DE1301351B

DE1301351B - Indirekt heiz- oder kuehlbarer Behaelter

Info

Publication number: DE1301351B
Application number: DE1964V0026985
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-04-27
Filing date: 1964-10-17
Publication date: 1969-08-21
Also published as: CH438387A; NL6505316A; SE321941B; GB1055080A

Description

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Die Erfindung betrifft einen indirekt heiz- oder Außenwölbung ergibt einerseits zusammen mit dem kühlbaren Behälter, bei dem die Kanäle, durch die Anstellwinkel von 10° eine gute Federung. Andererdas Heiz- bzw. Kühlmittel um die Wandung geleitet seits sichert dieser Anstellwinkel zusammen mit dem wird, durch aufgeschweißte Bleche gebildet und angegebenen Krümmungsradius, daß nicht zu viel durch die Behälterwandung begrenzt werden und 5 Platz an der Behälteroberfläche für den Wärmeausjedes Kanalblech einen im wesentlichen kreisförmi- tausch verlorengeht.

gen Querschnitt mit Kantenabschnitten hat, die mit Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beider Behälteroberfläche in Berührung stehen, und bei spielshalber erläutert. Es zeigt dem einander benachbarte Kantenabschnitte mitein- F i g. 1 einen Teilquerschnitt durch einen mit

ander und mit der Behälteroberfläche mit Hilfe einer io einem halbkugelförmigen Boden versehenen Behäleinzigen Lage Schweißgut verbunden sind, die im ter, der an den Seitenflächen und an der Bodendazwischenliegenden Bereich angeordnet ist. fläche mit einem gewickelten Mantel in Form von Ein derartiger Behälter ist durch die USA.-Patent- Kanälen für ein Wärmeübertragungsmittel verschrift 2 772860 bekannt. Bei der dort unter ande- sehen ist, ren Kanalformen gezeigten Kanalfonn mit einem im 15 Fig. 2 in isometrischer Ansicht einen Abschnitt wesentlichen kreisförmigen Querschnitt stehen die eines Kanals gemäß der Erfindung, Kanten der einen Teil eines Kreisrings bildenden F i g. 3 einen Querschnitt eines Teils einer Behäl-

Kanalbleche direkt auf der Behälteroberfläche auf. terwand mit einem darauf gewickelten Mantel, bevor Dadurch bildet sich zwischen zwei benachbarten die Kanalbleche an der Behälterwand mittels Schwei-Kantenabschnitten eine verhältnismäßig schmale 20 ßungen befestigt sind und

und tiefe Rinne, in die beim Schweißen die einzige F i g. 4 einen Abschnitt gemäß F i g. 3, nachdem

Lage Schweißgut eingebracht werden muß, was die Kanalbleche an der Behälterwand befestigt sind, großes Können und stete Aufmerksamkeit von den wobei insbesondere die einzige Lage Schmelzgut zu Ausführenden erfordert. Außerdem ist es leicht mög- sehen ist, durch welche einander benachbarte Kanallich, daß die nahezu senkrecht auf die Behälterober- 25 blechabschnitte des gewickelten Mantels an der Befläche stoßenden Kanten der Kanalbleche nicht über- hälterwand und aneinander befestigt sind, all an der Behälteroberfläche anliegen und bei In Fig. 1 ist von einem Gesamtaufbau eines

Wärmedehnungen gelockert oder losgerissen werden. Behälters 20, der beispielsweise als Retorte für Ferner ist es gemäß der USA.-Patentschrift chemische Mischungen dient, ein Teil seiner Behälter-2 932 091 bei einer beheizten Trockentrommel, wie 30 wandung 22 im Schnitt zu sehen, die einen gewickelsie für die Papierherstellung benutzt wird, bekannt, ten Mantel in Form von Kanälen für ein Wärme-Kanäle aus aufgeschweißten, im wesentlichen kreis- übertragungsmittel aufweist. Der Behälter 20 hat ein förmigen Blechen zu bilden, bei denen die Kanten- nicht gezeichnetes abgeflachtes Kopfende und einen abschnitte jedes Kanals entlang der offenen Quer- halbkugelförmigen Boden. Zwischen seinem Kopfschnittsseite nach außen gewölbt und dort mit der 35 ende und seinem Boden hat der Behälter 20 im Trommeloberfläche verschweißt sind. Der gewölbte wesentlichen eine zylindrische Gestalt. Das Kopfende Abschnitt ist jedoch nur sehr kurz. Entsprechend des Behälters 20 weist üblicherweise verschiedene wenig kann er federnd nachgeben und das Kanal- Anschlußstücke auf, welche dazu dienen, Leitungen blech kann daher nur unvollkommen durch federn- für einfließendes Medium, Manometer, Thermodes Andrücken an der Trommeloberfläche zur An- 40 meter, Rührwerke usw. anzuschließen. Am Boden lage gebracht werden und außerdem bei größeren ist der Behälter 20 mit einem Bodenauslaßstück 23 Wärmespannungen aus der Schweißnaht heraus- versehen.

