Wärmeaustauscher Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher
mit unter Belassung von ringsum laufenden Durchflußspalten konzentrisch ineinandergesteckten,
vorzugsweise kegelig gestalteten Austauscherelementen.Heat exchanger The invention relates to a heat exchanger
with concentrically nested, leaving flow gaps running all around,
preferably conical exchanger elements.
Es sind Wärmeaustauscher dieser Art bekannt, die sich aus zwei trommelartig
mit konischen Seitenwandungen versehenen und ineinandergesteckten Behältern aus
Blech zusammensetzen. Hierbei werden die. Behälter durch auf der Seitenwandung des
inneren Behälters eingeprägte Rillen im Abstand voneinander gehalten. Die Rillen
verlaufen spiralförmig und bilden entsprechend gestaltete Kanäle für das zwischen
den beiden Behältern strömende Wärmeaustauschmittel.There are heat exchangers of this type known, which consist of two drum-like
provided with conical side walls and nested containers
Assemble sheet metal. Here are the. Container through on the side wall of the
inner container embossed grooves held at a distance from each other. The grooves
run in a spiral and form appropriately designed channels for the between
heat exchange means flowing through the two tanks.
Demgegenüber besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß die
in Topfform ausgebildeten Elemente, deren einander umschließende, die Durchflußspalte
enthaltende Seitenwände oder Topfmäntel die eigentlichen Wärmeaustauschflächen bilden,
an ihren offenen Enden. nach auswärts gerichtete Flansche haben, die ebenso wie
die Topfböden mit Durchbrüchen und Dichtungen. für die Zu- und Abführung der strömenden
Mittel und für deren Verteilung auf die verschiedenen Erhitzerwege versehen sind.
Eine derartige Anordnung und Bauweise der Austauscherelemente mit ihren neuartig
ausgebildeten Flanschen und Böden ermöglichen ein einfaches Zusammenstecken und
Auseinanderbauen sowie ein leichtes Reinigen der topfförmigen Austauscherelemente
und eine günstige Flüssigkeitsverteilung für die strömenden Mittel. Vorteilhaft
gibt man den Böden und Flanschen eine größere Wandstärke als den sich gegenseitig
versteifenden und auch an sich formstarren Topfmänteln.
Die Erfindung-
wird im folgenden unter Hinweis auf ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel
beschrieben, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale ergeben werden. Es zeigt
Fig. i einen axialen Längsschnitt durch einen aus vier Topfmänteln aufgebauten Wärmeaustauscher,
Fig. 2 Draufsichten auf zwischen den Topfböden angeordnete Dichtungselemente, von
denen das unterste längs der Versteifung durchgeschnitten ist, Fig. 3 Draufsichten
der Einzelteile eines solchen Dichtungselementes mit teilweise abgebrochenem oberem
Flansch, Fig. 4 einen Axialschnitt durch eines der Dichtungselemente in größerem
Maßstab, Fig. 51 eine Draufsicht auf ein Flanschdichtungselement, Fig. 6 eine Draufsicht
auf die Blecheinfassung dieses Dichtungselementes.In contrast, the invention consists essentially in that the
formed in the shape of a pot elements, their enclosing, the flow gaps
containing side walls or pot shells form the actual heat exchange surfaces,
at their open ends. have outward flanges that as well as
the pot bottoms with openings and seals. for the supply and discharge of the flowing
Means and for their distribution to the various heating paths are provided.
Such an arrangement and construction of the exchanger elements with their novel
trained flanges and floors allow easy plugging together and
Disassembly and easy cleaning of the cup-shaped exchanger elements
and a favorable liquid distribution for the flowing means. Advantageous
if you give the floors and flanges a greater wall thickness than each other
stiffening and inherently rigid pot shells.
