Wärmeaustauscher. Die Erfindung betrifft einen. Wärmeaus- tauscher für Flüssigkeiten oder Gase mit ge schichteten Platten und die Seiten des Plat tenpaketes umschliessenden Deckeln, von denen mindestens zwei mit Umlenk- und An- schlussausnehmungen versehen sind, und be steht darin, dass die auf zwei parallelen Sei ten mit erhöhten Rändern versehenen Platten kreuzweise unlösbar miteinander verbunden sind.
Plattenapparate für den Wärmeaustausch zweier voneinander getrennter Flüssigkeiten sind bekannt. Die Platten dieser Apparate sind aber lösbar aufeinander gelegt und durch mehr oder weniger auf die Dauer wirksame, geeignete Dichtungsmittel gegeneinander ab gedichtet. Sie bieten immer eine gewisse Un sicherheit in bezug auf die absolute Trennung der beiden Durchflussströme. Die Dichtigkeit ist in starkem Masse von der beim Zusammen bau aufgewendeten Sorgfalt abhängig.
Auch ist das Dichtungsmaterial, besonders bei Ap paraten in der Getränkeindustrie, die einer periodischen gründlichen Reinigung bedürfen, einem starken Verschleiss unterworfen.
Diese Unsicherheit und Nachteile sind durch die vorliegende Erfindung beseitigt. Eine Abdichtung durch Dichtungsmittel ist dann nur an den das Plattenpaket umgeben den vier Deckeln nötig. Eine Kontrolle die ser Abdichtungsstellen ist aber jederzeit auch während des Betriebes einwandfrei möglich und lässt sich eine allfällige Undichtheit durch Nachziehen des betreffenden Deckels ohne weiteres beheben.
Bei unbeachteter Un- dichtheit einer solchen Abdichtungsstelle ist jede Mischung der einen Durebflussflüssig- keit mit der andern Durcliflussflüssigkeit ab solut ausgeschlossen. Es lässt sich nötigen falls die Auswechslung eines Deckels vor nehmen nach Entleeren der mit :dem betref fenden Deckel in Berührung kommenden Flüssigkeit, ohne -dass dazu auch die andere Flüssigkeit abgelassen werden müsste. Diese kann unter vollem Betriebsdruck stehen.
Die Reinigung des Wärmeaustauschers lässt sich einwandfrei und vor allem auch innert kürzester Frist vornehmen. da ledig lich vier Deckel zu lösen sind.
Einige Ausführungsbeispiele des Erfin- dungägegenstandes sind auf der Zeichnung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Partie eines Platten apparates in perspektivischer Ansicht mit aufgeschnittenen Abschlussdeckeln, Fig. 2 einen Schnitt durch den in Fig. 1 dargestellten Apparat gemäss Linie 1-I; Fig. 3 bis 6 sind Ausführungsarten der Wärmeaustauschplatten;
Fig. 7 und 8 zeigen die perspektivische Ansicht eines Teils von Plattenapparaten mit für die mehrfache Umlenkung der Durch flussflüssigkeit zwischen den Randleisten bezw. Plattenrändern gelegten Führungs- leisten.
Fig. 1 und 2 zeigen Wärmeaustausch platten 1, die beispielsweise rechteckig oder quadratisch und an zwei parallelen Seiten durch angebrachte Ränder 2 erhöht. sind. Die Wärmeaustauschplatten 3 von gleicher Form mit gleichfalls auf zwei parallelen Seiten er höhten Rändern sind so wechselweise zwi schen die Platten 1 gelegt, dass sämtliche Ränder 2 anf gleicher Seite und alle Ränder 5 auf um 90 versetzten Seiten übereinander angeordnet sind.
Durch dieses Aufeinander schichten der unlösbar verbundenen Platten 1 und 3 entstehen Hohlräume 4 und 6, die ab-,vechslungs-%veise auf versetzten Seiten nach aussen offen sind. Die Seiten dieses durch Aufeinanderlegen von Platten entstandenen Plattenpaketes werden durch die Deckel 7, 8, 9, 10 geschlossen, die auf der Innenseite mit Nuten 11 versehen sind, um die Hohlräume 4 und 6 der Platten derart untereinander zu verbinden, dass zwei sieh ,jeweils überdeckende und sich gegenseitig kreuzende Durchfluss- wege für die wärmeaustauschenden Flüssig keiten oder Gase gebildet werden.
