NO841966L

NO841966L - SEAL FOR PLATE HEAT EXCHANGERS

Info

Publication number: NO841966L
Application number: NO841966A
Authority: NO
Inventors: Joens Atrhur Dahlgren; Magnus Kaellrot
Original assignee: Alfa Laval Thermal Ab
Priority date: 1983-05-18
Filing date: 1984-05-16
Publication date: 1984-11-19

Description

Denne oppfinnelse vedrører en tetning for en platevarmeveksler som er innrettet til å anbringes mellom to i varmeveksleren inngående og inntil hverandre beliggende plater, hvor rommet mellom platene danner en passasje for et varmeveksle-medium. This invention relates to a seal for a plate heat exchanger which is arranged to be placed between two plates included in the heat exchanger and adjacent to each other, where the space between the plates forms a passage for a heat exchange medium.

En platevarmeveksler omfatter flere som regel i en ramme innspente hovedsakelig rektangulære plater som er tettet inn-byrdes ved hjelp av kantpakninger og mellom hvilke det dannes varmeoverføringsflater i form av parallell koblede varmeveks-lingspassasjer for gjennomstrømning av varmevekslende medier som føres til og fra varmeveksleren gjennom ved dennes ene ende anordnede inn- og utløp, hvor platene ved sine~iijørnepartier er forsynt med åpninger for dannelse av inn- og utløpskanaler for de varmevekslende media. A plate heat exchanger comprises several, usually clamped in a frame, mainly rectangular plates which are sealed together by means of edge gaskets and between which heat transfer surfaces are formed in the form of parallel connected heat exchange passages for the flow of heat exchanging media which are led to and from the heat exchanger through one end of which has inlets and outlets arranged, where the plates at their corner portions are provided with openings for forming inlet and outlet channels for the heat exchanging media.

Slike platevarmevekslere fremstilles i ulike størrelser med plater hvis varmeoverføringsflater kan variere fra noen få kvadratdesimeter til flere kvadratmeter. Platematerialet velges med hensyn til anvendelsesområdet, men utgjøres vanligvis av rustfritt eller syrefast stål. Til visse formål benyttes titan, som har utmerket motstandsevne mot saltvann, men er meget dyr. Such plate heat exchangers are manufactured in various sizes with plates whose heat transfer surfaces can vary from a few square decimeters to several square meters. The plate material is chosen with regard to the area of application, but is usually made of stainless or acid-resistant steel. For certain purposes, titanium is used, which has excellent resistance to salt water, but is very expensive.

Kantpakningene som tetter mellom platene består hovedsakelig av gummi med varierende egenskaper. Gummipakningenes tetningstrykk oppstår når platepakken spennes sammen i rammen ved hjelp av strekkbolter og opprettholdes ved gummiens elastisitet. The edge gaskets that seal between the plates consist mainly of rubber with varying properties. The sealing pressure of the rubber gaskets occurs when the sheet package is clamped together in the frame using tension bolts and is maintained by the elasticity of the rubber.

En plateveksler kan lett tas fra hverandre og inspiseres eller rengjøres og deretter settes sammen igjen sålenge som tetningene bibeholder sin elastisitet og form. Ved fremlige temperaturer under 70-80°C har tetningene en brukstid så lang som 5-8 år. Ved høyere temperaturer, f.eks. over 100°C derimot, vil tetningene sette seg og miste sin opprinnelige form og der-med tetningsevnen. A plate exchanger can be easily taken apart and inspected or cleaned and then reassembled as long as the seals retain their elasticity and shape. At temperatures below 70-80°C, the seals have a service life as long as 5-8 years. At higher temperatures, e.g. above 100°C, on the other hand, the seals will settle and lose their original shape and with it their sealing ability.

Under slike forhold må tetningene byttes ut eri gang pr.Under such conditions, the seals must be replaced once per

år eller enda oftere, hvilket er en kostbar operasjon. Tetningens begrensning med hensyn til temperatur og livslengde gjør den til platevarmevekslerens svake ledd. years or even more often, which is an expensive operation. The seal's limitation in terms of temperature and lifespan makes it the plate heat exchanger's weak link.

