Rohrverbindung, insbesondere zum dichten Verbinden eines dünnwandigen Rohres mit einem andern Körper <B>Es</B> sind Wärineaustauseller bekannt, bei welehen der strömende Wärmeträger in aus dünnen Rohren bestehenden Rohrbündeln -e- führt wird, deren Enden in Sainmel- bzw. Vert(-ilerkainmern einmünden. Die Zuführun- bzw. Abführung des Wärmeträgers erfolgt zu bzw. von diesen Kammern.
Die Rohrenden sind in eine oder in mehrere der Kammer- w#n(le eingewalzt oder in der besagten Wand bzw. Wänden durch SlopfMehsen ähnliche 2,leniente abgedichtet.
Diese Anordnungen weisen den Nachteil ..uf, dass sie nur dort Anwendung finden können, wo die Rohre des Rohrbündels und die Rohrbi;den aus solchen Werkstoffen be- .stehen, die den Vorbedingungen für das Ein walzen der Rohre genügen, das heisst grosse 1)ehnung Lind Dauerstandfestigkeit aulwei- seii und -die Konstruktionselemente mit ent sprechender -N#'andstärke ausgeführt werden können.
Im Falle der Anwendung von Stopf- liiielisen dürfen in der Stopfbüehse zufolge der unvermeidlichen Wärmedehnungen keine sieh oft wiederholende, grosse relative Ver- ;sehiebungen auftreten.
Die Erfüllung. dieser Bedingun.,yen führt in gewissen Fällen notwendigerweise zur Ver- leuerung der Konstruktion. Dies ist zum Bei- si)iel dann der Fall, wenn der im Wärmeaus.- tau.seher herrschende Druck klein ist, so dass die Rohre und die Rohrböden mit geringer Wandstärke a-Lis--"efülirt werden könnten, wenn das Einwalzen der Rohrenden keine grössere Wandstärke bedingen würde.
Ähnliehe Nach teile zeigen sieh aueh bei den Ausführungen mit Stopfbüchsen, wenn es sieh um Rohre gro- Ber Länge handelt, bei welchen auch geringe Teniperaturseh-wankungen grosse Längenände rungen verursachen.
Insbesondere bei den Wärmeaustausehele- menteil von luftgekühlten Dampfkondensato ren und bei ähnlichen Oberfliiehenkühlern ste hen die Wärmeträger (z. B. Wasser) meist unter einem geringen Druck, und die Rohre müssen aus konstruktiven Gründen mit gro sser Länge ausgeführt werden. In. solchen Fäl len ist also weder das Einwalzen der Rohre in den Rohrboden der Sammel- und Verteiler kammern noch die Anwendung von Stopf- büehsen von Vorteil.
Zweck der Erfindung ist die Vermeidung der oben angeführten Naehteile. Erreicht. wird dies im Sinne der Erfindung dadurch, (lass die Rohre durch Aufweiten von innen in einem separaten Rohrboden befestigt wer den, der mit einem zweiten Rohrboden zweck-- mässig durch Schrauben verbunden ist. In jeder der einander gegenüberliegenden Sei ten der besagten zwei Rohrböden befinden sieh an den Stellen der Rohrdurchführungen konisehe Aussparungen, welehe elastisch de- formierbare Diehtungskörper aufnehmen.
i.)ureh Anziehen der Schrauben können die Rohrböden gegeneinandergepresst und da durch vermittels elastischer Diehtungsringe die Abdiehtung der Rohre gegen die Rohr böden gesichert werden.
Die Rohrverbindung nach der Erfindung eignet sieh insbesondere zum Verbinden von Rohrbündeln zum Beispiel in Wärmeaus- tausehvorriehtungen mit einer den Wärnie- träger führenden Kammer, wobei dann eine der Rohrwande gleiebzeitig eine Wand dieser Kammer bildet.
Es können jedoch mit Hilfe der Anord nung nach der Erfindung auch zwei oder mehrere Rohre bzw. zwei Rohrbündel mitein ander dicht verbunden werden. In diesem Falle werden die Rohrenden der beiden Rohre bzw. der die beiden Rohrbündel bildenden Rohre in je einem separaten Rohrboden be festigt und die beiden separaten Rohrböden mit einem zwischen diesen angeordneten Zwi schenboden verbunden. Die Aussparungen, welche die Diehtungsringe aufnehmen, werdeii bei dieser Konstruktion an allen einander ge genüberliegenden Seiten der drei Rohrböden vorgesehen.
Ein A-Lisführungsbeispiel der Erfindung, die sieh insbesondere für die Anwendung bei luftgekühlten Dampfkondensatoren eignet, ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Figur zeigt die Verbindung zwischen einer den Wärmeträger führenden Kammer und einem vierreihigen Rohrbündel, ferner die Verbindung zweier solcher Rohrbündel miteinander im Schnitt und teilweise in Sei- tenansieht.
In der Figur sind<B>1,</B> die Rohre eines Rohr- Lündels, welche mit einer den Wärmeträger führenden Kammer 2 gut, dichtend zu verbin.- den sind. Zu diesem Zwecke werden die Rohr enden zunächst in Bohrungen einem separa ten Rohrboden<B>3</B> eingeführt und die in den Bohrungen liegenden Rohrenden durch Auf- weiten der Rohre, z. B. mit Hilfe eines durch gezogenen Stempels, von innen gegen den Rohrboden gedrückt, wodurch die Rohre in diesem Boden befestigt werden.
Jede der be sagten Bohrungen mündet oben in eine koni- ,;ehe Ausspar11111-. 4, in Welcher iiii ly(17ei#,teli Beispiel ein elastischer, z. B. aus natürliellein oder synthetisehein Criiiiiiiii oder einem andern geeigneten Kunststoff, gefertigter Diehtungs- rin- <B>5</B> vor-esehen ist.
Der besagte separate Rohrboden<B>3</B> wird sodann mit dem Robrboden <B>6,</B> der den untern Teil der Kammer 2 bildet, inittels Kehrauben <B>7</B> verbunden.
-An den ent sprechenden Stellen des Rohrbodens<B>6</B> sind ebenfalls konisehe Aussparungen<B>8</B> vorgese hen, so dass beim der beiden Rohrböden <B>3</B> und <B>6</B> die koniselien Wände der Aussparungen<B>8</B> die Diehtungs- ringe <B>5</B> deformieren, so dass diese sieh gut dichtend gegen die äussere Wand der durell- gehenden Rohre auflegen.
Die Abdiehtung der Rohre erfolgt also durch die Diehtungsrin,-ge <B>5.</B> Die, beschriebene Art der Befestigung durch Aufweiten der Rohre in dem separaten Rohr boden<B>3</B> dient nicht zum Abdichten Lind hat mir den Zweck, dass die Kammer den durch die Wärmedilatation der Rohre<B>1.</B> verursaeh- ten Bewegungen folgen kann und die Rohre<B>1</B> sich hierbei in dem Plohrboden <B>0</B> nicht bewe- (yen können.
Der Wärmeträtver wird der Kammer durch die Öffnun- <B>9</B> zu--eführt, oder durch diese abgeführt, je nachdem die Kam mer als Verteiler oder als Kammler dient.
Der mittlere Teil der Fi.--ur zeigt die Ver- binduno, zweier Rohrbündel miteinander. Züi diesem Zweek sind die Rohrenden der Rohre <B>1</B> bzw. la, eines jeden Rohrbündels mit<B>je</B> einem separaten Rohrboden<B>11</B> bzw. <B>10</B> in der oben beschriebenen Weise durch Aufweiteii von innen fest verbunden, und zwischen den beiden Rohrböden<B>10</B> und <B>11-</B> ist ein Zwischen boden<B>18</B> vorgesehen.
Die elastisch deforinier- baren Dielitiiii.-Isringe- <B>5</B> liegen in den in bei den einander gegenüberliegenden Seiten der Rohrböden<B>10</B> und 12 bzw. <B>11</B> und 1.2 angre- ordneten konisehen Aussparungen<B>13</B> und 14 Lmv. <B>15</B> und<B>16.</B> Alle drei Rohrböden<B>10, 11</B> und l2 werden mittels durchgehender Sehrau ben<B>1-7</B> miteinander verbunden.
Die innern Rohrenden liegen paarweise in den entspre- ehenden Bohrungen<B>19</B> des Zwisehenbodens 1.2, die einen grösseren Durchmesser als der Aussenclurehmeser der Rohre aufweisen.
Die #Unlessungen der ringföriiiiIgen Dich- I Itingskörper <B>5</B> und der diesen in den Rohr böden zugeordneten Aussparungen 4,8 bzw. <B>13</B> bis<B>16</B> werden so gewählt, dass zwischen den Phlander -gegenüberlipgenden Seiten der Rohr- bödert <B>j</B> und<B>6</B> bzw. <B>10, 11</B> und 12<B>je</B> ein Spalt <B>18</B> frei bleibt,
um ein Nachstellen der Sehrau ben<B>7</B> zu ermöglichen.
