SE464371B

SE464371B - PLATE HEAT EXCHANGER SUPPLIED WITH CONNECTING PLATE AND BODY PIPE

Info

Publication number: SE464371B
Application number: SE8902704A
Authority: SE
Inventors: A Karlsson
Original assignee: Alfa Laval Food Eng Ab
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1991-04-15
Also published as: SE8902704D0; SE8902704L; AU6154890A; WO1991002206A1

Description

»15 20 25 30 ÅS 464 371 2 har hitintills icke varit praktiskt möjligt och problem har uppkommit vid införandet av röret beroende dels på svårigheten att få öppningarna i anslutningsplattorna att befinna sig exakt i linje med öppningarna i änd- plattorna och dels på svårigheten att uppnå fullgod tätning vid anslut- ningsplattorna, eftersom fördelningshålen ofta har skadat packnings- materialet. Ändamålet med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma en platt- värmeväxlare med åtminstone en anslutningsplatta och åtminstone ett lös- tagbart rör; som bildar en inloppspassage och som enkelt kan uttagas ur och åter införas i plattvärmeväxlaren utan de ovan beskrivna nackdelarna. »15 20 25 30 ÅS 464 371 2 has so far not been practically possible and problems have arisen in the insertion of the pipe due partly to the difficulty of making the openings in the connection plates be exactly in line with the openings in the end plates and partly to the difficulty of achieving adequate seal at the connection plates, as the distribution holes have often damaged the gasket material. The object of the present invention is thus to provide a plate heat exchanger with at least one connection plate and at least one detachable pipe; which forms an inlet passage and which can be easily removed and re-introduced into the plate heat exchanger without the disadvantages described above.

Detta ändamål uppnås med en plattvärmeväxlare av inledningsvis beskrivet slag, som huvudsakligen kännetecknas av att anslutningsplattan har ett inloppsorgan innefattande åtminstone en tätningsring anordnad runt anslutningsplattans genomgående öppning och två klämbackar belägna på vardera sidan om tätningsringen; vilka är anordnade att bringa tätninga- ringen från ett första läge radiellt utanför öppningens begränsningskant till ett andra läge där tätningsringen åtminstone delvis befinner sig radiellt innanför öppningens begränsningskant och tätande anligger mot nämnda rör, varvid klämbackarna tillsammans med tätningsringen är för- skjutbara i förhållande till anslutningsplattan vinkelrätt mot röret i och för möjliggörande av centrering av anslutningsplattans öppning _ relativt röret.This object is achieved with a plate heat exchanger of the type described in the introduction, which is mainly characterized in that the connection plate has an inlet means comprising at least one sealing ring arranged around the through opening of the connection plate and two clamping jaws located on each side of the sealing ring; which are arranged to bring the sealing ring from a first position radially outside the boundary edge of the opening to a second position where the sealing ring is at least partially radially inside the boundary edge of the opening and sealing abuts against said pipe, the clamping jaws together with the sealing ring being displaceable relative to the connecting plate perpendicular to the tube in order to enable centering of the opening of the connection plate - relative to the tube.

Genom föreliggande uppfinning blir öppningarna genom plattorna helt fria och det är således möjligt att föra in röret i värmeväxlaren utan att det kommer i kontakt med själva tätningsringen. Tätningsringen kan därefter pressas samman till anliggning mot röret. Någon risk för att fördelnings~ hålen skulle kunna skada tätníngsringen föreligger följaktligen icke.By means of the present invention, the openings through the plates become completely free and it is thus possible to insert the tube into the heat exchanger without it coming into contact with the sealing ring itself. The sealing ring can then be pressed together to abut against the pipe. Consequently, there is no risk that the distribution holes could damage the sealing ring.