The invention-
is below with reference to an embodiment shown in the drawing
described, whereby further characteristic features will emerge. It shows
1 shows an axial longitudinal section through a heat exchanger made up of four pot shells,
2 top views of sealing elements arranged between the pot bottoms, from
which the lowest along the stiffener is cut through, Fig. 3 plan views
the individual parts of such a sealing element with partially broken off upper
Flange, Fig. 4 is an axial section through one of the sealing elements in a larger
Scale, FIG. 51 a plan view of a flange sealing element, FIG. 6 a plan view
on the sheet metal surround of this sealing element.
Der in Fig. i dargestellte Wärmeaüstauscher besteht aus vier gleichachsig
ineinandergeschobenen Topfelementen i bis 4. Die Seitenwände der inneren Töpfe i
bis 3; sind auf ihrer Außenseite mit schraubenförmigen Führungsrippen 5 für die
durchströmenden Meiden versehen, während der Topf außen einen glatten Mantel hat.
Die Rippen 5, welche zugleich als Abstandhalter zwischen den Topfmänteln dienen,
bestehen mit den Topfmänteln aus einem Stück und sind daher bei Gußtöpfen angegossen,
bei Blechtöpfen als Sicken ausgebildet. Vier Töpfe sind an ihrem offenen, in Fig.
i unteren Ende mit Flanschen 6 bis 9 versehen, die unter Zwischenschaltung eines
Druckringes io mittels Spannknaggen r i gegeneinander sowie gegen ein Traggestell
i12 gezogen werden. Die Topfböden 13 bis 16 werden unter Zwischenschaltung einer
Druckplatte 17 mittels einer Spannmutter 18, die auf das Ende eines axial angeordneten
Zugankers i9_ geschraubt ist, gegen eine zweite Druckscheibe 2o gezogen, die auf
einem Bund 21 des Zugankers abgestützt ist. Das untere Ende des Zugankers ist mittels
einer zweiten Spannmutter 22 an dem Traggestell 12 befestigt. Während der Boden
13 des innersten Topfes i geschlossen ist, sind die Topfböden. 14, r5; und 16 mit
vorzugsweise kreisrunden Ausschnitten 23 für den Durchtritt der im Wärmeaustausch
stehenden Medien 'versehen. Die Topfflansche 6 bis 9 und .die Topfböden, 1:3; bis
16 erhalten zweckmäßig eine etwas größere Wandstärke als die durch die Rippen 5t
versteiften Topfmäntel. i bis -4. Dichtungselemente 24, 2(5 und 26, welche zwischen.
die Topfböden eingespannt sind, dichten die Strömungswege der beiden Medien gegeneinander
ab. Jedes dieser Dichtungselemente hat, wie Fig. 2, 3@ und ¢ zeigen, eine Versteifungsplatte
27,_ die bei der vorzugsweisen Verwendung in Molkereien zweckmäßig aus nichtrostendem
Stahl besteht und mit einem Ausschnitt 28 für den Zuganker 19 sowie mit einem weiteren
Ausschnitt 29 für den Durchtritt eines Mediums versehen ist. Der Durchlaß 29 wird
von einem kreisförmigen Dichtungsring 3(o, der äußere Umfang der Versteifungsplatte
27 von einem ungefähr ovalen größeren Dichtungsring 31 eingefaßt. Beide Dichtungsringe
3o und 31I{ sind auf ihrer der Versteifungsplatte 27 zugekehrten Seite mit einer
Nut 32 versehen, deren Ränder die Versteifungsplatte schwalbenschwanzartig umgreifen,
so daß die Dichtungsringe von der Platte formstarr festgehalten werden. Auf ihrer
von der Versteifungsplatte abgekehrten Seite sind die Dichtungsringe mit Dichtungslippen
30, versehen (Fig. 4r), die bei nicht gepreßten Dichtungen, etwas über deren Oberflächen:
hinausragen und, sich daher beim Festspannen der Topfböden fest gegen diese anlegen
und durch den Druck des abzudichtenden Mediums selbsttätig verstärkt gegen. die
Dichtflächen angepreßt werden. Zwischen die Topfflansche 6 bis 9 sind .ebenfalls
Dichtungselemente 34; eingespannt, von denen eines in Fig. 5: in kleinerem Maßstäb
dargestellt ist. Jedes dieser Dichtungselemente besteht aus einer der Flanschform
angepaßten Versteifungsplatte 315, die mit einem kleinen Kreisausschnitt 36 und:
mit einem großen ovalen Ausschnitti 3,7 versehen ist, von denen der letztere den
Topfmantel 1, 2 oder 3; umfaßt (Fig. 6). Der kleine Ausschnitt 36 nimmt eine Kreisringdichtung
38, der große Ausschnitt 37 einen ovalere Dichtungsring 39 auf, die in gleicher
Weise ausgebildet, d. h. mit einer Nut und Dichtlippen versehen, und in der gleichen
Weise mit der Versteifungsglatte 35, verbunden sind, wie dies im Zusammenhang mit
den Bodendichtungen 24 bis 26 beschrieben wurde.The heat exchanger shown in Fig. I consists of four equiaxed
nested pot elements i to 4. The side walls of the inner pots i
to 3; are on their outside with helical guide ribs 5 for the
provided by flowing media, while the outside of the pot has a smooth jacket.
