DE102019116948A1 - Jet pipe assembly and method of assembling the jet pipe assembly - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Strahlrohranordnung (10) für einen Ofen, aufweisend ein keramisches Strahlrohr (11), das endseitig mit einem radial nach außen abstehenden, umlaufenden Klemmring (12) versehen ist, einen Strahlrohrflansch (20), wenigstens ein Spannelement (30) und mehrere Verbindungseinrichtungen (40;41), aufweisend jeweils ein Federelement (50;51). Dabei ist der Klemmring (12) mittels der mehreren Verbindungseinrichtungen (40;41) federnd zwischen dem wenigstens einen Spannelement (30) und dem Strahlrohrflansch (20) eingespannt, und wenigstens zwischen dem Klemmring (12) und dem Strahlrohrflansch (20) ist eine Dichtung (70) angeordnet. Die Verbindungseinrichtungen (40;41) weisen jeweils Mittel zum Einbau in die Strahlrohranordnung (10) mit einem Federelement (50;51) in einem vorgespannten Zustand und Mittel zu einer Betätigung auf, durch welche die Verbindungseinrichtungen (40;41) mittels ihrer Federelemente (50;51) ein federndes Einspannen des Klemmrings (12) zwischen dem wenigstens einen Spannelement (30) und dem Strahlrohrflansch (20) bewirken. The invention relates to a jet pipe arrangement (10) for a furnace, comprising a ceramic jet pipe (11) which is provided at the end with a radially outwardly projecting, circumferential clamping ring (12), a jet pipe flange (20), at least one clamping element (30) and a plurality of connecting devices (40; 41), each having a spring element (50; 51). The clamping ring (12) is resiliently clamped between the at least one clamping element (30) and the jet pipe flange (20) by means of the multiple connecting devices (40; 41), and there is a seal at least between the clamping ring (12) and the jet pipe flange (20) (70) arranged. The connecting devices (40; 41) each have means for installation in the jet pipe arrangement (10) with a spring element (50; 51) in a pretensioned state and means for actuation by which the connecting devices (40; 41) by means of their spring elements ( 50; 51) cause a resilient clamping of the clamping ring (12) between the at least one clamping element (30) and the jet pipe flange (20).
Description
Die Erfindung betrifft eine Strahlrohranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für einen Ofen, insbesondere für einen mit einem Brennstoff betreibbaren Ofen, aufweisend einen Strahlrohrflansch und ein keramisches Strahlrohr mit einem an dem Strahlrohr befindlichen Klemmring, wobei der Klemmring mittels wenigstens einer Verbindungseinrichtung federnd und dichtend mit dem Strahlrohrflansch verbunden ist. Der Strahlrohrflansch dient zur Verbindung des Strahlrohres mit einem Ofenflansch, der wiederum mit einer Ofenwand verbindbar ist.The invention relates to a jet pipe arrangement according to the preamble of claim 1 for a furnace, in particular for a furnace that can be operated with a fuel, comprising a jet pipe flange and a ceramic jet pipe with a clamping ring located on the jet pipe, the clamping ring being resilient and sealing by means of at least one connecting device is connected to the jet pipe flange. The jet pipe flange is used to connect the jet pipe to a furnace flange, which in turn can be connected to a furnace wall.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Montage einer solchen Strahlrohranordnung.The invention also relates to a method for assembling such a jet pipe arrangement.
Bei der indirekten Beheizung von Industrieöfen werden oftmals Brenner mit Strahlrohren eingesetzt, welche durch eine Öffnung in der Ofenwand des Ofens geführt werden und in den Ofenraum hineinragen. Um diese Einbringung eines Strahlrohres möglichst gasdicht zu gestalten, wird oftmals ein Ofenflansch aus einem metallischen Material gegenüber dem Strahlrohr abgedichtet. So soll verhindert werden, dass Abgase nach außen gelangen. Es ist somit erforderlich, zwischen dem Strahlrohr und dem Ofenflansch eine zuverlässige Abdichtung vorzusehen. Hierzu wird ein Strahlrohrflansch mit dem Strahlrohr verbunden, der typischerweise aus dem gleichen metallischen Material wie der Ofenflansch. Strahlrohrflansch und Ofenflansch werden dichtend miteinander verbunden.In the indirect heating of industrial furnaces, burners with radiant tubes are often used, which are passed through an opening in the furnace wall of the furnace and protrude into the furnace chamber. In order to make this introduction of a radiant tube as gas-tight as possible, a furnace flange made of a metallic material is often sealed off from the radiant tube. This is to prevent exhaust gases from escaping to the outside. It is therefore necessary to provide a reliable seal between the radiant tube and the furnace flange. For this purpose, a jet pipe flange is connected to the jet pipe, which is typically made of the same metallic material as the furnace flange. Radiant tube flange and furnace flange are connected to one another in a sealing manner.
