DE865144C - Waermeaustauscher - Google Patents

Description

• Wärmeaustauscher Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher mit unter Belassung von ringsum laufenden Durchflußspalten konzentrisch ineinandergesteckten, vorzugsweise kegelig gestalteten Austauscherelementen.
• Es sind Wärmeaustauscher dieser Art bekannt, die sich aus zwei trommelartig mit konischen Seitenwandungen versehenen und ineinandergesteckten Behältern aus Blech zusammensetzen. Hierbei werden die. Behälter durch auf der Seitenwandung des inneren Behälters eingeprägte Rillen im Abstand voneinander gehalten. Die Rillen verlaufen spiralförmig und bilden entsprechend gestaltete Kanäle für das zwischen den beiden Behältern strömende Wärmeaustauschmittel.
• Demgegenüber besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß die in Topfform ausgebildeten Elemente, deren einander umschließende, die Durchflußspalte enthaltende Seitenwände oder Topfmäntel die eigentlichen Wärmeaustauschflächen bilden, an ihren offenen Enden. nach auswärts gerichtete Flansche haben, die ebenso wie die Topfböden mit Durchbrüchen und Dichtungen. für die Zu- und Abführung der strömenden Mittel und für deren Verteilung auf die verschiedenen Erhitzerwege versehen sind. Eine derartige Anordnung und Bauweise der Austauscherelemente mit ihren neuartig ausgebildeten Flanschen und Böden ermöglichen ein einfaches Zusammenstecken und Auseinanderbauen sowie ein leichtes Reinigen der topfförmigen Austauscherelemente und eine günstige Flüssigkeitsverteilung für die strömenden Mittel. Vorteilhaft gibt man den Böden und Flanschen eine größere Wandstärke als den sich gegenseitig versteifenden und auch an sich formstarren Topfmänteln. Die Erfindung- wird im folgenden unter Hinweis auf ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale ergeben werden. Es zeigt Fig. i einen axialen Längsschnitt durch einen aus vier Topfmänteln aufgebauten Wärmeaustauscher, Fig. 2 Draufsichten auf zwischen den Topfböden angeordnete Dichtungselemente, von denen das unterste längs der Versteifung durchgeschnitten ist, Fig. 3 Draufsichten der Einzelteile eines solchen Dichtungselementes mit teilweise abgebrochenem oberem Flansch, Fig. 4 einen Axialschnitt durch eines der Dichtungselemente in größerem Maßstab, Fig. 51 eine Draufsicht auf ein Flanschdichtungselement, Fig. 6 eine Draufsicht auf die Blecheinfassung dieses Dichtungselementes.
• Der in Fig. i dargestellte Wärmeaüstauscher besteht aus vier gleichachsig ineinandergeschobenen Topfelementen i bis 4. Die Seitenwände der inneren Töpfe i bis 3; sind auf ihrer Außenseite mit schraubenförmigen Führungsrippen 5 für die durchströmenden Meiden versehen, während der Topf außen einen glatten Mantel hat. Die Rippen 5, welche zugleich als Abstandhalter zwischen den Topfmänteln dienen, bestehen mit den Topfmänteln aus einem Stück und sind daher bei Gußtöpfen angegossen, bei Blechtöpfen als Sicken ausgebildet. Vier Töpfe sind an ihrem offenen, in Fig. i unteren