[發明專利]具有密封構造的板式換熱器

在審

• 申請號: 201380061903.4
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN104813134A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 馬庫斯·弗蘭茲;克里斯托弗·科赫;維爾納·施瓦茨巴特;羅伯特·豪澤
• 申請（專利權）人: 西格里碳素歐洲公司
• 主分類號: F28F3/08
• 分類號: F28F3/08;F28F3/10;F28F21/02;F28F21/04
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 黃剛;車文

技術領域

本發明涉及一種帶墊圈的板式換熱器，該板式換熱器包括：由兩塊框架板組成的框架本體，多塊換熱板的板堆疊體布置在該框架板之間；饋送和排出流經換熱板之間的空間的換熱流體的裝置；以及將力施加到框架板的裝置，通過該裝置，壓力能夠被施加到板堆疊體上。

背景技術

板式換熱器包括一疊換熱板，熱傳遞發生在該疊換熱板之間。這些板通常設有輪廓或設有用于介質的流動管道和貫通開口。

通過板式換熱器，無墊圈設計和帶墊圈設計之間可以作基本區分。在無墊圈構型中，板之間的空間通過剛性連接的板填密，例如通過焊接、焊合或熔合技術。

在帶墊圈的設計中，墊圈，通常彈性體基墊圈，被用于密封并分開不同板之間的介質腔。

取決于發生換熱的介質，金屬或金屬合金諸如鋼能夠用作板的材料，或如果介質腐蝕性特別強，則也能夠使用陶瓷材料諸如石墨或碳化硅或纖維增強陶瓷材料。

由于其高脆性，含石墨的材料或陶瓷的板材諸如石墨或碳化硅對各板之間的密封有特別高的要求。

這種板式換熱器通常由于含石墨的材料或陶瓷材料的脆性以及難以結合這些材料的事實而以帶墊圈的構型生產。

此外，帶墊圈的板式換熱器的優點在于：其比無墊圈構型更容易分離板以移除或清潔或來更換個別板。

在這些板式換熱器中，特別地，含氟聚合物，優選地基于聚四氟乙烯(PTFE)的含氟聚合物或石墨基材料通常用作墊圈材料的材料。PTFE延展性高并由于其流動特性僅形成低墊圈厚度。由于這種非常低厚度的墊圈材料，確保墊圈上的足夠的表面壓力以實現可靠密封并且防止在運行期間泄漏是關鍵的。

表面壓力通常通過將換熱器的板堆疊體布置在兩塊框架板之間產生，用足夠的力將板夾緊在該框架板之間。

為了施加用于該夾緊的力，系桿通常與螺旋彈簧結合使用，該螺旋彈簧被布置在離換熱板的邊緣一定距離處。

EP-A203213披露了用彼此間隔開并且由耐腐蝕材料制成的至少三個平行板元件以及饋送和排出流經板之間的空間的換熱流體的裝置構成的板式換熱器，板元件由粘結到含氟聚合物的石墨體制成。

DE?10?2006?009?791披露了意圖用于化工設備的制造中并且包括金屬框架本體和由纖維增強陶瓷或獨石陶瓷制成的板堆疊體的復合換熱器，層疊板形成至少兩個管道系統，所述至少兩個管道系統以任何給定數目的層以由至少一塊板分開的方式布置成一個在另一個上面并且由接納供應和流出裝置的蓋板限制在板堆疊體的相反兩端。在包圍介質的流動區域和貫通開口的區域中，換熱板包括長方溝槽，密封系統被布置在該長方溝槽中。

市售帶墊圈的板式換熱器中的承壓件，特別地，包括基于含石墨的材料或陶瓷材料諸如石墨、碳化硅或纖維增強陶瓷材料的板的承壓件的結構構型僅適合有限范圍內的較大模型，因為當結構的尺寸增加時，尤其是當板寬度且/或板長度增加時，框架板的彎曲在密封換熱器的關鍵區域中增加，并且因此在換熱器中可能發生泄漏。

發明內容

因此，本發明的目的是提供避免或至少減少上述問題的帶墊圈的板式換熱器。

該目的已經根據本發明通過根據權利要求1所述的帶墊圈的板式換熱器實現。

根據本發明的板式換熱器的優選實施例可在從屬權利要求以及以下詳細描述中發現。

根據本發明的帶墊圈的板式換熱器(1)包括：由兩塊框架板(2)組成的框架本體，多塊換熱板(4)的板堆疊體被布置在該框架板之間；饋送和排出流經換熱板之間的空間的換熱流體的裝置(6)；將力施加到框架板的裝置(7)，通過該裝置，壓力能夠被施加到板堆疊體(4)上；以及用于板堆疊體(4)的換熱板之間的密封的裝置(8)。

與類似構造的已知換熱器相比，在根據本發明的板式換熱器(1)中，至少一個施力裝置(7)被布置成使得施加力到框架板(3)的表面的質心在由板堆疊體(4)的表面區域在對應的框架板(3)上的線性投影產生的區域內。

在具有帶墊圈的構型的已知板式換熱器中，力以如下的方式被施加到框架板，所述方式使得力通過將在換熱板的表面區域外的兩塊框架板互連的連接元件施加到框架板，并且因此壓力也施加在換熱板的板堆疊體上。這里，施力表面的質心在由板堆疊體()的表面區域在對應的框架板上的線性投影產生的區域外。取決于設計，這種構造導致框架板由于施加的力而彎曲，這在框架板的中部最為明顯。框架板越寬且/或越長，框架板彎曲的程度越大，即，與較小的裝置相比，在較大換熱器中問題更嚴重。