Dabei sind jedoch die hohen thermischen Belastungen bei Industrieöfen zu berücksichtigen und es muss eine Wärmeausdehnung der Bauteile möglich sein, ohne dass es zu erhöhten mechanischen Spannungen kommt, welche die Strahlrohranordnung im langfristigen Betrieb nachteilig schädigen könnten. Ferner muss die Strahlrohranordnung verlässlich das Gewicht des Strahlrohres aufnehmen, das in den Ofenraum hineinragt. Somit müssen bei der Art der Abdichtung auch mechanische Belastungen berücksichtigt werden. Dabei sind insbesondere die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen der verwendeten Bauteilwerkstoffe zu berücksichtigen. Das Strahlrohr besteht aus einem keramischen Werkstoff, während der Strahlrohrflansch aus einem metallischen Material besteht. Da sich Metall in etwa 4 mal stärker ausdehnt als z.B. eine Keramik wie SiSiC, bildet sich bei hohen Temperaturen ein Spalt zwischen den Bauteilen. Dadurch wird eine Dichtung entlastet und undicht. Um die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen der verschiedenen Bauteile auszugleichen, werden daher oftmals Verbindungseinrichtungen mit federnder Wirkung eingesetzt.In doing so, however, the high thermal loads in industrial furnaces must be taken into account, and thermal expansion of the components must be possible without increasing mechanical stresses which could disadvantageously damage the radiant tube arrangement in long-term operation. Furthermore, the jet pipe arrangement must reliably take up the weight of the jet pipe which protrudes into the furnace space. Mechanical loads must therefore also be taken into account in the type of seal. In particular, the different thermal expansions of the component materials used must be taken into account. The jet pipe is made of a ceramic material, while the jet pipe flange is made of a metallic material. Since metal expands about 4 times more than e.g. a ceramic like SiSiC, a gap forms between the components at high temperatures. As a result, a seal is relieved and leaks. In order to compensate for the different thermal expansions of the various components, connecting devices with a resilient effect are therefore often used.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Lösungen bekannt, die für diesen Zweck eine Strahlrohranordnung mit einer federnd ausgeführten Verbindung vorschlagen. Beispielsweise offenbart die
Aus der
Die
Der Kopf der Schraube und das Federpaket befinden sich in einer in axialer Richtung erstreckende Aussparung im Strahlrohrflansch.The head of the screw and the spring assembly are located in a recess in the jet pipe flange that extends in the axial direction.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Strahlrohranordnung für einen Ofen bereitzustellen, die bei hoher thermischer und mechanischer Belastung verlässlich eine Dichtigkeit zwischen einem Strahlrohrflansch und einem Strahlrohr gewährleistet.The object of the invention is to provide an improved radiant tube arrangement for a furnace which reliably ensures tightness between a radiant tube flange and a radiant tube in the event of high thermal and mechanical loads.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Strahlrohranordnung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Strahlrohranordnung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-13. Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Montage der Strahlrohranordnung gemäß dem unabhängigen Anspruch 14 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a jet pipe arrangement according to independent claim 1. Advantageous further developments of the jet pipe arrangement emerge from the dependent claims 2-13. The object is also achieved by a method for assembling the jet pipe arrangement according to independent claim 14.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.It should be pointed out that the features listed individually in the claims can be combined with one another in any technically meaningful manner and show further embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.
