagern, welcher lösbar in einem seitlich am Innenrohr angebrachten Stutzen befestigt ist. Dieser Stopfen kann in dem

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Stutzen beispielsweise mittels einer Überwurfmutter fixiert und nach Lösen der Oberwurfmutter einfach herausgezogen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend beschrieben.

ΊΟ F i g.1 zeigt einen Abschnitt eines Innenrohres eines Doppelrohrwärrneaustauschers in dem durch die Längsmittellinie des Innenrohres gelegten Längsschnitt, und

F i g.2 zeigt den Querschnitt längs der Linie H-II gemäß 1S F i g. 1.

Die Zeichnungen zeigen einen viertelkreisförmig gebogenen Abschnitt eines Innenrohres 1, welches auf der Bogenaussenseite 2 (das ist die dem Krümmungsmittelpunkt abgewandte Seite des Rohres) einen Stutzen 3 mit einem Gewindeflansch 4 aufweist, in welchem sich in einer Ringnut ein Dichtring 5 befindet. In den Stutzen 3 ist ein Stopfen 6 eingefügt, welcher in seinem vorderen, zylindrischen Abschnitt 7 eine rechtwinklig zur Längsachse 17 des Stopfens verlaufende Bohrung 8 aufweist, welche durch eine V-förmige Ausnehmung 9 seitlich geöffnet ist, welche sich von der dem Rohrinnenraum zugewandten Endfläche 6a des Stopfens ausgehend bis zur Bohrung 8 erstreckt.

Eine Klappe 12 bestehend aus einer rechteckigen , ebenen Platte,

welche mit ihrem einen Rand an der Mantelfläche eines Rundstabes 13 angeschweisst ist, ist mit diesem Rundstab 13 in die Bohrung 8 des Stopfens 6 mit so wenig Spiel eingeschoben, daß die Klappe zwar leicht verschwenkbar ist, faserige Bestandteile eines im Innenrohr 1 strömenden Mediums praktisch jedoch nicht in den Spalt zwischen dem Rundstab 13 ufid der Wand der Bohrung 8 eindringen können. Die Bohrung 8 umschließt den Rundstab 13 über einen Umfangswinkel von mehr als 180°, sodaß die Klappe 12 aus der Bohrung 8 nur in Richtung der Längsachse des Rundstabes herausbewegt werden kann.

Der Rundstab 13 ist die körperliche Schwenkachse der Klappe Der Schwenkwinkel der Klappe 12 wird begrenzt durch die beiden ebenen Flächen 10 und 11, welche im Stopfen 6 die Ausnehmung

9 begrenzen und Anschläge für die Klappe 12 bilden. Diese Anschläge 10 und 11 liegen symmetrisch zu der Ebene H-II, welche das Innenrohr im rechten Winkel zur Längsmi*tel1inie 16 schneidet und die Längsachse des Rundstabes 13 enthält. Wird das Innenrohr 1 in Richtung des Pfeils 18 durchströmt, dann legt sich die Klappe 12 an den Anschlag 11 an, wird das Innenrohr 1 jedoch entgegengesetzt in Richtung des Pfeils 19 durchströmt, dann legt sich die Klappe 12 an den Anschlag

10 an; der Strömungswiderstand und die Einwirkung der Klappe 12 auf das strömende Medium sind in beiden Strömungsrichtungen die selben.

An den zylindrischen Abschnitt 7 des Stopfens schließt nach aussen hin ein konischer Abschnitt 20 an, welcher im Durchmesser größer ist als der zylindrische Abschnitt 7,

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wodurch eine Bundfläche 14 gebildet ist, mit welcher der Stopfen dem Dichtring 5 anliegt. Die konische Mantelfläche des Abschnitts 20 des Stutzens 6 findet Aufnahme in einer entsprechend konischen Ausnehmung im Gewindeflansch 4 des Stutzens 3. Die Fixierung des Stopfens 6 im Stutzen 3 geschieht mittels einer Überwurfmutter 15, welche auf den Gewindeflansch 4 aufgeschraubt wird.

Im gezeichneten Beispiel ist die Klappe 12 so angeordnet, daß die Schwenkachse, dargestellt durch den Rundstab 13, senkrecht zu der Ebene verläuft, welche die viertelkreisförmig gebogene Längsmittellinie 16 des Innenrohres enthält. Es ist aber auch möglich, durch Verdrehen des 5topfens 6 im Stutzen 3 die Orientierung der Schwenkachse und damit die Wirksamkeit und den Strömungswiderstand der Klappe zu verändern. Auf der Aussenseite des Stopfens 6 sieht man deshalb zweckmäßigerweise eine Markierung vor, aus welcher die Orientierung der Schwenkachse ersichtlich ist.

Claims

DR. RUDOLF ÖAUeW -DlTPL.-iN^. HELMUT HUBBUCH DIPL.-PHYS. ULRICH TWELMEIER WESTLICHE 29- 31 IAM LEOPOLOPLATZ) D-7530 PFORZHEIM iwest-germanyi «(0 72 311 1O22B0/7O TELEGRAMME PATMARK 24. Sept. 1985 Fa. Kieselmann GmbH "Dpppelrohrwärmetauseher" Ansprüche

1. Doppelrohrwärmetauscher mit einem im Innenrohr eingebauten Mischelement für zähflüssige Medien, insbesondere

für Fruchtitiaisciien,

dadurch gekennzeichnet, daß das Mischelement eine Klappe (12)

ist, welche um eine schräg oder rechtwinklig zur Längsmittel- \ linie (16) des Innenrohres (1) verlaufende Achse (13) zwischen zwei Anschlägen (10, 11) frei schwenkbar angeordnet ist.wobei die beiden Anschläge (10, 11) derart angeordnet sind, daß Ü die zum geringsten freien Strömungsquer schnitt im Innenrohr ) (1) gehörende Klappenstellung zwischen den beiden Endstel lungen der Klappe (12) liegt.

2. Doppelrohrwärmetauscher nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anschläge (10, 11) symmetrisch zu der das Innenrohr (1) schneidenden, die Schwenkachse (13) der Klappe (12) enthaltenden Ebene (1I-II) mit dem größtmöglichen Winkel zur Längsmittellinie (16) des Innenrohres (1) liegen.

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3. Doppelrohrwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (12) eine ebene

Platte ist.

4. Doppelrohrwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (13) ■·.·.« Rand der Klappe (12) angeordnet ist.

5. Doppelrohrwärmetauscher nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (13) der Klappe (12) nahe bei dem ihr benachbarten Bereich (2) der Innenrohrwandung liegt.

6. Doppelrohrwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (12) in einem gebogenen Abschnitt des Innenrohres (1) angeordnet ist.

7. Doppelrohrwärmetauscher nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (13) der

Klappe (12) in der Nachbarschaft der Außenseite (2) des Innenrohrbogens (1) angeordnet ist.

8. Doppelrohrwärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kiappe (12) schwenkbar in einem Stopfen (6) gelagert ist, welcher lusbar in einem seitlich am Innenrohr (1) angebrachten Stutzen (3) befestigt ist.

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