SE533583C2 - Plattvärmeväxlare - Google Patents

Description

30 533 583 till hur packningarna kan anordnas på värmeöverföringsplattorna så att dessa i kan fästas säkert och fullgöra sin.tätningsfunktionalitet Placeringen av de i gängade spännbultarna väljs företrädesvis så att plattvärmeväxlaren inte utsätts .för alltför stora påkänningar.

SE-C-171 499 visar en plattvärmeväxlare med en stativplatta, en i tryckplatta, ett paket med värmeväxlarplatlor, två dragstänger samt en särskild i stödanordning. Stativplattan och stödanordningen är båda försedda med fötter.

Genom inverkan från bland annat oken skapas ett tryck mot tryckplattan så att i i plattpaketet hålls ihop. Konstruktionen uppvisar den nackdelen att både stöd- anordningen och tryckplattan av nödvändighet är utförda som en mycket kraftig konstruktion. Vidare utgör det extra bäraxeln till stöd för plattorna en onödig komplikation i samband med montering och demontering av värrneväxlaren. _ EP-l31-1 027 571 visar en annan plattvärmeväxlare där spännbultar har integrerats i bäraxeln och* styraxeln, sà att en styrande anordning skapas för I tryckplattan och värmeväxlarplattorna. Spännbultarna får därigenom en mer optimal placering för att kunna motstå de krafter som plattvärmeväxlaren utsätts för under drift. Den styrande anordningen omges av en skyddande krage som löper från stativplattan till tryckplattan och skyddar den styrande anordningens gängor från att gripa tag i värmeöverföringsplattorna. Den styrande anordningen är också anordnad så att den ansluts till en stödanordning som sitter på ett betydande avstånd fràn tryckplattan. _ Nackdelarna med ovanstående lösningar är att påkänningarna och » krafterna blir för stora om lösningarna appliceras på större plattvärmeväxlare.

' REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en konstruktion som ger en optimal lastfördelning över plattvärmeväxlaren, men som ändà är billigare och mindre komplicerad att tillverka än de ovañ beskrivna.

" Fördelarna uppnås genom användande av minst en styrande anordning' som riktar in den första ändplattan och värmeväxlarplattorna relativt den andra ändplattan, och där den styrande anordningen är löstagbart_ anordnad mot minst en av de gängade spännbultarna. Den styrande anordningen löper genom en _ öppning, och minst en av de styrande anordningarna är försedd med ett genomgående hål för att ta emot minst en av de gängade spännbultarna samt 10 15, 20 25 30 533 583 3 haren extern geometri som motsvarar en utskärning i värmeväxlarplattorna och . den första ändplattan. ' l enlighet med en annan aspekt av uppfinningen är plattvärmeväxlaren i försedd med två styrande anordningar. med en första styrande anordning anordnad i en övre del av plattvärmeväxlaren och en andra styrande anordning anordnad i en nedre del av plattvärmeväxlaren. Den första och den andra* styrande anordningen kan ha identiska tvärsnittsprofiler. l enlighet med en annan aspekt av uppfinningen är andra styrande anordn_ingen vidare försedd med en styrskena för att rörligt kunna ta emot den andra styrande anordningen.

I enlighet med ytterligare en annan aspekt av uppfinningen vilar styr- skenamsom rörligt kan ta emot den andra styrande anordningen, helt eller delvis på underlaget. i i f l enlighet med ännu en annan aspekt av uppfinningen inkluderar den styrande anordningen eller anordningarna två separata delar, och den styrande anordningen eller anordningama är tillverkade av ett extruderbart material. i l enlighet med ytterligare_en annan aspekt av uppfinningen är en' stöd-_ anordning löstagbart anordnad pà betydande avstånd från den första ändplattan vid de övre och nedre spännbultarnas ändar, samt så att den sträcker sig mellan de övre och de nedre spännbultarna. l enlighet med ytterligare en aspekt av uppfinningen ärvden styrande anordningen eller anordningarna rörlig längs spännbultarna, där en del av den styrande anordningen kan tas bort när värmeöverföringsplattorna trycks samman av den första ändplattan för att bilda den färdiga plattvärmeväxlaren, varefter den » borttagna delen av den styrande anordningen kan anordnas på en fri del av spännbulten utanför plattvärmeväxlaren. l enlighet med ytterligare en aspekt av uppfinningen uppnås syftet med en plattvärmeväxlare där värmeväxlarplattorna vilar pà den styrande anordningen i eller anordningarna och där den första ändplattan vilar mot en styrskena på vilken den styrande anordningen eller anordningarna kan tas emot rörligt.