Die erfindungsgemäße Strahlrohranordnung für einen Ofen weist ein keramisches Strahlrohr auf, das endseitig mit einem radial nach außen abstehenden, umlaufenden Klemmring versehen ist. Dieser Klemmring ist beispielsweise aufsiliziert. Die Strahlrohranordnung weist ferner einen Strahlrohrflansch, wenigstens ein Spannelement und mehrere Verbindungseinrichtungen auf, die jeweils ein Federelement umfassen. Der Klemmring ist mittels der mehreren Verbindungseinrichtungen federnd zwischen dem wenigstens einen Spannelement und dem Strahlrohrflansch eingespannt ist. Ferner ist wenigstens zwischen dem Klemmring und dem Strahlrohrflansch eine Dichtung angeordnet. Vorzugsweise ist zwischen dem Klemmring und dem wenigstens einen Spannelement ebenfalls eine Dichtung angeordnet. Über das wenigstens eine Spannelement wird das Strahlrohr gegen den Strahlrohrflansch gedrückt, wobei diese Verbindung dichtend und federnd ausgeführt ist. Die Einspannung und Federung erfolgt vorzugsweise in axialer Richtung bezüglich der Längsachse des Strahlrohres. Unterschiedliche Wärmeausdehnungen der Werkstoffe des keramischen Strahlrohres und eines metallischen Strahlrohrflansches werden durch die Federwirkung des wenigstens einen Federelementes ausgeglichen.The jet pipe arrangement according to the invention for a furnace has a ceramic jet pipe which is provided at the end with a circumferential clamping ring projecting radially outward. This clamping ring is siliconized, for example. The jet pipe arrangement also has a jet pipe flange, at least one tensioning element and a plurality of connecting devices, each of which includes a spring element. The clamping ring is resiliently clamped between the at least one clamping element and the jet pipe flange by means of the plurality of connecting devices. Furthermore, a seal is arranged at least between the clamping ring and the jet pipe flange. A seal is preferably also arranged between the clamping ring and the at least one tensioning element. The jet pipe is pressed against the jet pipe flange via the at least one tensioning element, this connection being designed to be sealing and resilient. The clamping and suspension is preferably carried out in the axial direction with respect to the longitudinal axis of the jet pipe. Different thermal expansions of the materials of the ceramic radiant tube and of a metallic radiant tube flange are compensated for by the spring action of the at least one spring element.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Verbindungseinrichtungen jeweils Mittel zum Einbau in die Strahlrohranordnung mit einem Federelement in einem vorgespannten Zustand und Mittel zu einer Betätigung aufweisen, durch welche die Verbindungseinrichtungen mittels ihrer Federelemente ein federndes Einspannen des Klemmrings zwischen dem wenigstens einen Spannelement und dem Strahlrohrflansch bewirken. Ein Federelement einer Verbindungseinrichtung wird somit nicht erst gegen seine Federkraft verformt, wenn die Verbindungseinrichtung betätigt wird, um den Klemmring einzuspannen, sondern die Verbindungseinrichtungen sind so ausgebildet, dass sie mit einem bereits vorgespannten Federelement montiert werden können. Nach der Montage innerhalb des Anordnung werden die Verbindungseinrichtungen betätigt, um den Klemmring federnd einzuspannen. Dies bewirkt vorzugsweise eine weitere Erhöhung der Federspannung, insbesondere bis kurz vor die Blockade des Federelementes. Durch Setzverluste der verwendeten Dichtungen kann sich das Federelement mit der Zeit entspannen. Die Betätigung einer Verbindungseinrichtung kann beispielsweise durch das Anziehen einer Schraube und/oder einer Mutter erfolgen.According to the invention, it is provided that the connecting devices each have means for installation in the jet pipe arrangement with a spring element in a pretensioned state and means for actuation, by means of which the connecting devices effect a resilient clamping of the clamping ring between the at least one clamping element and the jet pipe flange by means of their spring elements. A spring element of a connecting device is thus not only deformed against its spring force when the connecting device is actuated to clamp the clamping ring, but the connecting devices are designed so that they can be mounted with an already pretensioned spring element. After assembly within the arrangement, the connecting devices are actuated in order to resiliently clamp the clamping ring. This preferably causes a further increase in the spring tension, in particular until shortly before the spring element is blocked. The spring element can relax over time due to settling losses in the seals used. A connection device can be operated, for example, by tightening a screw and / or a nut.
