DE112005000165T5 - Method for attaching a Tubulatoreinsatzes in a line - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Befestigen eines Turbulatoreinsatzes in einer Leitung, insbesondere
in einem Hochofen-Kühlsystem,
wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
– Bereitstellen
einer Leitung;
– Bereitstellen
eines Turbulatoreinsatzes, der zum Einsetzen in die Leitung geeignet
ist;
– Einsetzen
des Turbulatoreinsatzes in einen Bereich der Leitung, um eine Arbeitsanordnung
zu bilden, die die Leitung und den Turbulatoreinsatz umfasst;
dadurch
gekennzeichnet, dass das Verfahren den weiteren Schritt umfasst:
– Befestigen
des Turbulatoreinsatzes in der Leitung durch Biegen der Arbeitsanordnung
an dem Bereich, der den Turbulatoreinsatz enthält.Method for attaching a turbulator insert in a duct, in particular in a blast furnace cooling system, the method comprising the following steps:
- providing a line;
- Providing a turbulator insert, which is suitable for insertion into the conduit;
- inserting the turbulator insert into a region of the conduit to form a working assembly comprising the conduit and turbulator insert;
characterized in that the method comprises the further step:
- Attach the Turbulatoreinsatzes in the line by bending the working assembly at the area containing the turbulator insert.
Description
Einleitungintroduction
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines Turbulatoreinsatzes in einer Leitung. Der Turbulator kann insbesondere dazu verwendet werden, ein Kühlmedium in einem Hochofen-Kühlsystem und vor allem in Plattenkühlern eines solchen Kühlsystems zu verwirbeln.The The present invention relates to a method for attaching a Turbulator insert in a pipe. The turbulator can in particular be used to a cooling medium in a blast furnace cooling system and especially in plate coolers such a cooling system to swirl.
Bei Wärmetauscher-Anwendungen wird mindestens ein durch eine Leitung strömendes Medium verwendet, das flüssig oder gasförmig oder ein Gemisch aus beiden ist. Der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung hängt teilweise von der relativen Geschwindigkeit des Mediums ab. Ein Weg zur Verbesserung des Wirkungsgrads besteht darin, die Axialgeschwindigkeit des Mediums zu erhöhen. Zur Steigerung der Axialgeschwindigkeit muss die Durchflussmenge des Mediums vergrößert werden, was im Allgemeinen nicht erwünscht ist. Ein anderer Weg zur Erhöhung des Wirkungsgrads besteht darin, dem Medium eine Quergeschwindigkeits-Komponente hinzuzufügen. Die Fließgeschwindigkeit des Mediums wird bedingt durch eine solche Quergeschwindigkeits-Komponente nahe den Wänden der Leitung erhöht, wodurch die Wärmeübertragung verbessert wird. Durch Optimierung der Quergeschwindigkeit in bezug auf die erforderliche Wärmeübertragung kann man die gesamte Durchflussmenge des Mediums beträchtlich reduzieren. Turbulatoreinsätze werden normalerweise als passive Bauteile in solchen Wärmetauscher-Anwendungen verwendet, um dem Medium eine Quergeschwindigkeits-Komponente hinzuzufügen oder diese zu steigern oder – anders ausgedrückt – um das Medium zu verwirbeln, um so die vorgenannte Steigerung des Wirkungsgrads vorteilhaft zu nutzen.at Heat exchanger applications At least one medium flowing through a conduit is used, the liquid or gaseous or a mixture of both. The efficiency of heat transfer depends partly from the relative velocity of the medium. A way to improve the efficiency is the axial velocity of the medium to increase. To increase the axial velocity must be the flow rate of the medium are enlarged, which is generally undesirable is. Another way to increase the efficiency is to add a lateral velocity component to the medium. The flow rate of the medium is due to such a transverse velocity component near the walls the line increases, whereby the heat transfer is improved. By optimizing the lateral velocity with respect to to the required heat transfer you can see the total flow rate of the medium considerably to reduce. Turbulatoreinsätze are normally used as passive components in such heat exchanger applications used to add a cross-speed component to the medium or to increase these or - differently expressed - around that Medium to swirl, so as to increase the aforementioned efficiency advantageous to use.
