ES2207884T3 - Intercambiador de calor del tipo de placa. - Google Patents
Intercambiador de calor del tipo de placa.Info
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Abstract
INTERCAMBIADOR DE CALOR TIPO PLACA DOTADO DE UN DISPOSITIVO DE CIERRE SITUADO ENTRE PARES DE PLACAS (12) ADYACENTES. EL DISPOSITIVO CONSTA DE UNA JUNTA (11) SITUADA DENTRO DE UNA ACANALADURA (21) PERIFERICA ADECUADA, ASI COMO DE VARIAS PROTUBERANCIAS (10) QUE SE PROYECTAN UNA ZONA PERIFERICA (13) DE LA CITADA JUNTA (11) HACIA UNA ZONA PERIFERICA DE LA PLACA (12) A LA CUAL SE UNE EL DISPOSITIVO. EL INTERCAMBIADOR ESTA DOTADO DE VARIAS CAVIDADES (19) CON UNA FORMA PREDETERMINADA Y SITUADAS A LO LARGO DEL BORDE PERIFERICO DE CADA PLACA (12) QUE CONSTITUYE EL CITADO INTERCAMBIADOR DE CALOR; ADEMAS, TODAS LAS PROTUBERANCIAS (12) TIENEN UNA FORMA QUE COINCIDE CON LA FORMA DE LA CORRESPONDIENTE CAVIDAD (19) PARA QUE AMBAS PUEDAN INTERACTUAR DE MANERA QUE SE INSERTE UN BORDE DE LA CAVIDAD (19) DENTRO DE UNA ACANALADURA (16) DE CADA PROTUBERANCIA (10).
Description
Intercambiador de calor del tipo de placa.
La presente invención se refiere a un
intercambiador de calor del tipo de placa provisto de un dispositivo
de estanqueidad el cual puede ser colocado o desmontado fácil y
rápidamente cuando se tiene que reemplazar como se define en el
preámbulo de la reivindicación 1. Un intercambiador de este tipo es
conocido por ejemplo a partir del documento
US-A-5 727 620.
La invención se puede aplicar principalmente en
el campo de la industria termodinámica.
Los dispositivos intercambiadores de calor del
tipo de placa son muy conocidos en la técnica.
Estos dispositivos están constituidos por una
placa extrema fija y una móvil, estando provista una o ambas, de
acuerdo con diferentes aplicaciones, de conexiones de entrada y de
salida para fluidos, un paquete de placas metálicas, generalmente
placas de acero inoxidable, que están dispuestas entre dichas placas
extremas.
Dichas placas metálicas, las cuales están
taladradas cerca de sus bordes en ángulo a fin de permitir la
circulación de los fluidos, constituyen la superficie de intercambio
térmico entre los fluidos y están provistas de una serie de nervios
adecuados para aumentar la superficie de intercambio y la
turbulencia del fluido a fin de obtener los intercambios térmicos
correspondientes.
Generalmente, dichos nervios están dispuestos de
acuerdo con un modelo de espiga o el modelo denominado de tabla de
lavandera.
Además, la periferia de las placas de este tipo
está provista de juntas de estanqueidad fabricadas de un material
elástico del tipo de caucho, las cuales delimitan y separan
físicamente el par de canales formados dentro del intercambiador de
calor y en el interior de los cuales fluyen los fluidos.
Este tipo de dispositivo generalmente se utiliza
en aplicaciones de diversas clases, por ejemplo, para producir
instantáneamente agua caliente sanitaria por medio de una caldera,
con o sin circuitos intermedios o para la explotación de gradientes
geotérmicos, o para calefacción de piscinas por medio de una caldera
o una red de calefacción centralizada de ciudades.
Evidentemente, de acuerdo con aplicaciones
particulares, dichos dispositivos están dimensionados de formas
diferentes en cuanto concierne a la superficie y al número de
placas, así como a los diferentes circuitos de alimentación, en
serie o en paralelo, para ser utilizados para transportar los
fluidos a las placas.