Es können mehrere Spannelemente verwendet werden, die jeweils durch eine Verbindungseinrichtung mit dem Klemmring verspannt werden. In alternativen Ausführungsformen handelt es sich um ein einziges Spannelement, das durch mehrere Verbindungseinrichtungen mit dem Klemmring verspannt ist. Im zweiten Fall handelt es sich vorzugsweise um einen Spannring, durch welchen das Strahlrohr koaxial geführt ist. Die Verbindungseinrichtungen sind dann beispielsweise in einem Kreis um das Strahlrohr angeordnet.Several clamping elements can be used, each of which is clamped to the clamping ring by a connecting device. In alternative embodiments, there is a single clamping element which is clamped to the clamping ring by several connecting devices. In the second case, it is preferably a clamping ring through which the jet pipe is guided coaxially. The connecting devices are then arranged, for example, in a circle around the jet pipe.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass ein vorgespanntes Federelement für die Montage einen geringeren Bauraum benötigt als ein nicht-vorgespanntes Federelement. Ein Federelement wird vorzugsweise jeweils durch ein Federpaket aus mehreren Tellerfedern gebildet, das für eine Vorspannung zusammengedrückt wird. Dieser Stapel an vorgespannten Tellerfedern hat in axialer Richtung eine geringere Höhe als ein nichtvorgespannter Stapel an Tellerfedern. Das Gleiche gilt auch für eine Spiralfeder oder andere Arten von geeigneten Federelementen. Werden in einer Ausführungsform der Erfindung 8 bis 10 Tellerfedern in einem Federpaket eingesetzt und haben diese beispielsweise einen effektiven Federweg von 4mm, verbleibt bei einem sich durch Temperaturerhöhung ergebenden Spalt von beispielsweise 0,4 mm eine Restklemmkraft von 90%.The invention has the advantage that a pretensioned spring element requires less installation space for assembly than a non-pretensioned spring element. A spring element is preferably formed in each case by a spring assembly made up of several cup springs, which are compressed for a pretensioning. This stack of pre-tensioned disc springs has a lower height in the axial direction than a non-pre-tensioned stack of disc springs. The same also applies to a spiral spring or other types of suitable spring elements. If, in one embodiment of the invention, 8 to 10 disc springs are used in a spring assembly and these have, for example, an effective spring travel of 4 mm, a residual clamping force of 90% remains with a gap of 0.4 mm resulting from a temperature increase.
Die erfindungsgemäße Strahlrohranordnung kann beispielsweise in einem mit einem Brennstoff betreibbaren Ofen eingesetzt werden. Mit der Erfindung ist der Strahlrohrflansch zur Ofenaußenseite hin dicht, so dass keine Abgase nach außen dringen können. Die Strahlrohranordnung kann jedoch auch in einem Ofen eingesetzt werden, der elektrisch betrieben wird. Dann werden elektrische Heizpatronen in die keramischen Strahlrohre eingesetzt. Auch bei einem elektrisch betriebenen Ofen ohne Verbrennungsabgase kann die Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden, um beispielsweise eine geeignete Schutzgasatmosphäre im Ofen aufrecht zu erhalten, die aufgrund der Abdichtung mittels der Strahlrohranordnung nicht durch entweichendes Schutzgas oder einströmende Außenluft beeinträchtigt wird.The jet pipe arrangement according to the invention can be used, for example, in a furnace that can be operated with a fuel. With the invention, the jet pipe flange is tight to the outside of the furnace, so that no exhaust gases can penetrate to the outside. However, the jet pipe arrangement can also be used in a furnace that is operated electrically. Then electric heating cartridges are inserted into the ceramic radiant tubes. The invention can also be used advantageously in an electrically operated furnace without combustion exhaust gases, for example to maintain a suitable protective gas atmosphere in the furnace, which is not impaired by escaping protective gas or incoming outside air due to the sealing by means of the jet pipe arrangement.
Federelemente von gattungsgemäßen Strahlrohranordnungen weisen typischerweise Taschen oder Aufnahmen auf, in denen die Federelemente und andere Teile der Verbindungseinrichtungen aufgenommen sind. Ein vorgespanntes Federelement benötigt somit für seine Unterbringung im Strahlrohrflansch Aufnahmen, Taschen, etc., deren Größe in axialer Richtung auf ein Minimum reduziert werden können. Hierdurch kann die axiale Ausdehnung des Strahlrohrflansches ebenfalls minimiert werden, was zu einer vorteilhaften Material- und Gewichtsersparnis führt.Spring elements of generic jet pipe arrangements typically have pockets or receptacles in which the spring elements and other parts of the connecting devices are received. A pretensioned spring element therefore requires receptacles, pockets, etc., whose size can be reduced to a minimum in the axial direction, in order to be accommodated in the jet pipe flange. In this way, the axial expansion of the jet pipe flange can also be minimized, which leads to an advantageous saving in material and weight.
