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Abdichtung von Heißdampfrohren in der gasdichten Ummantelung von Dampfkesseln
Die Erfindung betrifft die Abdichtung von Heißdampfrohren in der gasdichten Ummantelung
von Dampfkesseln.
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Derartige Abdichtungen wurden bisher als schlakkenwoll-verpackte Stopfbüchsen
ausgeführt oder durch verschiebliche, einander überlappende Bleche ermöglicht, die
in Leisten geführt oder mittels Federn an das Mantelblech angedrückt wurden.
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Dabei lassen die Stopfbüchsen im wesentlichen nur axiale Bewegungen
des Rohres zu. Bewegungen quer zur Rohrachse, die sich in vielen Fällen nicht vermeiden
lassen, führten infolge der geringen Elastizität des Packungsmaterials nach kurzer
Zeit zu Undichtheiten. Wenn diese Stopfbüchsen einigermaßen dichthalten sollen,
bedürfen sie einer dauerhaften Pflege, der der Kesselbetreiber nur in den seltensten
Fällen nachkommt. Bei Schiebestellen aus Blechteilen muß auch bei sorgfältiger Ausführung
ohnehin mit einer _gewissen Undichtheit gerechnet werden. Völlige Dichtheit von
Rohrdurchtritten ist zwar durch Metallfaltenbälge zu erreichen, doch ist diese Ausführung
sehr teuer und benötigt außerdem viel Raum. Darüber hinaus kann der Faltenbalg nicht
ohne Durchschneiden des betreffenden Rohres montiert bzw. ausgewechselt werden.
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Grundsätzlich muß der Frage der Abdichtung der Kesselaußenhaut und
der gesamten Rohrdurchtritte besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, da mit steigenden
Dampfdrücken die Abkühlung der Kesselabgase mittels Vorwärmung der gesamten Verbrennungsluft
geschehen muß, die aber ihrerseits durch Ansaugen großer Falschluftmengen durch
die Kesselaußenhaut weitgehend gemindert wird.
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Von besonderer Wichtigkeit ist die Abdichtung selbstverständlich bei
sogenannten überdruckkesseln. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Bewegungsstelle
zwischen der Kesselaußenhaut und einem sich bewegenden Rohr bzw. anderen gegen die
Kesselummantelung verschieblichen Teilen mittels manschettenartigen Abdichtungen
aus Kunststoff, aus C (Yasdichtem, beispielsweise gummiertem Gewebe, aus synthetischem
Kautschuk oder ähnlichen preiswerten, leicht verformbaren Stoffhüllen abzudichten.
Da derartige Stoffe aber für die an den Bewegungsstellen normalerweise auftretenden
Temperaturen nicht geeignet sind, erfolgt der notwendige Temperaturabbau vom Rohr
zur Auflagefläche der Manschette am besten durch Zwischenlagerung von wärmedämmenden
Stoffen, Strahlungssehutzwände od. dgl.
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Die Zeichnung stellt den Gegenstand der Erfindung für ein Heißdampfrohr
in Fig. 1 bis 5 in drei Ausführungen dar. Es zeigt Fig.
1 die Abdichtung eines Heißdampfrohres, zum Teil im Achsschnitt und zum Teil
in Ansicht, bei der das eine Ende der durch einen lsolierkörper unterbrochenen Blechzwischenhülle
in Form einer Rinscheibe auf dem Rohr aufgeschweißt ist, Fig. 2 und 3 ein
Beispiel im Querschnitt und zum Teil im Achssehnitt, bei der das entsprechende Ende
der Blechzwischenhülle auf dem Heißdampfrohr mittels einer stopfbüchsenartigen Manschette
aufgepreßt ist, Fig. 4 und 5 zwei Ausführungen zum Teil im Achsschnitt, bei
denen die Blechzwischenhülle unmittelbar mit dem Rohr verschweißt und dann von der
Umgebungsluft über eine längere Strecke oder in anderer bekannter Weise gut gekühlt
ist.
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In allen Figuren ist die in Manschettenform dargestellte Stoffhülle
mit 1, die aus einer Isolierschicht und einem Blechmantel bestehende Kesselummantelung
mit 2, das dieselbe durchbrechende Heißdampfrohr mit 3 und die Blechzwischenhülle
mit 4 bezeichnet.
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lEerbei ist zu beachten, daß bei den beiden Ausführungen gemäß Fig.
1 sowie Fig. 2 und 3 die Blechzwischenhülle4 aus einem zylindrischen
Stück 4a und zwei ringförmigen Blechscheiben 7 und 8 zusammengesetzt
ist, wobei die letztgenannten gegeneinander durch einen wärmedämmenden Zwischenring13
isoliert und etwa an den durch die strichpunktierten Linien bzw. Kreise 12 bezeichneten
Stellen mittels nicht dargestellter Schrauben, Niete, Hohlniete oder ähnlicher Verbindungsglieder
verspannt sind. Diese Verbindungsglieder können in an sich bekannter
Weise
durch wärmedämmende Unterlegscheiben od. dgl. auch gegen die ringförmigen Blechscheiben
7 und 8 isoliert sein.
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Der zwischen der Stoffhülle 1 und dem inneren Teil der aus
einer Isolierschicht 10 b und einem Blechmantel 4 a bzw.
10 a bestehenden Rohrisolierung eingeschlossene Ringraum 5 ist gemäß
Fig. 1 durch einen losen, gegenüber der Kesselummantelung 2 und dem Rohr
3 verschieblichen Blechring 6 gegen Wärmeeinstrahlung vom Kesselinnern
her abgeschirmt. Gemäß Fig. 4 ist ein solcher Blechring 6 unmittelbar auf
dem Rohr 3 - beispielsweise durch Punktberührung und Punktschweißung
- befestigt und so groß gewählt, daß er den abzuschirmenden Raum
5 nach allen Seiten mehrfach überdeckt.