Ifølge en kjent løsning som er omtalt i tysk utlegnings-skrift 1.149.027 utgjøres tetningen mellom platene i varmeveksleren av en elastisk tetning med rundt tverrsnitt. For å for- hindre at denne klemmes sammen altfor sterkt, samvirker den med to adskilte faste organer, et på hver side av tetningen, som begge har rundt tverrsnitt. According to a known solution described in German specification document 1,149,027, the seal between the plates in the heat exchanger is made up of an elastic seal with a round cross-section. In order to prevent this from being squeezed together too strongly, it cooperates with two separate fixed bodies, one on each side of the seal, both of which have round cross-sections.

Den kjente anordning lider av flere svakheter. For det første er den unødig komplisert og kostbar, fordi den inneholder tre adskilte elementer. For det andre krever anordningen et bredt tetningsspor, dvs. stort rom i sideretningen, hvilket ufordelaktig innvirker på varmevekslerplatenes varmeflate. The known device suffers from several weaknesses. First, it is unnecessarily complicated and expensive, because it contains three separate elements. Secondly, the device requires a wide sealing groove, i.e. large space in the lateral direction, which adversely affects the heating surface of the heat exchanger plates.

For det tredje vil anordningen tetningsevne opphøre hvis varmevekslingsmediet oppnår høy temperatur, da den elastiske tetning mister sin elastisitet. Thirdly, the device's sealing ability will cease if the heat exchange medium reaches a high temperature, as the elastic seal loses its elasticity.

Ifølge en annen kjent løsning (DE-AS 1 207 947) utgjøres tetningsanordningen av elastiske elementer som er innlagt i en holder av uelastisk materiale, som følger varmevekslerplatenes ytterkanter. Også denne anordning opptar forholdsvis stort rom i sideretningen, og begrenser derved varmevekslerplatenes varmeflate. Videre er anordningen slik at det kreves en type holdere overfor hver størrelse hos varmevekslerplaten, hvilket innebærer store omkostninger for denne tetningsanordning. Dessuten er de elastiske strenger i holderen utsatt for ytre påvirkning ved hete varmevekslingsmedier, hvilket innebærer kort levetid for de elastiske strenger under vanskelige forhold. According to another known solution (DE-AS 1 207 947), the sealing device consists of elastic elements that are inserted into a holder of inelastic material, which follows the outer edges of the heat exchanger plates. This device also takes up a relatively large space in the lateral direction, and thereby limits the heating surface of the heat exchanger plates. Furthermore, the device is such that a type of holder is required for each size of the heat exchanger plate, which entails large costs for this sealing device. In addition, the elastic strings in the holder are exposed to external influences from hot heat exchange media, which implies a short lifetime for the elastic strings under difficult conditions.

Hensikten med denne oppfinnelse er å unngå de problemer som er knyttet til den kjente teknikk. Dette muliggjøres ved hjelp av en tetning av den innledningsvis nevnte art som utmerker seg ved at den omfatter en tråd av hardt og i det vesentlige uelastisk materiale som hovedsakelig dekker over avstanden mellom de to platene og at tråden i det minste på visse steder langs sin utstrekning er forbundet med platene på en slik måte at varmevekslermediet ikke kan trenge forbi tråden. The purpose of this invention is to avoid the problems associated with the known technique. This is made possible by means of a seal of the kind mentioned at the outset, which is characterized by the fact that it comprises a thread of hard and essentially inelastic material which mainly covers the distance between the two plates and that the thread at least in certain places along its extent is connected to the plates in such a way that the heat exchange medium cannot penetrate past the thread.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av eksempel med henvisning til tegningen. The invention will be explained in more detail below by means of an example with reference to the drawing.

Tegningen viser varmevekslerplater 1 som er forsynt med spor 2 hvori et tetningselement 3 er anbragt. Tetningselementet 3 er innrettet til å tette mellom to inntil liggende plater 1 mot et medium som strømmer i kanalen 4 mellom disse plater 1. The drawing shows heat exchanger plates 1 which are provided with grooves 2 in which a sealing element 3 is placed. The sealing element 3 is designed to seal between two adjacent plates 1 against a medium that flows in the channel 4 between these plates 1.