Es sind verschiedene Ausführungen solcher Turbulatoreinsätze bekannt. EP-B-0 181 711 offenbart einen Turbulatoreinsatz für Abgase, der aus einem einzelnen Flachblech besteht, das lose in ein Abzugsrohr eingesetzt ist und durch die Vorspannwirkung eines Endabschnitts gehalten wird. FR-A-2 320 520 offenbart einen Turbulatoreinsatz, der aus einem einzelnen Flachblech besteht, das durch einen Endabschnitt gehalten wird, der schräg verläuft und mit einem Hohlraum in Eingriff steht. US-B-6 530 422 offenbart ein Wärmetauscherrohr für petrochemische Anwendungen, bei dem ein Turbulator direkt mit dem Rohr oder zumindest einem Teil davon gegossen wird.It are different versions such turbulator inserts known. EP-B-0 181 711 discloses a turbulator insert for exhaust gases, which consists of a single flat sheet, the loose in a flue is used and by the biasing action of an end portion is held. FR-A-2 320 520 discloses a turbulator insert, which consists of a single flat sheet passing through an end portion that is held at an angle extends and engaged with a cavity. US-B-6 530 422 a heat exchanger tube for petrochemical applications, in which a turbulator directly to the pipe or at least one Part of it is poured.
In Anwendungen, bei denen die Dichte des strömenden Mediums in Verbindung mit der hohen Axialfließgeschwindigkeit beträchtliche Zugkräfte auf den Turbulatoreinsatz ausübt, ist für eine sichere Befestigung zu sorgen.In Applications where the density of the flowing medium in conjunction with the high axial flow speed considerable tensile forces exercises on the turbulator insert, is for to ensure a secure attachment.
Eine übliche Lösung zum sicheren Befestigen eines Turbulatoreinsatzes in einer Leitung wie beispielsweise einem Rohr oder einer Röhre besteht darin, an einer passenden Stelle mindestens eine Öffnung oder einen Durchschnitt in der Leitung vorzusehen. Der Turbulatoreinsatz kann dann sicher durch Verlöten oder Verschweißen in der Leitung befestigt werden, bevor die Leitung wiederhergestellt wird. Eine andere Lösung besteht darin, mindestens eine Aussparung an der Leitungswand zu erzeugen, um so die Innenwand der Leitung zu verformen. Der Turbulatoreinsatz kann dann mit einem Haltering oder einer ähnlichen Haltekonstruktion, die ein geringes Radialspiel zur Innenwand der Leitung aufweist, diese Verformung in Eingriff nehmen.A common solution to securely attaching a turbulator insert in a conduit such as a pipe or a tube consists in at least one opening or to provide an average in the line. The turbulator insert can then safely by soldering or welding be fixed in the line before the line is restored. Another solution is to at least one recess on the conduit wall generate so as to deform the inner wall of the pipe. The turbulator insert can then with a retaining ring or similar support structure, which has a slight radial clearance to the inner wall of the pipe, this Engage deformation.
Obwohl solche bekannten Ausführungen den Vorteil bieten, den Wirkungsgrad der Wärmeübertragung zu erhöhen und zum Einsetzen in Wärmetauscherleitungen geeignet zu sein, stellen sie auch einen Nachteil dar, der mit dem Verfahren ihrer Befestigung in Wärmetauscherleitungen zusammenhängt. Bekannte Befestigungsverfahren für Turbulatoren sind entweder relativ unkompliziert, bieten jedoch keine ausreichende Festigkeit, oder sie bieten ausreichende Festigkeit, erfordern aber relativ komplizierte Maßnahmen.Even though such known designs the Offer an advantage to increase the efficiency of heat transfer and for insertion in heat exchanger lines to be suitable, they also represent a disadvantage associated with the Method of fixing them in heat exchanger lines related. Known attachment method for Turbulators are either relatively straightforward but offer insufficient strength or adequate strength, but require relatively complicated measures.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein vereinfachtes Verfahren zum sicheren Befestigen eines Turbulatoreinsatzes in einer Leitung bereitzustellen. Dieses Ziel wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 erreicht.The The aim of the present invention is to provide a simplified Method for securely fixing a turbulator insert in one To provide the line. This goal is followed by a procedure Claim 1 reached.
Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral Description of the invention
Die vorliegende Erfindung schlägt zur Überwindung der vorgenannten Probleme ein Verfahren zum Befestigen eines Turbulatoreinsatzes in einer Leitung, insbesondere in einem Hochofen-Kühlsystem, vor. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Bereitstellen einer Leitung; Bereitstellen eines Turbulatoreinsatzes, der zum Einsetzen in die Leitung geeignet ist; und Einsetzen des Turbulatoreinsatzes in einen Bereich der Leitung, um eine Arbeitsanordnung zu bilden, die die Leitung und den Turbulatoreinsatz umfasst. Gemäß einem wichtigen Aspekt der Erfindung umfasst das Verfahren den weiteren Schritt zum Befestigen des Turbulatoreinsatzes in der Leitung durch Biegen der Arbeitsanordnung an dem Bereich, der den Turbulatoreinsatz enthält.The present invention proposes to overcome of the aforementioned problems, a method of attaching a turbulator insert in a pipe, especially in a blast furnace cooling system, in front. The method comprises the following steps: providing a Management; Providing a turbulator insert for insertion suitable for the line; and inserting the turbulator insert into an area of the conduit to form a working arrangement which includes the line and the Turbulatoreinsatz. According to one important aspect of the invention, the method comprises the further step for securing the turbulator insert in the conduit by bending the working arrangement at the area containing the turbulator insert.
Der Turbulatoreinsatz wird einfach in die Leitung eingesetzt und durch Biegen darin befestigt. Sobald die Leitung gebogen ist, ist der Turbulatoreinsatz darin eingeklemmt. Das Biegen der Leitung ist ein einfaches und wirksames Verfahren zum Fixieren des Turbulatoreinsatzes in der Leitung, insbesondere im Vergleich zu anderen Verfahren wie beispielsweise Schweißen. Noch wichtiger ist, dass durch das Biegen von Turbulatoreinsatz und Leitung der Turbulatoreinsatz sicher in der Leitung fixiert wird. Der Turbulatoreinsatz wird an einer Bewegung in der Leitung gehindert, selbst wenn das Kühlmedium ziemlich starke Kräfte auf den Turbulatoreinsatz ausübt. Durch das obige Verfahren wird ein besonders einfaches, schnelles und sicheres Verfahren zum Fixieren eines Turbulatoreinsatzes in einer Leitung bereitgestellt.The turbulator insert is simply inserted into the duct and fixed by bending it. Once the line is bent, the turbulator insert is clamped in it. The bending of the conduit is a simple and effective method for fixing the turbulator insert in the conduit, in particular compared to other methods such as welding. More importantly, by bending the turbulator insert and conduit, the turbulator insert is securely fixed in the conduit. The turbulator insert is prevented from moving in the line, even if the cooling medium exerts rather strong forces on the turbulator insert. By the above method, a particularly simple, fast and safe method of fixing a turbulator insert in a conduit is provided.
Vorzugsweise wird ein im Wesentlichen gerader Abschnitt des Turbulatoreinsatzes in einen im Wesentlichen geraden Abschnitt der Leitung eingesetzt, um so ein leichtes Einfügen des Turbulatoreinsatzes in die Leitung zu ermöglichen.Preferably becomes a substantially straight section of the turbulator insert inserted into a substantially straight section of the conduit, so easy insertion allow the turbulator insert in the line.