Taschen zur Aufnahme wenigstens der Federelemente der Verbindungseinrichtungen können auf verschiedene Arten ausgebildet sein. In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Federelemente der Verbindungseinrichtungen in einer Tasche angeordnet, welche zum Strahlrohr hin offen ausgebildet. Eine solche Tasche wird wenigstens durch eine Spannplatte und eine Dichtplatte am Flansch ausgeformt, die radial verlaufen und axial voneinander beabstandet sind. Die beiden Platten erfüllen unterschiedliche Funktionen. Die Federpakete stützen sich bei einer Betätigung der Verbindungseinrichtungen an der Spannplatte einer Tasche ab, während sich der Klemmring über eine erste Dichtung an der Dichtplatte einer Tasche abstützen kann.Pockets for receiving at least the spring elements of the connecting devices can be designed in various ways. In one embodiment of the invention, the Spring elements of the connecting devices arranged in a pocket which is designed to be open towards the jet pipe. Such a pocket is formed at least by a clamping plate and a sealing plate on the flange, which run radially and are axially spaced from one another. The two plates fulfill different functions. When the connecting devices are actuated, the spring assemblies are supported on the clamping plate of a pocket, while the clamping ring can be supported on the sealing plate of a pocket via a first seal.
Beispielsweise weist der Strahlrohrflansch mehrere solcher Taschen auf, in welchen jeweils ein oder mehrere Federelemente untergebracht sind. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Tasche jedoch eine einzige, innen am Strahlrohrflansch umlaufende Tasche, in welcher die Federelemente aller Verbindungseinrichtungen angeordnet sind. Es handelt sich dann bei den Platten um zwei Plattenringe, die zwischen sich eine Art innen am Flansch umlaufende Nut bilden.For example, the jet pipe flange has several such pockets, in each of which one or more spring elements are accommodated. In a preferred embodiment of the invention, however, the pocket is a single pocket which runs around the inside of the jet pipe flange and in which the spring elements of all connecting devices are arranged. The plates are then two plate rings that form a kind of groove running around the inside of the flange between them.
Die Vorspannung eines Federelementes in einer Verbindungseinrichtung kann ebenfalls auf verschiedene Arten erreicht werden. In einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Verbindungseinrichtungen jeweils ein Vorspannelement auf, gegen welches ihr Federelement vorspannbar ist. Insbesondere ist es mit einer Schraube gegen das Vorspannelement vorspannbar ist, wobei der Kopf der Schraube als Anschlag dient. Beispielsweise ist die Schraube durch das Federelement geführt und soweit in das Vorspannelement eingeschraubt, dass die gewünschte Vorspannung erreicht wird. Das Vorspannelement hat beispielsweise die Form eines Bolzens mit einem endseitigen Außengewinde, auf welche für eine Betätigung der Verbindungseinrichtung eine Mutter aufdrehbar ist.The bias of a spring element in a connecting device can also be achieved in various ways. In one embodiment of the invention, the connecting devices each have a prestressing element against which their spring element can be prestressed. In particular, it can be prestressed against the prestressing element with a screw, the head of the screw serving as a stop. For example, the screw is guided through the spring element and screwed into the prestressing element to such an extent that the desired prestressing is achieved. The prestressing element has, for example, the shape of a bolt with an external thread at the end, onto which a nut can be screwed for actuating the connecting device.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungseinrichtungen ferner jeweils durch eine Aufnahme im Strahlrohrflansch und eine Aufnahme im Spannelement geführt. Bei diesen Aufnahmen kann es sich um geschlossene Bohrungen handelt, was jedoch je nach verwendeter Tasche die Montage der Verbindungseinrichtungen erschwert. Vorzugsweise handelt es sich daher wenigstens bei der Aufnahme im Strahlrohrflansch um eine radial verlaufende Einbuchtung in Form eines Schlitzes. Dieser Schlitz befindet sich bei Verwendung einer Tasche in der Spannplatte. Auch die Aufnahme im Spannelement kann ein in radialer Richtung verlaufender Schlitz sein. Wird als Vorspannelement ein Bolzen mit einem Außengewinde