Tetningselementet 3 utgjøres av en tynn tråd som fortrinnsvis er av samme metalliske materiale som platene og virker som en bruspennkomponent mellom platene 1. The sealing element 3 consists of a thin wire which is preferably of the same metallic material as the plates and acts as a soda pen component between the plates 1.

Ved anbringelse av metalltråden 3 legges denne inn i tetningssporet 2 og formes i likhet med sporets form i platene. When placing the metal wire 3, it is inserted into the sealing groove 2 and shaped in the same way as the shape of the groove in the plates.

Den runde metallprofil lar seg lett bøye uten at tverrsnittet deformeres. Metalltråden 3 skjøtes til en endelig form ved fortrinnsvis buttsveising, hvoretter sveisefugen slipes. The round metal profile can be easily bent without the cross section being deformed. The metal wire 3 is joined to a final shape by preferably butt welding, after which the welding joint is ground.

Materialet metall er nevnt, men annet hardt og bestandig materiale kan anvendes. Likeså kan trådprofilen ha annen form enn rund. The material metal is mentioned, but other hard and durable materials can be used. Likewise, the wire profile can have a different shape than round.

Fordelaktig anvendes tynnvegget metallrør som kan være noe mer fleksibelt enn en solid metalltråd. Advantageously, thin-walled metal pipe is used, which can be somewhat more flexible than a solid metal wire.

Den overbyggende metalltråd 3 skal ha en diameter som hovedsakelig svarer til avstanden mellom to naboplater 1. The overlying metal wire 3 must have a diameter that mainly corresponds to the distance between two neighboring plates 1.

Trådene i de ulike kanaler i en platepakke støtter hverandre i store deler av tetningssporet, men ikke ved portene, hvor annenhver tetning er tatt bort, slik at væske kan strømme inn i kanalene. The threads in the various channels in a plate pack support each other in large parts of the sealing groove, but not at the ports, where every other seal has been removed, so that liquid can flow into the channels.

Tetningstrykket mellom metalltråd og metallplate er så-ledes lavt i visse deler av tetningslengden, og metalltråden kan derfor ikke fullstendig besørge tetning mot platene. Derfor bør metalltrådens tettende funksjon forbedres i det minste på disse steder. The sealing pressure between metal wire and metal plate is therefore low in certain parts of the sealing length, and the metal wire cannot therefore completely provide a seal against the plates. Therefore, the sealing function of the metal wire should be improved at least in these places.

Denne tetningsfunksjon kan tilveiebringes på flere måter: A) Forbindelse av tråden med platene ved hjelp av mykt materiale, f.eks. gummi, teflon og/eller plast, hvorved tråden er belagt med det myke materiale; B) Forbinding av tråden med platene ved hjelp av mykt materiale, f.eks. gummi, teflon og/eller plast, hvorved platenes tetningsflater er belagt med det myke materialet, This sealing function can be provided in several ways: A) Connecting the thread to the plates using soft material, e.g. rubber, Teflon and/or plastic, whereby the thread is coated with the soft material; B) Connecting the thread to the plates using soft material, e.g. rubber, Teflon and/or plastic, whereby the sealing surfaces of the plates are coated with the soft material,

Beleggingen av det myke materialet ifølge A og B skjer fortrinnsvis på en slik måte at ved påføring av tråden mellom platene, festes tråden til det samme. The coating of the soft material according to A and B preferably takes place in such a way that when the thread is applied between the plates, the thread is attached to the same.

C) Forbinding av tråden med platene vedC) Connection of the wire with the plates by

I) et temperatur- og væskebestandig lim; I) a temperature and liquid resistant adhesive;

II) lodding; II) soldering;

III) sveising.III) welding.

De ulike forbindelsesmåter A-C vises på tegningen, hvor forbindelsesbelegget er merket med tallet 5 og fugeforbindelse-ne i form av lim-, lodding- eller sveisefuge med 6. The various connection methods A-C are shown in the drawing, where the connection coating is marked with the number 5 and the joint connections in the form of glue, soldering or welding joints with 6.