Ytterligare aspekter av uppfinningen definieras i de osjälvständiga kraven. 10 15' _ 20 25 V30 533 583 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNÅ 'Den föreliggande uppfinningen förklaras i det följande med beskrivningar av olika utföranden och hänvisningar till de bifogade figurerna.

Fig. 1 visar en perspektivvy av en plattvärmeväxlare i enlighet med ett utförande av uppfinningen; Fig. 2visar en sidovy av en plattvärmeväxlare i enlighet med ett utförande av uppfinningen; Fig. 3 visar en delvy av en plattvärmeväxlare i enlighet med ett utförande av uppfinningen; _ I Fig.. 4 visar en genomskärningsvy A-A av en plattvärmeväxlare i enlighet med ett utförande av uppfinningen; I Fig. 5 visar en första partíell detaljvy B av plattvärmeväxlaren från fig. 4 i _ enlighet med ett utförande av uppfinningen; Fig. 6 visar en andra partiell detaljvy C av plattvärmeväxlaren-fràn fig. 4 i enlighet med ett utförande av uppfinningen; Fig. 7a-b visar olika vyer av en styrande anordning i enlighet med uppfinningen, och I F ig. 8a-b visar olika vyer av en styrskena i enlighet med uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGENS UTFÖRÅNDEN Värmeväxlare används för att överföra värme mellan två vätskor som àtskiljs av en fast kropp§ Värmeväxlare kan vara av olika typ. de vanligaste är spiralvämieväxlare, tub- och rörvärmeväxlare samt plattvärmeväxlare. Platt- t vårmeväxlare används för att överföra värme mellan en kall och en varm vätska som strömmar i olika genomströmningspassager som bildas mellan en uppsätt- ning värmeöverföringsplattor. Ett arrangemang av värmeöverföringsplattor enligt ovanstående definition är inneslutna mellan ändplattor som jämförelsevis är . tjockare än värmeöverföringsplattorna. lnnersidan av varje ändplattavetter mot värmeöverföringsplattorna.

Fig. 1-2 visar en schematisk vy av en plattvärmeväxlare 1 bestående av ett antal formpressadevärmeöverföringsplattor 4 monterade parallellt efter varandra så att de tillsammans bildar ett plattpaket. Plattpaketet är inrymt mellan en första ändplatta 2, även kallad tryckplatta, och en andra ändplatta 3, även 10 '15 A20 25 30 533 583 i kallad stativplatta. Mellan Värmeöverföringsplattorna 4 bildas primära och _ sekundära plattmellanrum. Ändplattorna 2 och 3 trycks mot plattpaketet och mot j» varandra med hjälp av spännbultar eller dragstänger 5a-c, vilka löper genom- ändplattorna 2 och 3, och vars spännbultar 5a-c hålls på plats av muttrar 6, 20. i Plattvärmeväxlaren 1 har en primär inloppsöppning och en primär "I utloppsöppning för primärsidans medium, samt en sekundär inloppsöppning och en sekundär utloppsöppning för sekundärsidans medium. ln- och utloppsöpp- ningarna löper genom den andra ändplattan 3 och plattpaketet. Det är självfallet även möjligt att anordna in- och utloppsöppningar på båda sidor av plattvärme- växlarejn 1, dvs. pà båda ändplattoma 2 och 3. De två medierna kan föras in i _ i samma eller motsatta riktningar relativt varandra.

V Värmeöverföringsplattorna 4 i det visade utförandet är anordnade på ett sådant sätti plattpaketet så att primära plattmellanrum bildas som kommunicerar med den primära inloppsöppningen och den primära utloppsöppningen, samt sekundära plattmellanrum som kommunicerar med den sekundära inlopps- öppningen och_den sekundära utloppsöppningen. De primära och sekundära plattmellanrummen är placerade växelvis i plattpaketet. Separationen av plattmellanrummen kan åstadkommas med hjälp av packningar anordnade i packningsspår som bildas vid formpressningen av Värmeöverföringsplattorna.