Der Bereich der Leitung wird vorteilhafterweise zum Biegen vorbestimmt. Durch Einsetzen des Turbulatoreinsatzes in einen Bereich der Leitung, der beispielsweise in ein Bogenstück bzw. Rohrknie umzuformen ist, kann der Turbulatoreinsatz gleichzeitig fixiert werden. Es ist kein separater Schritt zum Fixieren des Turbulatoreinsatzes in der Leitung mehr erforderlich. Da dadurch ein Fertigungsschritt eingespart wird, lassen sich die die Herstellungszeiten und -kosten reduzieren.Of the Portion of the conduit is advantageously predetermined for bending. By inserting the turbulator insert into a region of the pipe, for example, to transform into a bend or pipe elbow is, the Turbulatoreinsatz can be fixed simultaneously. It is not a separate step for fixing the turbulator insert more necessary in the line. As a result, a manufacturing step can be saved, the production times and costs to reduce.
Der Turbulatoreinsatz umfasst vorzugsweise einen turbulenzerzeugenden Teil und einen Verlängerungsteil. Dadurch, dass der Turbulatoreinsatz mit einem turbulenzerzeugenden Teil und einem Verlängerungsteil vorgesehen ist, muss nur der Verlängerungsteil des Turbulators für das Biegen in der Leitung geeignet sein. Andererseits kann der turbulenzerzeugende Teil in einem ungebogenen Teil der Leitung angeordnet sein, wodurch die Turbulenzwirkung des Turbulatoreinsatzes auf das Kühlmedium nicht beeinträchtigt wird. Darüber hinaus kann abhängig davon, wo in bezug auf die Biegung die Turbulenzwirkung zu erzielen ist, der turbulenzerzeugende Teil in Fließrichtung des Kühlmediums stromaufwärts oder -abwärts des Verlängerungsteils angeordnet sein.Of the Turbulator insert preferably comprises a turbulence generating Part and an extension part. Because the turbulator insert with a turbulence generating Part and an extension part is provided, only the extension part of the turbulator needs for the Bend in the pipe to be suitable. On the other hand, the turbulence generating Part can be arranged in an unbent part of the pipe, thereby the turbulence effect of the turbulator insert on the cooling medium not impaired becomes. About that in addition, depending on where the turbulence effect is to be achieved with respect to the bend, the turbulence generating part in the flow direction of the cooling medium upstream or down of the extension part be arranged.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung umfasst der Schritt zum Bereitstellen eines Turbulatoreinsatzes folgende Schritte:
- – Bereitstellen eines Flachblechs, das eine obere Fläche und eine gegenüberliegende untere Fläche, eine stromabwärtige Kante und eine gegenüberliegende stromaufwärtige Kante, eine erste Seitenkante und eine gegenüberliegende zweite Seitenkante aufweist;
- – Fertigen mindestens eines Einschnitts im Blech;
- – Umformen eines Teils des Blechs am Einschnitt, um so eine Schaufel an der oberen Fläche des Blechs zu bilden; und
- – Umformen des Blechs in einen im Wesentlichen zylindrischen Körper, indem die erste Seitenkante in die Nähe der zweiten Seitenkante gebracht wird, wobei die Schaufel im turbulenzerzeugenden Teil des Turbulatoreinsatzes gebildet wird.
- - providing a flat sheet having an upper surface and an opposite lower surface, a downstream edge and an opposite upstream edge, a first side edge and an opposite second side edge;
- - making at least one cut in the sheet;
- Forming a part of the sheet at the recess so as to form a blade on the upper surface of the sheet; and
- Forming the sheet into a substantially cylindrical body by bringing the first side edge near the second side edge, the blade being formed in the turbulence generating part of the turbulator insert.
Dieses Verfahren stellt einen einfachen, schnellen und kostengünstigen Weg zur Herstellung von Turbulatoreinsätzen bereit, wobei die Schaufeln so angeordnet werden können, dass sie eine verwirbelnde Bewegung auf das Medium übertragen, ohne dass sie eine übermäßige Durchflussbegrenzung oder einen übermäßigen Strömungswiderstand darstellen.This Procedure represents a simple, fast and inexpensive Way to make Turbulatoreinsätzen ready, the blades so can be arranged that they transmit a swirling motion to the medium, without having an excessive flow restriction or an excessive flow resistance represent.
Der Einschnitt ist vorzugsweise so beschaffen, dass er eine offene Kontur auf dem Blech beschreibt, wobei die offene Kontur durch eine Grundlinie ergänzt wird, um so eine Schaufelfläche zu definieren. Die Grundlinie bildet eine Verbindung zwischen der Schaufelfläche und dem Blech.Of the Incision is preferably such that it has an open contour on the sheet describes, with the open contour by a baseline added is, so a blade surface define. The baseline forms a connection between the blade surface and the tin.
Die Grundlinie der Schaufelfläche kann zur stromaufwärtigen Kante des Blechs hin gerichtet sein. Die Grundlinie der Schaufelfläche kann auch zu einer der Seitenkanten des Blechs hin gerichtet sein. Alternativ kann die Grundlinie der Schaufel in einem Winkel bezogen auf die Strömungsrichtung des Mediums angeordnet sein, wodurch eine verwirbelnde Bewegung auf das Medium übertragen wird.The Baseline of the blade surface can be upstream Be directed edge of the sheet out. The baseline of the blade surface can also be directed to one of the side edges of the sheet out. alternative can be the baseline of the bucket at an angle relative to the flow direction be arranged of the medium, creating a swirling movement transferred to the medium becomes.
Der Einschnitt verläuft vorteilhafterweise von der stromabwärtigen Kante aus in das Flachblech und in einer generell zur stromaufwärtigen Kante weisenden Richtung. Der Einschnitt ist normalerweise senkrecht zur stromabwärtigen Kante. Die Bildung eines Einschnitts von der stromabwärtigen Kante des Flachblechs aus ist besonders einfach und schnell, wodurch das Herstellungsverfahren weiter vereinfacht wird. Es wird aber nicht ausgeschlossen, das ein Einschnitt in anderen Teilen des Blechs gebildet wird.Of the Nick runs Advantageously, from the downstream edge into the flat sheet and in a general to the upstream Edge pointing direction. The incision is usually vertical to the downstream Edge. The formation of a cut from the downstream edge The flat sheet is particularly easy and fast, making the Manufacturing process is further simplified. It will not excluded that an incision in other parts of the sheet is formed.
Die Schaufel kann eine erste freie Ecke und eine zweite freie Ecke aufweisen, wobei die erste freie Ecke weiter von ihrer ursprünglichen Position fortbewegt wird als die zweite freie Ecke. Eine solche Schaufel hat eine Oberfläche, die von selbst eine verwirbelnde Bewegung auf das Medium überträgt.The Shovel may have a first free corner and a second free corner being the first free corner further from its original one Position is moved as the second free corner. Such a shovel has a surface, which transmits a swirling motion to the medium by itself.
In dem Flachblech sind vorzugsweise mehrere Schaufeln vorgesehen, um so in die Strömungsrichtung eines Mediums versetzt zu sein, um eine verwirbelnde Bewegung auf das Medium zu übertragen und die Turbulenz zu verbessern.In The flat plate is preferably provided with a plurality of blades to so in the flow direction of a medium to be a fluidizing movement to transfer the medium and to improve the turbulence.
Gemäß einer anderen Ausführung der Erfindung wird der Turbulatoreinsatz dadurch gebildet, dass ein Verlängerungsteil mit einem turbulenzerzeugenden Teil verbunden wird. Der turbulenzerzeugende Teil des Turbulatoreinsatzes kann beispielsweise ein Turbulator sein, der ohne weiteres auf dem Markt erhältlich ist. Durch Ergänzen eines solchen Turbulators mit einem Verlängerungsteil kann ein solcher Turbulator auch in der Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung fixiert werden.According to another embodiment of the invention, the turbulator insert is formed by connecting an extension part to a turbulence generating part. The turbulence-generating part of the turbulator insert may be, for example, a turbulator which is readily available on the market is available. By supplementing such a turbulator with an extension part, such a turbulator can also be fixed in the conduit according to the present invention.