Der Zwischenboden 12 ist über eine Kon sole 20 mit einem Träger21 des Gerüstes eines 1Züliltiii-nips verbunden. Die Rohrbündel kön- Pell Sieh also sowohl über als auch unter dein Zwi.sellenboden 12 in beiden Richtungen frei bewe(Tell.
<B>M</B> Der wesentliche Vorteil der Anordnung nach der Erfindung bestellt darin, dass man die Rohre auch aus Werkstoffen mit geringer Dauerstandfestigkeit, z. B. aus Aluminium, init einer kleinen, z. B. nur <B>0,5</B> mm betragen den, Wandstärke- herstellen kann, wobei als diehtende Verbindung zwischen Rohr und Rohrboden weder das Einwalzen noch das Ein- .,ic-Ilweif,')eii der Rohrenden in den Rohrboden in Frage kommen kann.
Eine Lösung mit irgendeiner Art der bekannten Stopfbüehsen- konstruktionen würde bei häufigen und beden- lenden Wärmedehnungen das Abreiben der Packungen als Folge haben. Die Erfindung Iiist also die Aufgabe, insbesondere dünnwan dige Rohre mit meist geringer Dauerstand festigkeit mit Rohrböden derart dichtend zu verbinden, dass die Diehtungsstelle dieWärine- delinung der Rohre mitmacht und dadurch die Packungen nicht abreibt.
Die beschriebene Konstruktion bildet eine Lösung der gesehil- derten Aufgabe derart, dass die Festigkeit der Werkstoffe nur sehr wenig und die Abreib- festigke.it der Packungen überhaupt nicht be- anspruellt wird.
Pipe connection, in particular for tightly connecting a thin-walled pipe to another body, heat exchangers are known in which the flowing heat transfer medium is routed into pipe bundles consisting of thin pipes, the ends of which in Sainmel- or Vert (-ilerkainmern open. The supply and discharge of the heat transfer medium takes place to and from these chambers.
The pipe ends are rolled into one or more of the chamber walls or sealed in the said wall or walls by means of SlopfMehsen-like 2, lines.
These arrangements have the disadvantage that they can only be used where the tubes of the tube bundle and the tube bundles are made of materials that meet the prerequisites for rolling in the tubes, i.e. large 1 ) e notice and long-term stability on the outside and -the construction elements can be designed with the corresponding -N # 'and thickness.
In the case of the use of stuffing irons, owing to the unavoidable thermal expansions, no often repetitive, large relative misalignments must occur in the stuffing box.
The fulfillment. This condition, yen, in certain cases necessarily leads to the construction becoming more expensive. For example, this is the case when the pressure prevailing in the heat exchanger is small, so that the tubes and the tube sheets with a small wall thickness could be filled when the rolling in of the Pipe ends would not require a greater wall thickness.
Similar disadvantages are also shown in the designs with stuffing boxes when it comes to pipes of great length, in which even slight fluctuations in the temperature cause large changes in length.
In the case of the heat exchange element part of air-cooled steam condensers and similar surface coolers in particular, the heat transfer media (e.g. water) are usually under low pressure and the pipes must be made with a long length for structural reasons. In. In such cases, neither rolling the tubes into the tube sheets of the collecting and distribution chambers nor using stuffing boxes is advantageous.
The purpose of the invention is to avoid the sewing parts listed above. Reached. For the purposes of the invention, this is achieved by (let the tubes be fastened by expanding them from the inside in a separate tube sheet, which is expediently connected to a second tube sheet by screws. The two opposite sides of the said two tube sheets are located see conical recesses at the points of the pipe penetrations, which receive elastically deformable heating elements.
i.) When the screws are tightened, the tube sheets can be pressed against each other and the sealing of the tubes against the tube sheets can be secured by means of elastic sealing rings.
The pipe connection according to the invention is particularly suitable for connecting pipe bundles, for example in heat exchange devices, with a chamber carrying the heat carrier, one of the pipe walls then simultaneously forming a wall of this chamber.
However, with the aid of the arrangement according to the invention, two or more tubes or two tube bundles can be tightly connected to each other. In this case, the tube ends of the two tubes or the tubes forming the two tube bundles are each fastened in a separate tube sheet and the two separate tube sheets are connected to an intermediate sheet arranged between them. The recesses, which receive the Diehtungsringe, are provided in this construction on all opposite sides of the three tube sheets.