The ribs 5, which also serve as spacers between the pot shells,
consist of one piece with the pot shells and are therefore cast on in casting pots,
formed as beads in sheet metal pots. Four pots are at their open, in Fig.
i the lower end is provided with flanges 6 to 9 which, with the interposition of a
Pressure ring io by means of clamping lugs r i against each other and against a support frame
i12 can be pulled. The pot bottoms 13 to 16 are with the interposition of a
Pressure plate 17 by means of a clamping nut 18, which is arranged on the end of an axially
Tie rod i9_ is screwed against a second thrust washer 2o, which is on
a collar 21 of the tie rod is supported. The lower end of the tie rod is by means of
a second clamping nut 22 is attached to the support frame 12. While the ground
13 of the innermost pot i is closed, the pot bottoms are. 14, r5; and 16 with
preferably circular cutouts 23 for the passage of the heat exchange
standing media '. The pot flanges 6 to 9 and .the pot bottoms, 1: 3; until
16 appropriately have a slightly greater wall thickness than that provided by the ribs 5t
stiffened pot shells. i to -4. Sealing elements 24, 2 (5 and 26, which between.
the pot bottoms are clamped, seal the flow paths of the two media against each other
away. Each of these sealing elements has, as shown in FIGS. 2, 3 @ and ¢, a stiffening plate
27, _ which, when preferably used in dairies, is made of stainless steel
There is steel and with a cutout 28 for the tie rod 19 and with another
Cutout 29 is provided for the passage of a medium. The passage 29 is
by a circular sealing ring 3 (o, the outer circumference of the stiffening plate
27 surrounded by an approximately oval larger sealing ring 31. Both sealing rings
3o and 31I {are on their side facing the stiffening plate 27 with a
Groove 32 is provided, the edges of which encompass the stiffening plate like a dovetail,
so that the sealing rings are held rigidly by the plate. On your
The side facing away from the stiffening plate are the sealing rings with sealing lips
30, provided (Fig. 4r), which in the case of non-pressed seals, slightly above their surfaces:
protrude and, therefore, when clamping the pot bases firmly against them
and automatically reinforced against by the pressure of the medium to be sealed. the
Sealing surfaces are pressed. Between the pot flanges 6 to 9 there are also
Sealing elements 34; clamped, of which one in Fig. 5: on a smaller scale
is shown. Each of these sealing elements consists of one of the flange shape
adapted stiffening plate 315, which with a small circular cutout 36 and:
is provided with a large oval cutout 3.7, the latter of which denotes the
Pot jacket 1, 2 or 3; includes (Fig. 6). The small cutout 36 takes an annular seal
38, the large cutout 37 has a more oval sealing ring 39, which in the same
Wise trained, d. H. provided with a groove and sealing lips, and in the same
Way with the stiffening slat 35, are connected, as in connection with
the bottom seals 24 to 26 has been described.
