DE102010007498B4

DE102010007498B4 - Stutzenanordnung für eine innen liegende Komponente

Info

Publication number: DE102010007498B4
Application number: DE102010007498A
Authority: DE
Inventors: Dr. Weigand Peter; Gunter Quass; Jens von Waaden
Original assignee: Lurgi GmbH
Current assignee: Air Liquide Global E&C Solutions Germany GmbH
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2030-02-10
Also published as: EP2534071A1; US20120234841A1; US9758291B2; IN2012DN03029A; DK2534071T3; DE102010007498A1; CN102639412A; CN102639412B; WO2011098057A1; EP2534071B1

Abstract

Stutzenanordnung für den Zugang zu einer im Innern eines Apparats oder Behälters gelegenen, ausbaubaren Komponente, bestehend aus einem mit der innen liegenden Komponente mit einer lösbaren Verbindung verbundenen ersten Stutzen und einem mit dem Außenmantel verbundenen zweiten Stutzen, wobei der erste Stutzen durch den zweiten hindurch geführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stutzenanordnung für den Zugang zu einer im Innern eines Apparats oder Behälters gelegenen, ausbaubaren Komponente mit einem Produkt- oder Reaktionsraum, bestehend aus einem mit der innen liegenden Komponente verbundenen Stutzen dessen Stutzenrohr durch einen mit dem Außenmantel des Apparats oder Behälters verbundenen Stutzen konzentrisch hindurch geführt wird.
In erster Linie soll die erfindungsgemäße Stutzenanordnung zu Einführung von Meß- oder Beobachtungsmitteln in die innen liegende Komponente dienen, sie kann aber auch für den Zu- bzw. Abfluss von Fluiden verwendet werden.
Stutzenanordnungen, die den Zugang zu einem im Innern eines Apparats oder Behälters liegenden, separaten, Raum gewähren, sind bekannt. Diese Anwendungsfälle liegen üblicherweise bei mit einem Heiz- oder Kühlmantel ausgestatteten Behältern vor, wenn der Zugang zum Produkt oder Reaktionsraum durch den Heiz- oder Kühlmantel hindurch verläuft. So wird in Lueger, Lexikon der Technik, 1970, Bd. 16, eine Stutzenanordnung für den Innenraum eines doppelwandigen Behälters beschrieben, bei der die Abdichtung zwischen der äußeren Behälterwand und dem durch sie hindurch tretenden Stutzenrohr mit einer Stopfbuchse erfolgt. Auf diese Weise wird eine, z. B. durch thermische Ausdehnung verursachte Bewegung zwischen der inneren und der äußeren Apparatewand zugelassen.
Eine weitere, bekannte Bauart ist in der Zeichnung, 1, dargestellt. Hierbei wird der Stutzen (10) des Innenmantels (12) konzentrisch durch einen zweiten, fluchtend im Außenmantel (13) des Behälters liegenden Stutzen (14) hindurchgeführt. Die Flansche der Stutzen (15, 16) werden miteinander verschraubt, sodass der Raum zwischen Innen- und Außenmantel abgedichtet ist. Durch einen Kompensator (17) wird eine gegenseitige Verschiebung von Innen- zu Außenmantel, durch Wärmedehnung, ermöglicht. Mit einem Blindflansch (18) wird der Stutzen (10) verschlossen. Der Blindflansch (18) kann auch mit einem zylindrischen Verdrängerkörper versehen sein, der im montierten Zustand in den Stutzen (10) z. B. bis zum Innenmantel (12) hineinragt, um Ablagerungen im Stutzen (10) zu verhindern.
In der deutschen Gebrauchsmuster-Schrift DE 83 05 747 U1 ist eine Durchführung beschrieben bei der das innere Stutzenrohr mit einem Kompensator ausgestattet ist und das äußere Stutzenrohr zweigeteilt ist, wobei der erste Teil mit dem Innenmantel und der zweite Teil mit dem Außenmantel des Behälters verschweißt ist und die beiden Teile über eine aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehenden Lagerschale verbunden sind. Durch diese Konstruktionsweise soll eine Wärmeleitung über dieses Stutzenrohr zwischen Innen- und Außenmantel des Behälters vermieden werden.
