CS197190A2 - Heat exchanger - Google Patents

Description

- 2 - '"í ϊ •9

Vynález se týká výměníku tepla s alespoň jednou, ze-jména kovovou trubkovnicí a větším počtem trubek z plastic-ké hmoty, .zejména polyte.trafluoretylénu, uspořádaných v ot-vorech této trubkovnice, které jsou tlakotěsně upevněny vtrubkovnici pro oddělení obou médií, u nichž dochází k výmě-ně tepla. Při výrobě výměníků tepla pro korozivní média je sna-hou nahradit kovový materiál, zvláště trubek, vhodnou plas-tickou hmotou, například polytetrafluoretylénem, protožetakové plastické hmoty jsou levnější než protikorožní kovo-vé materiály. Výměníky tepla tohoto typu s trubkami z plas-tické hmoty se v poslední době stále častěji používají prorůzná zařízení, která využívají tepla obsaženého v kouřo-vých plynech. Trubky. z plastických.· hmot mají-také výhodu, 3 že ochlazování kouřových plynů může probíhat i pod rosný bod kouřového plynu, protože trubky z plastické hmoty jsou * i pro tento případ odolné proti korozi..

Plastické hmoty používané pro výrobu trubek výměníkutepla, u nichž se s výhodou jedná o nasycené fluoroplasty,se Vyznačují vedle výrazného tečení při zvýšených teplotáchpřibližně desetkrát vyšší teplotní roztažností ve srovnánís kovem. To znamená, že u svazku trubek z plastické hmotydosahují relativní posunutí trubek vůči kovovým stěnám,které je obklopují, značných hodnot, takže z konstrukční-ho hlediska musí být pro kompenzaci rozdílných roztažnostízabezpečeno, aby i na základě velkých relativních pohybůnemohlo docházet ke svírání a přesunům trubek vůči jejichupevnění a vůči tělesům výměníku.

Dalším problémem při výrobě'výměníků tepla s použitímtrubek z plastických hmot je tlakotěsné upevnění konců tru-bek z plastické hmoty do příslušné trubkovnice. Zejménakdyž je trubkovnice zhotovena z kovového materiálu se musízajistit, přes tečení trubek z plastických hmot a přes je-jich délkovou změnu při najíždění a odstavování výměníkutepla, potřebná tlakotěsnost spojení mezi trubkovnicí atrubkami. 4 Úkolem vynálezu je vytvořit levné a pro účely opravrozebíratelné a tlakotěsné upevnění trubek z plastickýchhmot v rovných nebo zahnutých trubkovnicích, provedenýchzvláště z kovu, ale které mohou být zhotoveny i z plastic- ké hmoty. .......1 — ---------------. -----... ----.— ------

Tento úkol je vyřešen výměníkem tepla s alespoň jednou,zejména kovovou trubkovnicí a větším počtem trubek z plas-tické hmoty, zejména z polytetrafluoretylénu, uspořádanýchv otvorech této trubkovnice, které jsou v trubkovnici upev-něny tlakotěsně pro oddělení obou médií, u nichž probíhávýměna tepla, podle vynálezu, jehož podstatou je, že kaž- — dá- trubka -j.e.-pro..-upevněnímv_ _trubkovnici_na_konci_ o.patřena___ ^__př.ír_ub.ov_ým_kroužk_em vytvořeným z ..jednoho kusu „z koncetrub- ky, který dosedá na prstencovou dosedací plochu-obklopují-cí otvor v trubkovnici a který je přidržován elastickýmupevňovacím elementem.

Podle vynálezu tak vzniká jednoduché .a levně vyrobi-telné tlakotěsné upevnění trubek z plastické hmoty výmě-níku tepla v příslušných trubkovnicích, které rovněž umož-ňuje opravu, popřípadě výměnu jednotlivých trubek. Pří- 5 rubový kroužek vytvořený z jednoho kusu na konci trubkyje možno zhotovit jednoduchým způsobem přetvořením koncetrubky působením, tepla. *

Dosedací plocha potřebná pro přírubový kroužek kolempříslušného otvoru v trubkovnici je jednoduše vyrobitelnápřídavným zahloubením trubkovnice, které je možno provéstsoučasně v jedné pracovní operaci s vrtáním průchozího ot-voru. Elastický upevňovací element použitý při upevňováníkonce trubky v trubkovnici je levným, běžným, v obchodědostupným konstrukčním'prvkem, jehož montáž' je jednoducháa levná.

