[发明专利]具有密封构造的板式换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种带垫圈的板式换热器，该板式换热器包括：由两块框架板组成的框架本体，多块换热板的板堆叠体布置在该框架板之间；馈送和排出流经换热板之间的空间的换热流体的装置；以及将力施加到框架板的装置，通过该装置，压力能够被施加到板堆叠体上。

背景技术

板式换热器包括一叠换热板，热传递发生在该叠换热板之间。这些板通常设有轮廓或设有用于介质的流动管道和贯通开口。

通过板式换热器，无垫圈设计和带垫圈设计之间可以作基本区分。在无垫圈构型中，板之间的空间通过刚性连接的板填密，例如通过焊接、焊合或熔合技术。

在带垫圈的设计中，垫圈，通常弹性体基垫圈，被用于密封并分开不同板之间的介质腔。

取决于发生换热的介质，金属或金属合金诸如钢能够用作板的材料，或如果介质腐蚀性特别强，则也能够使用陶瓷材料诸如石墨或碳化硅或纤维增强陶瓷材料。

由于其高脆性，含石墨的材料或陶瓷的板材诸如石墨或碳化硅对各板之间的密封有特别高的要求。

这种板式换热器通常由于含石墨的材料或陶瓷材料的脆性以及难以结合这些材料的事实而以带垫圈的构型生产。

此外，带垫圈的板式换热器的优点在于：其比无垫圈构型更容易分离板以移除或清洁或来更换个别板。

在这些板式换热器中，特别地，含氟聚合物，优选地基于聚四氟乙烯(PTFE)的含氟聚合物或石墨基材料通常用作垫圈材料的材料。PTFE延展性高并由于其流动特性仅形成低垫圈厚度。由于这种非常低厚度的垫圈材料，确保垫圈上的足够的表面压力以实现可靠密封并且防止在运行期间泄漏是关键的。

表面压力通常通过将换热器的板堆叠体布置在两块框架板之间产生，用足够的力将板夹紧在该框架板之间。

为了施加用于该夹紧的力，系杆通常与螺旋弹簧结合使用，该螺旋弹簧被布置在离换热板的边缘一定距离处。

EP-A203213披露了用彼此间隔开并且由耐腐蚀材料制成的至少三个平行板元件以及馈送和排出流经板之间的空间的换热流体的装置构成的板式换热器，板元件由粘结到含氟聚合物的石墨体制成。

DE 10 2006 009 791披露了意图用于化工设备的制造中并且包括金属框架本体和由纤维增强陶瓷或独石陶瓷制成的板堆叠体的复合换热器，层叠板形成至少两个管道系统，所述至少两个管道系统以任何给定数目的层以由至少一块板分开的方式布置成一个在另一个上面并且由接纳供应和流出装置的盖板限制在板堆叠体的相反两端。在包围介质的流动区域和贯通开口的区域中，换热板包括长方沟槽，密封系统被布置在该长方沟槽中。

市售带垫圈的板式换热器中的承压件，特别地，包括基于含石墨的材料或陶瓷材料诸如石墨、碳化硅或纤维增强陶瓷材料的板的承压件的结构构型仅适合有限范围内的较大模型，因为当结构的尺寸增加时，尤其是当板宽度且/或板长度增加时，框架板的弯曲在密封换热器的关键区域中增加，并且因此在换热器中可能发生泄漏。

发明内容

因此，本发明的目的是提供避免或至少减少上述问题的带垫圈的板式换热器。

该目的已经根据本发明通过根据权利要求1所述的带垫圈的板式换热器实现。

根据本发明的板式换热器的优选实施例可在从属权利要求以及以下详细描述中发现。

根据本发明的带垫圈的板式换热器(1)包括：由两块框架板(2)组成的框架本体，多块换热板(4)的板堆叠体被布置在该框架板之间；馈送和排出流经换热板之间的空间的换热流体的装置(6)；将力施加到框架板的装置(7)，通过该装置，压力能够被施加到板堆叠体(4)上；以及用于板堆叠体(4)的换热板之间的密封的装置(8)。

与类似构造的已知换热器相比，在根据本发明的板式换热器(1)中，至少一个施力装置(7)被布置成使得施加力到框架板(3)的表面的质心在由板堆叠体(4)的表面区域在对应的框架板(3)上的线性投影产生的区域内。

在具有带垫圈的构型的已知板式换热器中，力以如下的方式被施加到框架板，所述方式使得力通过将在换热板的表面区域外的两块框架板互连的连接元件施加到框架板，并且因此压力也施加在换热板的板堆叠体上。这里，施力表面的质心在由板堆叠体()的表面区域在对应的框架板上的线性投影产生的区域外。取决于设计，这种构造导致框架板由于施加的力而弯曲，这在框架板的中部最为明显。框架板越宽且/或越长，框架板弯曲的程度越大，即，与较小的装置相比，在较大换热器中问题更严重。