Während also zum Beispiel der eine Flüssigkeitsstrom 13 den Apparat in Richtung der Pfeile 14 von oben nach unten passiert, kann der zweite Flüssigkeitsstrom 15 denselben in Richtung der Pfeile 16 im Gegenstrom von unten nach oben durchströmen. Selbstver- ständlich kann der erste oder der zweite Flüs sigkeitsstrom auch in entgegengesetzter Rich tung seinen Weg durch den Apparat nehmen, so da.ss der Wärmeaustausch im Gleichstrom aber immer kreuzweise erfolgt.
Die einzelnen Platten 1 und 3 sind, soweit sie metallisch aufeinanderliegen, durch Schweissung, Lö- tung oder dergleichen dicht und unlösbar mit einander verbunden. Jedes Durchdringen von Flüssigkeit des einen oder andern Flüssig keitsstromes durch diese Auflagestellen wird dadurch vermieden. Die unterste Platte kann noch mit einer stärkeren, beispielsweise als Träger ausgebildeten Bodenplatte 17 und die oberste Platte mit einer Deckplatte 18 dicht und unlösbar verbunden sein.
Alle diese Ver bindungsstellen werden vorteilhafterweise nachher überschliffen, um eine glatte, poren freie und saubere Aussenoberfläche des Plat tenpaketes zu .erhalten. Die Deckel 7, 8, 9, 10 werden ihrerseits in bekannter Weise durch nicht gezeichnete Spannvorrichtungen (Verschraubungen etc.) an die Seiten dieses Plattenpaketes angepresst und je durch eine ringsum gehende Dichtungsschnur 22 gegen aussen abgedichtet.
Die Anschlüsse 13 bezw. 15 für den Zu- und Ablauf der Flüssigkeiten bezw. Gase sind an den Deckeln angeordnet.
Die erhöhten Ränder 2 bezw. 5 der Wärmeaustauschplatten 1 und 3 können durch entsprechendes Giessen, durch Schmie den, Stauchen oder durch Ziehen, Hobeln oder Fräsen erhalten werden.
Dieser Rand kann nach Fig. 3 aber auch durch dichtes Aufschweissen oder Aufnieten von Randleisten 24 bezw. 25 auf die Platte 2 bezw. 3 erfolgen.
Nach Fig. 4 Und 5 ist der Rand 26, 27 der Wärmeaustauschplatten 1, 3 durch ein faches bezw. doppeltes Umbördeln 28, 29 des Plattenbleches 1, 3 gebildet. Die Platte 1 ist mit dem Bord 29 geschweisst oder gelötet. Die Platte 3 wird mit dem Bord 28' ebenfalls geschweisst oder gelötet.
Fig. 6 zeigt eine Lösung mit einfach ge bördeltem Plattenende 30 und einer zur Er höhung des Randes zwischen Bord 30 und Platte 1 eingelegten Zwischenleiste 31. Hier wird auch die Platte 1 mit dem Bord 30 ge schweisst bezw. gelötet.
Bei allen diesen Ausführungsformen wer den die einzelnen Wärmeaustauschplatten, soweit sie metallisch aufeinanderliegen, ringsum durch Schweissung, Lötung oder der gleichen dicht und unlösbar miteinander ver bunden. Die Dichtungsfugen werden sauber überschliffen, um glatte und absolut ebene Seitenflächen des Plattenpaketes zu erhalten. Die auf die beschriebene Art erhaltenen Plattenränder können bei sämtlichen Platten gleiche Höhe aufweisen.
Sie können aber auch wechselweise verschieden sein für Fälle, wo die beiden wärmeaustauschenden Flüs sigkeitsströme voneinander unterschiedliche Durchflussmengen aufweisen. Der Durch flussweg mit grösseren Durchströmmengen erhält die höhern Ränder.