Aby se zvýšil těsnicí účinek, může být podle další-ho znaku vynálezu mezi trubkovnicí a každou trubkou uspo-řádán těsnicí kroužek. U výhodného provedení vynálezu je upevňovací elementtvořen přídržným kroužkem ve formě talířové pružiny, kterýsvým vnějším okrajem dosedá na stěnu zahloubení upravenéhopro vytvoření dosedací plochy pro přírubový kroužek, akterý částí své čelní plochy dosedá na přírubový kroužek.

Takovým přidržováním je přírubový kroužek trubky stá- 6

I le spolehlivě tlačen proti prstencové dosedací ploše trub-kovnice, takže i při střídání v období oprav a provozů vý-měníku je zajištěno tlakotěsné. hermetické utěsnění mezitrubkou a trubkovnicí.

Zatímco v normálním případě postačí vytvořit podle vy-nálezu na konci trubky přírubový kroužek jako rovný, v pra-vém úhlu k ose trubky uspořádaný prstencový kroužek, můžebýt při vyšších požadavcích na tlakotěsnost výhodné podledalšího znaku vynálezu vytvořit na přírubovém kroužku ole-mování o 90*až 180’s průřezem tvaru U. Zvýší se tím zejmé-na tvarová stabilita přírubového kroužku. U tohoto tvarování je kromě toho možno mezi přírubovýmkroužkem uvnitř průřezu tvaru U a dosedací plochou vytvořenouv trubkovnici uspořádat těsnicí kroužek.

Vynález je dále popsán s odkazem na přiložené výkre-sy, kde jsou znázorněny různé příklady provedení výměníkutepla s upevněním konce trubky z plastické hmoty. v.pří-slušné části trubkovnice, přičemž jednotlivé obr. znázor-ňují: obr. 1 podélný řez prvním příkladným provedením konce trubky a řez příslušnou částí trubkovnice, 7 obr. 2 provedení odpovídající obr. 1 s přídavnýmuspořádáním těsnicího kroužku a obr. 3 další, třetí příkladné provedení odpovídajícíobr. 1 a 2.

Na všech třech obrázcích je znázorněna část trubkov- J- * nice 1^ neznázorněného výměníku tepla nebo sběrné nádrže.

Tato trubkovnice 1_ je opatřena průchozími otvory la, donichž je vždy- vložena trubka 2_ z plastické hmoty, zejména i h polytetrafluoretylénu. Tato trubka 2 je na svém konci proupevnění v trubkovnici 1. opatřena přírubovým kroužkem 2avytvořeným z jednoho kusu z konce trubky 2. Tento přírubo-vý kroužek 2a je v příkladu provedení podle obr. 1 prove-den kolmo k podélné ose trubky 2^ l *

Aby byla pro přírubový kroužek 2a vytvořena v trub-kovnici _1 dosedací plocha lb, je otvor la opatřen zahlou-bením lc většího průměru, takže tím pro přírubový kroužek2a vznikne, potřebný prostor. Do tohoto zahloubením lc vytvo-řeného prostoru je vložen elastický upevňovací element,který přírubový kroužek 2a na dosedací plochu lb trubkovni-ce 1_ spolehlivě přitlačuje. Tento upevňov^ací element jev' příkladech provedení tvořen přídržným kroužkem 3 ve for- 8 mě talířové pružiny.