verwendet, wird eine Schraube durch das Federelement geführt und in den Bolzen eingeschraubt. Ein solcher Bolzen wird im Folgenden auch als Vorspannbolzen bezeichnet. Die Schraube wird soweit eingeschraubt, bis die gewünschte Vorspannung des Federelementes erreicht ist. Die so vorgespannte Verbindungseinrichtung wird in die Strahlrohranordnung eingebracht, indem der Bolzen in die beiden Aufnahmen in Spannelement und im Strahlrohrflansch (Spannplatte) eingeführt wird, wobei Schraubenkopf und Federelement in der zugehörigen Tasche liegen. Der Bolzen ragt mit seinem Außengewinde aus der Aufnahme im Spannelement heraus, so dass eine Mutter aufgeschraubt werden kann. Durch Anziehen der Mutter wird das Federelement in der Tasche gegen die Spannplatte des Tasche gezogen.In a preferred embodiment of the invention, the connecting devices are also each guided through a receptacle in the jet pipe flange and a receptacle in the clamping element. These recordings can be closed bores, which, however, complicates the assembly of the connecting devices depending on the pocket used. Preferably, at least the receptacle in the jet pipe flange is a radially extending indentation in the form of a slot. This slot is located in the clamping plate when using a pocket. The receptacle in the clamping element can also be a slot running in the radial direction. If a bolt with an external thread is used as the prestressing element, a screw is passed through the spring element and screwed into the bolt. Such a bolt is also referred to below as a prestressing bolt. The screw is screwed in until the desired preload of the spring element is achieved. The connecting device pretensioned in this way is introduced into the jet pipe arrangement by inserting the bolt into the two receptacles in the clamping element and in the jet pipe flange (clamping plate), with the screw head and spring element in the associated pocket. The bolt protrudes with its external thread from the receptacle in the clamping element so that a nut can be screwed on. By tightening the nut, the spring element in the pocket is pulled against the clamping plate of the pocket.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Verbindungseinrichtungen dabei jeweils gegen ein Verdrehen gegenüber dem Strahlrohrflansch und/oder dem Spannelement gesichert. Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform mit einem Bolzen als Vorspannelement kann dies dadurch erfolgen, dass der Bolzen durch seine Querschnittsgeometrie drehfest in wenigstens einer der Aufnahmen gehalten ist. Eine Mutter kann dann beispielsweise auf 10 Nm angezogen werden.In one embodiment of the invention, the connecting devices are each secured against twisting with respect to the jet pipe flange and / or the clamping element. In the embodiment described above with a bolt as the pretensioning element, this can take place in that the bolt is held in a rotationally fixed manner in at least one of the receptacles due to its cross sectional geometry. A nut can then be tightened to 10 Nm, for example.
Für eine weitere Raumersparnis sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass ein Federpaket aus mehreren Tellerfedern wenigstens auf einer dem Strahlrohr zugewandten Seite angeschnitten ist. Dies bedeutet, dass das Federpaket nicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist, sondern es ist auf einer Seite abgeflacht. Mit dieser abgeflachten Seite ist es so nahe wir möglich am Strahlrohr positioniert. Hierdurch lässt sich Material des Spannrings einsparen, da die Verbindungseinrichtungen sehr nahe am Strahlrohr platziert werden können. Optional ist die dem Strahlrohr abgewandte Seite eines Federpaketes ebenfalls abgeflacht ausgebildet, um in radialer Richtung eine weitere Raumersparnis zu ermöglichen.In order to save further space, one embodiment of the invention provides that a spring assembly made up of a plurality of cup springs is cut into at least one side facing the jet pipe. This means that the spring assembly is not designed to be rotationally symmetrical, but rather it is flattened on one side. With this flattened side, it is positioned as close as possible to the nozzle. This allows the material of the clamping ring to be saved, since the connecting devices can be placed very close to the jet pipe. Optionally, the side of a spring assembly facing away from the jet pipe is also designed to be flattened in order to enable further space savings in the radial direction.
