SE518971C2 - Foderanordning för en plattvärmeväxlare, plattvärmeväxlare och förfarande för tillverkning av en dylik - Google Patents

Description

»rann 10 15 20 25 30 35 513 9 7 1šïï* - - Ilšf den ovan beskrivna konventionella tekniken. Den andra utfö- ringsformen avser ett tvädelat foder med en första del och en andra del. Den första delen är tillverkad av en metall- plåt och har ett väsentligen cylindriskt rörparti och ett flänsparti som sträcker sig utåt från rörpartiet. Den andra delen är också tillverkad av en nætallplåt och har ett vå- sentligen cylindriskt rörparti och ett flänsparti som sträcker sig utåt frán rörpartiet. Rörpartierna är införda porthålet så att det bildas ett område där nämnda rörpartier överlappar varandra. Rörpartierna är förbundna med varandra genom svetsning men det framgår inte hur svetsfogen sträcker sig.

US-4 482 089 visar också olika utföringsformer av foder för ett porthál hos plattvärmeväxlare. Även här motsvarar en ut- föringsfonn den ovan beskrivna konventionella tekniken. En annan utföringsformen avser ett foder som tillverkas av ett rörparti, vilket är införbart i. ett porthål. En fläns är svetsad vid var ände av rörpartiet.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att undanröja ovan nämnda problem och att åstadkomma en förbättrad foderanord- ning för ett porthál hos en gavelplatta. I synnerhet efter- strävas en foderanordning som kan tillverkas pà et enkelt sätt och som har en förbättrad kvalitet.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna foderan- ordningen som kännetecknas av att den första delens materi- altjocklek är större än den andra delens materialtjocklek åtminstone vid nämnda överlappningsområde.

Eftersom det inte sker någon deformering av materialet i de två delarna under monteringen av en sådan foderanordning re- ovou u unna: 11,1» 10 15 20 25 30 35 51 s 971 'å duceras risken för sprickbildning hos det inre anliggnings- partiet väsentligt.

Genom att den ena delens materialtjocklek är större än den andra delens materialtjocklek åtminstone vid överlappningen, dvs. materialtjockleken hos åtminstone det ena rörpartiet är större än hos det andra rörpartiet, kan risken för kontami- nation av materialet i närheten av svetsfogen och i över- gången mellan gavelplattan, som vanligtvis är tillverkad av kolstål, och de två delarna elimineras.

Vidare medger en sådan första del, som har en större materi- altjocklek än den andra delen, att den andra delen vid svetsningen pressas mot den första delen så att eventuell luft, och därmed syrgas, mellan delarna pressas bort. Följ- aktligen kan behovet av så kallad rotgas, dvs tillförsel av en inert gas, exempelvis argon, för undanträngande av syrgas från svetsområdet elimineras.

Var och en av de två delarna kan tillverkas i ett enda till- verkningssteg utan någon mellanliggande värmebehandling. Ti- den för' montering av foderanordningen. på gavelplattan. är mycket kort och svetsfogen kan med fördel appliceras på ett automatiserat sätt.

Enligt en utföringsfonn av uppfinningen har den första de- lens metallplàt en tjocklek som är större än 1,5 mm åtmin- stone vid nämnda överlappningsområde. En sådan tjocklek är tillräcklig för att förhindra kontaminering av' materialet och för att motstå de krafter som appliceras i samband med den ovan nämnda pressningen av delarna mot varandra.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen sträcker sig svetsfogen runt väsentligen hela den första delens rör- parti. Vidare kan den andra delens rörparti ha en första ~ nu»- n. »nanu |»... 10 15 20 25 30 35 5,8 9,1 ände, som är införbar i den första delens rörparti, varvid svetsfogen är applicerad vid nämnda första ände.