I visse tilfeller forbindes metalltråden med platene In certain cases, the metal wire is connected to the plates

langs hele sin lengde.along its entire length.

I de tilfeller hvor hele metalltråden forbindes med platene ved hjelp av lodding, skjer forbindingen fortrinnsvis på følgende måte: Metalltråden legges inn i platens tetningsspor, hvoretter platen med tråd tildekkes med en loddefolie. Oppå denne legges en ny plate av metalltråd og loddefolie osv. Ved oppvarming på hensiktsmessig måte smelter loddefolien og ved kapillarkrefte-nes virkning renner loddematerialet inn i mellomrommene mellom metalltråd og plater. In cases where the entire metal wire is connected to the plates by means of soldering, the connection preferably takes place in the following way: The metal wire is inserted into the plate's sealing groove, after which the plate with wire is covered with a solder foil. On top of this, a new plate of metal wire and solder foil etc. is placed. When heated in an appropriate manner, the solder foil melts and due to the action of capillary forces, the solder material flows into the spaces between the metal wire and plates.

Metalltrådene behøver ikke å ligge i samme plan og støtte hverandre, men kan også ligge forskjøvet i forhold til hverandre i tetningssporene, hvor platens materialer kan fjære og ta opp bevegelse når trådene utvider seg ved oppvarming. The metal threads do not have to lie in the same plane and support each other, but can also lie offset in relation to each other in the sealing grooves, where the plate's materials can spring and take up movement when the threads expand when heated.

Den ovenfor beskrevne tetningsanordning er fordelaktigThe sealing device described above is advantageous

på flere måter. For det første er tetningsanordningen meget enkel og billig både i tilvirkning og anbringelse. For det andre krever tetningsanordningen bare et smalt tetningsspor slik at bare minimal reduksjon av varmevekslerplatenes varmeflate finner sted. For det tredje er tetningsanordningen for-skjellig fra konvensjonelle gummitetninger særlig hensiktsmessig til å brukes i varmevekslere for hete og aggresive medier. Grunnen til dette er at tetningens hovedkomponent utgjøres av hel tråd som er fortrinnsvis av metall og dekker over avstanden mellom platene, som i det minste på visse steder samvirker med et forbindelsesmateriale. in several ways. Firstly, the sealing device is very simple and cheap both in manufacture and installation. Secondly, the sealing device only requires a narrow sealing groove so that only minimal reduction of the heat exchanger plates' heating surface takes place. Thirdly, the sealing device is different from conventional rubber seals and is particularly suitable for use in heat exchangers for hot and aggressive media. The reason for this is that the seal's main component consists of a whole thread which is preferably made of metal and covers the distance between the plates, which at least in certain places interacts with a connecting material.

Claims

1. Seal for a plate heat exchanger designed to be placed between two in the heat exchanger: incoming and adjoining plates, where the space between the plates forms a passage for a heat exchanger medium, characterized in that it comprises a wire (3) of hard and essentially inelastic material which mainly covers the distance between the two plates (1) as a bridge, and that the wire (3) is connected to the plates (1) at least in certain places along its extent in such a way that the heat exchange medium cannot penetrate past the wire ( 3).

2. Seal according to claim 1, characterized in that the thread (3) is flexible and is laid in a groove (2) in one of the plates (1), where the thread is shaped like the shape of the groove (2).

3. Seal according to claim 1 or 2, characterized in that the thread (3) consists of a thin-walled metal tube.

4. Seal according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the cross-section of the thread (3) has the shape of a circle.

5. Seal according to one of the preceding claims, characterized in that the wire (3) is connected to the plates (1) by means of a soft material (5) such as rubber, Teflon and/or plastic, where the wire (3) is coated with the soft material (5).

6. Seal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the wire (3) is connected to the plates (1) by means of a soft material (5), such as rubber, Teflon and/or plastic, where the sealing surfaces of the plates (1) is coated with the soft material (5).

7. Seal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the wire (3) is connected to the plates (1) by means of glue.

8. Seal according to one of claims 1 to 4, where the wire (3) is made of a metallic material, characterized in that the wire (3). is connected to the plates (1) by soldering.

9. Seal according to one of claims 1 to 4, where the thread (3)