Por lo que se refiere a las juntas de
estanqueidad, las cuales están colocadas periféricamente en dichas
placas, juegan un papel determinante en el funcionamiento de los
intercambiadores de calor del tipo de placa.
De hecho, dichas juntas tienen que estar
fabricadas de materiales de alta calidad que permitan que las juntas
lleven a cabo un cierre hermético perfecto a elevadas temperaturas y
presiones, así como que mantengan su rendimiento después de incluso
cientos de horas de funcionamiento.
Además, deben casar perfectamente con ranuras
adecuadas de las que están provistas las placas de los
intercambiadores de calor, dichas ranuras, a su vez, permitiendo que
las juntas sean colocadas contra paredes posiblemente verticales a
fin reobtener un buen soporte contra el empuje que es ejercido sobre
la junta desde el lado interior del intercambiador de calor y esto,
particularmente, en la proximidad de los taladros de entrada del
fluido.
La técnica anterior propone diferentes soluciones
a fin de permitir que las juntas sean correctamente colocadas dentro
de las ranuras presentes en las placas de los intercambiadores de
calor del tipo de placa.
Una primera solución conocida proporciona la
utilización de una cola adecuada a fin de pegar la junta de
estanqueidad en el fondo de la ranura.
Sin embargo, esta solución implica una pluralidad
de desventajas e inconvenientes los cuales son debidos al complejo
mantenimiento de las placas y el complejo reemplazo de las juntas
así como a unos costes muy elevados de material y de mano de
obra.
De hecho, una junta de estanqueidad pegada debe
ser reemplazada eliminando el antiguo agente de pegado por medio de
un disolvente adecuado; esta operación debe ser llevada a cabo con
cuidado a fin de evitar el dañado de la placa.
Después de ello, la ranura se debe limpiar
cuidadosamente y una nueva capa de cola se deposita en la misma;
entonces se coloca una nueva junta dentro de la ranura y es
necesario esperar hasta que se adhiera perfectamente a su
asiento.
Por supuesto, esto implica unas pérdidas
considerables de tiempo debido a que se tiene que llevar a cabo la
operación anteriormente citada y, en particular, la operación de
pegado.
En el campo de los agentes de pegado, la patente
italiana nº 1.257.033 describe la utilización de una capa de
adhesivo acrílico las características
físico-químicas del cual son adecuadas para fijar
las juntas de estanqueidad a las placas de los intercambiadores de
calor del tipo de placa.
De hecho, puesto que dicho adhesivo acrílico es
particularmente sensible a la presión y también está provisto de una
elevada velocidad de endurecimiento, permite que la junta sea
colocada inmediatamente en la placa, justo después de que el
adhesivo acrílico haya sido esparcido.
Además, el adhesivo acrílico de acuerdo con dicha
solución técnica permite que los elementos acoplados que se vayan a
quitar y volver a conectar, sin disminuir la actividad de encolado y
sin dejar trazas de adhesivo en la junta y en la placa permitiendo
reemplazar fácilmente la junta si es necesario.
Otra solución muy conocida por los expertos en la
técnica se describe en la solicitud de patente europea
EP-A-0 039 229, en donde no se hace
mención de los agentes de pegado.
De acuerdo con dicho documento la periferia de la
junta está provista de una serie de protuberancias substancialmente
cilíndricas las cuales son adecuadas para ser alojadas, ejerciendo
una presión en ellas, dentro de los correspondientes agujeros que
están presentes a lo largo de la periferia exterior de dicha
placa.
Sin embargo, esta solución implica también
desventajas, puesto que requiere, por ejemplo, una elevada precisión
en la colocación de la junta con relación a la placa de tal forma
que cada protuberancia esté alineada con el correspondiente agujero
de la placa.
Además, es evidente que una solución técnica de
este tipo requiere placas específicas provistas de agujeros
adecuados para la unión de la junta a la placa; por lo tanto, dichas
placas modificadas no se pueden utilizar universalmente.