gerissen werden. An der Außenfläche des mittleren, zylindrischen

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus- Wandabschnitts des Behälters 20 sind mediumdicht gehend von einem Behälter der eingangs genannten 45 zwei Mantelabschnitte 24 und 26 in Form von Art, eine Kanalausbildung zu schaffen, die Wärme- Kanälen für ein Wärmeübertragungsmittel befestigt. Spannungen besser aufnehmen kann und leichtes Ein dritter Mantelabschnitt 28, der an seinem unte-Anpassen an die Behälteroberfläche sowie eine gute ren Ende in ein Schneckenübergangsstück endigt, Zugänglichkeit zur Ausführung der Schweißnaht ist an der Außenfläche des halbkugelförmigen Bodens ermöglicht. 50 des Behälters 20 befestigt. Bei Zuführung von kon-

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch densierbarem Heizmittel, beispielsweise Dampf, muß gelöst, daß die Kantenabschnitte jedes Kanals ent- sich der Einlaß jedes derartigen Kanals am oberen lang der offenen Querschnittsseite nach außen ge- Ende und der Auslaß am unteren Ende des Kanals wölbt sind, die Innenfläche eines jeden Kantenab- befinden, so daß alles flüssige Medium, das sich schnittes an der Oberfläche des Behälters mit einem 55 bei der Kondensation von Dampf bildet, leicht abAnstellwinkel von ungefähr 10° ausläuft und der geleitet werden kann. Jeder der drei Mantelabschnitte Krümmungsradius der nach außen gewölbten Kan- 24,26 und 28 hat einen Einlaßstutzen und einen tenabschnitte ungefähr Vs des Krümmungsradius des Auslaßstutzen. Die Mantelabschnitte 24, 26 und 28 übrigen Kanalbereichs beträgt. sind hintereinander längs der Oberfläche des Be-

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die 60 hälters 20 vom Kopfende bis zum Boden angeordnet. Kantenabschnitte gut auf der Behälteroberfläche Wird beispielsweise dem einen Kanalteil, der vom anliegen und leicht mit der Behälteroberfläche und Mantelabschnitt 24 allein bestimmt wird, Dampf zumiteinander verschweißt werden können. Durch die geführt, so wird nur eine besondere ausgewählte aufeinander abgestimmten Wölbungen nach ver- Zone des Behälters 20 beheizt. Durch die günstige schiedenen Richtungen ergeben sich bei Wärmedeh- 65 Form der Kanäle und ihre besondere Befestigung nungen keine großen Spannungen in der Schweiß- an der Behälterwandung 22 kann also ohne Rücknaht, da die Dehnungen sich in den Wölbungen sieht auf die dabei auftretenden besonderen Wärmefrei ausgleichen können. Die verhältnismäßig lange spannungen eine zonenweise Steuerung der dem Be-

hälter 20 zugeführten Wärme erreicht werden. Ob mehrere oder alle Mantelabschnitte mit Dampf oder einem anderen Heizmittel beliefert werden, hängt von der notwendigen Wärmemenge oder der Reaktionsart, die im Behälter 20 ausgeführt werden soll, ab. In den Mantelabschnitten 24, 26 und 28 kann an Stelle von Dampf auch beispielsweise Heißwasser geführt werden. Wenn im Behälter 20 eine Kühlwirkung gewünscht wird, können die Kanäle kaltes Wasser od. dgl. führen. Je nachdem, ob ein nicht kondensierendes oder ein nicht verdampfendes Medium durch die Kanäle geschickt werden soll und ob dieses Medium den Behälter 20 innen heizen oder kühlen soll, kann es auch von unten nach oben statt von oben nach unten durch die Kanäle in Umlauf gebracht werden. Die entsprechenden Auslaßstutzen werden dann zu Einlaßstutzen und umgekehrt. Für den Gesamtaufbau des Behälters 20 und seine Mantelabschnitte wird ein Isoliermaterial, passend je nach Erfordernis für Wärme und/oder Kälte, so verwendet.

Die Mantelabschnitte 24, 26 und 28 sind an der Behälterwandung 22 mittels Schweißung befestigt. Einander benachbarte Kanalbleche der Mantelwicklungen werden auf die Behälterwandung 22 so aufgewickelt, daß sie aneinandergrenzen, d. h. mindestens so dicht aneinander, daß eine einzige Lage Schmelzgut beim Schweißen genügt, einander benachbarte Windungen sowohl an der Behälterwandung 22 als auch aneinander zu befestigen. Dadurch ergibt sich ein wirtschaftliches Schweißen in bezug sowohl auf das Schmelzgut als auch auf die Zeit, die im Gesamten erforderlich ist, die Mantelabschnitte zu befestigen.

Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist, sind die aufeinander folgenden Windungen des Mantels in jedem seiner besonderen Abschnitte so aneinander gereiht, daß sie ziehharmonikaartig aussehen. Wenn sich auf Grund von Temperaturänderungen Veränderungen in den Abmessungen des Behälters 20 und der an ihm befestigten Mantelabschnitte ergeben, selbst im Falle von ziemlich großen und schnellen Temperaturänderungen, können auf diese Weise die Mantelabschnitte sich sowohl quer biegen als auch verdrehen nach Art einer Feder oder eines Ziehharmonikabalgs, ohne daß sich in ihnen hohe Materialspannungen ergeben, durch welche die Mantelabschnitte reißen oder von ihren Verbindungsstellen miteinander oder mit der Behälterwandung 22 sich lösen könnten.