In der deutschen Auslegeschrift DE 1 573 289 B wird eine Thermofühler-Anordnung beschrieben, die auch als Durchführung für andere Meßzwecke geeignet sein soll. Bei dem sogenannten Thermofühler handelt es sich um ein rotationssymetrisches, rohrförmiges Drehteil, das am oberen Ende mit einem Flansch und am unteren Ende mit einem Gewinde ausgestattet ist. Um es als Durchführung für z. B. Messfühler zu verwenden, wird dieses Teil vom Innenraum des Innenmantels her, mit dem Gewinde-Ende voran, in ein Loch in der Wand des Innenmantels eingeführt und mit einer Mutter verschraubt. Diese Verschraubung dient gleichzeitig zur Befestigung eines Endes eines Faltenbalgs an der Wand des Innenmantels, der mit seinem anderen Ende am Außenmantel befestigt ist, sodass der Thermofühler und der Faltenbalg zusammen eine Durchführung in die innen liegende Komponente hinein bilden. Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass der Thermofühler von der Innenseite der innen liegenden Komponente her in das Loch in der Wand des Innenmantels eingeführt werden muss. Die dafür notwendige gute Zugänglichkeit der Montagestelle ist aber in der Praxis nicht immer gegeben.
Nachteilig an den Bauarten, wie sie in 1 und in der DE 83 05 747 U1 beschrieben sind, ist, dass sie ausschließlich für fest im Apparat oder Behälter installierte Inneneinbauten geeignet sind. Für Einbauten, die, z. B. zur Inspektion oder Reparatur, aus dem Apparat herausnehmbar sein sollen, sind diese Stutzen weniger geeignet, da sie, um diese Prozedur zu ermöglichen, von der herauszunehmenden Komponente abgeschnitten werden müssen. Dieses Abschneiden, und auch das anschließende Wiederanbringen, der Stutzenanordnung erfordert einen großen Arbeitsaufwand.
In DE 196 29 138 A1 ist eine Stutzenanordnung beschrieben bei der das Stutzenrohr der inneren Komponente direkt an diese angeflanscht ist. Zum Lösen dieser Flanschverbindung muss der äußere Flansch geöffnet werden und dieser muss so groß ausgeführt sein, dass durch ihn hindurch die Handhabung des inneren Flanschs erfolgen kann. Diese Arbeitsweise ist sehr umständlich und die extra große Ausführung des äußeren Flansches oft nicht ausführbar.
In EP 0 209 003 und in US 4,572,402 ist jeweils eine Stutzenanordnung dargestellt bei der das Stutzenrohr der innen liegenden Komponente mit jeweils einer, in entgegen gesetzte Richtung wirkenden Konusverbindung mit der Öffnung der inneren und der Öffnung äußeren Komponente verbunden ist. Um das Stutzenrohr ein- und ausbauen zu können, muss die äußere Komponente aus zwei Teilen aufgebaut sein, die getrennt und wieder zusammengesetzt werden können. Diese Konstruktion ist allenfalls für sehr kleinen Komponenten, wie sie z. B. in Versuchsanlagen im Labor verwendet werden, geeignet.
Es bestand daher die Aufgabe, eine Stutzenanordnung zur Verfügung zu stellen, bei der die Verbindung zwischen der innerhalb eines Apparats oder Behälters liegenden Komponente und ihrem Stutzenrohr zur Herausnahme der innen liegenden Komponente aus dem Apparat oder Behälter mit geringem Aufwand lösbar ist und für deren Montage eine gute Zugänglichkeit des Innenraums der innen liegenden Komponente nicht unbedingt erforderlich ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Verbindung zwischen der innen liegenden Komponente und ihrem Stutzenrohr durch ineinander gesteckte Konen oder durch eine ineinander gesteckte Halbkugel/Halbschale oder eine Gewindeverschraubung gebildet wird und wobei die Stutzenrohre der innen liegenden Komponente und des Apparats oder Behälters durch mindestens eine Flanschverbindung verbunden sind. Dabei können die Konen einen, im Wesentlichen, runden oder quadratischen Querschnitt oder den Querschnitt eines gleichschenkligen Dreiecks haben.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft zur Ineinanderpressung der Teile der lösbaren Verbindung durch Vorspannen eines im Rohr des inneren oder des äußeren Stutzens integrierten Dehnungskompensators erzeugt wird.
Bei diesen Verbindungsarten werden Dichtungsflächen aufeinander gepresst und dadurch eine Kraft vom Außen- auf den Innenmantel ausgeübt. Um diese Kraft abzufangen, muss die innen liegende Komponente entsprechend fest im Behälter oder Apparat installiert sein.
Die Dichtungsflächen der Dichtelemente sind üblicherweise mit einem Dichtungsmaterial beschichtet.
An Hand der folgenden Beispiele und Zeichnungen soll die Erfindung und einige Ausgestaltungsformen der Erfindung erläutert werden.
Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
2 zeigt einen erfindungsgemäßen Stutzen (20) der über ein Konusdichtelement (21) mit dem Innenmantel (22) einer Komponente verbunden ist. Der Stutzen (20) wird konzentrisch durch einen mit dem Außenmantel (23) eines Behälters verbundenen Stutzen (24) nach außen geführt. Die Flansche (25, 26) der Stutzen werden miteinander verschraubt. Dabei wird der Dehnungskompensator (27) gespannt und die notwendige Presskraft für das Konusdichtelement (21) erzeugt. Mit einem Blindflansch (28) wird der Stutzen (20) verschlossen.
3 zeigt den Mantel (32) einer innen liegenden Komponente, den Außenmantel (33) eines Behälters, den Stutzen (30), der durch den Stutzen (34) geführt wird. Der Stutzen (30) ist über das konische Dichtelement (31) mit dem Mantel (32) verbunden. Der Flansch des Stutzens (30) ist direkt durch Schrauben (39) mit dem Blindflansch (38) verbunden. Mittels der Schrauben (39) wird der Stutzen (30) gegen den Blindflansch (38) gezogen, wobei der Kompensator (37) gespannt und die Presskraft für das Dichtelement (31) erzeugt wird. Diese Variante erfordert eine gute Zugänglichkeit des Innenraums der innen liegenden Komponente zur Montage des inneren Stutzenrohrs. Sie ist besonders geeignet, wenn in der innen liegenden Komponente ein hoher Druck herrscht, denn bei dieser Einbaurichtung unterstützt dieser die Anpressung der Dichtflächen des Dichtelements (31).
4 zeigt eine Bauvariante bei der das Dichtelement (41), über das der Innenmantel (42) mit dem Stutzen (40) verbunden ist, aus jeweils einer ineinandergesteckten Halbkugel und Halbschale besteht. Diese Variante ist zu bevorzugen, wenn mit lateralen Verschiebungen zwischen den Stutzen (40, 44) des Innenmantels (42) und des Außenmantels (43) zu rechnen ist. Dabei wird eine leichte Biegung im Rohr des Stutzens (40) durch den Kompensator (47) zugelassen.
5 zeigt eine Bauartvariante die besonders geeignet ist, wenn eine hohe Dichtigkeit des Dichtelements (51) verlangt ist. Das Dichtelement (51) besteht aus einer Gewindeverbindung, über die der Innenmantel (52) mit dem Stutzen (50) verbunden wird. Der Kompensator (57) dient dazu, kleinere laterale Verschiebungen des Stutzens (50) relativ zu Stutzen (54) des Außenmantels (53) zuzulassen. Die Stutzenflansche (55, 56) werden miteinander verschraubt. Der Stutzen (50) wird durch den Blindflansch (58) verschlossen.

Claims

Stutzenanordnung für den Zugang zu einer im Innern eines Apparats oder Behälters gelegenen, ausbaubaren Komponente mit einem Produkt- oder Reaktionsraum, bestehend aus einem mit der innen liegenden Komponente verbundenen Stutzen dessen Stutzenrohr durch einen mit dem Außenmantel des Apparats oder Behälters verbundenen Stutzen konzentrisch hindurch geführt wird, wobei die Verbindung zwischen der innen liegenden Komponente und ihrem Stutzenrohr zur Herausnahme der innen liegenden Komponente lösbar ist und durch ineinander gesteckte Konen oder durch eine ineinander gesteckte Halbkugel/Halbschale oder eine Gewindeverschraubung gebildet wird und wobei die Stutzenrohre der innen liegenden Komponente und des Apparats oder Behälters durch mindestens eine Flanschverbindung verbunden sind.
Stutzenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft zur Ineinanderpressung der Teile der lösbaren Verbindung durch Vorspannen eines im Rohr des inneren oder des äußeren Stutzens integrierten Dehnungskompensators erzeugt wird.