El documento WO 85/00052 muestra una solución
técnica adicional para acoplar una junta de estanqueidad a una placa
de un intercambiador de calor del tipo de placa.
De acuerdo con dicho documento, la junta de
estanqueidad está provista de una serie de lengüetas las cuales
están fabricadas del mismo material de caucho que la junta y las
cuales están formadas en la periferia exterior de la junta.
En funcionamiento, estas lengüetas se insertan en
cavidades las cuales están formadas entre las superficies superior e
inferior de la placa, y permiten una colocación suficientemente
rápida de la junta dentro de la ranura.
Sin embargo, esta solución implica también
desventajas puesto que la junta se coloca de un modo bastante basto
con relación a la ranura.
Además puesto que las lengüetas de fijación están
necesariamente fabricadas de caucho, no pueden presentar una elevada
resistencia a las tensiones térmicas y mecánicas que normalmente
soporta la junta durante su vida útil.
Como resultado, la junta se sale frecuentemente
de la ranura, causando de ese modo fugas en el intercambiador de
calor.
El documento
SU-A-1726965 presenta un
intercambiador de calor del tipo de placa provisto con un
dispositivo de estanqueidad (3) colocado entre pares de placas
adyacentes (1), dicho dispositivo de estanqueidad comprendiendo una
junta de estanqueidad (3) colocada dentro de una ranura periférica
adecuada (2) provista en cada placa (1), y adicionalmente
comprendiendo una pluralidad de protuberancias (4) que se prolongan
desde un área periférica de dicha junta hacia un área periférica de
la placa (5) a la cual se acopla dicho dispositivo, en el que dicho
intercambiador de calor está provisto de una pluralidad de
entalladuras provistas de una forma predeterminada y colocadas a lo
largo del borde periférico de cada placa que constituye dicho
intercambiador de calor y en el que cada protuberancia (4) tiene una
forma que se conjuga con la forma de la entalladura correspondiente
de forma que dicha protuberancia (R) puede interactuar con dicha
entalladura correspondiente de tal forma que se inserte un borde de
dicha entalladura (5) dentro de una ranura (6) provista en cada
protuberancia.
Adicionalmente, el documento
US-A-5727620 describe una junta la
cual está provista de una pluralidad partes accesorias que se
prolongan lateralmente, colocadas en posiciones longitudinalmente
separadas a lo largo de dicha junta. El reborde (R) de la placa está
formado con una pluralidad de entalladuras las cuales se extienden
lateralmente desde la ranura en una dirección esencialmente
perpendicular a la ranura en las localizaciones de las posiciones de
los accesorios. Las entalladuras, formadas como cortes desde el
borde del reborde (R, R') están abiertas al borde terminal del
reborde (R) para la colocación y la substitución de la junta, o
partes de la junta de estanqueidad. La junta y las partes accesorias
están protegidas por la parte del reborde (r, R') que se extiende
más allá de las entalladuras.
La presente invención tiene por objeto eliminar
las desventajas y los inconvenientes que son típicos de la técnica
anterior y proporcionar de ese modo un intercambiador de calor del
tipo de placa provisto de un dispositivo de estanqueidad el cual
puede ser fácilmente colocado y desmontado y el cual puede asegurar
un cierre hermético excelente mientras funciona el intercambiador de
calor.
Esto se consigue por medio de las características
descritas en la reivindicación principal.
Las reivindicaciones dependientes destacan las
formas particularmente ventajosas de realización de la presente
invención.
El intercambiador de calor del tipo de placa de
acuerdo con la presente invención está provisto de una junta de
estanqueidad adecuada que comprende una pluralidad de protuberancias
dispuestas a lo largo de la periferia exterior e interior de dicha
junta, particularmente en correspondencia con la zona periférica de
la placa a la cual se acopla dicha junta.
Dichas protuberancias tienen una forma
predeterminada adecuada y están fabricadas del mismo material que la
junta de estanqueidad puesto que están obtenidas, conjuntamente con
la junta, por medio de una operación de moldeo común.