Enligt en ytterligare utföringsfonn av uppfinningen är an- liggningspartiet hos en av den första delen och den andra delen inrättat att bilda ett yttre anliggningsparti och lig- ga an mot gavelplattans utsida, och anliggningspartiet hos en av den andra delen och den första delen är inrättat att bilda ett inre anliggningsparti och ligga an mot gavelplat- tans insida, varvid materialtjockleken hos det yttre anligg- ningspartiet är större än materialtjockleken hos det inre anliggningspartiet. Därvid kan det yttre anliggningspartiet ha en utsida som är vänd från plattpaketet och som uppvisar åtminstone en fördjupning, exempelvis ett eller flera spår, för mottagande av ett tätningselement mellan nämnda utsida och en röranslutning, varvid tätningselementet kan pressas mot nämnda utsida på ett säkert och tillförlitlig sätt. Med fördel är den första delens anliggningsparti utformat som ett flänsparti, som sträcker sig runt rörpartiet och väsent- ligen radiellt utåt från rörpartiet, och den andra delens anliggningsparti som ett flänsparti, som sträcker sig runt rörpartiet och väsentligen radiellt utåt från rörpartiet.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är den första delens rörparti införbart i nämnda porthál frán ga- velplattans utsida och den andra delens rörparti är inför- bart i nämnda porthål från gavelplattans insida. En sådan utföringsform är fördelaktig och medger tillverkning av den första, yttre delen i ett enda materialstycke med en rela- tivt stor materialtjocklek och den andra, inre delen i ett enda annat materialstycke med en relativt liten material- tjocklek. Ãndamâlet uppnås också med den inledningsvis angivna värme- växlaren som kännetecknas av att den första delens material- 10 15 20 25 30 35 51 s 9 7 1 'E tjocklek är större än den andra delens materialtjocklek åt- minstone vid nämnda överlappningsområde.

Vidare uppnås ändamålet med det inledningsvis angivna förfa- randet som innefattar stegen införande av en första del, som är tillverkad av en me- tallplát med en materialtjocklek och som har ett väsentligen cylindriskt rörparti och ett anliggningsparti, i nämnda porthål, införande av en andra del, som är tillverkad av en me- tallplát med en materialtjocklek och som har ett väsentligen cylindriskt rörparti och ett anliggningsparti, i nämnda porthål in i den första delens rörparti på så sätt att det bildas ett område där nämnda rörpartier överlappar varandra, varvid den första delens materialtjocklek är större än den andra delens materialtjocklek åtminstone i nämnda överlapp- ningsområde, och förbindning av den andra delens rörparti med den första delens rörparti genom applicering av en svetsfog.

Fördelaktiga utföringsformer av förfarandet anges i krav 12 till 15.

KORT BESKRIVNING AV RITNlNGARNA Föreliggande uppfinning skall nu förklaras närmare genom en beskrivning av olika, såsom exempel visade utföringsformer och med hänvisning till bifogade ritningar.

Fig. 1 visar schematiskt en snittvy av en plattvärmeväx- lare.

Fig. 2 visar närmare en snittvy av ett porthål med en fo- deranordning hos en gavelplatta hos värmeväxlaren i Fig 1.

Fig. 3 visar schematiskt hur en svetsfog appliceras på foderanordningen. nnnan 10 15 20 25 30 35 nnn nnn n n nn n nn n nn n n nn nn n n n nn n nn n nn n nn nn n n n n n nn n nn n nnn nnn n I n n n n n nnnnnn n nnnn n n n n n n n n n n n n n n n n n nn nnn nn n nnnn n DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig 1 visar en plattvärmeväxlare enligt en första ut- föringsfornl av' uppfinningen. Plattvärmeväxlaren innefattar ett antal värmeöverföringsplattor 1 som bildar ett plattpa- ket. Värmeöverföringsplattorna 1 är pressade till en sådan form att när de anordnas bredvid varandra till nämnda platt- paket bildas ett plattmellanrum mellan varje par av plattor 1. Plattmellanrummen är inrättade att bilda första passager 3 för en första fluid och andra passager 4 för en andra flu- id. De första passagerna 3 är separerade frán de andra pas- sagerna 4. Plattvärmeväxlaren innefattar vidare två gavel- plattor 5 och 6, mellan vilka plattpaketet är anordnade.

Plattvärmeväxlaren innefattar vidare fyra stycken portkana- ler 7, 8, av vilka två framgår av Fig 1. Varje portkanal 7, 8 sträcker sig genom alla plattorna 1 och åtminstone en av gavelplattorna 5, 6. Tvá av portkanalerna 7, 8 kommunicerar med de första passagerna 3 och de två andra portkanalerna kommunicerar med de andra passagerna 4. Det skall noteras att plattvärmeväxlaren enligt uppfinningen också kan vara av en typ som har ett annat antal portkanaler 7, 8, exempelvis 2 eller 6 portkanaler och/eller ett annat antal passager 3, 4 för värmeöverföringsfluider.

Varje portkanal 7, 8 bildas av en öppning eller ett porthàl i varje platta 1 och den ena gavelplattan 5. Porthålen är företrädesvis men inte nödvändigtvis cirkulära sedda i port- kanalens 7, 8 riktning. Varje portkanal 7, 8 ansluter till ett rör 9 som sträcker sig från plattvärmeväxlaren. Närmare bestämt bildar portkanalen 7 en första inloppskanal, som är inrättad att transportera den första fluiden till de första passagerna 3, och portkanalen 8 en första utloppskanal, som n|mn 10 15 20 25 30 35 51 3 9 71 ' ”' är inrättad att transportera den första fluiden ut ur platt- värmeväxlaren från de första passagerna 3. De två andra portkanalerna bildar på samma sätt en andra inloppskanal, som är inrättad att transportera den andra fluiden till de andra passagerna 4, och en andra utloppskanal, som är inrät- tad att transportera den andra fluiden ut ur plattvär- meväxlaren från de andra passagerna 4.

I den plattvärmeväxlare som visas i Fig IL är plattorna 1 pressade mot varandra mellan de två gavelplattorna 5 och 6 med hjälp av bultar 12 som sträcker sig genom plattorna 1 och gavelplattorna 5, 6. Plattvärmeväxlaren kan emellertid också hållas samman av andra organ än genomgående bultar, exempelvis långsträckta element som spänns runt plattpaketet och gavelplattorna 5, 6. Därvid kan packningar (ej visade) vara anordnade mellan plattorna J. för att separera nämnda passager 3 och 4 från varandra.

I porthålen i gavelplattan 5 är en foderanordning 15 anord- nad. Foderanordningen 15 visas närmare i Fig 2 och 3. Foder- anordningen 15 innefattar en första. yttre del 16 och en andra inre del 17. De två delarna 16, 17 är förbundna med varandra medelst en svetsfog 18. De båda delarna 16, 17 in- nefattar var sitt väsentligen cylindrisk rörparti 16a, 17a, vilka sträcker sig in i porthålet. Vidare innefattar de båda delarna 16, l7b, vilka sträcker sig runt respektive rörparti 16a och 17a och ligger 17 'var* sitt anliggningsparti 16b, an mot en respektive yta hos gavelplattan 5. I de visade ut- föringsformerna är anliggningspartierna utformade som fläns- partier 16b, l7b, vilka sträcker sig väsentligen radiellt utåt från respektive rörparti 16a och 17a. Det skall emel- lertid noteras att dessa anliggningspartier också kan ha en annan form. Det yttre anliggningspartiet kan exempelvis vara utformat för' anslutning till en rörledning' eller liknande och innefatta en gänga, bajonettfattning etc. Den första de- lens 16 flänsparti 16b ligger således an mot utsidan av ga- .suv p n.. »vmß 10 15 20 25 30 35 5.18 9:71 É:fi:iu}äF:Å.:Eân.sn: velplattan 5 och den andra delens 17 flänsparti 17b ligger an mot insidan av gavelplattan 5. Den första delens rörparti l6a ligger vidare an mot porthålets runtomgàende begräns- ningsyta 5'. Den andra delens 17 rörparti l7a har en något mindre diameter än rörpartiet l6a och ligger, såsom framgår Således bildas där de båda rörpartierna 16a och av Fig 2, an mot rörpartiets l6a inneryta. ett område 19 i porthàlet, l7a överlappar varandra.

Med hjälp av de två delarna 16 och 17, som är förbundna med varandra medelst svetsfogen 18, åstadkoms således en effek- tiv infodring av gavelplattan 5 i området kring porthålet.

På så vis kan gavelplattan 5, som kan vara tillverkad av ett relativt enkelt kolstål, skyddas från korrosiva eller på an- nat sätt aggressiva värmeöverföringsmedier. De två delarna 16 och 17 är tillverkade av en metallplåt med en högre kva- litet och större korrosionsbeständighet än gavelplattan 5.

De två delarna 16 och 17 kan exempelvis tillverkas av en vä- sentligen plan metallplåt som djupdrages för bildande av re- spektive rörparti l6a och l6b. Såsom framgår av Fig 2 har metallplåten hos den första delen 16 en större tjocklek än hos den andra delen 17. It den visade utföringsformen har både den första delens 16 flänsparti 16b och rörparti l6a en 17b hos den andra delen 17. I den visade utföringsformen år den för- sta delen 16, större materialtjocklek än motsvarande partier 17a, med den större materialtjockleken, anordnad mot plattvärmeväxlarens utsida medan den andra delen 17, med den mindre materialtjockleken, är anordnad mot plattvärme- växlarens insida, dvs mot plattpaketet. Den första delen 16 kan ha en materialtjocklek som är större än 1,5 mm och spe- ciellt större än 2 mm och företrädesvis mindre än 8 mm medan den andra delen 17 kan ha en materialtjocklek som är minst 0,5 mm och högst 3 mm, speciellt cirka 1 mm.

Vidare är den andra delens rörparti l7a anordnad radiellt innanför den första delens 16 rörparti 16a i porthålet. På .un- - .en ur.- u u -~. n. ||;|| lO 15 20 25 30 35 518 971 så vis medges att det inre rörpartiet l7a, vid tillverkning- en, pressas mot det radiellt yttre rörpartiet l6a i samband med appliceringen av svetsfogen 18. Genom en sådan press- ning, som kan åstadkommas med hjälp av pressorganet 20 som visas schematiskt i Fig 3, kan luft, och därmed syrgas, pressas ut från det område där svetsfogen 18 appliceras, dvs i den visade utföringsformen vid rörpartiets l7a yttre ände.

Tack vare det radiellt yttre rörpartiets l6a större materi- altjocklek medges applicering av en relativt stor presskraft på det radiellt inre rörpartiet l7a. Svetsfogen 18 åstadkom- mes i den visade utföringsformen med hjälp av en TIG- svetsanordning 21 som indikeras schematiskt i Fig 3. Svets- fogen 18 appliceras lämpligen vid rörpartiets l7a yttre ände och närmare bestämt vid övergången mellan rörpartiet l6a och rörpartiet l7a. hela porthálet. också en fördel med avseende på svetsfogens 18 applicering, Svetsfogen 18 sträcker sig runt väsentligen Den relativt stora materialtjockleken är eftersom den minskar risken för genombränning.

Den första delens 16 flänsparti l6b innefattar vidare tre stycken urfrästa spår 22, vilka sträcker sig runt porthålet.

Utanför flänspartiets l6b utsida är ett tätningselement 23, exempelvis i form av en packning, anordnad. Tack vare spåren 22 kan tätningselementet 23 pressas till säker och tät an- liggning mot flänspartiet l6b. Utanför tätningselementet 23 är en fläns 24 hos röret 9 anordnad. Flänsen 24 ligger an mot tätningselementet 23 och monteras till tät anliggning med hjälp av ett antal bultar 25 som är skruvade i gavel- plattan 5 och anordnade runt porthálet.

Uppfinningen är inte begränsad till den visade utföringsfor- men utan kan varieras och modifieras inom ramen för de ef- terföljande patentkraven.

Exempelvis är det möjligt att förse den del som är vänd mot plattvärmeväxlarens insida med det relativt tjockare rörpar- un» u anus 10 15 51 a 9 71 - 10 tiet och således anordna den del som har det relativt tunna- re rörpartiet från plattvärmeväxlarens utsida och pà så sätt att detta tunnare rörparti ligger an mot det tjockare rör- partiets inneryta. Därvid kommer svetsfogen lämpligtvis att appliceras vid den inre änden av den yttre delens rörparti.

I den visade utföringsformen har flänspartiet 16b och rör- partiet l6a hos den första delen samma materialtjocklek och flänspartiet l7b och rörpartiet 17a hos den andra delen har också samma materialtjocklek. På så vis kan de två delarna tillverkas på ett enkelt sätt. Det är emellertid även möj- ligt att làta flänspartiet och rörpartiet hos de respektive delarna ha olika tjocklek. Exempelvis kan den första delens 16 rörparti l6a ha en större materialtjocklek än den första delens 16 flänsparti l6b.

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 518 971 ll Patentkrav

1. l. Foderanordning för en plattvärmeväxlare, som innefattar ett paket med värmeöverföringsplattor (1) och en gavelplatta (5, 6), plattpaketet och åtminstone ett porthàl, som har en utsida och en insida som är vänd mot varvid foderanord- innefattar (16), en materialtjocklek och som har ett väsentligen cylindriskt (l6a) (l6b), och en andra del som är tillverkad av en metallplåt med en ningen (15) en första del som är tillverkad av en nætallplåt med och ett anliggningsparti (17), materialtjocklek och (l7a) varvid den första delens rörparti rörparti som har ett väsentligen cylindriskt (l7b), är införbart i nämn- (l7a) i nämnda porthål in i den första delens rörparti (l6a) på så sätt att det bildas ett område (19) där nämnda rörpartier och varvid. den första delen (16) är (17) medelst en svetsfog (18), (16) materialtjocklek åtmin- (19). och ett anliggningsparti (l6a) da porthàl och den andra delens rörparti rörparti är införbart överlappar varandra, förbunden med den andra delen kännetecknad av att den första delens materialtjocklek (17) stone vid nämnda överlappningsområde är större än den andra delens

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att den första delens (16) metallplåt har en tjocklek som är större än 1,5 mm åtminstone vid nämnda överlappningsområde (19).

3. Anordning enligt något av kraven 1 och 2, (18) den första delens rörparti kännetecknad sträcker sig runt väsentligen hela (l6a). av att svetsfogen

4. Anordning enligt krav 4, (l7a) den första delens rörparti kännetecknad av att den andra som är införbar i (18) är har en första ände, (l6a), applicerad vid nämnda första ände. delens rörparti varvid svetsfogen 10 15 20 25 30 35 518 971 12

5. Anordning enligt något av de föregående kraven, känne- tecknad av att anliggningspartiet (16b) hos en av den första delen (16) och den andra delen (17) är inrättat att bilda ett yttre anliggningsparti och ligga an mot gavelplattans (5) utsida, att anliggningspartiet (17b) hos en av den andra delen (17) och den första delen (16) är inrättat att bilda ett inre anliggningsparti och ligga an mot gavelplattans (5) insida och att materialtjockleken hos det yttre anliggnings- partiet är större än materialtjockleken hos det inre anligg- ningspartiet.

6. Anordning enligt krav 5, (16b) plattpaketet och som uppvisar åtminstone en fördjupning (22) (23) kännetecknad av att det yttre anliggningspartiet har en utsida som är vänd från för mottagande av ett tätningselement mellan nämnda ut- sida och en röranslutning (9, 24).

7.) Anordning enligt något av de föregående kraven, (16a) i nämnda porthål från gavelplattans (9) utsida och den andra tecknad av att den första delens rörparti är införbart delens (l7a) rörparti är införbart i nämnda porthål från ga- velplattans (5) insida.

8. Anordning enligt något av de föregående kraven, (16b) är som sträcker sig runt rörparti- och att är utformat som ett tecknad av att den första delens anliggningsparti utformat som ett flänsparti, et och väsentligen radiellt utåt från rörpartiet, (17b) flänsparti, som sträcker sig runt rörpartiet och väsentligen den andra delens anliggningsparti radiellt utåt från rörpartiet.

9. Plattvärmeväxlare, innefattande ett paket med värme- överföringsplattor (1) och en gavelplatta (5, 6), som har en utsida och en insida som är vänd mot plattpaketet och åtmin- (15) rad vid nämnda porthål, varvid foderanordningen innefattar stone ett porthål, samt en foderanordning som är monte- känne- känne- 10 15 20 25 30 35 518 971 13 (16), en materialtjocklek och som har ett väsentligen cylindriskt (l6a) och ett anliggningsparti (l6b), och (17), som är tillverkad av en metallplåt med en materialtjocklek och som har ett väsentligen cylindriskt en första del som är tillverkad av en metallplåt med rörparti en andra del (l7a) och ett anliggningsparti (l7b), (l6a) porthål och den andra delens rörparti rörparti är infört i nämnda (l7b) nämnda porthål in i den första delens rörparti sätt att det bildas ett omrâde (19) och varvid den andra delen varvid den första delens rörparti är infört i (l6a) där nämnda rörpartier (17) bunden med den första delen (16) medelst en svetsfog (18), (16) materialtjocklek åtmin- på så överlappar varandra, är för- kännetecknad av att den första delens materialtjocklek (17) stone vid nämnda överlappningsområde (19). är större än den andra delens

10. Plattvärmeväxlare enligt krav' 9, kännetecknad av' att den innefattar åtminstone något av särdragen i kraven l - 8.

11. ll. Förfarande för att tillverka en plattvärmeväxlare som innefattar ett paket med värmeöverföringsplattor och en änd- platta, som har en utsida och en insida som är vänd mot plattpaketet och åtminstone ett porthål, varvid förfarandet innefattar stegen tillhandahållande av en första del, som är tillverkad av en metallplåt med en materialtjocklek och som har ett vä- sentligen cylindriskt rörparti och ett anliggningsparti, tillhandahållande av en andra del, som är tillverkad av en metallplåt med en naterialtjocklek och som har ett vä- sentligen cylindriskt rörparti och ett anliggningsparti, införande av den första delens rörparti i nämnda port- hål och införande av den andra delens rörparti i nämnda porthål in i den första delens rörparti på så sätt att det bildas ett område där nämnda rörpartier överlappar varandra, 10 15 20 25 518 971 14 kännetecknat av att den första delens materialtjocklek är större än den andra delens materialtjocklek åtminstone i nämnda överlappningsområde, och att den andra delens rörpar- ti förbinds med den första delens rörparti genom applicering av en svetsfog.

12. Förfarande enligt krav 11, varvid den andra delens rör- parti pressas mot den första delens rörparti i samband med appliceringen av svetsfogen.

13. Förfarande enligt något av kraven ll och 12, varvid svetsfogen appliceras runt väsentligen hela den första de- lens rörparti.

14. Förfarande enligt något av kraven 11 till 13, varvid den andra delens rörparti har en första ände, som förs in i den första delens rörparti, och varvid svetsfogen appliceras vid nämnda första ände.

15. Förfarande enligt något av kraven 11 till 14, varvid svetsfogen appliceras med en TIG-svets utan tillförsel av material.