I och för sig kan tätningsringen ta upp en del av den avvikelse från öppningarnas gemensamma linje; som kan förekomma, men i en föredragen utföringsform bildas öppningen genom anslutningsplattan av klämbackar för hoppressning av tätningsringen; och genom att klämbackarna tillsammans med tätningsringen anordnas radiellt förskjutbara uppnås en själv- centrering av öppningen. ä; 10 15 20 25 30 35 s 464 371.As such, the sealing ring can absorb some of the deviation from the common line of the openings; which may occur, but in a preferred embodiment the opening is formed through the connection plate by clamping jaws for compressing the sealing ring; and by arranging the clamping jaws together with the sealing ring radially displaceable, a self-centering of the opening is achieved. ä; 10 15 20 25 30 35 s 464 371.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritningar där fig 1 visar ett schematiskt tvärsnitt genom ett övre parti hos en platt- värmeväxlare med ett inioppsorgan enligt uppfinningen, fig 2a visar ett tvärsnitt genom ett inloppsorgan enligt fig 1, i ett första läge, och fig 2b visar ett tvärsnitt genom ett inloppsorgan enligt fig 1, i ett andra läge.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a schematic cross-section through an upper part of a plate heat exchanger with an inlet member according to the invention, Fig. 2a shows a cross-section through an inlet member according to Fig. 1, in a first position, and Fig. 2b shows a cross section through an inlet member according to Fig. 1, in a second position.

Den i figur 1 visade övre delen av en plattvärmeväxlare är avsedd att användas såsom en indunstare och innefattar två ändplattor l och 2, dvs en stativplatta resp. en tryckplatta. Inspända mellan dessa ändplattor förefinnes ett flertal värmeväxlarplattor 3, vilka är fördelade i en första avdelning A och en andra avdelning B. Mellan dessa två avdelningar förefinns en anslutningsplatta 4. Ytterligare anslutningsplattor kan användas för uppdelning av värmeväxlaren i fler avdelningar. Plattorna uppvisar öppningar belägna väsentligen i linje med varandra och avsedda för åtminstone inlopp och utlopp (ej visat) genom plattvärmeväxlaren.The upper part of a plate heat exchanger shown in Figure 1 is intended to be used as an evaporator and comprises two end plates 1 and 2, i.e. a frame plate resp. a pressure plate. Clamped between these end plates are a plurality of heat exchanger plates 3, which are distributed in a first compartment A and a second compartment B. Between these two compartments there is a connection plate 4. Additional connection plates can be used for dividing the heat exchanger into several compartments. The plates have openings located substantially in line with each other and intended for at least inlets and outlets (not shown) through the plate heat exchanger.

Den visade indunstaren innefattar dessutom löstagbara rör 5 och 6 utsträckta genom nämnda öppningar, varvid det ena röret 5 bildar en inloppspassage 7 för en värmeväxlarvätska eller närmare bestämt en produkt avsedd att indunstas och det andra röret 6 bildar en inlopps- passage 8 för ett rengöringsmedel. Båda rören 5 och 6 uppvisar fördel- ningshål 9 resp. 10 genom rörväggen ll och 12. Naturligtvis kan dessa hål förses med speciella munstycken som gängas fast eller på annat sätt fästes i rören. Fördelningshålen 9 och 10 kommunicerar med vartannat mellanrum 13 mellan värmeväxlarplattorna. De övriga mellanrummen 14 är avsedda för ett värmande medium, såsom exempelvis ånga. Vare sig inloppet eller utloppet för det värmande mediet visas på ritningen. Lämpligtvis är värmeväxlarplattorna 3 parvis svetsade för att mellan sig bilda platt- mellanrummen 14 medan plattmellanrummen 13 mellan två plattpar avtätas lO 15 20 25' 30 35 464 371 4 med konventionella gummipackningar 15. Dessutom är plattvärmeväxlaren lämpligtvis försedd med ett undre rör 6 med uppåt riktade fördelningshål 10 och två övre rör 5 med nedåt riktade fördelningshål 9.The evaporator shown further comprises detachable pipes 5 and 6 extending through said openings, one pipe 5 forming an inlet passage 7 for a heat exchanger liquid or more particularly a product intended to be evaporated and the other pipe 6 forming an inlet passage 8 for a cleaning agent. Both pipes 5 and 6 have distribution holes 9 and 9, respectively. 10 through the pipe wall 11 and 12. Of course, these holes can be provided with special nozzles which are threaded or otherwise attached to the pipes. The distribution holes 9 and 10 communicate at every other space 13 between the heat exchanger plates. The other spaces 14 are intended for a heating medium, such as for example steam. Neither the inlet nor the outlet of the heating medium is shown in the drawing. Suitably the heat exchanger plates 3 are welded in pairs to form the plate gaps 14 while the plate gaps 13 between two pairs of plates are sealed with conventional rubber gaskets 15. In addition, the plate heat exchanger is suitably provided with a lower tube 6 with upwardly directed distribution holes 10 and two upper tubes 5 with downwardly directed distribution holes 9.

Röret 5 uppvisar ett första inlopp 16 beläget vid den ena ändplattan och ett andra inlopp 17 beläget vid anslutningsplattan 4. Dessutom uppvisar röret 5 en anslutningshylsa 18 för uppdelning av inloppspassagen i två delar 7A och 7B samt ett ändstycke 19. Röret 6 är utfört på likartat sätt men i stället för ett första inlopp visas en styrhylsa 20 som används vid införandet av röret i värmeväxlaren. Värmeväxlarvätskan kan således införas genom det första inloppet 16 till inloppspassagen 7A och via för- delningshålen 9 till den första avdelningen A, varvid värmeväxlarvätskan koncentreras. Detta koncentrat överförs till den andra avdelningen B via inloppet 17, inloppspassagen 73 och fördelningshålen 9.The pipe 5 has a first inlet 16 located at one end plate and a second inlet 17 located at the connection plate 4. In addition, the pipe 5 has a connection sleeve 18 for dividing the inlet passage into two parts 7A and 7B and an end piece 19. The pipe 6 is made similarly but instead of a first inlet, a guide sleeve 20 is shown which is used in the insertion of the pipe into the heat exchanger. The heat exchanger liquid can thus be introduced through the first inlet 16 to the inlet passage 7A and via the distribution holes 9 to the first compartment A, whereby the heat exchanger liquid is concentrated. This concentrate is transferred to the second compartment B via the inlet 17, the inlet passage 73 and the distribution holes 9.

Rören 5 och 6 sträcker sig igenom båda ändplattorna 1 och 2, men natur- ligtvis kan rören avslutas i eller intill den ena ändplattan, vilken följaktligen icke behöver uppvisa någon genomgående öppning.The tubes 5 and 6 extend through both end plates 1 and 2, but of course the tubes can be terminated in or next to one end plate, which consequently does not have to have a continuous opening.

Anslutningsplattan 4 innefattar ett inloppsorgan 21 för varje rör 5 och 6, vilket beskrivs närmare med hänvisning till fig 2. Inloppsorganet 21 är fast monterat till anslutningsplattan och utgör således en del därav.The connection plate 4 comprises an inlet member 21 for each pipe 5 and 6, which is described in more detail with reference to Fig. 2. The inlet member 21 is fixedly mounted to the connection plate and thus forms a part thereof.

Det i figurerna 2A och 2B visade inloppsorganet 21 innefattar ett tätningshus 22, genom vilket en kanal sträcker sig till inloppet 17 i röret 5 som är beläget intill anslutningshylsan 18. En tätningsring 24 förefinns på vardera sidan om inloppet 17. Tätningsringen 24 påverkas av en anordning som bringar tätningsringen 24 från ett första läge (fig 2A) radiellt utanför öppningens begränsningskant hos anslutningsplattan 4 till ett andra läge (fig 2B), i vilket tätningsringen 24 åtminstone delvis befinner sig radiellt innanför öppningens begränsningskant.The inlet member 21 shown in Figures 2A and 2B comprises a sealing housing 22, through which a channel extends to the inlet 17 of the pipe 5 which is located next to the connecting sleeve 18. A sealing ring 24 is present on each side of the inlet 17. The sealing ring 24 is actuated by a device which brings the sealing ring 24 from a first position (Fig. 2A) radially outside the boundary edge of the opening of the connecting plate 4 to a second position (Fig. 2B), in which the sealing ring 24 is at least partially radially inside the boundary edge of the opening.

Anordningen består av två mot varandra riktade klämbackar 25 som är belägna på vardera sidan om tätningsringen 24 och en axiellt förskjutbar kolv 23 som verkar mot nämnda klämbackar 25. Klämbackarna 25 uppvisar 10 15 20 25 30 35 s 464 371 stödytor axiellt om och lämpligtvis även radiellt utanför tätningsringen 24. Klämbackarna 25 skulle i och för sig kunna vara integrerade med dels kolven 23 och dels tätningshuset 22, men såsom framgår nedan utgör de separata klämbackarna 25 en föredragen utföringsform. En första packning 27A är anordnad mellan den ena klämbacken 25 och kolven 23 och en andra packning 27B är anordnad mellan den andra klämbacken 25 och tätningshuset 22. Dessutom finns en täckplatta 26 belägen utanför kolven 23 och mellan dessa delar respektive tätningshuset 22 förefinns ytterligare ett antal packningar 27.The device consists of two clamping jaws 25 facing each other which are located on each side of the sealing ring 24 and an axially displaceable piston 23 which acts against said clamping jaws 25. The clamping jaws 25 have support surfaces axially about and preferably also radially outside the sealing ring 24. The clamping jaws 25 could in themselves be integrated with partly the piston 23 and partly the sealing housing 22, but as can be seen below, the separate clamping jaws 25 constitute a preferred embodiment. A first gasket 27A is arranged between one clamping jaw 25 and the piston 23 and a second gasket 27B is arranged between the second clamping jaw 25 and the sealing housing 22. In addition there is a cover plate 26 located outside the piston 23 and between these parts and the sealing housing 22 there are a further number gaskets 27.

Kolven 23 är axiellt förskjutbar in i ett utrymme 28 i tätningshuset 22 för hoppressning av klämbackarna 25. Kolven 23 kan härvid förskjutas med hjälp av hydraulik, härvid finns ett utrymme 29 som via en kanal 30 är anslutet till ett hydraulinlopp 31. Vid trycksättning av utrymmet 29 förskjuts således kolven 23 mot klämbackarna 25. Naturligtvis kan man även tänka sig en fjäderförspänd kolv med fjädern placerad i utrymmet 30 och där exempelvis hydraulik kan utnyttjas för att pressa ut kolven vid montering av röret. Istället för hydraulik kan naturligtvis andra metoder användas för fastklämning av packningen, exempelvis elektromagnetiska eller mekaniska. Vid mekanisk fastklämning skulle täckplattan och kolven kunna vara gängade in i tätningshuset.The piston 23 is axially displaceable into a space 28 in the sealing housing 22 for compressing the clamping jaws 25. The piston 23 can in this case be displaced by means of hydraulics, in this case there is a space 29 which is connected via a channel 30 to a hydraulic inlet 31. When pressurizing the space 29, the piston 23 is thus displaced towards the clamping jaws 25. Of course, a spring-biased piston with the spring placed in the space 30 and where, for example, hydraulics can be used to push out the piston when mounting the pipe is also conceivable. Instead of hydraulics, of course, other methods can be used for clamping the gasket, for example electromagnetic or mechanical. In case of mechanical clamping, the cover plate and the piston could be threaded into the sealing housing.

Vidare finns ett utrymme 32 mellan kolven 23 och klämbackarna 25, varvid _ en radiell förskjutning av klämbackarna och tätningsringen medges. Genom detta arrangemang är det möjligt att uppnå en självcentrering av öppningen i anslutningsplattan 4. Klämbackarna är företrädesvis ring- formade och uppvisar en öppning vars begränsningskant 33 är obetydligt större än rörets 5 diameter, varvid en synnerligen god tätning kan erhållas, eftersom tätningsringen 24 stöds axiellt väsentligen fram till röret 5. Dessutom minskar den kraft som erfordras för att pressa ihop tätningsringen 24 från sitt läge radiellt utanför öppningens begräns- ningskant 33 till tätande anliggning mot röret 5, jämfört med en hoppressning av en tätningsring avsedd för radiellt fixerade klämbackar.Furthermore, there is a space 32 between the piston 23 and the clamping jaws 25, whereby a radial displacement of the clamping jaws and the sealing ring is allowed. By this arrangement it is possible to achieve a self-centering of the opening in the connecting plate 4. The clamping jaws are preferably annular and have an opening whose limiting edge 33 is slightly larger than the diameter of the tube 5, whereby a particularly good seal can be obtained, since the sealing ring 24 is axially supported substantially up to the pipe 5. In addition, the force required to compress the sealing ring 24 decreases from its position radially outside the boundary edge 33 of the opening to a sealing abutment against the pipe 5, compared with a compression of a sealing ring intended for radially fixed clamping jaws.

För att ytterligare underlätta rörets införande genom klämbackarnas öppningar, vilka för övrigt bildar anslutningsplattans öppning, förses röret 5 med en styrhylsa 20, av det slag som visas i samband med röret 6. 10 15 464 371 e Vid montering eller demontering av röret 5, befinner sig tätningsringen ' 24 i ett första läge radiellt utanför öppningens begränsningskant 33, såsom framgår av figur 2A, och skyddas härvid från att komma i kontakt med röret 5 eller dess fördelningshål 9. Efter montering pressas kolven 23 med hjälp av hydraulik eller på annat sätt mot klämbackarna 25, varvid tätningsringen 24 pressas ihop, såsom framgår av fig ZB, till radiell anliggning mot röret 5, dvs. tätningsringen kommer i ett andra läge åtminstone delvis att befinna sig radiellt innanför öppningens begränsningskant 33. Samtidigt med tätningsringens 24 hoppressning pressas även packningarna 27A och 27B till tätande anliggning mot klämbackarna 25.In order to further facilitate the insertion of the pipe through the openings of the clamping jaws, which otherwise form the opening of the connection plate, the pipe 5 is provided with a guide sleeve 20, of the type shown in connection with the pipe 6. When mounting or dismounting the pipe 5, in a first position radially outside the boundary edge 33 of the opening, as shown in Figure 2A, and is thereby protected from coming into contact with the pipe 5 or its distribution holes 9. After mounting, the piston 23 is pressed by means of hydraulics or otherwise against the clamping jaws 25, whereby the sealing ring 24 is pressed together, as can be seen from Fig. ZB, into a radial abutment against the pipe 5, i.e. in a second position the sealing ring will at least partially be located radially inside the boundary edge 33 of the opening. Simultaneously with the compression of the sealing ring 24, the gaskets 27A and 27B are also pressed into sealing abutment against the clamping jaws 25.

Naturligtvis är andra utföringsformer inom ramen för föreliggande uppfinning tänkbara, exempelvis kan tätningsringen vidgas radiellt från ett första tätande läge till ett andra fritt läge. Tätningsringen kan även vara delad så att den kan föras isär eller ihop beroende på om utgångsläget är tätande eller fritt;Of course, other embodiments within the scope of the present invention are conceivable, for example the sealing ring can be extended radially from a first sealing position to a second free position. The sealing ring can also be divided so that it can be moved apart or together depending on whether the initial position is sealing or free;

Claims

10 115 20 25 30 464 371, Patent claim

Plate heat exchanger, in particular evaporator, comprising two end plates (1, 2) and clamped between them a plurality of heat exchanger plates (3) and at least one connection plate (4) for dividing the heat exchanger into at least two mutually sealed compartments (A , B), said plates having openings located substantially in line with each other, through which openings a detachable pipe (5) extends and forming at least one inlet passage (7) for a heat exchanger liquid, said pipe (5) having at least one inlet ( 17) at the connection plate (4) and via distribution holes (9, 10) through the pipe wall (11, 12) communicates at every other space (13) between the heat exchanger plates (3) in at least one of said compartments, characterized in that the connection plate (4) has an inlet means (21) comprising at least one sealing ring (24) arranged around the through opening of the connecting plate and two clamping jaws (25) located on each side of the sealing ring (24). ), which are arranged to bring the sealing ring (24) from a first position radially outside the boundary edge of the opening to a second position where the sealing ring (24) is at least partially radially inside the boundary edge of the opening and sealingly abuts against said pipe (5), the clamping jaws (25 ) together with the sealing ring (24) are displaceable in relation to the connecting plate (4) perpendicular to the pipe (5) in order to enable centering of the opening of the connecting plate relative to the pipe (5).

Plate heat exchanger according to claim 1, characterized in that the clamping jaws (25) are arranged to axially compress the sealing ring (24) to a radial abutment against said pipe (5).

Plate heat exchanger according to claim 2, characterized in that the inlet means (21) has a piston (23) which is axially displaceable towards said clamping jaws (25). 10 '15 20 46-4 571 8

Plate heat exchanger according to claim 3; characterized in that said clamping jaws (25) are radially displaceable relative to the piston (23).

Plate heat exchanger according to claim 4, characterized in that a gasket (27A, 27B) is located axially on at least one side of said clamping jaws (25).

Plate heat exchanger according to any one of claims 1-5; characterized in that said clamping jaws (25) are annular with an inner limiting edge (33) § which forms the opening of the connecting plate (4).

Plate heat exchanger according to any one of claims 3-6; Note that the piston (23) is fitted with gaskets (27) and is displaceable by means of hydraulics. 2

Plate heat exchanger according to any one of claims 1-7; characterized in that the inlet means (21) have a sealing ring (24) and clamping jaws (25) of said kind axially on each side of the inlet (17) of the pipe.