De acuerdo con una forma de realización
particularmente ventajosa de la presente invención, dichas
protuberancias presentan una primera parte de forma rectangular la
cual está acoplada a una segunda parte provista de una forma
substancialmente de disco.
De acuerdo con dicha forma de realización, la
primera parte, la cual es remarcablemente más delgada que la junta,
está preferiblemente colocada perpendicular al borde periférico
exterior de la junta.
Adicionalmente, dicha primera parte une la
segunda parte del borde periférico de la junta cuando está colocada
en el interior de su asiento, como se ha descrito anteriormente con
referencia a la técnica anterior mencionada.
Además, dicha segunda parte de la protuberancia
es remarcablemente más gruesa que la primera parte y su grosor es
comparable, y algunas veces idéntico, al grosor de la junta de
estanqueidad.
De acuerdo con la presente invención, la segunda
parte de la junta de estanqueidad está provista de una ranura
obtenida dentro de dicha segunda parte; de acuerdo con la forma de
realización mencionada antes dicha ranura divide dicha segunda parte
en dos discos idénticos superpuestos uno a otro.
Además, cada placa del intercambiador de calor de
acuerdo con la presente invención está provista de una pluralidad de
entalladuras dispuestas en correspondencia con la zona periférica de
dichas placas, dichas entalladuras estando provistas de una forma
adecuada a fin de recibir, en funcionamiento, las protuberancias de
la junta de estanqueidad.
De acuerdo con la forma de realización mencionada
antes, dichas entalladuras tienen una forma substancialmente de
disco.
Por lo tanto, cuando la junta se coloca en la
placa, el técnico sólo tiene que colocar la junta de estanqueidad
dentro de su asiento en la zona periférica de la placa y fijar dicha
junta acopando la ranura de la segunda parte de la protuberancia a
la correspondiente entalladura de la placa.
De esa forma, el borde de la entalladura se
introduce mediante presión en el interior de la ranura la cual está
presente en la segunda parte de cada protuberancia.
Más particularmente, mientras la entalladura de
la placa interactúa con dicha ranura, las dos partes en forma de
disco de la segunda parte interactúan respectivamente con las
superficies superior e inferior de la placa en la proximidad de la
entalladura.
De acuerdo con una forma particular de
realización adicional de la presente invención, cada protuberancia
de la junta de estanqueidad está provista de un nervio de refuerzo
adecuado el cual está presente en la primera parte y parcialmente en
la segunda parte de dicha protuberancia.
De hecho, puesto que dicho nervio de refuerzo
está colocado longitudinalmente en la primera parte, es decir
substancialmente perpendicular al borde de la placa, tiene el
propósito de conferir rigidez y resistencia a la primera parte de la
junta, dicha primera parte siendo la más delgada y por tanto la cual
está mecánicamente y térmicamente más sometida a tensión mientras
funciona el intercambiador de calor.
Por lo tanto, el intercambiador de calor del tipo
de placa de acuerdo con la presente invención permite una colocación
simple y eficaz de la junta de estanqueidad la cual puede ser
colocada, o quitada, fácil y rápidamente de su asiento sin utilizar
colas ni otros elementos de estanqueidad adicionales.
Además, la presente invención asegura una
estanqueidad efectiva y segura incluso en la proximidad de las
entradas de los fluidos las cuales son los puntos más críticos para
el funcionamiento correcto del intercambiador de calor.
Otras características y ventajas de la presente
invención se harán evidentes mediante la lectura de la siguiente
descripción de una forma de realización de la invención,
proporcionada como un ejemplo no limitativo, con la ayuda de las
figuras ilustradas en los dibujos anexos, en los cuales:
- la figura 1 muestra una vista esquemática en
sección lateral de una protuberancia de junta de estanqueidad de un
intercambiador de calor del tipo de placa de acuerdo con la presente
invención;
- la figura 2 muestra una vista en planta de la
protuberancia de la figura 1;
- la figura 3 muestra una vista parcial en
sección de la combinación de placas superpuestas de un
intercambiador de calor del tipo de placa de acuerdo con la presente
invención; y
- la figura 4 muestra una vista parcial en planta
de una placa provista de la junta de estanqueidad de acuerdo con la
invención.