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Die Stoffhülle 1 ist bei allen dargestellten Ausführungen einerseits
auf einer an dem Kesselblechmantel 2 angeschweißten zylindrischen Blechhülse
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und andererseits an dem kühlen Ende der Blechzwischenhülle 4 mittels Spannbändern
16 befestigt. Eine besondere Abdichtung und gegebenenfalls zusätzliche Wärmedämmung
gegen die beiden Blechhülsen 17 und 4 kann durch Isolierbänder
15 erreicht werden.
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Die stopfbüchsartige Manschette entsprechend Fig. 2 setzt sich gemäß
Erfindung aus zwei das Rohr 3 mit Spiel umgebenden Blechhalbringen
8, aus auf diesen aufgeschweißten radialen Zentrierflossen 9,
aus einer
an den bzw. die Blechhalbringe 8 angeschweißten, zylindrischen oder kegeligen
Blechhülse 18 und aus den in diese Blechhülse fest eingestopften, wärmedämmenden
und hitzebeständigen Packungsstoffen 14 zusammen. Die Befestigung dieser stopfbüchsartigen
Manschette geschieht folgendermaßen: Die Blechhalbringe 8 mit den bereits
aufgeschweißten Zentrierflossen 9 werden auf das Rohr 3 unter Vorspannung
aufgeklemint und dann an den beiden einander nicht berührenden Nahtstellen
19 und 20 zusammengeschweißt, wobei die von außen mechanisch aufgebrachte
Spannung, unter der die Zentrierflossen 9 mit ihren Stimkanten
11 auf das Rohr aufgepreßt sind, bis zum Ende des Schweißvorganges aufrechterhalten
wird. Da sich die beiden Blechhalbringe 8 beim Verschweißen der einander
nicht berührenden Nähte 19 und 20 bedeutend erwärmen und somit dehnen, so
erhöht die dem Schweißvorgang folgende Abkühlung die von außen aufgebrachte mechanische
Klemmspannung noch um die sich dabei ergebende Schrumpfspannung, so daß schließlich
die Zentrierflossen 9 mit den Blechhalbringen 8 unverrückbar auf dem
Rohr 3 befestigt sind und damit auch die weiteren Teile 7 und 4a der
Blechzwischenhülle 4 in ihrer Lage festhalten.
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Die Ausführung gemäß Fig. 4 soll die Unterbrechung der Blechzwischenhülle
durch einen besonderen Isoherkörper einsparen und ist so ausgebildet, daß die Blechzwischenhülle
4 am einen Ende unmittelbar mit dem Heißdampfrohr 3 verschweißt ist. Das
von der Außenluft berührte und gegebenenfalls mittels an sich bekannter Maßnahmen
intensiv gekühlte zylindrische Stück 4 a der Blechhülle 4 hat einen größeren
Durchmesser als die gesamte Rohrisolierung 10 a, 10 b,
die beiderseits - sowohl innerhalb als auch außerhalb - der Blechzwischenhülle
4 denselben Außendurchmesser aufweist. Diese letztgenannte Möglichkeit besteht entgegen
der zeichnerischen Darstellung auch bei den Ausführungen gemäß Fig. 1 bis
3.
Gemäß Fig. 4 kann die Blechzwischenhülle 4 mit den Blechaußenmänteln 10a
der Rohrisolierung an der Stelle 21 auch punkt- oder streckenweise verschweißt sein.
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Der zwischen der Blechzwischenhüfle 4 und dem Kessehnnem liegende
Teil der Rohrisolierung 10a, 10 b kann auch gemäß Fig. 4 bzw.
5 an einem oder beiden Enden durch je einen mechanisch widerstandsfähigen,
ringförmigen, hitzebeständigen Isolierkörper 22 zentriert und überdies gegen Verschieben,
beispielsweise mittels am Rohr beliebig befestigter Anschläge, festgelegt sein.
Diese Isolierkörper 22 setzen sich vorteilhaft aus zwei Halbringen zusammen. Darüber
hinaus kann auch die gesamte zwischen der Blechhülle 4 und dem Kesselinnern liegende
Rohrisolierung aus einem einzigen bruchfesten Isolierkörper in Form eines Hohlzylinders
bestehen, der sich - ebenso wie die vorgenannten Isolierkörper 22
- vorzugsweise aus zwei Halbschalen zusammensetzt und beispielsweise mittels
Drähten oder Metallbändern zusammengehalten wird.
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Eine noch einfachere Lösung ergibt sich, wenn gemäß Fig.
5 ein Teil des durchlaufenden Blechmantels 10a der Rohrisolierung den von
der Außenluft gekühlten Teil der Blechzwischenhülle ersetzt, so daß diese selbst
schließlich nur mehr aus einem scheibenförnügen Blechring 4 b besteht, der
am inneren und äußeren Umfang gegebenenfalls mit einem zylindrisehen Muffenansatz
versehen ist, so daß er innen mit dem Blechmantel 10a der Rohrisolieiung verschweißt
und außen in der vorher beschriebenen Art mit der Stoffhülle 1 verbunden
werden kann. Der Blechmantel 10a der Rohrisolierung kann zwecks erhöhter Gasdichtheit
selbst an einer vom Ring 4 b hinreichend weit entfernten Stelle durch einen
auf dem Rohr 3
aufsitzenden Blechring 25 mit demselben gasdicht verbunden
seK Voraussetzung ist, daß der Blechmantel 10a der Isolierung selbst in dem Gebiet
zwischen den beiden Ringen 4b und 25 gasdicht ausgeführt ist.