In Fig.2 ist eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kanals 50 zu sehen. Diese Seitenansicht kann als typisch angesehen werden für die Querschnitt-Grundgestaltung der bereits beschriebenen Mantelabschnitte 24,26 und 28. Der Kanal 50 hat im Querschnitt einen kreisförmigen mittleren Bereich 52, an den nach außen gewölbte Kantenabschnitte 54 und 56 anstoßen. Die Kantenabschnitte haben Tangentiallinien oder -ebenen, die einen Winkel α von etwa 10° mit der zwischen ihnen sich erstreckenden Basisebene einschließen.

Zur Erläuterung werden beispielsweise folgende Abmessungen angegeben. Der Kanal 50 soll zwischen den Längskanten eine Basisbreite W von ungefähr 10 cm haben; die Höhe H von der Basisebene bis zum Scheitel des mittleren, kreisförmigen Kanalblechbereichs 52 soll ungefähr 3,8 cm betragen, der Innenradius R₁ des mittleren Kanalblechbereichs 3,8 cm und die Innenradien R_z der Wölbungen der nach außen gewölbten Kantenabschnitte ungefähr 1,3 cm.

Wenn einander benachbarte Wicklungen des Mantels zur Befestigung an der Behälterwand mittels Schweißung zusammengestoßen werden, ist der Bereich für die Lage Schmelzgut, d. h. der kleine verbleibende Bereich zwischen den Kanten einander benachbarter Wicklungen, weit genug weg vom mittleren Kanalbereich, so daß die Schweißflamme praktisch nicht auf diese Mittelabschnitte gelenkt wird.

In F i g. 3 ist ein Kanal 50 gezeigt, der auf einen Abschnitt 58 einer Behälterwand aufgebracht ist, so daß er dann an dieser Wand mittels Schweißung befestigt werden kann. Den Abschnitt 58 der Behälterwand kann man als einen Abschnitt ähnlich dem geraden zylindrischen Abschnitt der Behälterwandung 22 des Behälters 20 nach F i g. 1 betrachten. Da sich die Kanten einander benachbarter Mantelwicklungen nach außen wölben, ist reichlich Platz für die Schweißgutlage vorhanden, die die Kanalbleche an der Oberfläche des Wandabschnitts 58 und aneinander befestigt. Die Schweißung erfolgt einzig längs der Kante der Kanalbleche, ohne daß Schweißgut auf den kreisförmigen, mittleren Kanalbereich 52 gespritzt wird.

In F i g. 4 ist gezeigt, wie die einander benachbarten Kanäle 50 aneinander und an der Oberfläche des Wandabschnitts 58 mittels einer einzigen Lage Schweißgut 60 befestigt sind. Auf Grund eines Anstellwinkels von 10°, den die Kantenabschnitte der Kanalbleche mit der Basisebene einschließen, legen diese sich nicht flach an die Oberfläche des die Basisebene bildenden Wandabschnitts 58 an; sie haben auf diese Weise die Möglichkeit, gegenüber diesem Wandabschnitt zu federn, wenn der gesamte Aufbau aus Behälterwand und Mantelwicklungen seine Abmessungen unter dem Einfluß von Temperaturveränderungen ändert. Die einzige Lage Schmelzgut 60 kann natürlich mit einem Schweißstab entweder in einem Arbeitsgang oder in mehreren Arbeitsgängen aufgebracht werden. Zu den Faktoren, welche die Anzahl der tatsächlich erforderlichen Arbeitsgänge bestimmen, zählt die Stärke des Schmelzstabes und die Materialstärke der Bleche der Kanäle 50.

Claims

Patentanspruch:

Indirekt heiz- oder kühlbarer Behälter, bei dem die Kanäle, durch die das Heiz- bzw. Kühlmittel um die Wandung geleitet wird, durch aufgeschweißte Bleche gebildet und durch die Behältervvandung begrenzt werden und jedes Kanalblech einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt mit Kantenabschnitten hat, die mit der Behälteroberfläche in Berührung stehen, und bei dem einander benachbarte Kantenabschnitte miteinander und mit der Behälteroberfläche mit Hilfe einer einzigen Lage Schweißgut verbunden sind, die im dazwischenliegenden Bereich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenabschnitte (54, 56) jedes Kanals (50) entlang der offenen Querschnittsseite nach außen gewölbt sind, die Innenfläche eines jeden Kantenabschnittes (54, 56) an der Oberfläche (58) des

Behälters mit einem Anstellwinkel von ungefähr 10° ausläuft und der Krümmungsradius der nach außen gewölbten Kantenabschnitte ungefähr ¹Is des Krümmungsradius des übrigen Kanalblechbereichs (52) beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen