DE1207947B - Vorrichtung zur Abdichtung zwischen den Platten eines Plattenwaermeaustauschers - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F 25h

Deutsche Kl.: 17 f-5/30

Nummer: 1207 947

Aktenzeichen: A 408591 a/17 f

Anmeldetag: 1. August 1962

Auslegetag: 30. Dezember 1965

Vorrichtung zur Abdichtung zwischen den Platten eines Plattenwärmeaustauschers

Anmelder:

Aktiebolaget Separator, Stockholm-Tull Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,

Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:

Stig Beskow, Bromma (Schweden)

Ein Plattenwärmeaustauscher besteht in der Regel aus einer Anzahl von einzelnen flachen oder teilweise formgepreßten, in Abstand voneinander gehaltenen Platten, die nach dem Anbringen von Abdichtungsorganen zwischen den Platten mittels Druck- 5 platten und Spannvorrichtungen zu einem festen Plattenpaket zusammengepreßt werden, wobei die Abdichtungsorgane die Bildung von Zwischenräumen zwischen den Platten für den Durchstrom der Medien, die untereinander Wärme austauschen io sollen, sicherstellen.

Als Abdichtungsorgane zwischen den Platten dienen üblicherweise in die Platten eingepreßte Rillen, in welchen Dichtungsstreifen aus nachgiebigem Material, gewöhnlich Gummi, eingelegt und mittels eines 15 Bindemittels befestigt werden. Bei diesen bekannten Abdichtungsorganen kommen die das Plattenpaket durchströmenden Medien direkt mit dem Dichtungsstreifen in Berührung, welcher durch das Medium

chemisch angegriffen und zerstört wird. Das Material 20

des Dichtungsstreifens kann dabei gelöst werden und 2

das Medium verunreinigen. Ein weiterer mit diesen

bekannten Abdichtungsorganen verbundener Nach- Material, z. B. Metall, verwendet werden, der in den teil liegt in der Empfindlichkeit des Dichtungsstrei- den Platten zugewandten Seiten Längsrillen und in fens gegen hohe Temperaturen oder Hochdruck, so 25 den Rillen angebrachte Dichtungsstreifen aus weidaß er durch eine zu hohe Temperatur eingeschmol- chem Material mit solchen Querschnitten aufweist, zen und durch einen zu hohen Druck aus seinem daß die Dichtungsstreifen nach dem Einspannen die Sitz ausgepreßt wird. Beschädigte Dichtungen verur- Rillen nicht völlig ausfüllen, sondern in diesen nur Sachen aber Undichtigkeit des Plattenpakets. einer begrenzten Zusammenpressung ausgesetzt sind,

Es ist ferner bekannt, statt der Dichtungsstreifen 30 wobei gleichzeitig die gegenüberliegenden Kanten in eingepreßten Rillen der Platten zwischen den Plat- der Rillen in direkte Anlage auf den Platten gebracht ten Rahmen aus dünnem Blech mit S- oder Z-förmi- werden und den Abstand zwischen diesen bestimmen, gem Querschnitt anzuordnen, wobei die Dichtungs- Bei mit Hochdruck und hohen Temperaturen bestreifen in die in diesem Profil gebildeten Rillen ein- triebenen Plattenwärmeaustauschern sind Abdichgelegt werden. Dabei liegt dann ein solcher Dich- 35 tungsvorrichtungen der letztgenannten Art den beitungsstreifen an jeder von zwei benachbarten Platten den erstgenannten vorzuziehen, denn sie stellen einen im Plattenpaket an. Ein solches Abdichtungsorgan konstanten Abstand zwischen den Platten sicher, und hat jedoch ebenfalls den Nachteil, daß der Dich- die Medien kommen nicht oder nur in geringem Umtungsstreifen mit den durch das Plattenpaket strö- fang mit den Dichtungsstreifen in Berührung, und menden Medien, wenn auch weniger als im erstge- 40 die Dichtungsstreifen können durch den von den nannten Fall, in Berührung kommt. Außerdem ist Medien ausgeübten Druck nicht aus ihren Rillen herbei dieser bekannten Form auch der Abstand zwi- ausgepreßt werden. Bei bisher bekannten Abdichschen den Platten nicht fixiert, sondern hängt teils von tungsvorrichtungen dieser Art hatte dieser Rahmen der Verformung des Dichtungsstreifens beim Zusam- einen H-förmigen Querschnitt. Da dabei die Rillen menpressen der Platten zu einem Paket und teils von 45 einander gegenüberliegen, ist der in der Tiefe für die der Nachgiebigkeit der Seiten des dünnwandigen Rille vorhandene Platz im Rahmen so gering, daß Rahmens gegenüber dem vom Dichtungsstreifen aus- der in die Rille einzulegende Dichtungsstreifen so geübten Druck ab. dünn sein muß, daß er für seine elastisch abdich-

Zur Abdichtung zwischen den Platten in einem tende Wirkung nur unbedeutend zusammengepreßt Plattenwärmeraustauscher kann nach einer weiteren 50 werden kann und keine genügende Abdichtungskraft bekannten Form auch ein zwischen den Platten als ergibt, da der Abstand zwischen den Platten sehr Abstandselement eingespannter Rahmen aus festem gering, höchstens etwa 5 mm, sein soll.

Die Erfindung bezieht sich auf Abdichtungsvorrichtungen beider letztgenannter Arten und stellt eine Kombination dieser beiden bekannten Formen dar, die deren Vorteile bewahrt, aber deren Nachteile beseitigt.

Die-erfindungsgemäße Abdichtungsvorrichtung ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen in einem Querschnitt des Rahmens seitwärts gegeneinander versetzt sind und daß der Rahmen auf seinen mit Rillen versehenen Seiten Auflageflächen aufweist, die außerhalb der Rillen einander gegenüberliegen und eine solche Breite aufweisen, daß der Rahmenquerschnitt beim Einspannen zwischen den Platten nicht verformt wird. Dadurch können die Rillen fast so tief angeordnet werden, als der Rahmen dick ist, und die Dichtungen können infolgedessen einen entsprechend größeren Querschnitt und folglich ein größeres, wenn auch begrenztes Zusammenpressungsvermögen erhalten. Die Gefahr, daß der Dichtungsstreifen aus der Rille herausgepreßt wird, ist beseitigt, die direkte Berührung zwischen dem Medium und dem Dichtungsstreifen ist auf ein Minimum reduziert, der Abtsand zwischen den Platten ist auf einen konstanten Wert fixiert, der etwa gleich dem Abstand zwischen den Auflageflächen des Rahmens auf den Platten ist, und die Seitenwandungen der Rillen nehmen den Druck der Dichtungsstreifen ohne Verformung auf.

In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, daß der Rahmen metallische Auflageflächen auf beiden Seiten der Rillen zur Auflage auf die Platten in eingespannter Lage aufweist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die den Platten zugewandten Seiten der Rahmen flach und zueinander parallel sein, wodurch möglichst große Auflageflächen für eine metallische Auflage zwischen Rahmen und Platten erreicht werden und die Platten mit höherer Kraft gegeneinandergepreßt werden können ohne die Gefahr, daß die Rahmen in die Platten einschneiden oder in diese eingedrückt werden.

Gemäß anderen Ausführungsformen können verschiedene Rillenquerschnitte in den Rahmen verwendet werden, die verschiedene Vorteile für die Abdichtungsvorrichtung als solche mit sich bringen.

Die Erfindung und deren Vorteile werden in der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt im Schnitt einen Rahmen mit seitwärts versetzten Rillen und mit in den Rillen angebrachten Dichtungsstreifen, welche von den Platten so zusammengepreßt sind, daß sie nur teilweise die Rillen ausfüllen;

F i g. 2 bis 6 zeigen einige andere Ausführungsbeispiele für Rahmen mit Rillen von verschiedenen Formen im Schnitt.

In F i g. 1 bezeichnen 1 und 2 ein Paar nebeneinander angeordneter Platten in einem Plattenwärmeaustauscher. Zwischen den Platten ist ein den Außenkanten der Platten folgender Rahmen 3 angebracht. Im Rahmen sind zwei Rillen 4 und 5 für die Dichtungsstreifen 6 bzw. 7 angebracht, die in der gezeigten Lage von den Platten in den Rillen zusammengedrückt werden, ohne jedoch die Rillen völlig auszufüllen. Die der Platte 1 bzw. der Platte 2 zugewandten Flächen des Rahmens sind flach und parallel und haben auf beiden Seiten der Rillen eine metallische Auflage auf die Platten. Der Abstand a zwischen den Platten 1 und 2 ist durch die Dicke des Rahmens bestimmt. Auf Grund der metallischen Auflage zwischen dem Rahmen 3 und den Platten 1 und 2 hat das Medium im Plattenpaket, das diese Teile bestreicht, nur eine geringfügige Möglichkeit, bis zu den Rillen 4 und 5 einzudringen. Um den Rahmen in seiner Lage gegen die Platten festzuhalten, sind die freien Kanten der Platten umgebogen, ίο und der Falz 8 dient dabei als Auflage und Führung für den Rahmen.

Erfindungsgemäß sind die Rillen 4 und 5 seitwärts gegeneinander versetzt und liegen also nicht einander gegenüber, wodurch die Rillen eine größere Tiefe und Dichtungsstreifen größeren Querschnitts erhalten können, als bei der oben zuletzt erwähnten bekannten Ausführungsform möglich ist. Erfindungsgemäß befinden sich ferner die außerhalb der Rillen 4 und 5 angeordneten Auflageflächen 16 und 17 des Rahmens einander gegenüber, und deren Breite ist verhältnismäßig groß, so daß der Rahmenquerschnitt in eingespannter Lage zwischen den Platten keiner Biegung ausgesetzt wird.

In F i g. 1 sind die Auflageflächen 16 und 17 flach und parallel dargestellt und liegen auf beiden Seiten der Rillen 4 und 5 an die Platten an. Diese Auflageflächen können aber auch, wenn auch schwach, stufenartig ausgebildet sein, wie mit den gestrichelten Linien 18, 19 angedeutet ist, in welchem Fall die Flächen 18, 19 nicht an den Platten anliegen, sondern schmale Spalte mit ihnen bilden. Die Auflage zwischen dem Rahmen und den Platten findet dann nur außerhalb der Rillen statt.

In F i g. 2 wird gezeigt, daß die Rillen tiefer als die Hälfte der Rahmenstärke angeordnet werden können. In F i g. 1 und 2 sind die Rillen rechteckig. In F i g. 3 dagegen weisen sie einen bogenförmigen, vorzugsweise kreisbogenförmigen Querschnitt auf. F i g. 3 zeigt die in den Rillen eingebetteten Dichtungsstreifen in nicht zusammengedrücktem Zustand. In F i g. 4 ist der Rillenquerschnitt durch eine gerade, zur Oberseite des Rahmens rechtwinklig liegende Seite 9 und eine bogenförmige Seite 10 gebildet, die sich vom tiefsten Punkt der Seite 9 im Rahmen, von der Innenseite 11 des Rahmens gerechnet, nach außen und aufwärts bis zur Oberfläche des Rahmens erstreckt. In F i g. 5 ist zum Unterschied von Fig. 4 die flache Seite 12 der Rille nicht rechtwinklig zur Auflagefläche des Rahmens auf die Platte, sondern etwas hinterschnitten dargestellt, was den Vorteil mit sich bringt, daß ein in die Rille eingebetteter elastischer Dichtungsstreifen in der Rille zurückgehalten wird, wenn er über die hinterschnittene Kante gezogen worden ist.

In F i g. 6 hat die Rille die Form einer Rinne mit geraden Seiten, von welchen sich, von der Innenseite 11 des Rahmens gerechnet, die beiden einander gegenüberliegenden Seiten 13 und 14 von der Bodenseite 15 der Rinne aus schräg nach außen erstrecken. Auch in diesem Fall ist die Seite 14 hinterschnitten. Den Rillen nach F i g. 3 bis 6 ist gemeinsam, daß die bogenförmigen Seiten bzw. die Seite 13 in F i g. 6 Spitzwinkel mit den Auflageflächen des Rahmens auf die Platten bilden können, wodurch die Flächen, die bei zusammengepreßtem Plattenpaket diesen Winkel der Rille bilden, den Dichtungsstreifen zu einem Keil formen, wenn der Dichtungsstreifen vom Druck des Mediums zwischen den Platten entspre-

chend dem Umfang, indem dieses Medium bis zur Dichtungsrille vordringen kann, in den Winkel hineingedrückt wird, wodurch eine gute Abdichtung erreicht wird.