Die Erfindung führt nicht nur zu einer Raum- und damit Materialersparnis, sondern sie verbessert auch den Montageprozess für die Herstellung der Strahlrohranordnung. Durch die Vorspannung der Federelemente wird der Montageprozess deutlich beschleunigt, was zu einer Zeiteinsparung von ca. 50% führt. Bei entsprechender Ausführung der Bauteile der Anordnung wird auch die Montage selbst vereinfacht. Zunächst wird der Strahlrohrflansch auf einer Unterlage platziert und die Verbindungseinrichtungen mit ihren vorgespannten Federelementen in die innen umlaufende Tasche am Flansch eingesetzt. Anschließend wird das Strahlrohr mit seinen Dichtungen von oben in den Flansch eingesetzt. Der Spannring wird über das Strahlrohr gelegt, wobei die Verbindungseinrichtungen durch Aufnahmen im Spannring geführt werden. Auf die oben aus dem Spannring ragenden Außengewinde der Vorspannbolzen werden Muttern gedreht und diese angezogen. Dies stellt einen einfachen und sicheren Prozess dar, bei dem Bauteile auf einer angenehmen Höhe nacheinander platziert und dabei z.B. nicht kopfüber gehalten werden müssen.The invention not only leads to a saving of space and thus material, but it also improves the assembly process for the production of the jet pipe arrangement. The pre-tensioning of the spring elements significantly accelerates the assembly process, which leads to a time saving of approx. 50%. If the components of the arrangement are designed accordingly, the assembly itself is also simplified. First, the jet pipe flange is placed on a base and the connecting devices with their pre-tensioned spring elements are inserted into the inner circumferential pocket on the flange. Then the jet pipe with its seals is inserted into the flange from above. The clamping ring is placed over the jet pipe, with the connecting devices being guided through receptacles in the clamping ring. Nuts are turned onto the external thread of the preload bolt protruding from the clamping ring and tightened. This is a simple and safe process in which components are placed one after the other at a comfortable height placed and not have to be held upside down, for example.
Von der Erfindung umfasst ist daher auch ein Verfahren zur Montage einer Strahlrohranordnung mit Bereitstellen eines Strahlrohres, eines Strahlrohrflansches, wenigstens eines Spannelementes und mehrerer Verbindungseinrichtungen mit jeweiligen Federelementen. Diese Bauteile sind gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet. Das Verfahren weist wenigstens die folgenden Schritte auf:
- - Vorspannen jeweils eines Federelementes in den mehreren Verbindungseinrichtungen und nachfolgendes Einbringen der Verbindungseinrichtungen in vorgesehene Positionen gegenüber dem Strahlrohrflansch, wobei dies vorzugsweise verdrehsicher erfolgt,
- - Einbringen wenigstens eines Spannelementes in eine vorgesehene Position gegenüber dem Strahlrohr und dem Strahlrohrflansch,
- - Einbringen einer ersten Dichtung zwischen dem Klemmring des Strahlrohres und dem Strahlrohrflansch,
- - Einbringen des Strahlrohrs in eine vorgesehene Position gegenüber dem Strahlrohrflansch,
- - Einbringen einer zweiten Dichtung zwischen dem Klemmring des Strahlrohres und dem wenigstens eine Spannelement, und
- - Betätigen der Verbindungseinrichtungen, wodurch der Klemmring des Strahlrohrs federnd und dichtend zwischen dem wenigstens einen Spannelement und dem Strahlrohrflansch eingespannt wird.
- - Pre-tensioning of one spring element in each case in the multiple connecting devices and subsequent introduction of the connecting devices into the intended positions relative to the jet pipe flange, this preferably being done in a non-rotating manner,
- - Insertion of at least one clamping element in a provided position opposite the jet pipe and the jet pipe flange,
- - Introducing a first seal between the clamping ring of the jet pipe and the jet pipe flange,
- - Bringing the jet pipe into an intended position opposite the jet pipe flange,
- - Introducing a second seal between the clamping ring of the jet pipe and the at least one clamping element, and
- - Actuation of the connecting devices, whereby the clamping ring of the jet pipe is clamped in a resilient and sealing manner between the at least one clamping element and the jet pipe flange.