En la figura el signo de referencia 10 indica una
protuberancia de una junta de estanqueidad 11 utilizada por un
intercambiador de calor del tipo de placa de acuerdo con la presente
invención.
De acuerdo con la presente invención, la junta de
estanqueidad 11, la cual está colocada en la placa 12 de un
intercambiador de calor del tipo de placa, muestra una pluralidad de
protuberancias 10 provistas de una forma predeterminada.
Dichas protuberancias 10 están colocadas, de
acuerdo con una secuencia predeterminada, a lo largo de la periferia
13 de dicha junta de estanqueidad 11, es decir en correspondencia
con la zona periférica de la placa 12 a la cual está acoplada dicha
junta de estanqueidad 11.
De acuerdo con la forma de realización
representada en las figuras, las protuberancias 10 comprenden una
primera parte 14 provista de una forma substancialmente rectangular
y remarcablemente más delgada que la junta de estanqueidad 11, dicha
primera parte 14 siendo ventajosamente perpendicular al borde
periférico exterior 13 de la junta de estanqueidad 11.
Además, de acuerdo con la invención, la
protuberancia 10 comprende una segunda parte en forma de disco 15 la
cual es adecuada para ser acoplada a la junta de estanqueidad 11 por
medio de la primera parte 14 mencionada antes.
Dicha segunda parte 15 es remarcablemente más
gruesa que la primera parte 14 y el grosor de la segunda parte es
comparable al grosor de la junta de estanqueidad 11.
Además, en el interior de dicha segunda parte 15
está dispuesta una ranura adecuada 16, la cual divide la segunda
parte 15 en dos piezas de disco idénticas 17, 18.
Dichas piezas de disco 17, 18 están superpuestas
y unidas una a otra por medio de una ranura 16 la cual, en
funcionamiento, está colocada en el interior de la correspondiente
entalladura 19 que pertenece a la placa 12 con la cual está acoplada
dicha junta de estanqueidad 11.
Además, la entalladura 19 presenta una forma la
cual se conjuga con la forma de la ranura 16 a fin de permitir el
acoplamiento mutuo.
Por lo tanto, cada placa 12 del intercambiador de
calor del tipo de placa de acuerdo con la presente invención
presenta una pluralidad de entalladuras 19 idénticas en número a las
protuberancias 10 y colocadas en correspondencia con dichas
entalladuras 19 a lo largo de su periferia.
De ese modo, cuando es necesario colocar la junta
de estanqueidad 11 en la placa 12, el técnico coloca la junta de
estanqueidad 11 dentro del asiento dispuesto a lo largo de la
periferia de la placa, como se ha descrito anteriormente con
referencia al estado de la técnica citado.
Finalmente, fija la junta de estanqueidad 11 a
fin de acoplar la ranura 16 a la entalladura 19 del borde de la
placa 12.
Por esta razón, la entalladura 19 tiene una forma
substancialmente de disco y tiene un diámetro idéntico al diámetro
de la ranura 16 de forma que se consigue un cierre hermético
excelente incluso cuando el intercambiador de calor funciona a
elevadas tensiones mecánicas y térmicas.
De acuerdo con la presente invención, en
funcionamiento, la entalladura 19 de la placa 12 interactúa con la
ranura 16, mientras las dos piezas de disco 17, 18 de la segunda
parte 15 de la junta de estanqueidad 11 interactúan respectivamente
con las superficies superior e inferior de la placa 12 que
corresponde a dicha ranura 19.
De acuerdo con una forma adicional de realización
de la presente invención, la protuberancia 10 de la junta de
estanqueidad 11 está provista con un nervio de refuerzo 21 presente
en las partes primera y segunda 14 y 15 de dicha junta de
estanqueidad 11.
