DE1551548A1

DE1551548A1 - Abstandhalter fuer Rohrschlangen

Info

Publication number: DE1551548A1
Application number: DE19671551548
Authority: DE
Inventors: Maher Frank A
Original assignee: Vapor Corp
Current assignee: Vapor Corp
Priority date: 1966-11-15
Filing date: 1967-11-15
Publication date: 1970-04-23
Also published as: US3357484A; GB1203058A

Description

betreffend
Abstandhalter für Rohrschlangen,

Die Erfindung bezieht sieh allgemein auf Anordnungen zum Einhalten von Abständen bei mehreren Rohrschlangen, wie sie bei zum Erhitzen eines Fludea dienenden Einrichtungen, z.B. einem Dampferzeuger, verwendet werden, und sie betrifft insbesondere eine Anordnung dar genannten Art, die eine schnellere Herstellung von Rohrschlangen ermöglicht, wobei die Wirksamkeit der Anordnung bezüglich der Einhaltung der gewünschten Abstände zwischen Reihen und Schichten von Rohren aufrechterhalten bleibt, und wobei es möglich ist, einen Satz von Rohrschlangen in der Weise herzustellen,, -daß sich nur eine minimale .Beanspruchung oder.Verformung und hur eine minimale Schwächung der Rohre ergibt.

Der erfindungsgemäße Abstandhalter dient dazu, Rohrschichten im gewünschten Abstand zu halten, wenn die Rohrschichten im wesentlichen konzentrisch angeordnet sind, und ferner dient er dazu, die Rohre bzw. Rohrabschnitt© innerhalb einer Schicht in den gewünschten Abständen zu halten, wenn die

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.Rohre in Reihen angeordnet sind, wobei einander benachbarte Eohre gegeneinander versetzt sind. Die erfindungsgemetöen Abstandhai t emit t el umfassen einen langgestreckten sinusförmig gewellten Abschnitt, der geeignet ist, zwischen benachbarten Rohrschichten angeordnet zu werden, sowie mehrere an diesem gewellten Abschnitt befestigte, als Abstandhalter zur Wirkung kommende klotzförmige Abschnitte. Diese klotzförmigen Abschnitte werden innerhalb jeder Reihe von Rohren jeweils zwischen benachbarten Rohren angeordnet. Auf diese Weise ermöglicht es ein einziger Abstandhalter, die gewünschten Abstände zwischen benachbarten Rohrschichten sowie zwischen den Rohren jeder Schicht aufrechtzuerhalten. Während die Rohrschlangen gewickelt werden, werden die Abstandhalter in die richtige Lage gebracht und mit den Rohren lediglich durch Heftsohweißungen verbunden.

Bis jetzt ist es bei der Herstellung ähnlicher Rohrschlangen erforderlich, einzelne Abstandeklötze zwisohen den Rohren einer Reihe anzuordnen und sie feetzuschweißen, woraufhin gewellte Abetandsetüoke zwisohen benachbarten Rohrschichten angeordnet und angeschweißt werden. Bei diesem Verfahren ist es erforderlich, eine große Zahl von Schweißstellen vorzusehen, und infolge des Zeitaufwandes für die Herstellung der Schweißverbindungen ergibt sich eine relativ niedrige Produktionsgesohwindigkeit bei der Herstellung von Rohrschlangen. Bekanntlich führt das Anschweißen der klotzförmigen Ab-Btandestüoke zu einer thermischen Beanspruchung der Rohre, ao daß sioh die Gefahr des Auftretens von Schäden an den Rohren vergrößert, ferner besteht in jedem Fall die Gefahr, daß ein Bohr durch, «ine Sohweißung in einem erheblichen Ausmaß ge-

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schwächt wird, da sich die Wandstärke des Rohrs verringert, so daß auch eine Verringerring der Lebensdauer der Rohrschlange zu erwarten ist.

JSine Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, einen neuartigen und verbesserten Satz von Rohrsohlangen zu schaffen, bei dem die vorstehend genannten Schwierigkeiten vermieden sind.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung von Abstandhaltern zur Verwendung bei der Herstellung von Rohrschlangenaggregaten, die nicht nur eine Beschleunigung der Produktion ermöglichen, sondern auch bewirken, daß dieRohre geringeren Beanspruchungen ausgesetzt werden, so daß eine Schwächung der Höhre vermieden wird.

Ferner sieht, die Erfindung Abstandhalter zur Verwendung bei der Herstellung Von Rohrschlangen vor, wobei jeder erfindungsgemäße Abstandhalter einen langgestreckten, sinusförmig gewellten Abschnitt umfaßt, an dem mehrere klotzförmige Abschnitte befestigt sind, die gegenüber dem gewellten Abschnitt vorspringen; ein solcher erfindungegemäßer Abstandhalter dient dazu, die gewUneohten Abstände zwischen benachbarten Rohr-Bchichten sowie zwischen benachbarten Rohren der betreffenden Reihe aufrechtzuerhalten.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand echematisoher Zeichnungen an mehreren AusfUhrungsbeispielen näher erläutert.

Pig. 1 zeigt im Sohnitt einen Satz von Waiserrohrschlangen und veranschaulicht, auf welche Weise die erfindungsgemäßen Abstandhalter bei einem solchen Satz von Rohrschlangen angeordnet

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Fig. 2 ähnelt Fig. 1, zeigt jedoch eine andere Verwendungsweise von erfindungsgemäßen Abstandhaltern.

Fig. 3 zeigt in einer Draufsicht einen erfindungsgemäßen Abstandhalter! bei dem die Abstandsklötze auf der Unterseite des sinusförmig gewellten Hauptabschnitts angeordnet sind.

Fig. 4 zeigt den Abstandhalter nach Fig. 3 in einer Stirnansicht.

Der in Fig. 3 und 4 gezeigte, insgesamt mit 1ü bezeichnete erfindungsgemäße Abstandhalter umfaßt einen sinusförmig gewellten Hauptabschnitt 11 und mehrere daran befestigte Ab- ■ Standsklötze 12. Gemäß Fig. 1 ist der sinusförmig gewellte Hauptabschnitt 11 im wesentlichen ebenso ausgebildet wie die bis jetzt gebräuchlichen sinusförmig gewellten Abstandhalter, und auch die Abstandsklötze entsprechen im wesentlichen den bis jetzt verwendeten Abstandsklötzen, doch ist zu bemerken, dab bis jetzt keine Konstruktion bekannt geworden ist, bei der die Abstandsklötze an dem sinusförmig gewellten Hauptabschnitt befestigt sind. Der sinusförmig gewellte Hauptabschnitt 11 des erfindungsgemäßen Abstandhalters dient dazu, einander benachbarte konzentrische Rohrschichten 13 und 14 im gewünschten Abstand voneinander zu halten, während die Abstandsklötze 1k! des Abstandhalters dazu dienen, die Bohre 1i?, 16, 17 und 1b, die zu der Schicht 14 gehören, im gewünschten Abstand voneinander zu halten. Die Rohre 15 bis 18 der Schicht 14 liegen zusammen mit den Rohren 19, 20, 21 und 22 der Schicht 13 in im wesentlichen radial verlaufenden Reihen, doch sind die zu benachbarten Reihen gehörenden Rohre gegeneinander versetzt. Bekanntlich wird

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ein einziges zusammenhängendea Bohr in Form von Schichten und .Reihen so gewickelt, daß mehrere Rohrabschnitte entstehen, die im wesentlichen radial verlaufende Beinen und konzentrisch angeordnete Schichten bilden, so daß man einen Satz von Bohrschlangenabschnitten erhält, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Bei der Anordnung nach Pig. 1 steht das Bohr 23 der Schicht 13 nicht in Fluchtung mit irgendeinem Bohr der Schicht H, doch sei bemerkt, daß man gegebenenfalls in der Schicht 14 die gleiche Zahl von Bohren vorsehen kann wie in der Schicht 13.

Jeder Abstandhalter 10 umfaßt voneinander abgewandte sinusförmig gewellte Flächen 24 und 25 sowie voneinander abgewandte ebene Flächen 26 und 27· Die Abstandsklötze 12 sind mit der gewellten Fläche 25 verschweißt, und bei jedem Abstands- -&lotz.12 sind vorzugsweise Schweißstellen 28 und 29 auf entgegengesetzten Seiten vorgesehen, um den Abstandsklotz praktisch zu einem Bestandteil des sinusförmig gewellten Hauptabschnitts 11 zu machen. Vor dem Wickeln und Herstellen des Satzes von Bohrschlangen werden die Abstandhalter auf geeignete Weise hergestellt. Jeder Abstandsklotz 12 besitzt voneinander abgewandte, im wesentlichen parallele Flächen 30 "und 31, die an einander benachbarten Bohren anliegen, zwischen denen der Abstandsklotz angeordnet ist. Es ist nicht erforderlich, jeden Abstandsklotz auf irgendeine Weise mit einem Bohr zu verschweißen; dies steht im Gegensatz, zu dem bis jetzt gebräuchlichen Verfahren, gemäß welchem jeder einzelne Abstandsklotz mit den ihm benachbarten Bohren verschweißt wird. Gemäß Fig. 1 wird ein Abstandsklotz 12 mit jedem konvexen Teil der sinusförmig gewellten Fläche 25

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verschreibt, doch ist es auch möglich, weitere Abstandsklötze an jedem konvexen Teil der sinusförmig gewellten unteren Fläche 24 zu befestigen, um die Bohre der Schicht 13 in den gewünschten Abständen zu halten. Damit jeder Abstandsklotz 12 bewirkt, aaß einander benachbarte Bohre im richtigen Abstand gehalten werden, muß der Abstandsklotz zwischen die benachbarten Bohre so weit hineinragen, daß er ein kleines Stück jenseits einer Linie endet, welche die Mittelachsen der benachbarten Bohre verbindet.

Bei der Herstellung eines Satzes von Bohrschlangen wird stets zuerst die innere Schicht gewickelt, und danach werden vor dem Wickeln der zweiten Schicht die Abstandhalter in die richtige Lage gebracht und an Bohren der inneren Schicht befestigt. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist der Abstandhalter 10 bei 32 und 33 mit Hilfe von Heftschweißungen befestigt, welche den gewellten Hauptabschnitt 11 mit den Bohren 19 und 23 verbinden. Die Abstandsklötze 12 ragen gegenüber dem gewellten Hauptabschnitt 11 aus radial nach außen. Man kann jede gewünschte Zahl von Abstandhaltern verwenden, um die gewünschten Abstände zwischen den Schichten und den Bohren aufrechtzuerhalten.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform erstrecken sich die Abstandsklötze 12 von dem sinusförmig gewellten Hauptabschnitt 11 aus radial nach innen, um die Bohre innerhalb der Schicht 13a in den gewünschten Abständen zu halten. Bei der Herstellung eines Bohrschlangensatzes nach Fig. 2 wird zuerst die innere Schicht 13a gewickelt, und danach werden die Abstandhalter 10 auf der inneren Schicht angeordnet und an ihr befestigt. Hierbei ist es erforderlich, die Abstandsklötze 12 in die Lücken zwischen

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oenuoriüarten lic ure η der Schicht 13a nu drücken und danach aie Abstu.iidh.alter mit der Schicht 15a zn verbinden, z.B. mit Hilfe von Sch.veiisstellen 34 und 35 zwischen dem gewellten Hauptabschnitt 11 und den Bohren 19a und 23a. Zwar zeigen die Zeichnungen, daß jeder Abstandhalter 1U mit der inneren Schicht von Eonren nur an zwei Punkten durch Heftschweißungen verbunden ist, doch sei bemerkt, daß man eine größere Zahl von Heftschweißstellen vorsehen könnte, z.B. an jedem Bohr der betreffenden Schicht; jedoch bewirkt in jedem Fall das Anschweißen des gewellten Hauptabschnitts 11 an die Schicht 13a, daß die Abstandsklotze 12 zwischen benachbarten Rohren der Schicht in der richtigen Lage gehalten werden, ohne dab. es erforderlich ist, die Abstandsklötze mit den Bohren zu verschweißen. Hierdurch wird eine erhebliche Verringerung der Zahl der Schweißstellen erzielt, die bei der Herstellung eines Satzes von Bohrschlangen benötigt werden, so daß sich eine entsprechende Verringerung der thermischen Beanspruchungen ergibt, die durch die Schweißarbeiten hervorgerufen werden. Es liegt auf der Hand, daß sich eine höhere Produktionsgeschwindigkeit erzielen läßt, da man mit einer kleineren Zahl von .Schweißstellen auskommt. Diese Verringerung der Zahl der Schweißstellen führt außerdem zu einer Verringerung der Gefahr, daß irgendein Bohr durch eine bestimmte Schweißstelle geschwächt wird. Eine Schwächung eines Bohrs wird durch eine Schweißstelle bewirbt, die.zu einer Verringerung der Wandstärke des Bohrs an einer bestimmten Stelle führt, so daß sich die zu erwartende Lebensdauer des Eohra verkürzt. Zwar sind die Abstandhalter 10 gemäß den Zeichnungen mit den Bohren dadurch verbunden, daß die gewellten Hauptabschnitte mit den Bohren ver-

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schweißt sind, doch sei bemerkt, dab es aucn möglich ist, einen Abstandsklotz mit einem Bohr zu verschweißen, una aaß man dieses Verfahren auch anstelle des Anschwellt ens des gewellten Hauptabschnitts an die Bohre anwenden könnte.

Für den Pal±, daß ein Satz von Wasserrohrschlangen hergestellt werden soll, der mehr als zwei Bohrwindungsschichten umfaßt, sei bemerkt, daß man zusätzliche Abstandhalter auf der äußersten Bohrschient anordnen und daran befestigen kann, um zu ermöglichen, daß danach weiteres Eohrmaterial aufgewickelt wiiä, um eine weitere Schicht zu erzeugen.

Abschließend sei bemerkt, daß man bei den vorstehend beschriebenen AusführungsbeispJ-elen die verschiedensten Abänderungen und Abwandlungen vorsehen kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

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Claims

SCEWSIOSRSTRASSS 2

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ΙΊΟΤΙΟΤΜΤΙΧΤ MÜXOHXX

iA-33 619 1551 548

PATENTANSPRÜCHE

Abstandhalter für eine insbesondere dem Wärmeaustausch dienende Rohrwicklung mit wenigstens zwei Rohrschlangen, von denen die eine um die andere gewickelt ist, mit einem langgestreckten Distanzteil, das für eine Anordnung in axialer Erstreckung zwischen den Rohrschlangen unter Festlegung ihres Radialabstands vorgesehen und gegebenenfalls in Anpassung an die in axialer Richtung zueinander versetzt angeordneten Windungen der beiden Rohrschlangen wellenförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Distanzteil (11) an sich bekannte Abstandstücke (12) zum axialen Festlegen der Windungen (15 bis 18, 19 bis 23; 15a bis 18a, 19a bis Z3a) der Rohrschlangen (13» 1^; 13a, l4a) befestigt sind, die bei zwischen den Rohrschlangen angeordnetem Distanzteil zwischen benachbar— te Windungen derselben Rohrschlange vorspringen.
2. Abstandhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandstücke (12) nur auf einer Seite des Distanzteils (11) angeordnet sind, so dass sie bei eingebautem Distanzteil die Windungen (15 bis 18; 19a bis 23a) nur einer Rohrschlange (1^; 13a) axial festlegend radial nach aussen (Fig. 1) oder radial nach innen (Fig. 2) vorspringen.

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3. Abstandhalter nach Anspruch 1 oder 2 mit einem wellenförmigen Diatanzteil, dadurch gekennzeichnet , dass die Abstandstücke (12) im Bereich der Wellenbäuche am Distanzteil (11) angeordnet sind.
4. Abstandhalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e η η zeichnet , dass alle Abstandstücke (12) dieselben Abmessungen, insbesondere dieselbe Dicke, aufweisen.
5. Abstandhalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g e k e η η. · ze lehnet, dass die Abstandstücke (12) am Distanzteil (11) angeschweisst sind.
6. Abstandhalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Ab st angstücke (12) mit dem Distanzteil (11) aus einem Stück bestehen und aus der Erstreckungsrichtung des Distanzteils ausgebogen sind.
7. Abstandhalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass das Distanzteil (11) für eine Befestigung an wenigstens einer Rohrschlange (13j. 13a) vorgesehen ist.
8. Verfahren zum Herstellen einer wenigstens zwei konzentrisch angeordnete Rohrschlangen von unterschiedlichem Durchmesser umfassenden Rohrwicklung unter Verwendung von Abstandhaltern nach Anspruch 1 bis 7» bei dem zunächst die Rohrschlange mit dem kleineren Durchmesser gewickelt wird, die Abstandhalter sich axial erstreckend am Aussenumfang dieser Rohr-

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schlange Befestigt werden und dann die Rohrschlange mit dem grösseren Durchmesser über die Abstandhalter gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet , dass die Abstandhalter so befestigt werden, dass ihre Abstandstücke zwischen die Windungen der Rohrschlange mit dem kleineren Durchmesser greifen.
9. Verfahren zum Herstellen einer wenigstens zwei konzentrisch angeordnete Rohrschlangen von unterschiedlichem Durchmesser umfassenden Rohrwicklung unter Verwendung von Abstandhaltern nach Anspruch 1 bis 7, bei dem zunächst die Rohrschlange mit dem kleineren DUPöhmesser gewickelt wird, die Abstandhalter sich axial erstreckend am Aussenumfang dieser Rohrschlange befestigt werden und dann die Rohrschlange mit dem grösseren Durchmesser über die Abstandhalter gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet , dass die Abstandhalter so befestigt werden, dass ihre Abstandstücke radial nach aussen vorspringen, worauf die Rohrschlange mit dem grösseren Durchmesser so aufgewickelt wird, dass ihre Windungen zwischen benachbarten Abstandstücken liegen.

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