Packningama är vanligtvis tillverkade av ett gummi- eller polymermaterial.

Värmeväxlarplattorna 4 är försedda med ett korrugerat mönster för att förbättra _ värmeöverföringen mellan de två vätskorna.

För att -rikta in Värmeväxlarplattorna 4, skydda de gängade spännbultarna - 5a, 5b från slitage från värmeväxlarplattorna 4, förenkla konstruktionen och göra konstruktionen billigare, har styrande anordningar 7, 7a, 7b anordnats pä de översta och nedersta spännbultarna 5a, 5b.

Jämfört med en plattvärrneväxlare i enlighet med teknikens ståndpunkt ersätter de översta och nedersta spännbultarna 5a, 5b de konventionella bär- och styraxlama, vilka annars tjänar till att möjliggöra öppning/stängning av plattvärmeväxlaren genom att göra det möjligt att flytta den första ändplattan 2 i och Värmeväxlarplattorna 4 längs bär- och styraxlarna med plattvärmeväxlaren i j stående position. Genom att anordna övre och nedre styrande anordningar 7a, 7b_ på spännbultarna 5a och 5b, där de styrande anordningarna 7a, 7b har en. extern tvärsnittsgeometri (se fig. 7a-b) liknande den konventionella bäraxeln, kan _ 10 15 20 25 30 533 583 6 värmeväxlarplattorna 4, med en utskärningsprofil 11 motsvarande en nedre del ¿ i av de styrande anordningarna 7a, 7b, med en extern geometri 10, styras längs _ den övre styrande anordningen 7a. Spännbultama 5a, 5b löper genom en öppning eller ett genomgående hàl 9 i de styrande anordningarna 7a, 7b,'där sagda genomgående hål 9 sträcker sig längs de styrande anordningarnas 7a, 7b hela längd. De styrande anordnin-gama 7a, 7b är tillverkade av ett extruderbart - material för att förbilliga tillverkningen och göra konstruktionen lättare. Det extruderbara materialet kan vara plast, aluminium eller något annat lämpligt tillverkningsmaterial.

Ytterligare spännbultar 5c är anordnade på sedvanligt sätt mellan den andra ändplattan 3 och den första ändplattan 2, och är anordnade i anvisningar eller fördjupningar längs kanterna på den andra ändplattan 3 och den första ändplattan 2.

Eftersom de styrande anordningarna 7a, 7b är tillverkade av ett extruderbart material kan de inte motstå, samma belastning som motsvarande metallkonstruktioner.

Därför överförs belastningen från värmeväxlarplattorna 4 och den första ändplattan 2 till underlaget via en andra eller nedre styrande anordning 7b och en styrskena 12. Den övre styrande anordningen 7a och den nedre styrande anordningen 7b är företrädesvis identiska för att reducera tillverkningskost- naderna, men olika former är också möjliga. l det visade utförandet, se t.ex. fig. 6, motsvarar den nedre extema geometrin 10 hos den nedre styrande anord- ningen 7b en intern form 16 hos styrskenan 12, så att den styrande anordningen 7b kan säkras i styrskenan 12 och ändå vara flyttbar längs styrskenan 12. l vissa tillämpningar anordnas plattvärrneväxlaren 1 på en ram som helt eller delvis bär upp styrskenan 12.

Denövre styrande anordningen 7a löper genom en öppning 8 l den översta delen av den första ändplattan 2 så att den första ändplattan 2 är flyttbar relativt den övre styrande anordningen fa. Pà liknande sätt löper den nedre _ styra-nde anordningen 7b genom en öppning 17 i den nedersta delen av den " första ändplattan 2. Både den nedre styrande anordningen 7b och den övre styrande anordningen 7a~ styr bara den första ändplattan 2, medan tyngden av den första ändplattan 2bärs upp av styrskenan 12 mot vilken den första v 10 15 20 25 30 533 583 ändplattan 2 vilar. Värmeväxlarplattorna4 vilar mot den nedreistyrandelanord- ningen 7b och hålls på plats i sidled av den övre styrande anordningen 7a.