Um den vollen Druck des Mediums auf die Innenseite der Dichtungsstreifens zu sichern und dadurch obengenannte Keilwirkung ausnutzen zu können, kann es sich in gewissen Fällen zweckmäßig erweisen, z. B. durch Rändeln der Auflageflächen des Rahmens auf die Platten innerhalb der Dichtungsstreifen eine Verbindung zwischen den Dichtungsrillen und dem Plattenzwischenraum innerhalb des Rahmens herzustellen.

Aus den Figuren geht hervor, daß die Rahmen vorzugsweise mit rechteckigem Querschnitt hergestellt werden, wobei die Rillen am besten im Rahmen ausgefräst oder durch Walzen, Ziehen oder Strangpressen hergestellt werden. Durch die Möglichkeit, die Auflageflächen des Rahmens auf die Platten verhältnismäßig breit zu machen, werden große Auflageflächen erzielt und damit verhindert, daß beim Zusammenpressen des Plattenpaketes der Rahmen in die Platten einschneidet oder eingedrückt wird. Gleichzeitig ermöglichen die großen Auflageflächen die Anwendung hoher Zusammenpressungsdrücke.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Abdichtungsvorrichtung zwischen den Platten in einem Plattenwärmeaustauscher, welche aus einem zwischen den Platten angebrachten und als Abstandselement zwischen diesen Platten eingespannten Rahmen aus festem Material besteht, der in seinen den Platten zugewandten Seiten mit Längsrillen und mit in den Rillen angebrachten Dichtungsstreifen aus weichem Material versehen ist, welche einen derartigen Querschnitt aufweisen, daß der Dichtungsstreifen in eingespannter Lage die Rille nicht völlig ausfüllt, sondern nur einer begrenzten Zusammenpressung ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (4,5) im Querschnitt des Rahmens (3) gegeneinander seitwärts versetzt sind und daß der Rahmen (3) auf seinen mit Rillen versehenen Seiten Auflageflächen aufweist, die außerhalb der Rillen einander gegenüberliegen und eine solche Breite aufweisen, daß der Rahmenquerschnitt in eingespannter Lage zwischen den Platten nicht verformt wird.

2. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen (3) in eingespannter Lage auf beiden Seiten der Rillen (4, 5) mit metallischen Auflageflächen auf beiden Platten versehen sind.

3. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Platten anliegenden Flächen der Rahmen flach und zueinander parallel sind.

4. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Platten zugewandten Auflageflächen der Rahmen innerhalb der Rillen gerändelt sind.

5. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Tiefe der Rillen im Rahmen größer als die Hälfte der Rahmenstärke ist.

6. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Rahmens, rechtwinklig zu den Rillen gemessen, größer als die Summe der Breiten der Rillen ist.

7. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen (F i g. 1 und 2).

8. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen einen bogenförmigen Querschnitt aufweisen (Fig. 3).

9. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen, im Querschnitt gesehen, eine zu den Auflageflächen des Rahmens auf die Platten rechtwinklige Seite (9) und eine andere Seite (10) aufweisen, die sich, von der Innenseite des Rahmens gerechnet, von einem tiefsten Punkt der 'ersten Seite (α) im Rahmen längs eines Bogens nach außen bis zu den Auflageflächen des Rahmens auf die Platte erstreckt.

10. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen, im Querschnitt gesehen, eine gerade Seite (12), die mit der Auflagefläche des Rahmens auf die Platte einen Winkel von weniger als 90° bildet, und eine bogenförmige Seite aufweisen, die sich, von der Innenseite des Rahmens gerechnet, vom tiefsten Teil der geraden Seite im Rahmen nach außen und aufwärts bis zur Auflagefläche des Rahmens auf die Platte erstreckt.

11. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen im Querschnitt die Form einer Rinne mit geraden Seiten aufweisen, von welchem sich, von der Innenseite des Rahmens gerechnet, die beiden einander gegenüberliegenden Seiten (13, 14) von der Bodenseite (15) der Rinne aus nach außen erstrecken.

12. Abdichtungsvorrichtung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und daß die Rillen in den Rahmen ausgefräst oder durch Walzen, Ziehen oder Strangpressen gebildet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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