Dabei müssen die Schritte nicht in der angegeben Reihenfolge erfolgen, sondern lediglich das Einbringen der Verbindungseinrichtungen in vorgesehene Positionen gegenüber dem Strahlrohrflansch erfolgt zeitlich nach dem Vorspannen jeweils eines Federelementes in den mehreren Verbindungseinrichtungen. Das Einbringen muss jedoch auch nicht direkt nach dem Vorspannen erfolgen, sondern weitere Schritte können zwischengeschaltet sein. Das Verfahren hat die beschriebenen Vorteile bezüglich der Zeitersparnis und einer einfachen Montage der Strahlrohranordnung.The steps do not have to be carried out in the specified sequence, but merely the introduction of the connecting devices into the intended positions relative to the jet pipe flange takes place after the preloading of a spring element in each of the multiple connecting devices. However, the introduction does not have to take place directly after the prestressing, but further steps can be interposed. The method has the advantages described in terms of time savings and simple assembly of the jet pipe arrangement.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.Further advantages, special features and expedient developments of the invention emerge from the subclaims and the following illustration of preferred exemplary embodiments on the basis of the figures.
Von den Abbildungen zeigt:
-
1 eine Ausführungsform einer Strahlrohranordnung gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht; -
2 einen Schnitt A-A durch eine Strahlrohranordnung gemäß1 ; -
3 eine dreidimensionale Ansicht des Schnitts A-A durch eine Strahlrohranordnung gemäß1 ; -
4 eine Aufsicht auf eine Verbindungseinrichtung mit einem Federelement; -
5 einen Schnitt B-B durch eine Verbindungseinrichtung gemäß4 ; -
6 eine dreidimensionale Ansicht der Verbindungseinrichtung gemäß4 ; -
7 eine dreidimensionale Ansicht der Verbindungseinrichtung gemäß4 mit geschnittenem Federelement und geschnittenem Vorspannelement; -
8 eine vergrößerte Teilansicht einer vorgespannten Verbindungseinrichtung nach der Einbringung; und -
9 eine vergrößerte Teilansicht einer vorgespannten Verbindungseinrichtung nach der Betätigung,
-
1 an embodiment of a jet pipe arrangement according to the invention in a side view; -
2 a section AA through a jet pipe arrangement according to1 ; -
3 a three-dimensional view of the section AA through a jet pipe arrangement according to1 ; -
4th a plan view of a connecting device with a spring element; -
5 a section BB through a connecting device according to4th ; -
6th a three-dimensional view of the connecting device according to FIG4th ; -
7th a three-dimensional view of the connecting device according to FIG4th with cut spring element and cut preload element; -
8th an enlarged partial view of a pretensioned connecting device after insertion; and -
9 an enlarged partial view of a pretensioned connecting device after actuation,
Der Klemmring
Der Aufbau dieser Verbindungseinrichtungen
Das Federelement
Die Tellerfedern
Das Federpaket
In diesem Zustand liegt das Federpaket
In diesem Zustand ist das keramische Strahlrohr
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- StrahlrohranordnungJet pipe arrangement
- 1111
- StrahlrohrJet pipe
- 1212
- KlemmringClamping ring
- 2020th
- StrahlrohrflanschNozzle flange
- 21,22,2321,22,23
- FlanschbohrungFlange hole
- 2424
- Tasche, NutPocket, groove
- 2525th
- DichtplatteSealing plate
- 2626th
- SpannplatteClamping plate
- 2727
- Flanschaufnahme, SchlitzFlange mount, slot
- 3030th
- Spannelement, SpannringClamping element, clamping ring
- 3131
- Spannringaufnahme, BohrungClamping ring holder, bore
- 40,4140.41
- VerbindungseinrichtungConnecting device
- 50,5150.51
- Federelement, FederpaketSpring element, spring package
- 5252
- TellerfederDisc spring
- 53,5453.54
- Anschnittfläche FederpaketCutting area spring package
- 60,6160.61
- Muttermother
- 70,7170.71
- Dichtungpoetry
- 8080
- Schraubescrew
- 8181
- Vorspannelement, VorspannbolzenPreload element, preload bolt
- 8282
- AußengewindeExternal thread
- 8383
- GewindebohrungThreaded hole
- 84,8584.85
- Anschnittfläche VorspannelementCut surface of preload element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102014110607 A1 [0005]DE 102014110607 A1 [0005]
- DE 102008048972 A1 [0006]DE 102008048972 A1 [0006]
- DE 19808405 A1 [0007]DE 19808405 A1 [0007]
Claims (14)
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---|---|---|---|
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---|---|
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-
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- 2019-06-24 DE DE102019116948.8A patent/DE102019116948A1/en active Pending
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Legal Events
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---|---|---|---|
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R079 | Amendment of ipc main class |
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