Varje styrande anordning 7a, Tb består av två delar 13a, 14a respektive 13b, 14b (se fig. 3) som möjliggör styrning av värmeväxlarplattorna 4 i samband med öppning och stängning av plattvärmeväxlaren 1, samt möjliggör att en yttre , styrande anordningsdel 14a, 14b tas bort när värmeväxlarplattorna 4 och den första ändplattan 2 skruvas ihop så att de bildar den färdiga plattvårmeväxlaren _ 1, och muttrar 6 anordnas pà spännbultarna 5a, 5b för att hålla den första ändplattan 2 på plats och värmeväxlarplattorna 4 åtdragna mellan den första ändplattan 2 och den andra ändplattan 3. Längden på de inre styrande I anordningsdelarna 13a, 13b är företrädesvis något kortare än den längd som motsvarar den totala tjockleken på alla värmeväxlarplattorna 4 i plattpaketet och den första ändplattan 2. Längden på de yttre styrande anordningsdelarna 14a, 14b är företrädesvis något kortare än den resterande fria änden av_ spänn- bultarna »5a, 5b närde inre styrande anordningsdelama 13a, 13b har anordnats i pà spännbultarna 5a, 5b.

Den övre styrande anordningen 7a kan förses med en skyddsanordning mot slitage för att minska slitaget från värmeväxlarplattorna 4. Skyddsanord- i i ningen mot slitage kan vara tillverkad av ett plåt- eller gummimaterial eller något annat lämpligt material, och kläms företrädesvis fast på den övre styrande _ anordningen 7a.

De styrande anordningarna 7a, 7b har en övre del formad med en extern geometri 19» med en bredd motsvarande öppningsbredden i utskärningen 11 i värmeväxlarplattorna 4 och utskärningarna 8, 17 iden första ändplattan 2. På så sätt kan både den övre styrande anordningen 7a och den nedre styrande anordningen 7b hålla den första ändplattan 2 pà plats i sidled, varvid tyngden från. den första ändplattan 2 bärs upp av styrskenan 12. Den övre styrande anordningen 7a och den nedre styrande anordningen '7b styr även .värmeväxlar- plattorna 4 i sidled med hjälp-av den externa geometrin 19 hos de styrande anordningarna 7a, 7b samtidigt som den nedre styrande anordningen 7b bär upp tyngden från värmeväxlarplattorna 4. Tyngden överförs direkt till styrskenan 12 och vidare till underlaget. Den externa geometrin 10 hos den nedre delen av den övre styrande anordningen 7a styr värmeväxlarplattorna 4 och fungerar som ett »vältskydd för värmeväxlarplattorna 4 när plattvärmeväxlaren 1 är öppen. 510 ,15 V20 25 30 533 583 8 Det är även möjligt att den övre styrande anordningenYa-helt eller delvis bär tyngden 'hos värmeväxlarplattorna 4 via den externa geometrin 10. i 'I Fig. 5-6 visar de styrande anordningarna 7a, 7b och styrskenan 12 mer i detalj ide partiella förstoringarna B och C fràn fig. 4, såsom de anordnade i plattvärmeväxlaren V1. En fördel med de föreslagna styrande profilerna 7a, 7b är att samma komponent både kan användas som en bärande och styrande anordning i den övre delen av plattvärmeväxlaren 1 samt som en bärande och styrande anordning iden nedre delen av plattvärmeväxlaren 1. Styrskenan 12 fungerar som en viktfördelande komponent som även möjliggör att den nedre yttre styrande anordningen 14b kan tas bort när värmeväxlarplattorna 4 och den första ändplattan 2 är átdragna så att en mutter 6 kan anordnas på den lägsta spännbulten 5b mot den första ändplattan 2 och därmed hàlla plattvärmeväxlaren 1 islutetdriftläge. i Såsom visas i Fig. 1-2 kan plattvärmeväxlaren 1 även förses med en stödanordning 15 som gör det möjligt att öppna plattvärmeväxlaren 1 på ett enkelt sätt, i det att stödanordningen 15 anordnas på den fria änden av spänn- bultarna 5a, 5b och hàlls på plats av muttrarna 20. Stödanordningen 15 sträcker sig mellan de tvà spännbultarna 5a och 5b och säkerställer att avståndet mellan de tvâ spännbultarna 5a och 5b är konstant samt att krafterna som påverkar den övre spännbulten 5a överförs till underlaget. Närmare detaljer om funktion. och arbetssätt hos stödanordningen 15 lämnas i förbindelse med beskrivningen av i hur plattvärmeväxlaren 1 öppnas och stängs.