Für Fälle mit kleineren wärmeaustauschen den Flüssigkeitsmengen wird es vorteilhaft sein, wenn zwecks Einhaltung .einer für den Wärmeübergang günstigen Durchflussge- schwindigkeit der Durchflussquerschnitt ent sprechend klein gewählt wird. Dies kann einerseits durch Verkleinerung der Total plattenabmessungen oder Verringerung der Randhöhen erreicht werden. Es kann aber auch zweckmässig sein, durch Anordnung von parallel zu den Plattenrändern .gelegten Füh rungsleisten den Durchflussquerschnitt zu unterteilen und innerhalb eines Plattenabteils eine ein- oder mehrfache Umlenkung des Flüssigkeitsstromes vorzunehmen.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel mit einer Zwi schenleiste 30 zur einfachen Umlenkung des Flüssigkeitsstromes innerhalb eines Plattenab teils. Die Durchflussrichtung der einen Durch strömflüssigkeit vom Deckel 7 aus ist durch Pfeile 31 angedeutet. In diesem Fall erhal ten nur zwei Deckel 7 und 8 (7 nicht ge zeichnet) U mlenknuten 32, während die die sen gegenüberliegenden Deckel 9 und 10 eben sind, das heisst lediglich die für die Dich tungsschnur 33 erforderliche Dichtungsrille erhalten und als Abschlussdeckel dienen.
In Fig. 8 ist ein Beispiel mit je zwei Zwischenleisten 35 und 36 pro Platte dar gestellt zur zweifachen Umlenkung des Flüssigkeitsstromes innerhalb eines Platten abteils. Diese Zwischenleisten 35, 36 ergeben eine wertvolle Versteifung des Plattenappa rates und .ermöglichen, diesen für Flüssig keiten, bezw. Gase mit hohem Druck zu ver wenden.
Der Plattenwärmeaustauscher kann aus ausschliesslich gleichen Platten, das heisst Platten gleicher Randausführung mit oder ohne Zwischenleisten zusammengesetzt sein. Er kann aber auch mit verschiedenen Platten typen, das heisst mit unterschiedlicher Rand höhe und unterschiedlichen Zwischenleisten zahl zusammengesetzt sein, in der Weise, dass die beiden Typen abwechslungsweise und kreuzweise aufeinander gelegt werden.
Heat exchanger. The invention relates to a. Heat exchangers for liquids or gases with layered plates and the sides of the plate pack enclosing covers, of which at least two are provided with deflection and connection recesses, and consists in that on two parallel sides provided with raised edges Plates are crosswise inextricably linked.
Plate apparatus for the heat exchange between two separate liquids are known. The plates of these devices are releasably placed on top of one another and sealed against one another by suitable sealing means that are more or less effective in the long term. They always offer a certain uncertainty with regard to the absolute separation of the two flow streams. The tightness depends to a large extent on the care taken when assembling.
The sealing material is also subject to heavy wear and tear, especially for appliances in the beverage industry that require periodic thorough cleaning.
This uncertainty and disadvantages are eliminated by the present invention. A seal by sealing means is then only necessary on the four covers surrounding the plate pack. A check of these sealing points is possible at any time, even during operation, and any leakage can easily be remedied by tightening the cover concerned.
If such a sealing point is ignored, any mixture of one flow fluid with the other flow fluid is absolutely excluded. It may be necessary if a cover needs to be replaced after the liquid that comes into contact with the cover in question has been emptied, without the other liquid also having to be drained for this purpose. This can be under full operating pressure.
The heat exchanger can be cleaned properly and, above all, within a very short period of time. since only four covers have to be removed.
Some exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically in the drawing.
1 shows a section of a plate apparatus in a perspective view with cut-open end covers; FIG. 2 shows a section through the apparatus shown in FIG. 1 along line 1-I; Figs. 3 to 6 are embodiments of the heat exchange plates;
Fig. 7 and 8 show the perspective view of a part of plate apparatus with BEZW for the multiple deflection of the flow liquid between the edge strips. Guide strips placed on the edges of the plate.
Fig. 1 and 2 show heat exchange plates 1, for example rectangular or square and increased by attached edges 2 on two parallel sides. are. The heat exchange plates 3 of the same shape with also raised edges on two parallel sides are placed alternately between the plates 1 that all edges 2 are on the same side and all edges 5 are arranged on 90 offset sides one above the other.