Jak lze ze všech obr. seznat, dosedá tento přídržnýkroužek 2 svým vnějším okrajem na stěnu zahloubení lc prove-deného pro-vytvoření -dosedací plochy.lb a částí své čelníplochy vycházející z vnitřního okraje na přírubový kroužek2a trubky 2· Tímto způsobem se vyvine stálý tlak na příru-bový kroužek 2a trubky 2, který jej spolehlivě přitlačujena dosedací plochu lb trubkovnice 2 a vytváří tlakotěs- né spojení mezi trubkou 2 a trubkovnicí 2· *

Aby se tlakotěsnost tohoto spojení ještě dále zvýšila, -může se podle obr. 2 mezi trubku 2 a trubkovnici 2 vložit těsnicí kroužek 4.__Pro uložení tohoto těsnicího kroužku ý, kterým může například být.O-kroužek, se vytvoří potřebný 1 'i ' prostor bud zkosením (jako v levé části obr. 2) nebo stup-ňovitým zahloubením (jako v pravé části obr. 2). A konečně obr. 3 znázorňuje další možné provedení. U tohoto provedení je trubka 2 vyrobená z plastické hmotyopatřena na svém konci přírubovým kroužkem 2a průřezu tva-ru U, který se vytvoří olemováním o 180’a současným rozší-řením konce trubky 2.t U tohoto příkladu provedení se vy- 9 tvoří prstencová dosedací plocha lb druhem límce ld, kterýje proveden uvnitř zahloubení 4.. U této konstrukce je těs-nicí kroužek _4 uspořádán uvnitř průřezu tvaru U přírubové-ho kroužku 2a mezi ním a dosedací plochou lb vytvořenou vtrubkovnici JL. U všech příkladů provedení zajistuje přídržný kroužek2 ve formě talířové pružiny, že i při střídání.teplot atlaků je přírubový kroužek 2a trubky 2 k dosedací ploše lbv trubkovnici 2 spolehlivě přitlačován, aby bylo dosaženopotřebného tlakotěsného spojení. U uvedených-příkladů provedení dochází k výměně tep-la například mezi kapalinou proudící trubkami 2 a plynem,obtékajícím vnější strany trubek. 2_. Kdyby bylo nutnou těchtovýměníků tepla nebo sběrných nádrží jednotlivé trubky 2/ na-příklad kvůli jejich poškození, vyměnit, je možné to uči-nit beze všeho tak, že se příslušné přídržné kroužky 2 θ^-straní, trubky 2 se vyjmou a nahradí novými trubkami 2,načež se opět nasadí příslušné přídržné kroužky 2·

Je možno provést rovněž krátkodobý uzávěr defektníchtrubek 2 bez přerušení provozu výměníku tepla jednoduchým 10 způsobem tím, že do příslušného zahloubení lc v trubkov-nici 1 se zasune uzavírací zátka.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Výměník tepla s alespoň jednou, zejména kovovoutrubkovnicí a větším počtem trubek z plastické hmoty, ze-jména polytetrafluoretylénu, uspořádaných v otvorech tétotrubkovnice, které jsou tlakotěsně upevněny v trubkovnicipro oddělení obou médií, u nichž dochází k výměně tepla,vyznačující se tím, že každá trubka (2) je pro up'evnění v trubkovnici (1).na konci opatřena přírubovým kroužkem(2a) vytvořeným z jednoho kusu z konce trubky (2), kterýdosedá na prstencovou dosedací plochu (lb), obklopující ot-vor (la) v trubkovnici (1), a který je přidržován elastic-kým upevňovacím elementem.
2. 2. Výměník tepla podle bodu 1, vyznačující se tím, žemezi' trubkovnicí (1) a každou trubkou (2) je uspořádán těs-nicí kroužek (4)’.
3. 3. Výměník tepla podle bodu 1 nebo 2, vyznačujícíse tím, že upevňovací element je tvořen přídržným krouž-kem (3) .ve formě talířové pružiny, který dosedá svým vněj-ším okrajem na stěnu zahloubení (lc) upraveného pro vytvo-ření dosedací plochy {lb) pro přírubový kroužek (2a), a kte- -12 rý částí své čelní plochy dosedá na přírubový kroužek (2a).
4. 4. Výměník tepla podle jednoho z bodů 1 až 3, vyzna-čující se tím, že přírubový kroužek (2a) -je--vytvořen s- průře-zem tvaru U ve formě olemování o 90 až 180 . >
5. 5. Výměník tepla podle bodu 4., vyznačující se tím, že těs-nicí kroužek (4) v průřezu tvaru U přírubového kroužku (2a)je uspořádán mezi ním a dosedscí plochou (lb) vytvořenouv trubkovnici (1) . / X