Ende mit Flanschen 6 bis 9 versehen, die unter Zwischenschaltung eines Druckringes io mittels Spannknaggen r i gegeneinander sowie gegen ein Traggestell i12 gezogen werden. Die Topfböden 13 bis 16 werden unter Zwischenschaltung einer Druckplatte 17 mittels einer Spannmutter 18, die auf das Ende eines axial angeordneten Zugankers i9_ geschraubt ist, gegen eine zweite Druckscheibe 2o gezogen, die auf einem Bund 21 des Zugankers abgestützt ist. Das untere Ende des Zugankers ist mittels einer zweiten Spannmutter 22 an dem Traggestell 12 befestigt. Während der Boden 13 des innersten Topfes i geschlossen ist, sind die Topfböden. 14, r5; und 16 mit vorzugsweise kreisrunden Ausschnitten 23 für den Durchtritt der im Wärmeaustausch stehenden Medien 'versehen. Die Topfflansche 6 bis 9 und .die Topfböden, 1:3; bis 16 erhalten zweckmäßig eine etwas größere Wandstärke als die durch die Rippen 5t versteiften Topfmäntel. i bis -4. Dichtungselemente 24, 2(5 und 26, welche zwischen. die Topfböden eingespannt sind, dichten die Strömungswege der beiden Medien gegeneinander ab. Jedes dieser Dichtungselemente hat, wie Fig. 2, 3@ und ¢ zeigen, eine Versteifungsplatte 27,_ die bei der vorzugsweisen Verwendung in Molkereien zweckmäßig aus nichtrostendem Stahl besteht und mit einem Ausschnitt 28 für den Zuganker 19 sowie mit einem weiteren Ausschnitt 29 für den Durchtritt eines Mediums versehen ist. Der Durchlaß 29 wird von einem kreisförmigen Dichtungsring 3(o, der äußere Umfang der Versteifungsplatte 27 von einem ungefähr ovalen größeren Dichtungsring 31 eingefaßt. Beide Dichtungsringe 3o und 31I{ sind auf ihrer der Versteifungsplatte 27 zugekehrten Seite mit einer Nut 32 versehen, deren Ränder die Versteifungsplatte schwalbenschwanzartig umgreifen, so daß die Dichtungsringe von der Platte formstarr festgehalten werden. Auf ihrer von der Versteifungsplatte abgekehrten Seite sind die Dichtungsringe mit Dichtungslippen 30, versehen (Fig. 4r), die bei nicht gepreßten Dichtungen, etwas über deren Oberflächen: hinausragen und, sich daher beim Festspannen der Topfböden fest gegen diese anlegen und durch den Druck des abzudichtenden Mediums selbsttätig verstärkt gegen. die Dichtflächen angepreßt werden. Zwischen die Topfflansche 6 bis 9 sind .ebenfalls Dichtungselemente 34; eingespannt, von denen eines in Fig. 5: in kleinerem Maßstäb dargestellt ist. Jedes dieser Dichtungselemente besteht aus einer der Flanschform angepaßten Versteifungsplatte 315, die mit einem kleinen Kreisausschnitt 36 und: mit einem großen ovalen Ausschnitti 3,7 versehen ist, von denen der letztere den Topfmantel 1, 2 oder 3; umfaßt (Fig. 6). Der kleine Ausschnitt 36 nimmt eine Kreisringdichtung 38, der große Ausschnitt 37 einen ovalere Dichtungsring 39 auf, die in gleicher Weise ausgebildet, d. h. mit einer Nut und Dichtlippen versehen, und in der gleichen Weise mit der Versteifungsglatte 35, verbunden sind, wie dies im Zusammenhang mit den Bodendichtungen 24 bis 26 beschrieben wurde.
• Die Dichtungselemente sind so gegeneinander versetzt angeordnet (s. insbesondere Fig, i und 2), daß das durch den oberen Einlaßstutzen 4o. eintretende Medium, z. B. Dampf, durch. die Dichtungsringe 30 der beiden Dichtungselemente 24, und 26 verhindert wird, in die Durchflußspalte zwischen, den Töpfen 31 und 4 bzw. i und 2 einzutreten. Das Medium wird vielmehr gezwungen, den Spalt zwischen den Töpfen 2 und 31 zu durchströmen, worauf der große Dichtungsring 39 des zvischen den Topfflanschen. ? und 8 angeordneten Dichtungselementes den Dampf zwingt, durch den unteren Auslaßstutzen 41 abzuströmen. Umgekehrt wird das durch den unteren Einlaßstutzen 42 eintretende andere Medium, z. B. Milch, durch den kleinen Dichtungsring 38 des zwischen den Topfflanschen 7 und 8 angeordneten Dichtungselementes 34 verhindert, in, den Durchflußraum zwischen den Töpfen 2 und 3 zu gelangen. Es wird vielmehr durch die großen Dichtungsringe 39 der zwischen den Flanschen B. und 9 bzw. 6 und 7 angeordneten Dichtungselemen e gezwungen, zwischen, den Töpfen i und 2 sowie 3, und 4 durchzuströmen, wobei das Medium durch die Topfwände 2 und 3; die Wärme des zwischen diesen Wänden strömenden Mediums Dampf aufnimmt. Am oberen Ende des Wärmeaustauschers wird das Medium Milch dann durch die Außendichtungsringe 3;1 der Dichtungselemente 24. und 26 gezwungen, durch den Auslaßstutzen 43 abzufließen. Der Wärmeaustauscher kann nach Lösen der Knaggen i i und der oberen Spannmutter iß, leicht auseinandergenommen werden, indem man die Töpfe i bis 4. voneinander abzieht. Die Dichtungselemente 24, 25, 26 und 3;q, bilden dabei leicht zu handhabende Einbauteile, weil die Dichtungsringe durch die Versteifungsplatten formstarr festgehalten werden. Auch können die einfachen Dichtungsringe 39, 3.1, 3'8 und 39 leicht ersetzt werden, wenn sie nach längerem Gebrauch schadhaft werden sollten.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmeaustauscher mit unter Belassung von ringsum laufenden Durchflußspalten konzentrisch. ineinandergesteckten, vorzugsweise kegelig gestalteten Austauschelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die in Topfform ausgebildeten Elemente (i bis q;), deren, einander umschließende, die Durchflußspalte enthaltende Seitenwände oder Topfmäntel die eigentlichen Wärmeaustauschflächen bilden, an ihren offenen Enden nach auswärts gerichtete Flansche (6 bis 9) haben, die ebenso wie die Topfböden (ilo bis 16) mit Durchbrüchen und Dichtungen für die Zu- und Abführung der strömenden Mittel und für deren. Verteilung auf die verschiedenen Erhitzerwege versehen sind.
2. 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Elemente aus einem Stück mit ihnen bestehende, vorzugsweise nach Art von Schraubenlinien umlaufende Rippen haben, die als Abstandhalter zwischen den benachbarten. Topfwänden dienen und die Breite der Durchflußspalte bestimmen.
3. 3. Wärmeaustauscher nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden und Flansche eine größere Wandstärke als die Topfmäntel haben. q..
4. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Topfflanschen (6 bis 9) und den Topfböden (13 bis 16) angeordneten Dichtungselemente als in sich formstarre Einbauelemente ausgebildet sind.
5. 5. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungselemente (24, 25, 26 und 3:q:) jeweils aus einem Versteifungsteil (2.7, 3:5) und auf diesen befestigten Gummidichtungen (30, 31 und 38, 39) bestehen.
6. 6. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummidichtungen (30, 31 und 38, 39) mit Nuten (32) versehen sind, in welche der Versteifungsteil (27, 35 ) eingreift.
7. 7. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Versteifungsteil (27, 35) aus einer Platte besteht, die mit Ausschnitten für den Durchtritt der wärmeaustauschenden Medien und der sie durchdringenden Verbindungsteile (i9) versehen ist. B. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummidichtungen (3b, 31 und 3ß, 39) mit Dichtlippen (33) versehen sind, die von dem Druck des abzudichtenden Mediums gegen die Dichtungsfläche gepreßt werden. g. Wärmeaustauscher nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen den einzelnen Töpfen (i bis 4) durch die in die Topfböden (13 bis i6) und Topfflansche (6 bis 9) eingesetzten Dichtungsglieder (2q., 25, 26, 330, 3,i, 314, 38, 39) abwechselnd an das der Heizung dienende strömende Medium; z. B. Dampf (bei 40 und 41), bzw. an das zu erwärmende strömende Medium, z. B. Milch (bei 42, und q.3), angeschlossen sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 689&56.