An A-list example of the invention, which is particularly suitable for use in air-cooled steam condensers, is shown in the drawing.
The figure shows the connection between a chamber carrying the heat transfer medium and a four-row tube bundle, and also the connection between two such tube bundles with one another in section and partially in side view.
In the figure, the tubes of a tube bundle are shown, which can be connected in a good, sealing manner to a chamber 2 carrying the heat carrier. For this purpose, the tube ends first in bores in a separate tube sheet <B> 3 </B> and the tube ends lying in the bores by expanding the tubes, for. B. with the help of a punch drawn through, pressed from the inside against the tube sheet, whereby the tubes are fixed in this floor.
Each of the above-mentioned bores opens into a conical,; before recess11111-. 4, in which iiii ly (17ei #, teli example an elastic, for example, made of natural or synthetic in Criiiiiiiii or some other suitable plastic, manufactured thread ring- <B> 5 </B> is provided.
Said separate tube sheet <B> 3 </B> is then connected to the Robr base <B> 6 </B>, which forms the lower part of the chamber 2, by means of sweeping caps <B> 7 </B>.
-Tapered recesses <B> 8 </B> are also provided at the corresponding points on the tube sheet <B> 6 </B>, so that the two tube sheets <B> 3 </B> and <B> 6 </B> the conical walls of the recesses <B> 8 </B> deform the wire rings <B> 5 </B> so that they look well sealing against the outer wall of the continuous pipes.
The pipes are sealed off by means of the sealing ring <B> 5. </B> The type of fastening described by expanding the pipes in the separate pipe base <B> 3 </B> is not used for sealing with the purpose that the chamber can follow the movements caused by the thermal expansion of the pipes <B> 1. </B> and that the pipes <B> 1 </B> are in the Plohrboden <B> 0 </ B> cannot move (yen.
The heat transfer fluid is fed into the chamber through the opening 9, or discharged through it, depending on whether the chamber serves as a distributor or a chamber.
The middle part of the figure shows the connection, two tube bundles with each other. For this purpose, the tube ends of the tubes <B> 1 </B> or la, of each tube bundle with <B> each </B> a separate tube sheet <B> 11 </B> or <B> 10 < / B> firmly connected in the manner described above by expansion from the inside, and between the two tube sheets <B> 10 </B> and <B> 11- </B> there is an intermediate base <B> 18 </B> intended.
The elastically deforinable dielectric rings <B> 5 </B> are located in the on the opposite sides of the tube sheets <B> 10 </B> and 12 or <B> 11 </B> and 1.2 marked conical recesses <B> 13 </B> and 14 Lmv. <B> 15 </B> and <B> 16. </B> All three tube sheets <B> 10, 11 </B> and l2 are connected to one another by means of continuous visual spaces <B> 1-7 </B> .
The inner pipe ends lie in pairs in the corresponding bores <B> 19 </B> of the intermediate base 1.2, which have a larger diameter than the outer diameter of the pipes.
The #Unlessungen of the ringföriiiiIgen sealing bodies <B> 5 </B> and the recesses 4, 8 or <B> 13 </B> to <B> 16 </B> assigned to these in the tube bases are thus chosen that between the opposite sides of the phlander pipe baits <B> j </B> and <B> 6 </B> or <B> 10, 11 </B> and 12 <B> each </ B> a gap <B> 18 </B> remains free,
in order to enable the visual area <B> 7 </B> to be readjusted.
The intermediate floor 12 is connected to a support 21 of the frame of a 1Züliltiii-nip via a console 20. The tube bundle can move freely in both directions both above and below the intermediate floor 12 (Tell.
<B> M </B> The main advantage of the arrangement according to the invention is that the tubes can also be made of materials with low fatigue strength, e.g. B. made of aluminum, with a small, z. B. only <B> 0.5 </B> mm can produce the wall thickness, whereby as the permanent connection between the tube and the tube sheet, neither rolling in nor rolling in., Ic-Ilweif, ') eii of the pipe ends in the Tube sheet can come into question.
A solution with some kind of the known stuffing box constructions would result in abrasion of the packings in the case of frequent and critical thermal expansions. The object of the invention is to connect particularly thin-walled tubes with mostly low long-term strength to tube sheets in such a sealing manner that the sealing point takes part in the winding of the tubes and thereby does not wear the packings.
The construction described forms a solution to the problem presented in such a way that the strength of the materials is only very slightly stressed and the abrasion resistance of the packs is not stressed at all.