Der Verlängerungsteil ist vorzugsweise im Wesentlichen zylindrisch. Ein im Wesentlichen zylindrischer Verlängerungsteil eignet sich besonders gut zum Bereitstellen eines guten Befestigungsmittels, wenn er in einer Leitung gebogen wird. Ein solcher im Wesentlichen zylindrischer Verlängerungsteil minimiert ferner die Durchflussbegrenzung.Of the extension part is preferably substantially cylindrical. A substantially cylindrical extension part is particularly well suited for providing a good fastener when he is bent in a line. Such a substantially cylindrical extension part further minimizes flow restriction.
Das Verfahren kann das Biegen der Arbeitsanordnung in einem Bereich umfassen, der nur den Verlängerungsteil des Turbulatoreinsatzes enthält. Solange der Verlängerungsteil des Turbulatoreinsatzes zum Biegen geeignet ist, spielt es keine Rolle, ob der turbulenzerzeugende Teil dies ebenfalls ist.The Method may include bending the work arrangement in one area include only the extension part of the turbulator insert contains. As long as the extension part of the turbulator insert is suitable for bending, it does not matter whether the turbulence generating part is this as well.
Die Leitung und der Turbulatoreinsatz können jeweils aus Metall- oder Kunststoffmaterial gefertigt sein. Es versteht sich, dass das Material je nach der beabsichtigen Verwendung ausgewählt werden sollte. Das Material kann beispielsweise Stahl – vorzugsweise Edelstahl – oder Kupfer sein. Es kann auch irgendein anderes geeignetes Material verwendet werden, das folgende Eigenschaften aufweist: beständig gegen Wärmeermüdung, korrosionsbeständig, mechanisch bearbeitbar, wärmeleitfähig und ausreichende Festigkeit.The Line and the turbulator insert can each be made of metal or Be made of plastic material. It is understood that the material should be selected according to the intended use. The material For example, steel - preferably Stainless steel - or Be copper. It can also be any other suitable material can be used, which has the following properties: resistant to Thermal fatigue, corrosion resistant, mechanical workable, thermally conductive and sufficient Strength.
Nach dem Biegen der Leitung an dem Bereich, der den Turbulatoreinsatz enthält, kann man die Leitung in einen Plattenkühler eines Hochofen-Kühlsystems einbauen. Die vorliegende Erfindung betrifft demzufolge auch einen Plattenkühler, der einen Kühlkreislauf mit einem Turbulatoreinsatz umfasst, der nach dem oben beschriebenen Verfahren darin befestigt ist.To bending the conduit at the area that houses the turbulator contains You can put the pipe in a plate cooler of a blast furnace cooling system Install. The present invention therefore also relates to a Plate cooler, the a cooling circuit comprising a turbulator insert which is as described above Method is fixed therein.
Detaillierte Beschreibung anhand der Figurendetailed Description based on the figures
Die vorliegende Erfindung geht aus der folgenden Beschreibung von nicht einschränkenden Ausführungen anhand der begleitenden Zeichnungen hervor. Es zeigen:The The present invention does not become apparent from the following description restrictive versions with reference to the accompanying drawings. Show it:
Beschreibung bevorzugter Ausführungendescription preferred embodiments
Vorzugsweise
wird ein Umformverfahren ausgewählt,
bei dem vermieden wird, dass Stauchungen am Turbulatoreinsatz-Verlängerungsteil
Als
Ergebnis des beschriebenen Verfahrens ist der Turbulatoreinsatz
In
Die
Einschnitte
In
In
In
Es
versteht sich, dass das Befestigungsverfahren – obwohl es bevorzugt wird – nicht
auf einen Turbulatoreinsatz
Es versteht sich, dass das obige Verfahren das Befestigen von zum Biegen ungeeigneten Turbulatorbauteilen erlaubt, wenn sie mit einem Verlängerungsteil verbunden sind, der zum Biegen geeignet ist.It It is understood that the above method attaching to bending unsuitable Turbulatorbauteilen allowed if they are with an extension part are connected, which is suitable for bending.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Die
vorliegende Erfindung schlägt
ein Verfahren zum Befestigen eines Turbulatoreinsatzes (
Claims (17)
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EP04100381.5 | 2004-02-03 | ||
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