Die Dichtungselemente sind so gegeneinander versetzt angeordnet (s.
insbesondere Fig, i und 2), daß das durch den oberen Einlaßstutzen 4o. eintretende
Medium, z. B. Dampf, durch. die Dichtungsringe 30 der beiden Dichtungselemente
24, und 26 verhindert wird, in die Durchflußspalte zwischen, den Töpfen 31 und 4
bzw. i und 2 einzutreten. Das Medium wird vielmehr gezwungen, den Spalt zwischen
den Töpfen 2 und 31 zu durchströmen, worauf der große Dichtungsring 39 des zvischen
den Topfflanschen. ? und 8 angeordneten Dichtungselementes den Dampf zwingt, durch
den unteren Auslaßstutzen 41 abzuströmen. Umgekehrt wird das durch den unteren Einlaßstutzen
42 eintretende andere Medium, z. B. Milch, durch den kleinen Dichtungsring 38 des
zwischen den Topfflanschen 7 und 8 angeordneten Dichtungselementes 34 verhindert,
in, den Durchflußraum zwischen den Töpfen 2 und 3 zu gelangen. Es wird vielmehr
durch die großen Dichtungsringe 39 der zwischen den Flanschen B. und 9 bzw. 6 und
7 angeordneten Dichtungselemen e gezwungen, zwischen, den Töpfen i und 2 sowie 3,
und 4 durchzuströmen, wobei das Medium durch die Topfwände 2 und 3; die Wärme des
zwischen diesen Wänden strömenden Mediums Dampf aufnimmt. Am oberen Ende des Wärmeaustauschers
wird das Medium Milch dann durch die Außendichtungsringe 3;1 der Dichtungselemente
24. und 26 gezwungen, durch den Auslaßstutzen 43 abzufließen. Der Wärmeaustauscher
kann nach Lösen der Knaggen i i und der oberen Spannmutter iß, leicht auseinandergenommen
werden, indem man die Töpfe i bis 4. voneinander abzieht. Die Dichtungselemente
24, 25, 26 und 3;q,
bilden dabei leicht zu handhabende Einbauteile,
weil die Dichtungsringe durch die Versteifungsplatten formstarr festgehalten werden.
Auch können die einfachen Dichtungsringe 39, 3.1, 3'8 und 39 leicht ersetzt werden,
wenn sie nach längerem Gebrauch schadhaft werden sollten.The sealing elements are so offset from one another (see in particular FIGS. 1 and 2) that the through the upper inlet port 4o. incoming medium, e.g. B. Steam, through. the sealing rings 30 of the two sealing elements 24, and 26 is prevented from entering the flow gaps between the pots 31 and 4 or i and 2. Rather, the medium is forced to flow through the gap between the pots 2 and 31, whereupon the large sealing ring 39 of the between the pot flanges. ? and 8 arranged sealing element forces the steam to flow out through the lower outlet port 41. Conversely, the other medium entering through the lower inlet port 42, e.g. B. milk, prevented by the small sealing ring 38 of the sealing element 34 arranged between the pot flanges 7 and 8 from reaching the flow space between the pots 2 and 3. Rather, it is forced by the large sealing rings 39 of the sealing elements e arranged between the flanges B. and 9 or 6 and 7 to flow through between the pots i and 2 as well as 3 and 4, the medium through the pot walls 2 and 3; the heat of the medium flowing between these walls absorbs steam. At the upper end of the heat exchanger, the medium milk is then forced by the outer sealing rings 3; 1 of the sealing elements 24 and 26 to flow out through the outlet connection 43. The heat exchanger can be easily disassembled after loosening the lugs ii and the upper clamping nut by pulling the pots i to 4 from each other. The sealing elements 24, 25, 26 and 3; q, form built-in parts that are easy to handle because the sealing rings are rigidly held in place by the stiffening plates. The simple sealing rings 39, 3.1, 3'8 and 39 can also be easily replaced if they should become damaged after a long period of use.