De hecho, dicho nervio de refuerzo 21 está
longitudinalmente colocado con respecto a la primera parte 14 y
confiere rigidez a la primera parte 14 la cual, como se ha dicho
antes, es más delgada que la segunda parte 15 y que la junta de
estanqueidad 11.
La invención ha sido anteriormente descrita con
referencia a algunas formas particulares ventajosas de realización
de la misma.
Sin embargo, está claro que la invención no está
limitada a dichas formas de realización, sino que comprende diversas
variantes que quedan dentro del ámbito de la presente invención.
Por ejemplo, es evidente que, aunque la segunda
parte de las protuberancias representadas en las figuras tiene una
forma de disco, dicha forma particular no debe entenderse como una
limitación de la presente invención.
Por lo tanto, de acuerdo con otras formas de
realización de la presente invención, la segunda parte (y por
consiguiente la entalladura correspondiente de la placa del
intercambiador de calor) puede tener cualquier otra forma.
Claims (7)
1. Intercambiador de calor del tipo de placa
provisto de un dispositivo de estanqueidad colocado entre pares de
placas adyacentes (12), dicho dispositivo de estanqueidad
comprendiendo una junta de estanqueidad (11) colocada dentro de una
ranura periférica adecuada (21) provista en cada placa (12) y
adicionalmente comprendiendo una pluralidad de protuberancias (10)
que se prolongan desde el área periférica (13) de dicha junta (11)
hacia un área periférica de la placa (12) a la cual está acoplado
dicho dispositivo, dichas protuberancias (10) de la junta de
estanqueidad (11) estando provistas de una primera parte (14) y una
segunda parte (15) de forma predeterminada, dicho intercambiador de
calor está provisto de una pluralidad de entalladuras (19) que
tienen una forma predeterminada y están colocadas a lo largo del
borde periférico de cada placa (12) que constituye dicho
intercambiador de calor y cada protuberancia (10) tiene una forma
que está conjugada con la forma de la correspondiente entalladura
(19) de tal forma que dicha protuberancia (10) puede interactuar con
dicha entalladura correspondiente (19) de tal forma que se inserta
un borde de dicha entalladura (19) dentro de una ranura (16)
provista en cada protuberancia (10), caracterizado porque
dichas protuberancias (10) están provistas de un nervio de refuerzo
adecuado (20) el cual se extiende longitudinalmente con respecto a
dichas protuberancias (10).
2. Intercambiador de calor del tipo de placa de
acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque dicha
primera parte (14) de la junta de estanqueidad (11) tiene forma
rectangular y está colocada perpendicularmente a la placa (12).
3. Intercambiador de calor del tipo de placa de
acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque la
segunda parte (15) de la junta de estanqueidad (11) tiene forma de
disco y está unida a dicha junta de estanqueidad (11) por medio de
dicha primera parte (14).
4. Intercambiador de calor del tipo de placa de
acuerdo con la reivindicación 3 caracterizado porque dicha
ranura (16) está dispuesta entre las superficies superior e inferior
de dicha segunda parte (15) de la junta de estanqueidad (11).
5. Intercambiador de calor del tipo de placa de
acuerdo con la reivindicación 4 caracterizado porque dicha
ranura (16) está dispuesta entre las superficies superior e inferior
de dicha segunda parte (15) de la junta de estanqueidad (11).
6. Intercambiador de calor del tipo de placa de
acuerdo con la reivindicación 5 caracterizado porque dicha
ranura (16) divide la segunda parte (15) en dos piezas idénticas
(17, 18).
7. Intercambiador de calor del tipo de placa de
acuerdo con la reivindicación 6 caracterizado porque dicha
ranura (16) divide la segunda parte (15) en dos piezas idénticas
(17, 18).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT98VR000028A IT1299659B1 (it) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | Scambiatore di calore a piastre |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Country Status (7)
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