Nedan följer en beskrivning av hur plattvärmeväxlaren 1 öppnas. Fig. 1 och 2 visar plattvärmeväxlaren 1 driftläge. Plattvärrneväxlaren 1 kan öppnas för att möjliggöra underhåll såsom rengöringrreparation och utbyte av värmeväxlar- plattor m.m. Muttrarna 20 skruvas av och stödanordningen 15 samt de yttre styrande anordningarna 14a, 14b tas bort från spännbultama 5a, 5b. Muttrarna 6 pà spännbultarna 5a, 5b skruvas av och de yttre styrande anordningarna 14a, 14b anordnas återigen på de fria ändarna av spännbultarna 5a, 5b samt trycks direkt an mot de inre styrande anordningarna 13a, 13b. Paketet med värme- växlarplattor 4 och den första ändplattan 2hàlls fortfarande ihop av de övriga spännbultarna 5c. Stödanord ningen 15 monteras återigen på de fria ändarna av de övre och nedre spännbultarna 5a, 5b. Stödanordningen 15 stöds av under- laget via den yttre styrande anordningen 14b och styrskenan 12. Muttrarna 20 10 15A *20 25 533 583 9 _ anordnas på spännbultarna 5a, 5b och dras åt., De övriga spännbultarna 5c _* i i demonteras. När spännbultarna 5c har lossats kan den första ändplattan 2 och värmeväxlarplattorna 4 flyttas längs de styrande anordningarna 7a, 7b. i Därigenom uppnås ett öppet serviceläge för plattvärmeväxlaren 1, där värme- g växlarplattorna 4 kan säras på mellan ändplattorna 2, 3 för rengöring och en eller flera värmeväxlarplattor 4 tas ut och eventuellt nya sättas in utan att de övriga värmeväxlarplattorna 4 behöver demonteras. Stängning och àtdragning av plattvärmeväxlaren 1 idriftläge genomförs på motsvarande, men omvänt sätt; Stödanordnlngen 15 utgörs av ett stag, plattjärn eller liknandemed g tillräcklig längd för att kunna hålla de översta och nedersta spännbultama 5a, 5b pà korrekt avstånd relativt varandra och samtidigt i öppet läge för service av platt- -värmeväxlaren 1 så att stödanordningen 15 kan stabilisera hela plattvärme- växlaren 1 tillsammans med den andra ändplattan 2. Den säkerställer vidare att krafterna som påverkar den övre spännbulten 5a överförs till underlaget via den nedre spännbulten 5b.

De styrande anordningarna 7a, 'lb och styrskenan 12 är företrädesvis tillverkade av ett extruderbart material såsom en plast- eller aluminiumprofil, men kan även vara tillverkade genom någon annan tillverkningsmetod eller av något annat material. _ Uppfinningen är inte begränsad till de konstmktioner som beskrivs ovan och som visas på ritningarna. utan kan kompletteras och modifieras på valfritt sätt ienlighet med uppfinningens syfte såsom definieras i bifogade krav.

Claims (5)

1. 0 15 20 25 30 533 583 io e i PATENTKRAV 1. En plattvärmeväxlare (1) inklusive en första och andra ändplatta (2, 3), samt ett paket med värmeväxlarplattor (4) anordnade mellan den första och den andra ändplattan (2, 3), där ett flertal gängade spännbultar (5a, 5b, 5c) - i sträcker sig mellan den första och den andra ändplattan (2, 3) och är anordnade, _ med hjälp av muttrar (6, 20) eller liknande, så att de håller dessa plattor på önskat avstånd från varandra så att paketet med värmeväxlarplattor (4) hàlls ihop, där minst en styrande anordning (7a, 7b) för inriktning av den första ändplattan (2) och värmeväxlarplattorna (4) relativt den andra ändplattan (3) är löstagbart anordnadimot minst en (av de gängade spännbultarna (5a, 5b), där sagda styrande anordning(7a) löper genom en öppning (8) i den första ändplattan (2), k ä n e t e 'c k n a d i a v a tt den styrande anordningen eller ^ anordningarna (7, 7a, 7b) är försedda med ett genomgående hål (9) för mottagning av den eller de gängade spännbultarna (5a, 5b) samt att den styrande anordningen eller anordningarna (7,1 7a, 7b) har en extern geometri(1(_)) som motsvarar en utskärning (11) i värmeväxlarplattorna (4) och den första ändplattan (2).