By layering the inseparably connected plates 1 and 3 on top of one another, cavities 4 and 6 are created, which alternately, alternatively, are open to the outside on offset sides. The sides of this stack of plates created by laying plates on top of one another are closed by the lids 7, 8, 9, 10, which are provided with grooves 11 on the inside to connect the cavities 4 and 6 of the plates with one another in such a way that two see, each Overlapping and mutually crossing flow paths for the heat-exchanging liquids or gases are formed.
While, for example, one liquid flow 13 passes through the apparatus in the direction of arrows 14 from top to bottom, the second liquid flow 15 can flow through it in the direction of arrows 16 in countercurrent from bottom to top. Of course, the first or the second liquid flow can also take its way through the apparatus in the opposite direction, so that the heat exchange in the direct flow always takes place crosswise.
The individual plates 1 and 3, insofar as they lie on top of one another in metal form, are tightly and permanently connected to one another by welding, soldering or the like. Any penetration of liquid of one or the other liquid keitsstromes through these support points is avoided. The lowermost plate can also be connected in a tight and non-detachable manner to a stronger base plate 17, for example designed as a carrier, and the uppermost plate to a cover plate 18.
All these connection points are advantageously subsequently ground in order to obtain a smooth, pore-free and clean outer surface of the plate package. The lids 7, 8, 9, 10 are in turn pressed in a known manner by clamping devices (screw connections, etc.), not shown, on the sides of this plate assembly and each sealed against the outside by a sealing cord 22 going all the way around.
The connections 13 respectively. 15 respectively for the inlet and outlet of the liquids. Gases are arranged on the lids.
The raised edges 2 respectively. 5 of the heat exchange plates 1 and 3 can be obtained by appropriate casting, by forging, upsetting or by drawing, planing or milling.
This edge can according to Fig. 3 but also by tight welding or riveting of edge strips 24 respectively. 25 on the plate 2 respectively. 3 take place.
According to Fig. 4 and 5, the edge 26, 27 of the heat exchange plates 1, 3 by a fold or. double flanging 28, 29 of the plate sheet 1, 3 is formed. The plate 1 is welded or soldered to the board 29. The plate 3 is also welded or soldered to the board 28 '.
Fig. 6 shows a solution with simply ge beaded plate end 30 and one to he increase the edge between board 30 and plate 1 inserted intermediate strip 31. Here, the plate 1 with the board 30 ge welded respectively. soldered.
In all of these embodiments, whoever the individual heat exchange plates, insofar as they are metallically on top of each other, all around by welding, soldering or the like, tightly and permanently connected to each other. The sealing joints are sanded cleanly in order to obtain smooth and absolutely even side surfaces of the panel package. The panel edges obtained in the manner described can have the same height for all panels.
But they can also be alternately different for cases where the two heat-exchanging liquid flows have different flow rates from one another. The flow path with larger flow rates has the higher edges.
For cases with smaller amounts of heat exchanging the liquid quantities, it will be advantageous if, in order to maintain a flow rate favorable for heat transfer, the flow cross-section is selected to be correspondingly small. This can be achieved on the one hand by reducing the total plate dimensions or reducing the edge heights. However, it can also be expedient to subdivide the flow cross-section by arranging guide strips placed parallel to the plate edges and to carry out a single or multiple deflection of the liquid flow within a plate compartment.
Fig. 7 shows an example with an inter mediate bar 30 for easy deflection of the liquid flow within a Plattenab part. The direction of flow of the one through-flow liquid from the cover 7 is indicated by arrows 31. In this case, only two lids 7 and 8 (7 not drawn) U mlenknuten 32, while the sen opposite lids 9 and 10 are flat, that is, only get the sealing groove required for the sealing cord 33 and serve as a cover.
In Fig. 8, an example is provided with two intermediate strips 35 and 36 per plate is provided for two-fold deflection of the flow of liquid within a plate compartment. These intermediate strips 35, 36 result in a valuable stiffening of the Plattenappa rates and. Enable this for liquids, respectively. Use gases at high pressure.
The plate heat exchanger can be composed of exclusively identical plates, that is to say plates of the same edge design, with or without intermediate strips. However, it can also be composed of different types of panels, that is to say with different edge heights and different numbers of spacers, in such a way that the two types are placed on top of each other alternately and crosswise.