2. En plattvärmeväxlare (1) i enlighet med krav 1, där plattvärme- växlaren (1) är försedd med två styrande anordningar (7a, 7b), en första styrande - anordning (7a) anordnad i en övre del av plattvärmeväxlaren (1) och en andra i i styrande anordning (7b) anordnad i en nedre del av plattvärmeväxlaren (1).

3. En plattvârmeväxlare (1) i enlighet med krav 1 eller 2, där den första och den andra styrande anordningen (7b) har identiska tvärsnittsprofiler.

4. En plattvärmeväxlare (1) i enlighet med krav 2 eller 3, där den andra i styrande anordningen (7b) videre är försedd med en eryfekene (12) för ett rörligt " l kunna ta emot den andra styrande anordningen (7b).

5. - En plattvärrneväxlare (1) i enlighet med krav 4, där styrskenan (12) som rörligt kan ta emot den andra styrande anordningen (7b) helt eller delvis bärs upp av underlaget. . 10 äts 20 25 30 533 583 ll 'år Eniplattvärmeväxlare (1) i enlighet med något av föregående krav, i där den styrande anordningen eller anordningarna (7a, 7b) inkluderar två _ i separata delar (13a, 13b, 14a, 14b). 7. En plattvärmeväxlare (1) i enlighet med något av föregående krav, , där den styrande anordningen eller anordningarna (7a, 7b) och styrskenan (12) i är tillverkade av ett extruderbart material. 8. En plattvärmeväxlare (1) i enlighet med något av föregående krav, där den styrande anordningen eller anordningarna (7, 7a, 7b) är rörlig längs spännbultarna (5a, 5b) och där en del (14a, 14b) av de styrande anordningarna _ - (7a, 7b) kan tasbort när värmeväxlarplattorna (4) dras åt tillsammans med den första ändplattan (2) för att bilda den färdiga plattvärmeväxlaren (1), varefter den , borttagna delen (14a, 14b) av den styrande anordningen (7a, 7b) kan anordnas på en fri del av spännbulten (5a, 5b) utanför den första ändplattan (2). 9. En plattvärmeväxlare (1) i enlighet med något av föregående krav, där en stödanordning (15) är löstagbart anordnad på betydande avstånd från den första ändplattan (2) i' änden av respektive spännbult (5a, 5b), och som utsträcker i sig mellan spännbultarna (5a, 5b). 10. (En plattvärmeväxlare (1) inklusive en första och andra ändplatta (2, 3), samt ett paket med värmeväxlarplattor (4) anordnade mellan den första och . den andra ändplattan (2, 3), där ett flertal gängade spännbultar (5a, 5b, 5c) sträcker sig mellan den första och den andra ändplattan (2, 3) och är anordnade, med hjälpav muttrar (6, 20) eller liknande, så att de håller dessa plattor på önskat avstånd från varandra så att paketet med värmeväxlarplattor hålls ihop, där minst engstyrande anordning (7a, 7b) för inriktning av den första ändplattan (2) och värmeväxlarplattorna (4) relativt den andra ändplattan (3) är löstagbart anordnad mot minst en av de gängade spännbultama (5a, 5b), där sagda styrande anordning (7a) löper genom en öppning (8) i den första ändplattan (2). k ä n n e t e ck n a d a v a tt värrneväxlarplattorna (4) vilar pà den styrande. 10 533 583 |2 anordningen (7b) dch där den första åndplattan-(Z) vilar met en sty-rskena (121) pad vilken den styrande anordningen eller anordningarna (7b) kan tas emot rörligt. 11. En plattvärmeväxlare (1)“i enlighet med krav 10, där en övre styrande anordning (Ya) bara styr värmeväxlarplattorna (4) och den första ändplattan (2).